涡流式尿素喷射混合装置的制作方法

本发明涉及尾气处理技术领域，尤其涉及一种涡流式尿素喷射混合装置。

背景技术：

选择性催化还原技术(scr)是针对柴油车尾气排放中nox的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的nox还原成n2和h2o。具体为尾气从涡轮出来后进入排气混和管，在混和管上安装有尿素计量喷射装置，喷入尿素水溶液，尿素在高温下发生水解和热解反应后生成nh3，使尾气中的nox还原成n2和h2o。传统的工艺采用单层管加尿素喷嘴座组合，存在的缺点为进入混合段的气流随意性，从而导致尿素无法充分热解、尿素碰壁结晶、还原nh3无法与排气气体均匀混合，最终降低nox的转换率，影响排放的达标。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

技术实现要素：

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种涡流式尿素喷射混合装置，其可以改变气流流动方向，避免在出气端造成尿素堆积，影响反应效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种涡流式尿素喷射混合装置，包括进气端、管体和出气端，所述进气端和出气端分别固定连接管体两端，所述管体截面为异型扰流截面，所述管体上设有尿素喷嘴座，所述尿素喷嘴座上安装有尿素喷嘴。

根据本发明的涡流式尿素喷射混合装置，所述异型扰流截面为三重螺旋结构。

根据本发明的涡流式尿素喷射混合装置，所述三重螺旋结构包括第一螺旋段、第二螺旋段和第三螺旋段，所述三重螺旋结构初始端与末端均连接一点。

根据本发明的涡流式尿素喷射混合装置，所述出气端为驼峰结构。

根据本发明的涡流式尿素喷射混合装置，所述管体为双壁中空结构，包括外壁和内壁，所述外壁和内壁两端密闭贴合，且分别于进气端和出气端焊接。

根据本发明的涡流式尿素喷射混合装置，所述焊接方式为机器人mig焊。

一种制备所述涡流式尿素喷射混合装置得方法，包括以下步骤：

a、将管体安装在模具内，利用液压机对其进行液压成形，使其形成三重螺旋结构；

b、利用模具对管体进行固定，管体包括外壁和内壁，在外壁与内壁之间灌装高压水，使其填充整个空间，利用高压水使其成形；

c、内壁和外壁两端贴合部分，利用模具墩挤动作，实现内外壁密闭贴合及驼峰/翻遍的成形；

d、双层液压成形后，尿素喷嘴座焊接平台贴合，利用机器人mig焊对双层贴合处尿素喷嘴座进行焊接；

e、利用焊接技术对管体、进气端和出气端进行焊接，使管体与进气端和出气端密闭结合。

根据本发明的涡流式尿素喷射混合装置，所述异型扰流截面包括第一段、第二段和第三段，且依次排列，所述第一段和第三段直径长度均小于第二段直径长度，且所述第一段、第二段和第三段成旋转对称结构。

本发明提供了一种涡流式尿素喷射混合装置，包括进气端、管体和出气端，所述进气端和出气端分别固定连接管体两端，通过进气端对汽车尾气进行收集，利用尿素使其在管体内与其发生反应，达到降低尾气污染的目的。所述管体截面为异型扰流截面，利用异型扰流截面对流经的气体流向进行扰流，使其沿有利方向流向出气端，防止出气端凹槽处尿素的堆积，同时便于汽车尾气的处理。所述管体上设有尿素喷嘴座，所述尿素喷嘴座上安装有尿素喷嘴，利用尿素喷嘴座对管体内进行尿素喷射，使其与nox进行充分反应。本发明的有益效果：通过三重螺旋结构，使进气端气体形成旋转，使混合流场发生变化，便于尿素与nox充分混合，同时防止其在出气端凹槽处堆积，提高尿素与nox的反应效率和反应质量，降低尾气中有害气体的排放，从而达到保护环境的目的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的局部结构剖视图；

图3是本发明中异型扰流截面的另一结构示意图；

图4是图3中的局部截面图；

在图中，1-进气端，2-出气端，3-管体，31-三重螺旋结构，311-第一螺旋段，312-第二螺旋段，313-第三螺旋段，41-外壁，42-内壁，43-密闭空气层，51-尿素喷嘴座，52-尿素喷嘴，61-第一段，62-第二段，63-第三段。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，本发明提供了一种涡流式尿素喷射混合装置，包括进气端1、管体3和出气端2，所述进气端1和出气端2分别固定连接管体3两端，通过进气端1对汽车尾气进行收集，利用尿素使其在管体3内与其发生反应，达到降低尾气污染的目的。所述管体3截面为异型扰流截面，利用异型扰流截面对流经的气体流向进行扰流，使其沿有利方向流向出气端，防止出气端2凹槽处尿素的堆积，同时便于汽车尾气的处理。所述管体3上设有尿素喷嘴座51，所述尿素喷嘴座51上安装有尿素喷嘴52，利用尿素喷嘴座51对管体3内进行尿素喷射，使其与nox进行充分反应。

优选的是，本发明的异型扰流截面为三重螺旋结构31，通过三重螺旋结构31对流经的气体方向跟流速进行改变，使其能够促进尿素与nox的充分反应，从而降低尾气污染的排放。

另外，本发明的三重螺旋结构31包括第一螺旋段311、第二螺旋段312和第三螺旋段313，所述三重螺旋结构31初始端与末端均连接一点，使流经管体3的气体形成旋转，从而防止尿素在出气端2凹槽处造成堆积，影响尿素与nox的反应。

进一步的，本发明的出气端2为驼峰结构，便于混合气体的排放，提高反应效率。

更好的，本发明的管体3为双壁中空结构，包括外壁41和内壁42，所述外壁41和内壁42两端密闭贴合，且分别于进气端1和出气端2焊接，便于对管体3内温度进行保温，促进尿素热解，充分避免尿素结晶现象。

本发明在实施过程中：进气端1固定连接汽车尾气排放装置，通过进气端1对尾气进行收集，使其进入管体3内，然后通过尿素喷嘴座51对管体3内喷射尿素，使其与尾气中的nox进行充分反应，便于对尾气的处理。如图2所示，管体3截面采用异型扰流截面，可以使尾气在流入进气端1时，发生旋转，因为异型扰流截面为三重螺旋结构31，可以使气体在流动过程中与尿素进行充分混合，提高nox的转换率。管体3为双壁中空结构，包括外壁41和内壁42，所述外壁41和内壁42两端密闭贴合，且分别于进气端1和出气端2焊接，外壁41和内壁42之间形成密闭空气层43，所述焊接方式为机器人mig焊，通过双壁中空结构对管体3内的温度进行保温，从而可以防止尿素在碰到管壁后温度下降造成尿素结晶现象。如图3～4所示，异型扰流截面包括第一段61、第二段62和第三段63，且依次排列，所述第一段61和第三段63直径长度均小于第二段62直径长度，且所述第一段61、第二段62和第三段63成旋转对称结构，且两端呈圆形，第一段61、第二段62和第三段63均呈锥形椭圆状，能够使流经管体的尿素及尾气实现旋转，从而提高尿素与尾气的充分混合，提高nox的转换率。

涡流式尿素喷射混合装置得制备包括以下步骤：

a、将管体3安装在模具内，利用液压机对其进行液压成形，使其形成三重螺旋结构31，保证三重螺旋结构31对气流进行扰流，使气流在流动过程中实现旋转，从而可以带动尿素实现流动，防止其在出气端2造成堵塞；

b、利用模具对管体3进行固定，管体包括外壁41和内壁42，在外壁41与内壁42之间灌装高压水，使其填充整个空间，利用高压水使其成形，使内壁42和外壁41一体成形，保证内壁42和外壁41的形状外，延长了双壁的使用寿命，降低了制作成本；

c、内壁42和外壁41两端贴合部分，利用模具墩挤动作，实现内外壁密闭贴合及驼峰/翻遍的成形，保证内壁42和外壁41之间的密闭性，从而可以对管体3内的温度进行保温，提高尿素与nox的反应效率，保证反应效果；

d、双层液压成形后，尿素喷嘴座51焊接平台贴合，利用机器人mig焊对双层贴合处尿素喷嘴座51进行焊接，保证尿素喷嘴座51与双壁实现紧密连接，提高尿素喷嘴座51的使用寿命，降低制作成本；

e、利用焊接技术对管体3、进气端1和出气端2进行焊接，使管体3与进气端1和出气端2密闭结合，提高尿素与nox的反应效率，保证反应效果。

该装置在使用时，充分利用热传导系统较低的密闭空气作为隔热层，当环境温度在100～300℃时空气的热传导系数在0.009～0.26w/m.℃；300～500℃以内时，空气的热传导系数在0.026～0.04w/m.℃，目前隔温较好的火山岩纤维，热传导系数为0.038w/m.℃，利用密闭空气作为隔热介质，可满足系统的隔热需求。利用三重螺旋结构31，使进气端1气体形成旋转，使混合流场发生变化，解决气流扰流需求，此时可简化尿素喷座的结构及精度，如喷射口针孔加工数量，喷射头粗糙度，从而达到降低成本的目的。

综上所述，本发明提供了一种涡流式尿素喷射混合装置，包括进气端、管体和出气端，所述进气端和出气端分别固定连接管体两端，通过进气端对汽车尾气进行收集，利用尿素使其在管体内与其发生反应，达到降低尾气污染的目的。所述管体截面为异型扰流截面，利用异型扰流截面对流经的气体流向进行扰流，使其沿有利方向流向出气端，防止出气端凹槽处尿素的堆积，同时便于汽车尾气的处理。所述管体上设有尿素喷嘴座，所述尿素喷嘴座上安装有尿素喷嘴，利用尿素喷嘴座对管体内进行尿素喷射，使其与nox进行充分反应。本发明的有益效果：通过三重螺旋结构，使进气端气体形成旋转，使混合流场发生变化，便于尿素与nox充分混合，同时防止其在出气端凹槽处堆积，提高尿素与nox的反应效率和反应质量，降低尾气中有害气体的排放，从而达到保护环境的目的。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。