一种机动车尾气后处理器尿素非气辅型混合装置的制作方法

1.本实用新型属于机动车尾气治理设备设计与制造技术领域，具体涉及一种机动车尾气后处理器尿素非气辅型混合装置。


背景技术：

2.随着环境问题的日益突出，节能减排已经成为车辆及发动机的永无止境的要求， 为此，各国都出台了一系列的车辆排放标准，并且越来越严格。对此，以内燃机为动力的车辆需要安装排放后处理系统以求满足排放要求。例如，目前主要用于对柴油发动机尾气中 nox等污染物进行处理的scr技术已经成为柴油车辆的重要技术。
3.scr技术需要将nox还原反应剂定量喷射进柴油机排气中，与排气混合后进入scr催化转换器，还原剂即为尿素溶液，与发动机尾气混合后进入scr催化器后，在催化剂的作用下，与发动机尾气中的nox等发生催化还原反应，使nox分解为无害的n2、h2o。如果还原反应剂不能够与排气均匀混合，会造尾气中nox转化率满足不了排放要求。并且尿素溶液喷射到发动机排气管后，如果混合不均匀，则可能造成结晶而留在排气管内，长时间积累就会堵塞发动机排气管或催化器，使发动机性能严重下降。
4.现有的scr技术，都要想方设法使喷出的反应剂与发动机尾气混合均匀，但由于机车安装空间尺寸等限制，根本做不到最优化的混合状态，特别是非气辅的scr系统，喷雾颗粒直径较大，且分布各异，需专门的混合器以均匀混合尾气与尿素溶液，以及最大限度地防止结晶。在scr系统中影响结晶的因素主要是温度和尾气流速，相对来说，在催化剂工作温度范围内，温度越低，其转化效率就越低，而流速越低，越容易造成尿素溶液在排气管内部停留，更易结晶。而温度和流速越高，容易造成另一种现象就是催化器内部的背压过高，对发动机造成影响。所以在设计scr系统的混合器时，不仅转化率及结晶是混合器是否合理的标准，其对催化器内部背压的影响（背压越高），也是判定混合器优劣的一个重要指标。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种机动车尾气后处理器尿素非气辅型混合装置，要解决的问题是提供一种能够有效提高尿素溶液与尾气混合的均匀性，提供催化剂转化率，减少氨泄漏、降低结晶量的结构装置，且兼顾装置内部背压问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
7.本实用新型提供的一种机动车尾气后处理器尿素非气辅型混合装置，包括挡板、导流板、排气导板、旋转叶片；
8.所述挡板连接导流板，导流板为大小圆环衔接，小圆环截面直接连接排气导板开口，排气导板后端设置有旋转叶片。
9.进一步的，所述混合装置可按照常规的催化剂载体形状设计成圆形。
10.进一步的，所述挡板，预留有通气截面，通过气流量大小计算，使通过该截面的气流达到流速，其后通过尿素喷射装置，气流可最大限度带走尿素溶液。
11.进一步的，所述导流板，整体结构圆弧曲线，为大小圆环衔接，大环尾端与小环起始端连接，气流顺着大环进入小端旋流，而小环所形成截面远小于大环截面，小环截面直接连接排气导板开口。
12.进一步的，所述排气导板为一开口折弯平板，开口后端接一半圆环板，半圆环板末端封闭，开口截面面积远小于前端导流板所形成的通气截面面积。
13.进一步的，所述排气导板开口偏心，出口为一断头弧形板。
14.进一步的，所述旋转叶片，为一组均布平板，按相同倾斜方向固定于筒体内部一圈。
15.基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：
16.对比市场上多种多样的尿素混合器（非气辅型），本实用新型结构简单，且不会过多占用安装空间，成本低便于生产制作，易实现；且经过试验验证，其转化效率满足现有柴油机nox转化要求，尤其是该混合器在减少结晶的效果上尤为突出。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
18.图1是本实用新型实施例的结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例的左视图；
20.图3是本实用新型实施例的右视图；
21.图4是本实用新型实施例的剖视图；
22.图5是本实用新型的筒体。
23.上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
24.1、挡板；2、导流板；3、排气导板；4、旋转叶片；5、尿素喷射装置；6、筒体。
具体实施方式
25.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅
表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
28.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
29.如图1、2、3、4、5所示，一种机动车尾气后处理器尿素非气辅型混合装置，包括进气前端挡板1、使尾气与尿素溶液进行旋流混合的导流板2、避免气流从筒体单边通过的排气导板3及使气流在此旋流混合的旋转叶片4，完成整个混合过程还需要催化器本身的筒体6、尿素喷射装置5等；
30.所述进气前端挡板1，其主要作用是阻挡气流，使气流按照既定路线及流速通过，其特点在于，所预留的通气截面，通过气流量大小计算，使通过该截面的气流达到一定速度，其后通过尿素喷射装置5时，气流可最大限度带走尿素溶液，使其不触壁，造成结晶等。
31.所述导流板2，其为两个不等环形连接结构，大环起始处接挡板处流通的气流，使其按照环形进行旋转流通，以增加流体流通路径，尽量使尾气与尿素溶液充分混合，且大环所形成的内部空间足够，避免尿素溶液在旋流混合过程中造成触壁结晶；大环尾端与小环起始端连接，气流顺着大环进入小端旋流，而小环所形成截面远小于大环截面，小环截面直接连接排气导板开口，因此在此处由于通气截面由大到小的瞬间变化，使得气体流速提高，避免结晶。
32.所述排气导板3，其结构为一开口折弯平板，开口后端（排气方向）接一半圆环板，半圆环板末端封闭。该排气导板作用为，开口使气流通过，而开口截面面积远小于前端导流板所形成的通气截面面积，以此提高此处气体流速，避免造成混合气体（尾气及尿素溶液）因流速过低而结晶；而封闭的半圆环板，其作用为改变气流方向，避免其在筒体内单边流通，影响均匀性。
33.所述旋转叶片4，其结构为一组均布平板，按相同倾斜方向固定于筒体内部一圈。其作用为，通过排气导板的气流在通过旋转叶片时，需以叶片倾斜方向进行旋流，从而增大流通路径，混合充分，其实在到达催化剂端面时充分混合，以提高转化效率。
34.具体的，尾气通流至挡板1时，由于挡板1的形状限制，其只能沿挡板的弧形开口处开始进入气流混合腔，此位置其通过截面大小由一定比例（进气口截面同比）确定，使通过该处的尾气流速达到某值，同时该处偏后的筒体上装配非气辅尿素喷射装置，由于该处尾气流速快，喷射出来的尿素溶液会直接被气流带走，并不会喷射到筒体或隔板上，因此增大尿素溶液与尾气的混合路径，减少尿素溶液与各种壁（筒壁、挡板等）的直接接触，从而降低结晶的可能。
35.与尿素溶液初步混合的尾气通过尿素喷射点5后，会沿着导流板2进入混合腔。该导流板2为半弧形结构，因此尾气和尿素溶液会沿着导流板2旋转混合，增加其流通的路径，以致增长其混合时间，以旋转的方式充分混合。混合腔（导流板形成）为该混合器主要混合区，其结构特点在于使尾气流通路径由直线流通更改为旋转流通，提高尾气与尿素溶液的混合均匀性，并且通过改变几个点的气流通气截面大小而增大流通速度，从而减小结晶的可能。
36.在混合腔中充分混合的尾气，继续通过排气导板3继续向后流通，该排气导板3开口偏心，出口为一断头弧形板。开口截面大小基本与挡板进气口截面积大小一致，其作用也是为提高该处气体流速，从而减小结晶的可能。气流通过开口后，为避免其从筒体单侧流
通，因此开口后设计为断头弧形结构，将气流导向对侧流通，亦增加其流通路径，延长混合时间。
37.尾气排出混合腔后通过旋转叶片4，按照旋转叶片4的倾斜方向继续旋转流通，至此，在直线距离较短的混合器中，最大可能的增加尾气的流通路径，使其混合充分，并且通过改变几个关键点的流速变化，避免尿素溶液触壁，减少结晶的可能。该混合器在提高催化剂转化率和减少结晶量这两点上，作用明显。
38.上面对本实用新型的较佳实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
39.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。