混合组件、入口管组件及其排气后处理部件的制作方法
专利名称:混合组件、入口管组件及其排气后处理部件的制作方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种混合组件。该混合组件能够用于排气后处理部件中，包括外穿孔管、内穿孔管、连接外穿孔管与内穿孔管的套环以及固定于外穿孔管上的端盖，其中内穿孔管位于外穿孔管中，套环包括固定于外穿孔管的第一表面、固定于内穿孔管的第二表面、以及位于第一表面与第二表面之间的径向收缩部分，内穿孔管设有多个第一穿孔，外穿孔管设有多个第二穿孔。本实用新型还涉及具有该混合组件的入口管组件及其排气后处理部件。
【专利说明】混合组件、入口管组件及其排气后处理部件
[0001 ] 本申请是申请日为2013年4月25日、申请号为201390001166.4、实用新型名称为“混合组件、入口管组件及其排气后处理部件”的申请的分案申请。
技术领域
[0002]本申请涉及一种混合组件、具有该混合组件的入口管组件及其排气后处理部件。
【背景技术】
[0003]本部分提供与本申请相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
[0004]排气后处理系统可以在排气流穿过各种排气后处理元件之前将试剂排气处理流体定量给送到排气流中。例如，可以在排气穿过选择性催化还原(SCR)催化剂之前将尿素排气处理流体定量给送到排气流中。然而，当排气与尿素排气处理流体已经充分混合时，SCR催化剂才是最有效的。
【实用新型内容】
[0005]本部分提供本申请的总体概述而不是其全部范围或其所有特征的综合性披露。
[0006]本实用新型的目的在于提供一种混合效果较好的混合组件、具有该混合组件的入口管组件及其排气后处理部件。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:一种混合组件，能够用于排气后处理部件中，所述混合组件包括外穿孔管、内穿孔管、连接所述外穿孔管与所述内穿孔管的套环以及固定在所述外穿孔管上的端盖，所述外穿孔管包括第一末端以及与所述第一末端相对的第二末端，所述外穿孔管与所述内穿孔管均为圆筒状，其中所述内穿孔管的直径小于所述外穿孔管的直径，所述内穿孔管至少部分位于所述外穿孔管中；所述套环包括至少部分固定于所述外穿孔管的第一表面、至少部分固定于所述内穿孔管的第二表面以及位于所述第一表面与所述第二表面之间的径向收缩部分;所述端盖固定在所述第二末端上，所述端盖具有迫使气流反向流动的弯曲表面，所述内穿孔管包括轴向延伸超过所述第二末端的自由末端，所述自由末端顶靠所述弯曲表面，且所述自由末端在其边缘上开设有降低背压的凹口；所述内穿孔管在其圆周上设有多个第一穿孔，所述外穿孔管在其圆周上设有多个第二穿孔。
[0008]进一步地，所述外穿孔管与所述内穿孔管同轴设置;所述径向收缩部分沿所述外穿孔管及/或所述内穿孔管的轴向自所述第一表面向所述第二表面逐渐收缩。
[0009]进一步地，所述凹口使得所述自由末端的边缘形成锯齿状构型。
[0010]进一步地，所述混合组件横向设置，所述第一穿孔沿周向分布在所述内穿孔管上，所述第二穿孔沿周向分布在所述外穿孔管上，且所述第一穿孔与所述第二穿孔在所述外穿孔管及/或所述内穿孔管的轴向上不相互重叠。
[0011]进一步地，所述混合组件竖向设置，所述第一穿孔被形成在所述内穿孔管的圆周的一半圆周上并且面向第一方向，所述第二穿孔被形成在该外穿孔管的圆周的一半圆周上并且面向与所述第一方向相反的第二方向。
[0012]本实用新型还涉及一种混合组件，能够用于排气后处理部件中，所述混合组件包括外穿孔管、内穿孔管以及固定在所述外穿孔管上的端盖，所述外穿孔管包括第一末端以及与所述第一末端相对的第二末端，所述外穿孔管与所述内穿孔管均为圆筒状且同轴设置，其中所述内穿孔管的直径小于所述外穿孔管的直径，所述内穿孔管至少部分位于所述外穿孔管中；所述端盖固定在所述第二末端上，所述端盖具有迫使气流反向流动的弯曲表面，所述内穿孔管包括轴向延伸的自由末端，所述自由末端顶靠所述端盖或者与所述端盖间隔开，所述内穿孔管在其圆周上设有多个第一穿孔，所述外穿孔管在其圆周上设有多个第二穿孔。
[0013]进一步地，一部分排气与排气处理流体的混合物经过所述第一穿孔以及所述第二穿孔离开所述混合组件;一部分排气与排气处理流体的混合物穿过所述内穿孔管之后，经过所述第二穿孔离开所述混合组件;一部分排气与排气处理流体的混合物穿过所述内穿孔管之后，经过端盖的反向，最终从所述第二穿孔离开所述混合组件。
[0014]进一步地，所述第二穿孔被形成在该外穿孔管的圆周的一半圆周上。
[0015]进一步地，所述混合组件竖向设置，所述第一穿孔被形成在所述内穿孔管的圆周的一半圆周上并且面向第一方向，所述第二穿孔被形成在面向与所述第一方向相反的第二方向。
[0016]本实用新型还涉及一种入口管组件，其包括入口管以及混合组件，所述入口管包括第一部分以及与所述第一部分相连接的第二部分，所述混合组件与所述第二部分连接，所述第二部分径向扩大以形成用于安装定量给送模块的安装表面，所述安装表面设有接纳安装装置的孔口，所述安装装置用以支撑所述定量给送模块，其中，所述混合组件为如上所述的混合组件。
[0017]进一步地，所述安装表面是倾斜的，所述第二部分至少部分插入所述外穿孔管中并与所述外穿孔管相固定，所述入口管还包括邻近所述孔口且用于接纳传感器的入口传感器凸座。
[0018]本实用新型还涉及一种入口管组件，其包括入口管、混合组件以及用以支撑定量给送模块的安装装置，其中，所述混合组件为如上所述的混合组件，所述定量给送模块向所述内穿孔管中供给试剂排气处理流体，所述混合组件使所述试剂排气处理流体与排气相互混合。
[0019]本实用新型还涉及一种排气后处理部件，用于处理发动机产生的排气，所述排气后处理部件包括，具有入口管和出口管的壳体;位于所述入口管与所述出口管之间的基材，所述基材被催化剂涂覆，所述基材位于所述壳体内；孔口，所述孔口与所述排气连通，用以将排气处理流体定量给送到所述排气中；以及混合组件，所述混合组件位于所述壳体内且位于所述孔口的下游和所述基材的上游，所述混合组件与所述入口管连接在一起，其中，所述混合组件为如上所述的混合组件。
[0020]进一步地，被催化剂涂覆的所述基材为选择性催化还原(SCR)元件。
[0021]相较于现有技术，本实用新型通过设置套接在一起的外穿孔管以及内穿孔管，增大了混合距离，提高了混合效果。
[0022]从根据本文所提供的描述将清楚其他适用范围。本概述中的描述和特定的实例仅旨在用于说明的目的而并非旨在限制本申请的范围。
【附图说明】
[0023]在此所述的附图仅用于所选择的实施例而不是所有可能的实现方式的说明目的，并且不旨在限制本申请的范围。
[0024]图1示意性地展示了根据本申请排气系统的原理；
[0025]图2是根据本申请的第一原理的排气后处理部件的入口管侧透视图；
[0026]图3是图2中所展示的排气后处理部件的出口管侧透视图；
[0027]图4是图2中所展示的排气后处理部件的右侧透视图；
[0028]图5是图2中所展示的排气后处理部件的左侧透视图；
[0029]图6是图2中所展示的排气后处理部件的入口管侧分解透视图；
[0030]图7是图2中所展示的排气后处理部件的出口管侧分解透视图；
[0031 ]图8是图2中所展示的排气后处理部件的入口管侧正面透视图；
[0032]图9是沿图8中9-9线截取的排气后处理部件的截面视图；
[0033]图10是图2中所展示的排气后处理部件的出口管侧截面透视图；
[0034]图11是根据本申请的第二原理的排气后处理部件的入口管侧透视图；
[0035]图12是图11中所展示的排气后处理部件的出口管侧透视图；
[0036]图13是图11中所展示的排气后处理部件的右侧透视图；
[0037]图14是图11中所展示的排气后处理部件的左侧透视图；
[0038]图15是图11中所展示的排气后处理部件的入口管侧分解透视图；
[0039]图16是图11中所展示的排气后处理部件的出口管侧分解透视图；
[0040]图17是图11中所展示的排气后处理部件的截面视图；并且
[0041 ]图18是图11中所展示的排气后处理部件的出口管侧截面透视图。
[0042]在附图的各视图中，对应的附图标记表示对应的部分。
【具体实施方式】
[0043]现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。
[0044]图1示意性地展示了根据本申请的排气系统10。排气系统10可以至少包括与燃料源(未示出)连通的发动机12，燃料一旦消耗掉就产生排气，排气排入具有排气后处理系统16的排气通道14。可以在发动机12的下游布置排气后处理部件18，该排气后处理部件18可以包括排气处理元件，例如催化剂涂覆的基材或过滤器20。催化剂涂覆的基材或过滤器20可以是柴油机氧化催化器(DOC)、柴油微粒过滤(DPF)元件、或如图所展示的选择性催化还原(SCR)元件。尽管仅在图1中展示了单个的催化剂涂覆的基材或过滤器20，应理解的是排气处理元件可以容纳一对催化剂涂覆的基材或过滤器20和21(例如图9和图17)。就此而言，可以使用上述基材或过滤器的任何组合。此外，其他基材和过滤器包括氨泄漏催化剂(ammonia slip catalyst)、稀薄NOx催化剂、以及类似物。
[0045]尽管本申请并未要求，但排气后处理系统16可以进一步包括诸如增热装置或燃烧器22的部件以便增加经过排气通道14的排放气体的温度。提高排放气体的温度有利于实现在寒冷天气条件下以及在发动机12的启动时点燃在排气处理元件中的催化剂，以及当排气处理元件是DPF时激活排气处理元件的再生。
[0046]为协助对发动机12所产生的排放加以还原，排气后处理系统16可以包括定量给送模块24以用于周期性地将排气处理流体定量给送到排气流中。如图1中所展示的，定量给送模块24可以是定位在排气后处理部件18上游，并且可运行来将排气处理流体注入到排气流中。就此而言，定量给送模块24是借助于入口管路30与试剂储箱26和栗28实现流体连通，以便将诸如柴油燃料或尿素的排气处理流体定量给送到排气后处理部件18的排气通道14上游中。定量给送模块24还可以经由返回管路32与试剂储箱26连通。返回管路32允许任何未被定量给送进入排气流的排气处理流体得以返回试剂储箱26。排气处理流体通过入口管路30、定量给送模块24、和返回管路32的流动还协助了冷却定量给送模块24从而使得定量给送模块24不会过热。尽管附图中并未展示，但定量给送模块24可以被构型成包括在定量给送模块24周围传送冷却剂以对其加以冷却的冷却套。
[0047]有效地处理该排气流的所需的排气处理流体量可以随负荷、发动机转速、排放气体温度、排放气体流速、发动机燃料注入正时、所希望的NOx还原、气压计压力、相对湿度、EGR比率以及发动机冷却剂温度而变化的。可以在排气处理元件的下游定位NOx传感器或量计34 JOx传感器34可运行来将指明该排气NOx含量的信号输出给发动机控制单元36。可以经发动机/车辆的数据总线从发动机控制单元36将所有或者一些发动机运行参数提供给试剂电子定量给送控制器38。试剂电子定量给送控制器38也可以作为发动机控制单元36的一部分包括在内。如图1指示的，可以通过各传感器测量排放气体温度、排放气体流量和排气背压以及其他车辆运行参数。
[0048]有效处理排气流所要求的排气处理流体的量也可能取决于发动机12的大小。就此而言，使用在火车机车、海洋应用、以及固定式应用中的大型柴油发动机可能具有超过单一定量给送模块24能力的排气流速。因而，尽管仅展示了单一定量给送模块24来用于排气处理流体的定量给送，但应理解的是本申请想象了将多重定量给送模块24用于试剂注入。
[0049]为了确保发动机12产生的排气和排气处理流体的适当混合，本申请提供一种排气后处理部件18，该排气后处理部件18具有布置在其中的混合组件40。排气后处理部件18的第一示例性实施例包括在图2至图10中所展示的混合组件40。如在图2至图5、图9和图10中最佳示出的，排气后处理部件18包括被布置在圆柱形壳体46的相反两端上的圆柱形入口管42和圆柱形出口管44。
[0050]入口管42的第一部分48可以包括附接凸缘50，用于将排气后处理部件18紧固到排气通道14。入口管42的第二部分52可以径向扩大以提供用于定量给送模块24(未示出)的安装表面54。请参照图9及图17所示，所述安装表面54是倾斜的。安装表面54可以限定接纳安装装置58的圆形的孔口 56，该安装装置支撑定量给送模块24(未示出)。邻近孔口 56可以布置用于接纳传感器(未示出)的入口传感器凸座60，该传感器例如可以是NOx传感器、温度传感器、压力传感器、氨传感器、或在排气后处理的现有技术中已知的任何其他类型的传感器。
[0051 ]出口管44可以包括布置在壳体46的内部64内的第一部分62。穿孔挡板66可以在壳体46内支撑第一部分62。穿孔挡板66可以包括轴向延伸凸缘68，该轴向延伸凸缘68可以被焊接、钎焊、或紧固到壳体46的内表面70上(图9)。出口管44的第二部分72从壳体46延伸并且包括可运行来与排气通道14滑动配合的终止末端74。夹子(未示出)可以将第二部分72紧固到排气通道14上。用于接纳另一个传感器(未示出)的出口传感器凸座76可以被定位在出口管44的第二部分72处。该传感器例如可以是NOx传感器、温度传感器、压力传感器、氨传感器、或排气后处理领域技术人员已知的任何其他类型的传感器。被焊接或钎焊到壳体46上的第一挡板78和第二挡板80是实心的，可以用于密封壳体46的相反两端。
[0052]应理解的是，尽管入口管42和出口管44在图9中未展示为轴向对齐，本申请设想了入口管42和出口管44轴向对齐的构型。入口管42与出口管44不是轴向对齐时，第二档板80可以包括引导排气流向多个穿孔84的轴向延伸的凸出部分82，这些穿孔84可以围绕出口管44的第一部分62的整个圆周来形成。就此而言，没有直接进入出口管44的排气可以在向外展开的末端86处首先穿过穿孔挡板66。在穿过穿孔挡板66之后，排气可以由凸出部分82引导朝向形成在出口管44中的穿孔84，其中该排气可以随后进入出口管44并且离开排气后处理部件18。
[0053]混合组件40使发动机12所产生的排气与由定量给送模块24定量给送到排气中的试剂相互混合。为了增加排气与试剂在到达催化剂涂覆的基材(例如SCR 20)之前可以相互作用的时间量，混合组件40被设计为:在允许混合物进入壳体46的内部64并且到达催化剂涂覆的基材或过滤器20和21之前，允许排气与试剂的混合物沿第一方向流动并且随后将排气试剂的混合物反向至第二方向。为了使排气和试剂的混合物流动方向进行反向，混合组件40可以包括一对同轴设置的外穿孔管88和内穿孔管90。
[0054]外穿孔管88包括接纳入口管42的第二部分52的第一末端92。外穿孔管88的第一末端92可以被定位在壳体46的外侧，同时实心的第一挡板78在邻近第一末端92的位置处支撑外穿孔管88。外穿孔管88的第二末端94延伸到壳体46中。第三档板96被定位为邻近第二末端94，该第三档板96具有形成于其中的多个通孔98。第三档板96的多个通孔98被设计为允许排气离开混合组件40之后流向SCR 20。
[0055]弯曲的端盖100可以被紧固到外穿孔管88的第二末端94上。端盖100可以是弯曲的以迫使排气在返回朝向入口管42的方向上流动。端盖100可以通过(例如焊接或钎焊)的方式被紧固到第二末端94上，其中第二末端94被完全密封并且迫使全部排气流动反方向朝向入口管42ο可替代地，如在图6、图7和图10中最佳展示的，第二末端94可以包括锯齿状边缘102。多个凹口 104形成了锯齿状边缘102，并且每个凹口 104的具有的长度大于形成在端盖100上的轴向延伸凸缘106的长度。因为每个凹口 104具有的长度大于轴向延伸凸缘106的长度，当端盖100被紧固到第二末端94上时，每个凹口 104将没有被轴向延伸凸缘106完全地覆盖，这导致出口孔108的形成，该出口孔108允许一部分排气在反向方向被引导返回朝向入口管42之前离开混合组件40。这一构型有助于防止在排气后处理部件18中产生背压。
[0056]混合组件40还包括内穿孔管90。内穿孔管90具有的直径D2小于外穿孔管88的直径D1，使得内穿孔管90可以完全定位在外穿孔管88内并且与外穿孔管同轴设置。套环110可以被用于将内穿孔管90紧固在外穿孔管88之内。套环110可以在邻近第一末端92的位置处被紧固到外穿孔管88上。套环110包括被紧固到外穿孔管88的第一末端92上的圆柱形的第一表面112、和被紧固到内穿孔管90上的圆柱形的第二表面114。在圆柱形的第一表面112与圆柱形的第二表面114之间可以有径向收缩部分116，该径向收缩部分116给套环110提供了漏斗形状。因为入口管42径向扩大以提供安装表面54，排气流动的速度在将试剂定量给送到排气流中的位置处趋于缓慢。为了补偿速度上的下降，套环110的漏斗形状有助于当排气进入内穿孔管90时增大排气流动的速度。速度上的增加还有助于试剂和排气的相互混合。
[0057]内穿孔管90包括邻近端盖100定位的自由末端118。自由末端118可以顶靠端盖100、或者可以与端盖100间隔开。如果自由末端118顶靠端盖100，自由末端118可以被形成为具有类似外穿孔管88的锯齿状构型，从而有助于缓解混合组件40中的背压。内穿孔管90可以包括在邻近自由末端118的位置处的多个第一穿孔120。可以围绕内穿孔管90的整个圆周形成多个第一穿孔120。
[0058]当排气进入入口管42时，试剂排气处理流体将由定量给送模块24定量给送到排气流中。在将排气处理流体定量给送到排气中之后，排气和排气处理流体的混合物将穿过套环110而进入内穿孔管90，在此该混合物的流速将会增大。在临近自由末端118的位置处，混合物可以穿过多个第一穿孔120离开内穿孔管90并且进入外穿孔管88。由于端盖100的弯曲表面，混合物在外穿孔管88中时可以被迫使为反方向返回朝向入口管42。当混合物返回朝向入口管42行进时，混合物随后将能够穿过多个第二穿孔122离开外穿孔管88并且进入排气后处理部件18的内部64。可以围绕外穿孔管88的整个圆周形成多个第二穿孔122。混合物随后可以穿过第三档板96的多个通孔98朝向催化剂涂覆的基材或过滤器20和21。在穿过基材或过滤器20和21之后，经处理的排气可以直接进入出口管44、或在穿过穿孔挡板66和多个穿孔84之后进入出口管44。随后排气可以穿过出口管44离开排气后处理部件18。
[0059]应理解的是，内穿孔管90的多个第一穿孔120不与外穿孔管88的多个第二穿孔122轴向地重叠。而是，排气混合物需要流经内穿孔管90并且随后在离开外穿孔管88之前反向。通过使排气混合物反向，排气和试剂排气处理流体可以在很大程度上相互混合。进一步地，因为同轴设置的内穿孔管88和外穿孔管90允许流动路径具有增加的长度，这一构型允许了更小且更紧凑的排气后处理部件。
[0060]现在将描述根据本申请的第二示例性实施例。该第二示例性实施例类似于该第一示例性实施例。相应地，将省略在每个实施例之间共同特征的描述。参见图11至图18，展示了排气后处理部件124。排气后处理部件124与排气后处理部件18之间的主要差别在于排气后处理部件124的入口管42被安排为垂直于壳体126纵向的轴线A。为了实现将入口管42安排为垂直于壳体126纵向的轴线A，壳体126可以配备有接纳入口管42的第二部分52的环形凸缘128。可以通过本领域技术人员已知的任何附接方法(包括焊接、钎焊、以及类似方法)将入口管42紧固到环形凸缘128上。因为入口管42和出口管44不再被定位在壳体126的相反两端处，可以使用壳体盖130在与出口管44所在的位置相反的一端处(经由例如焊接、钎焊、或类似方法)密封壳体126。
[0061 ]排气后处理部件124包括邻近入口管42定位的混合组件132。混合组件132使发动机12所产生的排气与由定量给送模块24定量给送到排气中的试剂相互混合。为了增加排气与试剂在到达催化剂涂覆的基材(例如SCR 20)之前可以相互作用的时间量，混合组件132被设计为:在允许混合物进入壳体126的内部64并且到达催化剂涂覆的基材或过滤器20和21之前，允许排气和试剂的混合物沿第一方向流动并且随后将排气和试剂的混合物反向至第二方向。为了改变排气和试剂的混合物的流动方向，类似于该第一实施例，混合组件132可以包括一对同轴设置的穿孔管134和136。
[0062]外穿孔管134包括接纳入口管42的第二部分52的第一末端138。弯曲的端盖140可以被紧固到外穿孔管134的第二末端142上。尽管端盖140被展示为弯曲的，但应理解的是，端盖140可以是平面的而不脱离本申请的范围。端盖140可以通过(例如焊接或钎焊)的方式被紧固到第二末端142上，其中第二末端142被完全密封并且迫使全部排气流动反方向朝向入口管42。可替代地，如在图15至图18中最佳展示的，第二末端142可以包括锯齿状边缘102。多个凹口 104形成了锯齿状边缘102，并且每个凹口 104具有的长度大于形成在端盖140上的轴向延伸凸缘106的长度。因为每个凹口 104具有的长度大于轴向延伸凸缘106的长度，在端盖140被紧固到第二末端142上时，每个凹口 104将没有被轴向延伸凸缘106完全地覆盖，这导致出口孔108的形成，该出口孔108允许一部分排气在穿过形成在外穿孔管134中的多个第二穿孔144之前离开混合组件132。这一构型有助于防止在排气后处理部件124中产生背压。
[0063]混合组件132还包括内穿孔管136。内穿孔管136具有的直径D2小于外穿孔管134的直径Dl，使得内穿孔管136可以完全定位在外穿孔管134内并且与外穿孔管同轴设置。漏斗形的套环110可以被用于将内穿孔管136紧固在外穿孔管134之内。
[0064]内穿孔管136包括邻近端盖140定位的自由末端118。自由末端118可以顶靠端盖140或，如在图17和图18中所展示的，可以穿过端盖140，这样使得自由末端118可以与端盖140间隔开。自由末端118可以被形成为具有锯齿状构型，该锯齿状构形具有与形成在端盖140中的多个细长孔口相对应并且穿过其中的多个齿146。由于多个齿146与端盖140的多个细长孔口之间的对应安排，内穿孔管136不需要被固定地紧固到端盖140上。而是，端盖140可以被固定地紧固到外穿孔管134上。内穿孔管136可以包括多个第一穿孔150，这些穿孔允许排气和试剂排气处理流体的混合物离开内穿孔管136并且进入外穿孔管134。
[0065]应理解的是，内穿孔管136的多个第一穿孔150可以基本上沿内穿孔管136的全长来形成，但是仅围绕内穿孔管136的圆周的一半圆周来形成。以此方式，排气混合物可以仅沿第一方向离开内穿孔管136。类似于内穿孔管136，外穿孔管134的多个第二穿孔144也基本上沿其全长来形成，并且仅围绕外穿孔管134的圆周的一半圆周。然而，外穿孔管134的圆周的包括多个第二穿孔144的这个部分应该面向与内穿孔管136的多个第一穿孔150相反的反向。
[0066]例如，参见图17可以看到:内穿孔管136的多个第一穿孔150面朝出口管44，而外穿孔管134的多个第二穿孔144面朝壳体盖130。以此方式，排气混合物可以仅沿与多个第一穿孔150面向的第一方向相反的第二方向离开外穿孔管134。这一取向要求反向流动穿过混合组件132，这可以在很大的程度上使排气和试剂排气处理流体相互混合。进一步地，因为同轴设置的内部管134和外部管136允许流动路径具有增加的长度，这一构型允许了更小且更紧凑的排气后处理部件。
[0067]排气进入入口管42时，试剂排气处理流体将由定量给送模块24定量给送到排气流中。在将排气处理流体定量给送到排气中之后，排气和排气处理流体的混合物将穿过套环110并且进入内穿孔管136，在此该混合物的流速将会增大。在临近自由末端118的位置处，混合物可以在朝向出口管44的第一方向上穿过多个第一穿孔150离开内穿孔管136并且进入外穿孔管134。在进入外穿孔管134之后，流动需要反向朝向多个第二穿孔144，在此该排气混合物可以随后离开外穿孔管134并且进入壳体126的内部64。混合物随后可以穿过催化剂涂覆的基材或过滤器20和21。在穿过基材或过滤器20和21之后，经处理的排气可以直接进入出口管44、或在穿过穿孔挡板66和多个穿孔84之后进入出口管44。随后排气可以穿过出口管44离开排气后处理部件124。
[0068]已经出于展示和说明的目的提供了对这些实施例的上述描述。并不旨在详尽或限制本申请。具体实施例的单独的元素或特征通常并不受限于具体实施例，而是在适用时可以互换，并且可以用于甚至并未特别示出或阐述的选定实施例中。也可以用多种方式来对其加以变化。这样的变化并不被视作是脱离了本申请内容，而且所有这样的改动都旨在包括在本申请内容的范围之内。
【主权项】
1.一种混合组件，能够用于排气后处理部件中，其特征在于，所述混合组件包括外穿孔管、内穿孔管、连接所述外穿孔管与所述内穿孔管的套环以及固定在所述外穿孔管上的端盖，所述外穿孔管包括第一末端以及与所述第一末端相对的第二末端，所述外穿孔管与所述内穿孔管均为圆筒状，其中所述内穿孔管的直径小于所述外穿孔管的直径，所述内穿孔管至少部分位于所述外穿孔管中；所述套环包括至少部分固定于所述外穿孔管的第一表面、至少部分固定于所述内穿孔管的第二表面以及位于所述第一表面与所述第二表面之间的径向收缩部分;所述端盖固定在所述第二末端上，所述端盖具有迫使气流反向流动的弯曲表面，所述内穿孔管包括轴向延伸超过所述第二末端的自由末端，所述自由末端顶靠所述弯曲表面，且所述自由末端在其边缘上开设有降低背压的凹口；所述内穿孔管在其圆周上设有多个第一穿孔，所述外穿孔管在其圆周上设有多个第二穿孔。2.如权利要求1所述的混合组件，其特征在于，所述外穿孔管与所述内穿孔管同轴设置;所述径向收缩部分沿所述外穿孔管及/或所述内穿孔管的轴向自所述第一表面向所述第二表面逐渐收缩。3.如权利要求1所述的混合组件，其特征在于，所述凹口使得所述自由末端的边缘形成锯齿状构型。4.如权利要求1所述的混合组件，其特征在于，所述混合组件横向设置，所述第一穿孔沿周向分布在所述内穿孔管上，所述第二穿孔沿周向分布在所述外穿孔管上，且所述第一穿孔与所述第二穿孔在所述外穿孔管及/或所述内穿孔管的轴向上不相互重叠。5.如权利要求1所述的混合组件，其特征在于，所述混合组件竖向设置，所述第一穿孔被形成在所述内穿孔管的圆周的一半圆周上并且面向第一方向，所述第二穿孔被形成在该外穿孔管的圆周的一半圆周上并且面向与所述第一方向相反的第二方向。6.一种混合组件，能够用于排气后处理部件中，其特征在于，所述混合组件包括外穿孔管、内穿孔管以及固定在所述外穿孔管上的端盖，所述外穿孔管包括第一末端以及与所述第一末端相对的第二末端，所述外穿孔管与所述内穿孔管均为圆筒状且同轴设置，其中所述内穿孔管的直径小于所述外穿孔管的直径，所述内穿孔管至少部分位于所述外穿孔管中；所述端盖固定在所述第二末端上，所述端盖具有迫使气流反向流动的弯曲表面，所述内穿孔管包括轴向延伸的自由末端，所述自由末端顶靠所述端盖或者与所述端盖间隔开，所述内穿孔管在其圆周上设有多个第一穿孔，所述外穿孔管在其圆周上设有多个第二穿孔。7.如权利要求6所述的混合组件，其特征在于，一部分排气与排气处理流体的混合物经过所述第一穿孔以及所述第二穿孔离开所述混合组件;一部分排气与排气处理流体的混合物穿过所述内穿孔管之后，经过所述第二穿孔离开所述混合组件;一部分排气与排气处理流体的混合物穿过所述内穿孔管之后，经过端盖的反向，最终从所述第二穿孔离开所述混合组件。8.如权利要求6所述的混合组件，其特征在于，所述第二穿孔被形成在该外穿孔管的圆周的一半圆周上。9.如权利要求8所述的混合组件，其特征在于，所述混合组件竖向设置，所述第一穿孔被形成在所述内穿孔管的圆周的一半圆周上并且面向第一方向，所述第二穿孔被形成在面向与所述第一方向相反的第二方向。10.一种入口管组件，其包括入口管以及混合组件，所述入口管包括第一部分以及与所述第一部分相连接的第二部分，所述混合组件与所述第二部分连接，所述第二部分径向扩大以形成用于安装定量给送模块的安装表面，所述安装表面设有接纳安装装置的孔口，所述安装装置用以支撑所述定量给送模块，其特征在于， 所述混合组件为权利要求1至9中任意一项所述的混合组件。11.如权利要求10所述的入口管组件，其特征在于，所述安装表面是倾斜的，所述第二部分至少部分插入所述外穿孔管中并与所述外穿孔管相固定，所述入口管还包括邻近所述孔口且用于接纳传感器的入口传感器凸座。12.—种入口管组件，其包括入口管、混合组件以及用以支撑定量给送模块的安装装置，其特征在于， 所述混合组件为权利要求1至9中任意一项所述的混合组件，其中: 所述定量给送模块向所述内穿孔管中供给试剂排气处理流体，所述混合组件使所述试剂排气处理流体与排气相互混合。13.一种排气后处理部件，用于处理发动机产生的排气，所述排气后处理部件包括， 具有入口管和出口管的壳体； 位于所述入口管与所述出口管之间的基材，所述基材被催化剂涂覆，所述基材位于所述壳体内； 孔口，所述孔口与所述排气连通，用以将排气处理流体定量给送到所述排气中；以及 混合组件，所述混合组件位于所述壳体内且位于所述孔口的下游和所述基材的上游，所述混合组件与所述入口管连接在一起，其特征在于， 所述混合组件为权利要求1至9中任意一项所述的混合组件。14.如权利要求13所述的排气后处理部件，其特征在于，被催化剂涂覆的所述基材为选择性催化还原(SCR)元件。
【文档编号】F01N3/20GK205714367SQ201620216892
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2013年4月25日
【发明人】毛伟, 樊坚强, 沈峰, 赵治国, 周林
【申请人】天纳克（苏州）排放系统有限公司
【专利摘要】本实用新型揭示了一种混合组件。该混合组件能够用于排气后处理部件中，包括外穿孔管、内穿孔管、连接外穿孔管与内穿孔管的套环以及固定于外穿孔管上的端盖，其中内穿孔管位于外穿孔管中，套环包括固定于外穿孔管的第一表面、固定于内穿孔管的第二表面、以及位于第一表面与第二表面之间的径向收缩部分，内穿孔管设有多个第一穿孔，外穿孔管设有多个第二穿孔。本实用新型还涉及具有该混合组件的入口管组件及其排气后处理部件。
【专利说明】混合组件、入口管组件及其排气后处理部件
[0001 ] 本申请是申请日为2013年4月25日、申请号为201390001166.4、实用新型名称为“混合组件、入口管组件及其排气后处理部件”的申请的分案申请。
技术领域
[0002]本申请涉及一种混合组件、具有该混合组件的入口管组件及其排气后处理部件。
【背景技术】
[0003]本部分提供与本申请相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
[0004]排气后处理系统可以在排气流穿过各种排气后处理元件之前将试剂排气处理流体定量给送到排气流中。例如，可以在排气穿过选择性催化还原(SCR)催化剂之前将尿素排气处理流体定量给送到排气流中。然而，当排气与尿素排气处理流体已经充分混合时，SCR催化剂才是最有效的。
【实用新型内容】
[0005]本部分提供本申请的总体概述而不是其全部范围或其所有特征的综合性披露。
[0006]本实用新型的目的在于提供一种混合效果较好的混合组件、具有该混合组件的入口管组件及其排气后处理部件。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:一种混合组件，能够用于排气后处理部件中，所述混合组件包括外穿孔管、内穿孔管、连接所述外穿孔管与所述内穿孔管的套环以及固定在所述外穿孔管上的端盖，所述外穿孔管包括第一末端以及与所述第一末端相对的第二末端，所述外穿孔管与所述内穿孔管均为圆筒状，其中所述内穿孔管的直径小于所述外穿孔管的直径，所述内穿孔管至少部分位于所述外穿孔管中；所述套环包括至少部分固定于所述外穿孔管的第一表面、至少部分固定于所述内穿孔管的第二表面以及位于所述第一表面与所述第二表面之间的径向收缩部分;所述端盖固定在所述第二末端上，所述端盖具有迫使气流反向流动的弯曲表面，所述内穿孔管包括轴向延伸超过所述第二末端的自由末端，所述自由末端顶靠所述弯曲表面，且所述自由末端在其边缘上开设有降低背压的凹口；所述内穿孔管在其圆周上设有多个第一穿孔，所述外穿孔管在其圆周上设有多个第二穿孔。
[0008]进一步地，所述外穿孔管与所述内穿孔管同轴设置;所述径向收缩部分沿所述外穿孔管及/或所述内穿孔管的轴向自所述第一表面向所述第二表面逐渐收缩。
[0009]进一步地，所述凹口使得所述自由末端的边缘形成锯齿状构型。
[0010]进一步地，所述混合组件横向设置，所述第一穿孔沿周向分布在所述内穿孔管上，所述第二穿孔沿周向分布在所述外穿孔管上，且所述第一穿孔与所述第二穿孔在所述外穿孔管及/或所述内穿孔管的轴向上不相互重叠。
[0011]进一步地，所述混合组件竖向设置，所述第一穿孔被形成在所述内穿孔管的圆周的一半圆周上并且面向第一方向，所述第二穿孔被形成在该外穿孔管的圆周的一半圆周上并且面向与所述第一方向相反的第二方向。
[0012]本实用新型还涉及一种混合组件，能够用于排气后处理部件中，所述混合组件包括外穿孔管、内穿孔管以及固定在所述外穿孔管上的端盖，所述外穿孔管包括第一末端以及与所述第一末端相对的第二末端，所述外穿孔管与所述内穿孔管均为圆筒状且同轴设置，其中所述内穿孔管的直径小于所述外穿孔管的直径，所述内穿孔管至少部分位于所述外穿孔管中；所述端盖固定在所述第二末端上，所述端盖具有迫使气流反向流动的弯曲表面，所述内穿孔管包括轴向延伸的自由末端，所述自由末端顶靠所述端盖或者与所述端盖间隔开，所述内穿孔管在其圆周上设有多个第一穿孔，所述外穿孔管在其圆周上设有多个第二穿孔。
[0013]进一步地，一部分排气与排气处理流体的混合物经过所述第一穿孔以及所述第二穿孔离开所述混合组件;一部分排气与排气处理流体的混合物穿过所述内穿孔管之后，经过所述第二穿孔离开所述混合组件;一部分排气与排气处理流体的混合物穿过所述内穿孔管之后，经过端盖的反向，最终从所述第二穿孔离开所述混合组件。
[0014]进一步地，所述第二穿孔被形成在该外穿孔管的圆周的一半圆周上。
[0015]进一步地，所述混合组件竖向设置，所述第一穿孔被形成在所述内穿孔管的圆周的一半圆周上并且面向第一方向，所述第二穿孔被形成在面向与所述第一方向相反的第二方向。
[0016]本实用新型还涉及一种入口管组件，其包括入口管以及混合组件，所述入口管包括第一部分以及与所述第一部分相连接的第二部分，所述混合组件与所述第二部分连接，所述第二部分径向扩大以形成用于安装定量给送模块的安装表面，所述安装表面设有接纳安装装置的孔口，所述安装装置用以支撑所述定量给送模块，其中，所述混合组件为如上所述的混合组件。
[0017]进一步地，所述安装表面是倾斜的，所述第二部分至少部分插入所述外穿孔管中并与所述外穿孔管相固定，所述入口管还包括邻近所述孔口且用于接纳传感器的入口传感器凸座。
[0018]本实用新型还涉及一种入口管组件，其包括入口管、混合组件以及用以支撑定量给送模块的安装装置，其中，所述混合组件为如上所述的混合组件，所述定量给送模块向所述内穿孔管中供给试剂排气处理流体，所述混合组件使所述试剂排气处理流体与排气相互混合。
[0019]本实用新型还涉及一种排气后处理部件，用于处理发动机产生的排气，所述排气后处理部件包括，具有入口管和出口管的壳体;位于所述入口管与所述出口管之间的基材，所述基材被催化剂涂覆，所述基材位于所述壳体内；孔口，所述孔口与所述排气连通，用以将排气处理流体定量给送到所述排气中；以及混合组件，所述混合组件位于所述壳体内且位于所述孔口的下游和所述基材的上游，所述混合组件与所述入口管连接在一起，其中，所述混合组件为如上所述的混合组件。
[0020]进一步地，被催化剂涂覆的所述基材为选择性催化还原(SCR)元件。
[0021]相较于现有技术，本实用新型通过设置套接在一起的外穿孔管以及内穿孔管，增大了混合距离，提高了混合效果。
[0022]从根据本文所提供的描述将清楚其他适用范围。本概述中的描述和特定的实例仅旨在用于说明的目的而并非旨在限制本申请的范围。
【附图说明】
[0023]在此所述的附图仅用于所选择的实施例而不是所有可能的实现方式的说明目的，并且不旨在限制本申请的范围。
[0024]图1示意性地展示了根据本申请排气系统的原理；
[0025]图2是根据本申请的第一原理的排气后处理部件的入口管侧透视图；
[0026]图3是图2中所展示的排气后处理部件的出口管侧透视图；
[0027]图4是图2中所展示的排气后处理部件的右侧透视图；
[0028]图5是图2中所展示的排气后处理部件的左侧透视图；
[0029]图6是图2中所展示的排气后处理部件的入口管侧分解透视图；
[0030]图7是图2中所展示的排气后处理部件的出口管侧分解透视图；
[0031 ]图8是图2中所展示的排气后处理部件的入口管侧正面透视图；
[0032]图9是沿图8中9-9线截取的排气后处理部件的截面视图；
[0033]图10是图2中所展示的排气后处理部件的出口管侧截面透视图；
[0034]图11是根据本申请的第二原理的排气后处理部件的入口管侧透视图；
[0035]图12是图11中所展示的排气后处理部件的出口管侧透视图；
[0036]图13是图11中所展示的排气后处理部件的右侧透视图；
[0037]图14是图11中所展示的排气后处理部件的左侧透视图；
[0038]图15是图11中所展示的排气后处理部件的入口管侧分解透视图；
[0039]图16是图11中所展示的排气后处理部件的出口管侧分解透视图；
[0040]图17是图11中所展示的排气后处理部件的截面视图；并且
[0041 ]图18是图11中所展示的排气后处理部件的出口管侧截面透视图。
[0042]在附图的各视图中，对应的附图标记表示对应的部分。
【具体实施方式】
[0043]现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。
[0044]图1示意性地展示了根据本申请的排气系统10。排气系统10可以至少包括与燃料源(未示出)连通的发动机12，燃料一旦消耗掉就产生排气，排气排入具有排气后处理系统16的排气通道14。可以在发动机12的下游布置排气后处理部件18，该排气后处理部件18可以包括排气处理元件，例如催化剂涂覆的基材或过滤器20。催化剂涂覆的基材或过滤器20可以是柴油机氧化催化器(DOC)、柴油微粒过滤(DPF)元件、或如图所展示的选择性催化还原(SCR)元件。尽管仅在图1中展示了单个的催化剂涂覆的基材或过滤器20，应理解的是排气处理元件可以容纳一对催化剂涂覆的基材或过滤器20和21(例如图9和图17)。就此而言，可以使用上述基材或过滤器的任何组合。此外，其他基材和过滤器包括氨泄漏催化剂(ammonia slip catalyst)、稀薄NOx催化剂、以及类似物。
[0045]尽管本申请并未要求，但排气后处理系统16可以进一步包括诸如增热装置或燃烧器22的部件以便增加经过排气通道14的排放气体的温度。提高排放气体的温度有利于实现在寒冷天气条件下以及在发动机12的启动时点燃在排气处理元件中的催化剂，以及当排气处理元件是DPF时激活排气处理元件的再生。
[0046]为协助对发动机12所产生的排放加以还原，排气后处理系统16可以包括定量给送模块24以用于周期性地将排气处理流体定量给送到排气流中。如图1中所展示的，定量给送模块24可以是定位在排气后处理部件18上游，并且可运行来将排气处理流体注入到排气流中。就此而言，定量给送模块24是借助于入口管路30与试剂储箱26和栗28实现流体连通，以便将诸如柴油燃料或尿素的排气处理流体定量给送到排气后处理部件18的排气通道14上游中。定量给送模块24还可以经由返回管路32与试剂储箱26连通。返回管路32允许任何未被定量给送进入排气流的排气处理流体得以返回试剂储箱26。排气处理流体通过入口管路30、定量给送模块24、和返回管路32的流动还协助了冷却定量给送模块24从而使得定量给送模块24不会过热。尽管附图中并未展示，但定量给送模块24可以被构型成包括在定量给送模块24周围传送冷却剂以对其加以冷却的冷却套。
[0047]有效地处理该排气流的所需的排气处理流体量可以随负荷、发动机转速、排放气体温度、排放气体流速、发动机燃料注入正时、所希望的NOx还原、气压计压力、相对湿度、EGR比率以及发动机冷却剂温度而变化的。可以在排气处理元件的下游定位NOx传感器或量计34 JOx传感器34可运行来将指明该排气NOx含量的信号输出给发动机控制单元36。可以经发动机/车辆的数据总线从发动机控制单元36将所有或者一些发动机运行参数提供给试剂电子定量给送控制器38。试剂电子定量给送控制器38也可以作为发动机控制单元36的一部分包括在内。如图1指示的，可以通过各传感器测量排放气体温度、排放气体流量和排气背压以及其他车辆运行参数。
[0048]有效处理排气流所要求的排气处理流体的量也可能取决于发动机12的大小。就此而言，使用在火车机车、海洋应用、以及固定式应用中的大型柴油发动机可能具有超过单一定量给送模块24能力的排气流速。因而，尽管仅展示了单一定量给送模块24来用于排气处理流体的定量给送，但应理解的是本申请想象了将多重定量给送模块24用于试剂注入。
[0049]为了确保发动机12产生的排气和排气处理流体的适当混合，本申请提供一种排气后处理部件18，该排气后处理部件18具有布置在其中的混合组件40。排气后处理部件18的第一示例性实施例包括在图2至图10中所展示的混合组件40。如在图2至图5、图9和图10中最佳示出的，排气后处理部件18包括被布置在圆柱形壳体46的相反两端上的圆柱形入口管42和圆柱形出口管44。
[0050]入口管42的第一部分48可以包括附接凸缘50，用于将排气后处理部件18紧固到排气通道14。入口管42的第二部分52可以径向扩大以提供用于定量给送模块24(未示出)的安装表面54。请参照图9及图17所示，所述安装表面54是倾斜的。安装表面54可以限定接纳安装装置58的圆形的孔口 56，该安装装置支撑定量给送模块24(未示出)。邻近孔口 56可以布置用于接纳传感器(未示出)的入口传感器凸座60，该传感器例如可以是NOx传感器、温度传感器、压力传感器、氨传感器、或在排气后处理的现有技术中已知的任何其他类型的传感器。
[0051 ]出口管44可以包括布置在壳体46的内部64内的第一部分62。穿孔挡板66可以在壳体46内支撑第一部分62。穿孔挡板66可以包括轴向延伸凸缘68，该轴向延伸凸缘68可以被焊接、钎焊、或紧固到壳体46的内表面70上(图9)。出口管44的第二部分72从壳体46延伸并且包括可运行来与排气通道14滑动配合的终止末端74。夹子(未示出)可以将第二部分72紧固到排气通道14上。用于接纳另一个传感器(未示出)的出口传感器凸座76可以被定位在出口管44的第二部分72处。该传感器例如可以是NOx传感器、温度传感器、压力传感器、氨传感器、或排气后处理领域技术人员已知的任何其他类型的传感器。被焊接或钎焊到壳体46上的第一挡板78和第二挡板80是实心的，可以用于密封壳体46的相反两端。
[0052]应理解的是，尽管入口管42和出口管44在图9中未展示为轴向对齐，本申请设想了入口管42和出口管44轴向对齐的构型。入口管42与出口管44不是轴向对齐时，第二档板80可以包括引导排气流向多个穿孔84的轴向延伸的凸出部分82，这些穿孔84可以围绕出口管44的第一部分62的整个圆周来形成。就此而言，没有直接进入出口管44的排气可以在向外展开的末端86处首先穿过穿孔挡板66。在穿过穿孔挡板66之后，排气可以由凸出部分82引导朝向形成在出口管44中的穿孔84，其中该排气可以随后进入出口管44并且离开排气后处理部件18。
[0053]混合组件40使发动机12所产生的排气与由定量给送模块24定量给送到排气中的试剂相互混合。为了增加排气与试剂在到达催化剂涂覆的基材(例如SCR 20)之前可以相互作用的时间量，混合组件40被设计为:在允许混合物进入壳体46的内部64并且到达催化剂涂覆的基材或过滤器20和21之前，允许排气与试剂的混合物沿第一方向流动并且随后将排气试剂的混合物反向至第二方向。为了使排气和试剂的混合物流动方向进行反向，混合组件40可以包括一对同轴设置的外穿孔管88和内穿孔管90。
[0054]外穿孔管88包括接纳入口管42的第二部分52的第一末端92。外穿孔管88的第一末端92可以被定位在壳体46的外侧，同时实心的第一挡板78在邻近第一末端92的位置处支撑外穿孔管88。外穿孔管88的第二末端94延伸到壳体46中。第三档板96被定位为邻近第二末端94，该第三档板96具有形成于其中的多个通孔98。第三档板96的多个通孔98被设计为允许排气离开混合组件40之后流向SCR 20。
[0055]弯曲的端盖100可以被紧固到外穿孔管88的第二末端94上。端盖100可以是弯曲的以迫使排气在返回朝向入口管42的方向上流动。端盖100可以通过(例如焊接或钎焊)的方式被紧固到第二末端94上，其中第二末端94被完全密封并且迫使全部排气流动反方向朝向入口管42ο可替代地，如在图6、图7和图10中最佳展示的，第二末端94可以包括锯齿状边缘102。多个凹口 104形成了锯齿状边缘102，并且每个凹口 104的具有的长度大于形成在端盖100上的轴向延伸凸缘106的长度。因为每个凹口 104具有的长度大于轴向延伸凸缘106的长度，当端盖100被紧固到第二末端94上时，每个凹口 104将没有被轴向延伸凸缘106完全地覆盖，这导致出口孔108的形成，该出口孔108允许一部分排气在反向方向被引导返回朝向入口管42之前离开混合组件40。这一构型有助于防止在排气后处理部件18中产生背压。
[0056]混合组件40还包括内穿孔管90。内穿孔管90具有的直径D2小于外穿孔管88的直径D1，使得内穿孔管90可以完全定位在外穿孔管88内并且与外穿孔管同轴设置。套环110可以被用于将内穿孔管90紧固在外穿孔管88之内。套环110可以在邻近第一末端92的位置处被紧固到外穿孔管88上。套环110包括被紧固到外穿孔管88的第一末端92上的圆柱形的第一表面112、和被紧固到内穿孔管90上的圆柱形的第二表面114。在圆柱形的第一表面112与圆柱形的第二表面114之间可以有径向收缩部分116，该径向收缩部分116给套环110提供了漏斗形状。因为入口管42径向扩大以提供安装表面54，排气流动的速度在将试剂定量给送到排气流中的位置处趋于缓慢。为了补偿速度上的下降，套环110的漏斗形状有助于当排气进入内穿孔管90时增大排气流动的速度。速度上的增加还有助于试剂和排气的相互混合。
[0057]内穿孔管90包括邻近端盖100定位的自由末端118。自由末端118可以顶靠端盖100、或者可以与端盖100间隔开。如果自由末端118顶靠端盖100，自由末端118可以被形成为具有类似外穿孔管88的锯齿状构型，从而有助于缓解混合组件40中的背压。内穿孔管90可以包括在邻近自由末端118的位置处的多个第一穿孔120。可以围绕内穿孔管90的整个圆周形成多个第一穿孔120。
[0058]当排气进入入口管42时，试剂排气处理流体将由定量给送模块24定量给送到排气流中。在将排气处理流体定量给送到排气中之后，排气和排气处理流体的混合物将穿过套环110而进入内穿孔管90，在此该混合物的流速将会增大。在临近自由末端118的位置处，混合物可以穿过多个第一穿孔120离开内穿孔管90并且进入外穿孔管88。由于端盖100的弯曲表面，混合物在外穿孔管88中时可以被迫使为反方向返回朝向入口管42。当混合物返回朝向入口管42行进时，混合物随后将能够穿过多个第二穿孔122离开外穿孔管88并且进入排气后处理部件18的内部64。可以围绕外穿孔管88的整个圆周形成多个第二穿孔122。混合物随后可以穿过第三档板96的多个通孔98朝向催化剂涂覆的基材或过滤器20和21。在穿过基材或过滤器20和21之后，经处理的排气可以直接进入出口管44、或在穿过穿孔挡板66和多个穿孔84之后进入出口管44。随后排气可以穿过出口管44离开排气后处理部件18。
[0059]应理解的是，内穿孔管90的多个第一穿孔120不与外穿孔管88的多个第二穿孔122轴向地重叠。而是，排气混合物需要流经内穿孔管90并且随后在离开外穿孔管88之前反向。通过使排气混合物反向，排气和试剂排气处理流体可以在很大程度上相互混合。进一步地，因为同轴设置的内穿孔管88和外穿孔管90允许流动路径具有增加的长度，这一构型允许了更小且更紧凑的排气后处理部件。
[0060]现在将描述根据本申请的第二示例性实施例。该第二示例性实施例类似于该第一示例性实施例。相应地，将省略在每个实施例之间共同特征的描述。参见图11至图18，展示了排气后处理部件124。排气后处理部件124与排气后处理部件18之间的主要差别在于排气后处理部件124的入口管42被安排为垂直于壳体126纵向的轴线A。为了实现将入口管42安排为垂直于壳体126纵向的轴线A，壳体126可以配备有接纳入口管42的第二部分52的环形凸缘128。可以通过本领域技术人员已知的任何附接方法(包括焊接、钎焊、以及类似方法)将入口管42紧固到环形凸缘128上。因为入口管42和出口管44不再被定位在壳体126的相反两端处，可以使用壳体盖130在与出口管44所在的位置相反的一端处(经由例如焊接、钎焊、或类似方法)密封壳体126。
[0061 ]排气后处理部件124包括邻近入口管42定位的混合组件132。混合组件132使发动机12所产生的排气与由定量给送模块24定量给送到排气中的试剂相互混合。为了增加排气与试剂在到达催化剂涂覆的基材(例如SCR 20)之前可以相互作用的时间量，混合组件132被设计为:在允许混合物进入壳体126的内部64并且到达催化剂涂覆的基材或过滤器20和21之前，允许排气和试剂的混合物沿第一方向流动并且随后将排气和试剂的混合物反向至第二方向。为了改变排气和试剂的混合物的流动方向，类似于该第一实施例，混合组件132可以包括一对同轴设置的穿孔管134和136。
[0062]外穿孔管134包括接纳入口管42的第二部分52的第一末端138。弯曲的端盖140可以被紧固到外穿孔管134的第二末端142上。尽管端盖140被展示为弯曲的，但应理解的是，端盖140可以是平面的而不脱离本申请的范围。端盖140可以通过(例如焊接或钎焊)的方式被紧固到第二末端142上，其中第二末端142被完全密封并且迫使全部排气流动反方向朝向入口管42。可替代地，如在图15至图18中最佳展示的，第二末端142可以包括锯齿状边缘102。多个凹口 104形成了锯齿状边缘102，并且每个凹口 104具有的长度大于形成在端盖140上的轴向延伸凸缘106的长度。因为每个凹口 104具有的长度大于轴向延伸凸缘106的长度，在端盖140被紧固到第二末端142上时，每个凹口 104将没有被轴向延伸凸缘106完全地覆盖，这导致出口孔108的形成，该出口孔108允许一部分排气在穿过形成在外穿孔管134中的多个第二穿孔144之前离开混合组件132。这一构型有助于防止在排气后处理部件124中产生背压。
[0063]混合组件132还包括内穿孔管136。内穿孔管136具有的直径D2小于外穿孔管134的直径Dl，使得内穿孔管136可以完全定位在外穿孔管134内并且与外穿孔管同轴设置。漏斗形的套环110可以被用于将内穿孔管136紧固在外穿孔管134之内。
[0064]内穿孔管136包括邻近端盖140定位的自由末端118。自由末端118可以顶靠端盖140或，如在图17和图18中所展示的，可以穿过端盖140，这样使得自由末端118可以与端盖140间隔开。自由末端118可以被形成为具有锯齿状构型，该锯齿状构形具有与形成在端盖140中的多个细长孔口相对应并且穿过其中的多个齿146。由于多个齿146与端盖140的多个细长孔口之间的对应安排，内穿孔管136不需要被固定地紧固到端盖140上。而是，端盖140可以被固定地紧固到外穿孔管134上。内穿孔管136可以包括多个第一穿孔150，这些穿孔允许排气和试剂排气处理流体的混合物离开内穿孔管136并且进入外穿孔管134。
[0065]应理解的是，内穿孔管136的多个第一穿孔150可以基本上沿内穿孔管136的全长来形成，但是仅围绕内穿孔管136的圆周的一半圆周来形成。以此方式，排气混合物可以仅沿第一方向离开内穿孔管136。类似于内穿孔管136，外穿孔管134的多个第二穿孔144也基本上沿其全长来形成，并且仅围绕外穿孔管134的圆周的一半圆周。然而，外穿孔管134的圆周的包括多个第二穿孔144的这个部分应该面向与内穿孔管136的多个第一穿孔150相反的反向。
[0066]例如，参见图17可以看到:内穿孔管136的多个第一穿孔150面朝出口管44，而外穿孔管134的多个第二穿孔144面朝壳体盖130。以此方式，排气混合物可以仅沿与多个第一穿孔150面向的第一方向相反的第二方向离开外穿孔管134。这一取向要求反向流动穿过混合组件132，这可以在很大的程度上使排气和试剂排气处理流体相互混合。进一步地，因为同轴设置的内部管134和外部管136允许流动路径具有增加的长度，这一构型允许了更小且更紧凑的排气后处理部件。
[0067]排气进入入口管42时，试剂排气处理流体将由定量给送模块24定量给送到排气流中。在将排气处理流体定量给送到排气中之后，排气和排气处理流体的混合物将穿过套环110并且进入内穿孔管136，在此该混合物的流速将会增大。在临近自由末端118的位置处，混合物可以在朝向出口管44的第一方向上穿过多个第一穿孔150离开内穿孔管136并且进入外穿孔管134。在进入外穿孔管134之后，流动需要反向朝向多个第二穿孔144，在此该排气混合物可以随后离开外穿孔管134并且进入壳体126的内部64。混合物随后可以穿过催化剂涂覆的基材或过滤器20和21。在穿过基材或过滤器20和21之后，经处理的排气可以直接进入出口管44、或在穿过穿孔挡板66和多个穿孔84之后进入出口管44。随后排气可以穿过出口管44离开排气后处理部件124。
[0068]已经出于展示和说明的目的提供了对这些实施例的上述描述。并不旨在详尽或限制本申请。具体实施例的单独的元素或特征通常并不受限于具体实施例，而是在适用时可以互换，并且可以用于甚至并未特别示出或阐述的选定实施例中。也可以用多种方式来对其加以变化。这样的变化并不被视作是脱离了本申请内容，而且所有这样的改动都旨在包括在本申请内容的范围之内。
【主权项】
1.一种混合组件，能够用于排气后处理部件中，其特征在于，所述混合组件包括外穿孔管、内穿孔管、连接所述外穿孔管与所述内穿孔管的套环以及固定在所述外穿孔管上的端盖，所述外穿孔管包括第一末端以及与所述第一末端相对的第二末端，所述外穿孔管与所述内穿孔管均为圆筒状，其中所述内穿孔管的直径小于所述外穿孔管的直径，所述内穿孔管至少部分位于所述外穿孔管中；所述套环包括至少部分固定于所述外穿孔管的第一表面、至少部分固定于所述内穿孔管的第二表面以及位于所述第一表面与所述第二表面之间的径向收缩部分;所述端盖固定在所述第二末端上，所述端盖具有迫使气流反向流动的弯曲表面，所述内穿孔管包括轴向延伸超过所述第二末端的自由末端，所述自由末端顶靠所述弯曲表面，且所述自由末端在其边缘上开设有降低背压的凹口；所述内穿孔管在其圆周上设有多个第一穿孔，所述外穿孔管在其圆周上设有多个第二穿孔。2.如权利要求1所述的混合组件，其特征在于，所述外穿孔管与所述内穿孔管同轴设置;所述径向收缩部分沿所述外穿孔管及/或所述内穿孔管的轴向自所述第一表面向所述第二表面逐渐收缩。3.如权利要求1所述的混合组件，其特征在于，所述凹口使得所述自由末端的边缘形成锯齿状构型。4.如权利要求1所述的混合组件，其特征在于，所述混合组件横向设置，所述第一穿孔沿周向分布在所述内穿孔管上，所述第二穿孔沿周向分布在所述外穿孔管上，且所述第一穿孔与所述第二穿孔在所述外穿孔管及/或所述内穿孔管的轴向上不相互重叠。5.如权利要求1所述的混合组件，其特征在于，所述混合组件竖向设置，所述第一穿孔被形成在所述内穿孔管的圆周的一半圆周上并且面向第一方向，所述第二穿孔被形成在该外穿孔管的圆周的一半圆周上并且面向与所述第一方向相反的第二方向。6.一种混合组件，能够用于排气后处理部件中，其特征在于，所述混合组件包括外穿孔管、内穿孔管以及固定在所述外穿孔管上的端盖，所述外穿孔管包括第一末端以及与所述第一末端相对的第二末端，所述外穿孔管与所述内穿孔管均为圆筒状且同轴设置，其中所述内穿孔管的直径小于所述外穿孔管的直径，所述内穿孔管至少部分位于所述外穿孔管中；所述端盖固定在所述第二末端上，所述端盖具有迫使气流反向流动的弯曲表面，所述内穿孔管包括轴向延伸的自由末端，所述自由末端顶靠所述端盖或者与所述端盖间隔开，所述内穿孔管在其圆周上设有多个第一穿孔，所述外穿孔管在其圆周上设有多个第二穿孔。7.如权利要求6所述的混合组件，其特征在于，一部分排气与排气处理流体的混合物经过所述第一穿孔以及所述第二穿孔离开所述混合组件;一部分排气与排气处理流体的混合物穿过所述内穿孔管之后，经过所述第二穿孔离开所述混合组件;一部分排气与排气处理流体的混合物穿过所述内穿孔管之后，经过端盖的反向，最终从所述第二穿孔离开所述混合组件。8.如权利要求6所述的混合组件，其特征在于，所述第二穿孔被形成在该外穿孔管的圆周的一半圆周上。9.如权利要求8所述的混合组件，其特征在于，所述混合组件竖向设置，所述第一穿孔被形成在所述内穿孔管的圆周的一半圆周上并且面向第一方向，所述第二穿孔被形成在面向与所述第一方向相反的第二方向。10.一种入口管组件，其包括入口管以及混合组件，所述入口管包括第一部分以及与所述第一部分相连接的第二部分，所述混合组件与所述第二部分连接，所述第二部分径向扩大以形成用于安装定量给送模块的安装表面，所述安装表面设有接纳安装装置的孔口，所述安装装置用以支撑所述定量给送模块，其特征在于， 所述混合组件为权利要求1至9中任意一项所述的混合组件。11.如权利要求10所述的入口管组件，其特征在于，所述安装表面是倾斜的，所述第二部分至少部分插入所述外穿孔管中并与所述外穿孔管相固定，所述入口管还包括邻近所述孔口且用于接纳传感器的入口传感器凸座。12.—种入口管组件，其包括入口管、混合组件以及用以支撑定量给送模块的安装装置，其特征在于， 所述混合组件为权利要求1至9中任意一项所述的混合组件，其中: 所述定量给送模块向所述内穿孔管中供给试剂排气处理流体，所述混合组件使所述试剂排气处理流体与排气相互混合。13.一种排气后处理部件，用于处理发动机产生的排气，所述排气后处理部件包括， 具有入口管和出口管的壳体； 位于所述入口管与所述出口管之间的基材，所述基材被催化剂涂覆，所述基材位于所述壳体内； 孔口，所述孔口与所述排气连通，用以将排气处理流体定量给送到所述排气中；以及 混合组件，所述混合组件位于所述壳体内且位于所述孔口的下游和所述基材的上游，所述混合组件与所述入口管连接在一起，其特征在于， 所述混合组件为权利要求1至9中任意一项所述的混合组件。14.如权利要求13所述的排气后处理部件，其特征在于，被催化剂涂覆的所述基材为选择性催化还原(SCR)元件。
【文档编号】F01N3/20GK205714367SQ201620216892
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2013年4月25日
【发明人】毛伟, 樊坚强, 沈峰, 赵治国, 周林
【申请人】天纳克（苏州）排放系统有限公司
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