一种U型SCR混合器的制作方法

本发明涉及的是一种u型scr混合器，属于尾气处理。

背景技术：

1、现有技术中，scr混合器大多采用接触式或非接触式方案。

2、接触式混合器含有孔板等破碎结构，对后处理器背压和氨均匀性有直接影响，且随着排放法规日益严苛，尿素喷射量越来越大，孔板破碎结构上承接的大量尿素液滴在恶劣工况下易在孔板孔洞周围发生结晶，导致孔板堵塞，进而引发后处理器故障。

3、而非接触式混合器虽无孔板结晶问题，但需要更高的流速或更长的路径来达到与接触式同等的均匀性，以满足scr性能要求，导致后处理设计不够紧凑，成本较高，设计难度较大。

4、cn217270406u公开了一种用在scr混合器的壳体组件及scr混合器，其w型板仅具有对混合气的反射扰流效果，不影响尿素通过中心管后的流动，气流在w型板两侧形成双涡流，在高流速、低温的工况下容易与w型板直接碰壁接触，在w型板表面形成结晶。

技术实现思路

1、本发明提出的是一种u型scr混合器，其目的旨在克服现有技术存在的上述不足，降低背压及尿素结晶风险。

2、本发明的技术解决方案：一种u型scr混合器，取消常规u型混合器进气腔内的破碎孔板，仅通过气流作用对尿素液滴进行混合，可避免尿素液滴直接持续撞击孔板，导致低温大喷射量等恶劣工况下孔板易发生结晶的问题。采用两种相结合的方式，在混合的前半段采用非接触方式，通过腰孔扰流管提高流速和热交换强度，使得大部分的尿素液滴在此过程被蒸发，只留小部分尿素液滴进入后半段接触式混合，避免了孔板接触大量尿素液滴导致结晶的问题，又保留了孔板破碎板显著提高均匀性的优势，同时又能满足设计紧凑的要求。

3、具体的，包括混合器后端盖、混合器前端盖、混合管部件和破碎孔板，混合器后端盖为前侧开放的盒体结构、后侧为平面，混合器后端盖前侧连接混合器前端盖，混合器后端盖顶部设尿素喷嘴座孔，混合器后端盖内中部焊接有固定板，固定板将混合器后端盖分隔为上下分布的进气腔和出气腔，混合管部件位于混合器后端盖内且焊接连接固定板，混合管部件顶端位于尿素喷嘴座孔下方，破碎孔板7呈弧形、表面均布有尿素破碎孔，破碎孔板设置在混合管部件下方，破碎孔板弧形凸向一侧上方并将出气腔分隔为上方的左腔室和下方的右腔室，左腔室和右腔室之间的破碎孔板端部外侧为过流口，混合器前端盖上部开有进气口、下部开有位置与右腔室对应的出气口。尾气从dpf载体出来后，经进气口进入进气腔，气流从混合管部件流出后撞击在破碎孔板的尿素破碎孔上，该破碎孔板将混合器的出气腔分成了左右两个腔室：左腔室、右腔室，小部分气流与尿素液滴的混合气流会直接穿过尿素破碎孔，进入到右腔室内，但大部分气流经过破碎孔板的引导，从混合管部件出来的气流沿着破碎孔板的弯曲方向，从左腔室经过流口流入右腔室，延长了气流流动的路径，为尿素液滴蒸发热解提供了更多可能性，且气流沿着破碎孔板逆时针流动，使得气流在右腔室内形成旋转涡流，同时再次与从尿素破碎孔流出的气体混合，进行二次混合，加剧了气流与尿素液滴的混合，提高了均匀性。同时由于大部分气流需要经过过流口流出，混合器底部流速较快，即使恶劣工况下从尿素破碎孔处滴落的尿素液滴也不易在壳体底部沉积形成结晶。混合均匀的气流从出气口流出，进入后续scr载体内。

4、优选的，所述的混合管部件包括扩口直管、支撑板、混合管内管和混合管外管，混合管内管表面沿长度方向阵列开有若干腰孔，支撑板套接在混合管内管顶端，且支撑板底部高于混合管内管最顶端的腰孔的顶端，支撑板插接在扩口直管内，且支撑板与扩口直管上端口重叠，扩口直管下部为扩口段且两侧开有侧进气孔，混合管外管上部侧面开有扰流孔，混合管内管插设至混合管外管内壁底端，扩口直管下部扩口段插接在混合管外管顶部内壁，混合管外管上的扰流孔轴线与扩口直管上的侧进气孔轴线保持正交，扩口直管下部扩口段连接混合管外管内壁底端重叠区域。进入进气腔的气流会分成2部分，分别从扩口直管两侧的侧进气口流入，流经支撑板后流入混合管内管内，一部分气流会经过腰孔的扰流，经腰孔流入混合管内管与混合管外管之间的夹层空间，且部分气流会在腰孔间来回穿梭，加剧了紊流程度，使得气流混合更均匀，另一部分未经过腰孔的气流会沿混合管内管中心向下流动，在混合管内管底部与从混合管内管与混合管外管夹层空间内流出的气流汇合，并流出混合管外管。

5、优选的，所述的混合管内管底部设支脚，环形的支撑板设外翻边和内翻边，支撑板通过内翻边套接并焊接连接在混合管内管顶端，支撑板通过外翻边插接并焊接连接扩口直管内，扩口直管下部扩口段与混合管外管内壁底端重叠区域段焊连接。实现了混合管部件各部件的连接固定。

6、优选的，所述的混合管部件轴线与尿素喷嘴座孔轴线重合，且混合管部件的上端面略低于尿素喷嘴座孔，固定板包括平面部，平面部两侧为侧面部、前后侧分别为前侧面部和后侧面部、中心圆心开口圆周向设有弧形面部，侧面部和后侧面部与混合器后端盖内壁贴合，侧面部与混合器后端盖内壁段焊连接，前侧面部与混合器前端盖内壁贴合，混合管部件下部容纳在固定板中心圆心开口内且与弧形面部焊接连接。实现了混合管部件与固定板的具体固定连接。

7、优选的，所述的破碎孔板插接并满焊在混合器后端盖的定位孔中。实现了破碎孔板与混合器后端盖的具体固定连接。

8、优选的，所述的混合器前端盖上进气口位置与侧进气孔对应，混合器前端盖边缘段焊连接与混合器后端盖相连处，破碎孔板前部插入并满焊连接混合器后端盖上对应位置开设的c塞焊孔，进气口下方的混合器前端盖上开有内管塞焊孔，内管塞焊孔下方开有a塞焊孔，混合器前端盖与混合管部件在内管塞焊孔和a塞焊孔处塞焊连接，c塞焊孔与a塞焊孔之间的混合器后端盖上开有与固定板位置对应的b塞焊孔，固定板与合器后端盖在b塞焊孔处塞焊连接。实现了混合器前端盖与各部件的固定连接。

9、本发明的优点：结构设计合理，采用非接触式和接触式相结合的混合方式，在混合器的前半段采用非接触式的方式，通过在中心管内设置腰孔扰流管，使得气流在腰孔扰流管和中心管间来回穿梭，提高腰孔附近气流的流速，加剧了热交换，使得大部分尿素液滴在此时蒸发热解，小部分未来得及蒸发的尿素液滴继续向下流动；在混合器的后半段采用孔板接触式混合的方法，通过孔板对前面未来得及蒸发的尿素液滴混合气进行二次破碎和混合，气流沿弧形破碎板形成大涡流，混合路径加长，混合效果更佳，进一步提高了混合的均匀性，避免了常规破碎板直接承接大量尿素液滴，导致在低温大喷射量等恶劣工况下孔板易发生结晶的问题，又保留了孔板破碎板显著提高均匀性的优势，使得均匀性较一般单一的非接触式或接触式混合器更高。

技术特征：

1.一种u型scr混合器，其特征在于，包括混合器后端盖（1）、混合器前端盖（2）、混合管部件和破碎孔板（7），混合器后端盖（1）为前侧开放的盒体结构、后侧为平面（12），混合器后端盖（1）前侧连接混合器前端盖（2），混合器后端盖（1）顶部设尿素喷嘴座孔（11），混合器后端盖（1）内中部焊接有固定板（8），固定板（8）将混合器后端盖（1）分隔为上下分布的进气腔（b）和出气腔（a），混合管部件位于混合器后端盖（1）内且焊接连接固定板（8），混合管部件顶端位于尿素喷嘴座孔（11）下方，破碎孔板（7）呈弧形、表面均布有尿素破碎孔（71），破碎孔板（7）设置在混合管部件下方，破碎孔板（7）弧形凸向一侧上方并将出气腔（a）分隔为上方的左腔室（a1）和下方的右腔室（a2），左腔室（a1）和右腔室（a2）之间的破碎孔板（7）端部外侧为过流口（a3），混合器前端盖（2）上部开有进气口（21）、下部开有位置与右腔室（a2）对应的出气口（23）。

2.如权利要求1所述的一种u型scr混合器，其特征在于，所述的混合管部件包括扩口直管（3）、支撑板（4）、混合管内管（5）和混合管外管（6），混合管内管（5）表面沿长度方向阵列开有若干腰孔（51），支撑板（4）套接在混合管内管（5）顶端，且支撑板（4）底部高于混合管内管（5）最顶端的腰孔（5）的顶端，支撑板（4）插接在扩口直管（3）内，且支撑板（4）与扩口直管（3）上端口重叠，扩口直管（3）下部为扩口段且两侧开有侧进气孔（31），混合管外管（6）上部侧面开有扰流孔（61），混合管内管（5）插设至混合管外管（6）内壁底端，扩口直管（3）下部扩口段插接在混合管外管（6）顶部内壁，混合管外管（6）上的扰流孔（61）轴线与扩口直管（3）上的侧进气孔（31）轴线保持正交，扩口直管（3）下部扩口段连接混合管外管（6）内壁底端重叠区域。

3.如权利要求2所述的一种u型scr混合器，其特征在于，所述的混合管内管（5）底部设支脚（52），环形的支撑板（4）设外翻边和内翻边，支撑板（4）通过内翻边套接并焊接连接在混合管内管（5）顶端，支撑板（4）通过外翻边插接并焊接连接扩口直管（3）内，扩口直管（3）下部扩口段与混合管外管（6）内壁底端重叠区域段焊连接。

4.如权利要求2所述的一种u型scr混合器，其特征在于，所述的混合管部件轴线与尿素喷嘴座孔（11）轴线重合，且混合管部件的上端面略低于尿素喷嘴座孔（11），固定板（8）包括平面部（84），平面部（84）两侧为侧面部（81）、前后侧分别为前侧面部（82）和后侧面部（85）、中心圆心开口圆周向设有弧形面部（83），侧面部（81）和后侧面部（85）与混合器后端盖（1）内壁贴合，侧面部（81）与混合器后端盖（1）内壁段焊连接，前侧面部（82）与混合器前端盖（2）内壁贴合，混合管部件下部容纳在固定板（8）中心圆心开口内且与弧形面部（83）焊接连接。

5.如权利要求4所述的一种u型scr混合器，其特征在于，所述的破碎孔板（7）插接并满焊在混合器后端盖（1）的定位孔中。

6.如权利要求4所述的一种u型scr混合器，其特征在于，所述的混合器前端盖（2）上进气口（21）位置与侧进气孔（31）对应，混合器前端盖（2）边缘段焊连接与混合器后端盖（1）相连处，破碎孔板（7）前部插入并满焊连接混合器后端盖（1）上对应位置开设的c塞焊孔（26），进气口（21）下方的混合器前端盖（2）上开有内管塞焊孔（22），内管塞焊孔（22）下方开有a塞焊孔（24），混合器前端盖（2）与混合管部件在内管塞焊孔（22）和a塞焊孔（24）处塞焊连接，c塞焊孔（26）与a塞焊孔（24）之间的混合器后端盖（1）上开有与固定板（8）位置对应的b塞焊孔（25），固定板（8）与合器后端盖（1）在b塞焊孔（25）处塞焊连接。

技术总结
本发明是一种U型SCR混合器，取消常规U型混合器进气腔内的破碎孔板，仅通过气流作用对尿素液滴进行混合，可避免尿素液滴直接持续撞击孔板，导致低温大喷射量等恶劣工况下孔板易发生结晶的问题。采用两种相结合的方式，在混合的前半段采用非接触方式，通过腰孔扰流管提高流速和热交换强度，使得大部分的尿素液滴在此过程被蒸发，只留小部分尿素液滴进入后半段接触式混合，避免了孔板接触大量尿素液滴导致结晶的问题，又保留了孔板破碎板显著提高均匀性的优势，同时又能满足设计紧凑的要求。

技术研发人员：徐亮,朱海艳,倪鹏,姚蔚,王玉润,王亦群
受保护的技术使用者：无锡亿利环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16