尾气后处理混合装置及其封装的制作方法

本发明涉及一种尾气后处理混合装置及其封装，属于发动机尾气后处理技术领域。

背景技术：

研究表明尾气后处理系统(例如选择性催化还原系统，scr系统)管路中氨分布的均匀程度对系统的整体性能和耐久性能有重要的影响。如果氨分布不均匀会导致局部区域氨过多从而易造成氨泄漏，而在另一些氨稀薄区域造成氮氧化合物(nox)转化效率过低。长时间氨的不均匀分布会导致催化剂老化不均匀，从而影响催化剂的整体性能。另外，尿素液滴的不均匀分布会造成局部管壁或混合结构温度过低，形成结晶，严重时会堵塞尾气管、导致发动机动力性能下降。

因此，有必要提供一种新型的尾气后处理混合装置及其封装，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抗结晶能力较强且易于装配定位的尾气后处理混合装置及具有该尾气后处理混合装置的尾气后处理封装。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种尾气后处理混合装置，其包括壳体以及位于所述壳体内的混合组件，所述混合组件包括第一板片、第二板片、位于所述第一板片与所述第二板片之间的第三板片以及位于所述第一板片与所述第三板片之间的混合器，其中所述第一板片设有分别位于两侧的第一进口与第二进口，所述混合器包括与所述第一进口连通的第一空间、与所述第二进口连通的第二空间以及位于所述第一空间与所述第二空间之间的第三空间，所述第一空间的顶部与所述第三空间相连通，所述第二空间的顶部与所述第三空间也相连通；所述混合器设有从底部凸伸入所述第三空间中的隆起部、位于所述隆起部的下方的第四空间与第五空间以及位于所述第四空间与所述第五空间之间的第六空间；所述隆起部设有第一侧边以及第二侧边，所述第一侧边设有连通所述第三空间与所述第四空间的若干第一穿孔，所述第二侧边设有连通所述第三空间与所述第五空间的若干第二穿孔；所述第二板片设有与所述第四空间连通的第一出口以及与所述第五空间连通的第二出口；所述第三板片设有与所述第六空间连通的第一通孔以及用以将来自所述第一通孔的气流分别通向所述第一空间以及第二空间的第二通孔；所述壳体与所述混合组件设有相互配合以防止在安装所述混合器时与所述壳体产生相对转动的定位构造。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一进口沿轴向与所述第一空间相连通，所述第二进口沿轴向与所述第二空间相连通，所述第一空间与所述第二空间大致沿径向与所述第三空间相连通，所述第一出口沿轴向与所述第四空间相连通，所述第二出口沿轴向与所述第五空间相连通，所述第六空间沿轴向与所述第一通孔相连通。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第三板片设有用以在轴向上位于所述第四空间内的第一挡板部以及用以在轴向上位于所述第五空间内的第二挡板部。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第二通孔分别位于所述第一挡板部与所述第二挡板部的外侧；所述第二板片与所述第三板片之间设有第七空间，所述第二通孔分别连通所述第七空间与所述第一空间以及所述第七空间与所述第二空间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述混合器设有第一弧形壁以及与所述第一弧形壁相配合的第一分隔壁，所述第一空间位于所述第一弧形壁与所述第一分隔壁之间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一分隔壁设有固定于所述第一弧形壁的底部的第一固定部以及位于所述第一弧形壁的内侧的第一延伸臂；所述第一弧形壁与所述第一分隔壁之间定义了第一旋流方向。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述混合器设有第二弧形壁以及与所述第二弧形壁相配合的第二分隔壁，所述第二空间位于所述第二弧形壁与所述第二分隔壁之间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第二分隔壁设有固定于所述第二弧形壁的底部的第二固定部以及位于所述第二弧形壁的内侧的第二延伸臂，所述第二弧形壁与所述第二分隔壁之间定义了第二旋流方向，其中所述第一旋流方向为顺时针与逆时针中的一个，所述第二旋流方向为顺时针与逆时针中的另一个。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述隆起部连接在所述第一弧形壁与所述第二弧形壁之间；所述混合器还包括固定在所述隆起部下方的第一弯转部以及第二弯转部，其中所述第四空间至少位于所述第一弯转部与所述第一侧边之间，所述第五空间至少位于所述第二弯转部与所述第二侧边之间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一旋流方向与所述第二旋流方向均在所述壳体的横截面内；所述第四空间与所述第五空间还分别定义了位于所述横截面内的第三旋流方向与第四旋流方向，其中所述第三旋流方向与所述第一旋流方向大致相同，所述第四旋流方向与所述第二旋流方向大致相同。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述隆起部、所述第一弧形壁以及所述第二弧形壁是由一块板片弯折形成，整体上大致呈ω形。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述壳体在其圆周上设有定位槽；所述第一弯转部与所述第二弯转部设有插入在所述定位槽中的凸片。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述壳体在其圆周上还设有对应于所述第一、第二弯转部的开槽；在将所述凸片插入到所述定位槽中后，通过在外部对所述开槽进行填充焊接，以将暴露在所述开槽中的第一、第二弯转部与所述壳体实现连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一弧形壁、第二弧形壁、隆起部、第一分隔壁以及第二分隔壁与对应的第一、第三板片之间设有相互定位的定位结构。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述定位结构为狭槽与凸缘。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一板片设有若干第一狭槽以及若干第二狭槽；所述第三板片设有若干第三狭槽以及若干第四狭槽；所述第一弧形壁、第二弧形壁、隆起部、第一分隔壁以及第二分隔壁分别设有定位在对应的第一、第二、第三、第四狭槽中的第一凸缘。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一板片设有位于所述第一进口与所述第二进口之间的凹口，所述第一弧形壁、第二弧形壁以及隆起部还分别设有定位在对应的第一进口、第二进口以及凹口的边缘的第二凸缘。

本发明还涉及一种尾气后处理封装，其包括第一后处理载体组件、位于所述第一后处理载体组件的下游的第二后处理载体组件以及位于所述第二后处理载体组件的下游的第三后处理载体组件，所述尾气后处理封装还包括位于所述第二后处理载体组件与所述第三后处理载体组件之间的前述尾气后处理混合装置。

相较于现有技术，本发明的混合器充分利用了壳体的横截面，在有限的空间内增加了尿素蒸发的距离和时间，提高了气流混合的均匀性；通过设置第三板片并在其上设置用以将来自所述第一通孔的气流分别通向第一空间以及第二空间的第二通孔，如此设置，可以将排温较高的气流导向隆起部的正反两面，增强了换热，提高了尿素蒸发的效率。另外，通过设置相互配合以防止在安装所述混合器时与所述壳体产生相对转动的定位构造，便于装配定位。

附图说明

图1是本发明尾气后处理混合装置的立体示意图。

图2是图1另一角度的立体示意图。

图3是图1的左视图。

图4是图1的右视图。

图5是去除图1中壳体后的立体示意图。

图6是图5另一角度的立体示意图。

图7是图5的部分立体分解图。

图8是去除图3中第一板片后的主视图。

图9是图8中a-a线的剖面示意图。

图10是图7的立体分解图。

具体实施方式

请参图1至图10所示，本发明揭示了一种尾气后处理混合装置100，用于例如scr等后处理系统中以处理发动机的尾气。所述尾气后处理混合装置100包括壳体1以及安装于所述壳体1内的混合组件2。

在本发明图示的实施方式中，所述壳体1呈圆筒状，其设有向所述壳体1内凹陷的安装板11以及焊接在所述安装板11上的安装座12。所述安装座12用以安装尿素喷嘴(未图示)以向所述混合组件2中喷射尿素液滴。

所述混合组件2包括第一板片3、第二板片4、位于所述第一板片3与所述第二板片4之间的第三板片5以及位于所述第一板片3与所述第三板片5之间的混合器6。所述第一板片3、第二板片4以及第三板片5均固定在所述壳体1中。所述第一板片3设有分别位于两侧的第一进口31与第二进口32。另外，所述第一板片3还设有位于其下方且位于所述第一进口31与第二进口32之间的凹口33。所述第一板片3设有若干第一狭槽34以及若干第二狭槽35。

请参图4、图6及图10所示，所述第二板片4设有位于其两侧的第一出口41以及第二出口42。所述第一出口41以及所述第二出口42均位于所述第二板片4的边缘处。

所述第三板片5设有第一挡板部51、第二挡板部52、位于所述第一挡板部51与第二挡板部52之间的第一通孔53以及位于所述第一挡板部51与第二挡板部52外侧的两个第二通孔54。所述第三板片5设有若干第三狭槽55以及若干第四狭槽56。

请参图5至图10所示，所述混合器6包括与第一进口31连通的第一空间61、与所述第二进口32连通的第二空间62以及位于所述第一空间61与所述第二空间62之间的第三空间63，所述第一空间61的顶部与所述第三空间63相连通，所述第二空间62的顶部与所述第三空间63也相连通。所述第一空间61、所述第二空间62以及所述第三空间63在轴向(排气进入方向)上被所述第二板片4以及第三板片5堵住，使得一部分气流必须从第一、第二空间61、62进入到第三空间63中。所述尿素喷嘴用以向所述第三空间63中喷射雾化的尿素液滴。

具体地，所述混合器6包括第一弧形壁64、与所述第一弧形壁64相配合的第一分隔壁65、第二弧形壁66、与所述第二弧形壁66相配合的第二分隔壁67、以及从底部凸伸入所述第三空间63中的隆起部68，其中所述第一空间61位于所述第一弧形壁64与所述第一分隔壁65之间，所述第二空间62位于所述第二弧形壁66与所述第二分隔壁67之间，所述第三空间63位于所述第一分隔壁65与第二分隔壁67之间。所述第一分隔壁65设有固定于所述第一弧形壁64的底部的第一固定部651以及位于所述第一弧形壁64的内侧的第一延伸臂652。在本发明图示的实施方式中，所述第一弧形壁64的底部设有第一定位槽641，所述第一固定部651插入在所述第一定位槽641中以现实定位。如此设置，便于实现第一分隔壁65的精确组装。请参图8所示，所述第一弧形壁64与所述第一分隔壁65之间定义了第一旋流方向s1。所述第二分隔壁67设有固定于所述第二弧形壁66的底部的第二固定部671以及位于所述第二弧形壁66的内侧的第二延伸臂672。在本发明图示的实施方式中，所述第二弧形壁66的底部设有第二定位槽661，所述第二固定部671插入在所述第二定位槽661中以现实定位。如此设置，便于实现第二分隔壁67的精确组装。所述第二弧形壁66与所述第二分隔壁67之间定义了第二旋流方向s2。所述第一旋流方向s1为顺时针与逆时针中的一个，所述第二旋流方向s2为顺时针与逆时针中的另一个。请参图8中的空心箭头所示，在本发明图示的实施方式中，所述第一旋流方向s1为顺时针方向，所述第二旋流方向s2为逆时针方向。如此设置，可以充分利用尾气后处理混合装置100的横截面，以形成双旋流的方式提高尿素与排气的混合距离，提高尿素蒸发与混合的均匀性，抗结晶能力较强。在本发明图示的实施方式中，所述隆起部68连接在所述第一弧形壁64与所述第二弧形壁66之间。所述隆起部68、所述第一弧形壁64以及所述第二弧形壁66是由一块板片弯折形成，整体上大致呈ω形。另外，为了实现精确定位，所述第一弧形壁64、第二弧形壁66、隆起部68、第一分隔壁65以及第二分隔壁67与对应的第一、第三板片3、5之间设有相互定位的定位结构。在本发明图示的实施方式中，所述定位结构为狭槽与凸缘。具体地，请参图6、图7及图10所示，所述第一弧形壁64、第二弧形壁66、隆起部68、第一分隔壁65以及第二分隔壁67分别设有定位在对应的第一、第二、第三、第四狭槽34、35、55、56中的第一凸缘691、693。另外，所述第一弧形壁64、第二弧形壁66以及隆起部68还分别设有定位在对应的第一进口31、第二进口32以及凹口33的边缘的第二凸缘692。

请参图7至图10所示，所述隆起部68设有第一侧边681、第二侧边682、连接所述第一侧边681与所述第二侧边682的第一顶边683、自所述第一侧边681的底部向外延伸的第一底边684以及自所述第二侧边682的底部向外延伸的第二底边685。在本发明图示的实施方式中，所述第一侧边681与所述第二侧边682的夹角呈锐角，所述第一顶边683、第一底边684以及第二底边685均呈圆弧状。

所述混合器5设有位于所述隆起部68下方的第一弯转部71以及第二弯转部72，其中所述混合器5还包括位于所述隆起部68的下方的第四空间74与第五空间75以及位于所述第四空间74与所述第五空间75之间的第六空间76；所述第四空间74至少位于所述第一弯转部71与所述第一侧边681之间，所述第五空间75至少位于所述第二弯转部72与所述第二侧边682之间。请参图10所示，所述第一侧边681设有连通所述第三空间63与所述第四空间74的若干第一穿孔6811，所述第二侧边682设有连通所述第三空间63与所述第五空间75的若干第二穿孔6821。

为了将混合组件2更好地定位在壳体1中，所述壳体1与所述混合组件2设有相互配合的定位构造。在本发明图示的实施方式中，所述定位构造为定位槽与凸片。具体地，所述壳体1在其圆周上设有定位槽13；所述第一弯转部71与所述第二弯转部72设有插入在定位槽13中的凸片79。另外，为了实现更好的固定，所述壳体1在其圆周上还设有对应于所述第一、第二弯转部71、72的开槽14；在将所述凸片79插入到定位槽13中后，通过在外部对该开槽14进行填充焊接，以将暴露在所述开槽14中的第一、第二弯转部71、72与所述壳体1实现连接。

所述第一穿孔6811与所述第二穿孔6821有利于实现尿素破碎使之成为更细的颗粒，并增强换热，从而利于更好的蒸发。在本发明图示的实施方式中，所述第六空间76能够让排气对隆起部68进行加热，进一步降低结晶风险。

请参图8所示，所述第四空间74与所述第五空间75还分别定义了位于所述横截面内的第三旋流方向s3与第四旋流方向s4，其中所述第三旋流方向s3与所述第一旋流方向s1大致相同，所述第四旋流方向s4与所述第二旋流方向s2大致相同。如此设置，可以充分利用尾气后处理混合装置100的横截面，以形成双旋流的方式提高尿素与排气的混合距离，提高尿素蒸发与混合的均匀性，抗结晶能力较强。

所述第三板片5的第一挡板部51在轴向上位于所述第四空间74内，所述第三板片5的第二挡板部52在轴向上位于所述第五空间75内，以起到阻挡气流的作用。

所述第二板片4与所述第三板片5之间设有第七空间77，所述第二通孔54分别连通所述第七空间77与所述第一空间61以及连通所述第七空间77与所述第二空间62。如此设置，可以将排温较高的气流导向隆起部68的正反两面，增强换热，从而提高了尿素蒸发的效率。

在本发明图示的实施方式中，所述第一进口31沿轴向与所述第一空间61相连通，所述第二进口32沿轴向与所述第二空间62相连通，所述第一空间61与所述第二空间62大致沿径向与所述第三空间63相连通，所述第一出口41沿轴向与所述第四空间74相连通，所述第二出口42沿轴向与所述第五空间75相连通，所述第六空间76沿轴向与所述第一通孔53相连通。

请参图8至图10所示，当发动机的排气进入到所述尾气后处理混合装置100中时，一部分排气自第一、第二进口31、32进入到混合器5中，另一部分排气直接穿过凹口33进入到第六空间76中；进入到第一、第二空间61、62中的排气在弧形结构的导引下分别沿着第一、第二旋流方向s1、s2从两侧旋转进入到第三空间63中；当满足喷射条件时，尿素喷嘴向第三空间63中喷射尿素，雾化的尿素液滴与发动机的排气一起旋转混合，并穿过第一、第二穿孔6811、6821进入到第四、第五空间74、75中。请参图8所示，尿素液滴与发动机的排气的混合物在沿着第三旋流方向s3与第四旋流方向s4呈双旋流流向第四、第五空间74、75，最后自第一、第二出口41、42离开。同时，进入到第六空间76中的排气受到第二板片4一定程度的阻挡，可以给混合器5提供一定程度的加热；另外，请参图9中下面的虚线箭头所示，排气可以经过第七空间77以及第二通孔54回转进入第一、第二空间61、62中，从而实现对隆起部68的正反两面都进行加热，提高了尿素蒸发的效率。

本发明还涉及一种尾气后处理封装，其包括第一后处理载体组件(未图示)、位于所述第一后处理载体组件的下游的第二后处理载体组件(未图示)以及位于所述第二后处理载体组件的下游的第三后处理载体组件(未图示)。所述尾气后处理混合装置位于所述第二后处理载体组件与所述第三后处理载体组件之间。优选地，所述第一后处理载体组件为氧化催化器(doc)，第二后处理载体组件为柴油颗粒捕集器(dpf)，第三后处理载体组件为选择性催化还原器(scr)。

需要说明的是，本发明中所描述的“上”、“下”、“顶部”、“底部”等方位不应当做局限的理解，因为根据元件摆放位置的不同，这些位置关系也应当进行适应性理解。另外，以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。