发动机后处理系统的混合器及排气导管的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于混合两种或多种流体的系统和方法，更具体地说，涉及用于在发动机后处理系统中均化两种或多种流体的流动的系统和方法。
【背景技术】
[0002]通常在发动机的后处理系统中设置一种选择性催化还原(SCR)模块，以除去或减少排气气流中氮氧化物(NOx)的排放。SCR系统使用一种或多种引入排气气流的还原剂，例如尿素。
[0003]通常在发动机后处理系统中使用混合器来加强还原剂和排气的混合。然而，已知的混合器可能不能在排气中均匀地分布还原剂。此外，在混合过程中，还原剂可以与混合器和/或排气导管的表面接触并在其上形成沉积物。还原剂沉积物可以使后处理系统的混合器和/或排气导管的通道结晶并且堵塞该通道。同时，混合器在其下游侧可以导致还原剂的低蒸发率、低均匀性和/或不平衡性，横跨混合器导致背压增加等。
[0004]在一些排气系统中，可以通过再生过程防止堵塞，其中将该混合器加热以烧掉沉积物。该再生过程需要在混合器上设置另外的加热装置。此外，再生过程的完成以及额外的功耗可能需要定量的时间，该额外的功耗会导致整个系统的效率降低。此外，沉积物的形成会引起材料浪费，从而增加操作成本。因此，需要一种改进的用于混合两种或多种流体的系统和方法。
[0005]美国公开的申请号为2013/104531的专利公开了一种用于混合尿素溶液和发动机排气的静态混合器。该混合器包括外管。该外管包括连接到柴油机的排气歧管的一个端部以及连接到选择性催化还原(SCR)模块的另一个端部。该外管包括尿素溶液喷射适配器设置有的部件。混合器包括设置在外管内部的信道单元，该信道单元在纵向包括多个导向通道，该信道单元还包括面向尿素溶液喷射适配器的下端部的入口部分。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种用于在发动机后处理系统中混合还原剂和排气气流的混合器，可以将还原剂液滴分裂成更小的液滴，从而提高了还原剂的蒸发率。
[0007]在本实用新型的一个方面，提供了一种发动机后处理系统的混合器，用于混合还原剂和排气气流，所述混合器包括第一部分，所述第一部分包括多个第一孔；所述混合器还包括设置在邻近所述第一部分处的第二部分，所述第二部分包括多个第二孔；所述混合器还包括设置在所述第一部分和第二部分之间的第一过渡部分，在所述第一过渡部分中设置有第一狭槽；所述混合器还包括第三部分，所述第三部分相对于第二部分倾斜地定向，所述第三部分包括多个第三孔；所述混合器还包括设置在第二部分和第三部分之间的第二过渡部分，在所述第二过渡部分中设置有第二狭槽。
[0008]优选的，所述第一狭槽和第二狭槽的形状是矩形的；所述多个第一孔的形状是圆形的；所述多个第三孔的形状是圆形的；所述多个第二孔的形状是矩形的，所述多个第二孔中的每个包括从所述第二部分延伸出的翼片。
[0009]其中，所述翼片从所述第二部分冲压出来，以形成多个所述第二孔。
[0010]可选的，所述第一部分和所述第二部分是共面的，或者，所述第一部分相对于所述第二部分倾斜地定向。
[0011]在本实用新型的另一个方面，提供了一种发动机后处理系统的排气导管，所述排气导管包括在其中限定有通道的壁，所述通道配置为接收排气气流，所述通道限定相对于排气气流的上游侧和下游侧；所述排气导管还包括安装在壁上的喷射器，所述喷射器配置为将还原剂分配到排气气流中；所述排气导管还包括混合器，所述混合器设置在通道内并位于喷射器的下游侧，所述混合器包括第一部分，所述第一部分包括多个第一孔，所述第一部分定位于邻近喷射器处；所述混合器还包括设置在邻近第一部分处的第二部分，所述第二部分包括多个第二孔；所述混合器还包括设置在所述第一部分和第二部分之间的第一过渡部分，在所述第一过渡部分中包括第一狭槽；所述混合器还包括第三部分，所述第三部分相对于第二部分倾斜地定向，所述第三部分包括多个第三孔；所述混合器还包括设置在第二部分和第三部分之间的第二过渡部分，在所述第二过渡部分中设置有第二狭槽。
[0012]其中，所述第二部分位于离所述排气导管的壁的第一距离处；所述第三部分位于离所述排气导管的壁的第二距离处，所述第一距离和所述第二距离彼此不同；所述第一部分和所述第二部分可以相互平行或者倾斜地定向；所述第一狭槽和所述第二狭槽的形状是矩形的；所述多个第一孔的形状是圆形的；所述多个第三孔的形状是圆形的；所述多个第二孔的形状是矩形的，并且所述多个第二孔中的每个包括从所述第二部分延伸的翼片，从所述第二部分冲压出所述翼片以形成所述多个第二孔中的每个，所述翼片平行于所述排气气流的方向。
[0013]上述技术方案提供了一种混合器，其具有改进的还原剂液滴分解和改进的蒸发率。
[0014]通过以下说明和附图，本实用新型的其它特征和方面将显而易见。
【附图说明】
[0015]图1是根据本实用新型的实施例的示例性发动机系统的框图；
[0016]图2是根据本实用新型的实施例的安装在排气导管内的混合器的示意图；
[0017]图3是根据本实用新型的实施例的混合器的透视图；
[0018]图4是根据本实用新型的另一个实施例的混合器的另一种结构的透视图；
[0019]图5是根据本实用新型的实施例的安装在排气导管内的混合器的又一种结构的示意图；
[0020]图6是根据本实用新型的实施例的示出了混合器的沿轴线A-A’截取的排气导管的横截面视图；
[0021]图7是根据本实用新型的实施例的沿轴线B-B’截取的混合器的下游侧上的排气导管的横截面视图；
[0022]图8是根据本实用新型的实施例的混合器的工作方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]在所有附图中将尽可能地用相同的附图标记表示相同或类似的部件。参照图1，示出了示例性发动机系统102的框图。该发动机系统102包括发动机104。在一个实施例中，发动机104包括柴油动力发动机。在其它实施例中，发动机104可以包括本领域已知的任何内燃机，包括但不限于汽油动力发动机、天然气动力发动机或其组合。发动机104可以包括其它部件(未示出)，例如燃料系统、进气系统、传动系统(包括传输系统)等。该发动机104可以用于向任何机械设备(包括但不限于公路上行驶载重车、越野载重车、推土机、发电机等)提供动力。此外，发动机系统102可以与任何行业(包括但不限于运输、建筑、农业、林业、发电和物料装卸)相关联。
[0024]该发动机系统102包括流体地连接到发动机104的排气歧管(未示出)的排气后处理系统106 (在下文称作“后处理系统106”)。该后处理系统106配置为处理离开发动机104的排气歧管的排气气流。排气气流包括排放化合物(可以包括氮氧化物(NOx)、未燃烧的碳氢化合物、颗粒物质和/或其它化合物)。后处理系统106配置为处理和减少在排气气流离开发动机系统102之前排放的NOx、未燃烧的碳氢化合物、颗粒物质和/或其它化合物。
[0025]该后处理系统106可以包括还原剂输送模块108。将还原剂输送模块108配置为用于将还原剂分配在排气气流中。后处理系统106还可以包括设置在还原剂输送模块108下游的选择性催化还原(SCR)模块110。SCR模块110配置为用于降低排气气流中存在的NOx的浓度。SCR模块110可以包括催化剂，当气流通过SCR模块110时，该催化剂有助于反应、还原或从排气中除去NOx。该SCR模块110可以具有由合适的材料制成或涂覆的蜂巢或其它