后处理尿素混合装置

技术领域

本发明涉及汽车尾气后处理技术领域，尤其是一种后处理尿素混合装置。

背景技术

随着国六排放法规的实施，国家针对发动机排放限值越来越严格。目前，柴油机通常采用DOC（氧化性催化剂）+DPF（颗粒过滤器）+SCR (选择性催化还原)技术对尾气排放进行后处理，其中，SCR部分主要是通过尿素喷射系统喷射出的尿素溶液在一定温度下转化成氨气（NH

现有的后处理尿素混合器，通常存在气体流速分布均匀性差及空间利用率较低的问题；气体流速分布均匀性差一方面会导致催化剂老化不均匀；另一方面，由于气体流速分布不均匀，在尾气后处理混合装置内部，处于气体流速较小区域的内壁面的温度较低，当尿素液滴接触到此部分内壁面后会带走一部分热量，使此部分的内壁面温度进一步降低，掉落在温度过低的内壁面上尿素液滴由于没有充分的吸热挥发，很容易形成尿素结晶，降低后处理的转化效率；而且尿素结晶的堆积还会堵塞管路、影响发动机机尾气的正常流动，增加排气系统的背压，更甚者还会堵塞SCR混合器的载体表面，造成后处理失效，影响发动机的正常工作。而混合器空间利用率低，则会使得混合器具有较大的背压值，发动机功率的损失较大。

发明内容

本申请人针对上述现有后处理尿素混合器的流速分布均匀性差，空间利用率低、背压值大等缺点，提供一种结构合理的后处理尿素混合装置，流速分布均匀性高，空间利用率高、背压值小。

本发明所采用的技术方案如下：

一种后处理尿素混合装置，前外壳与后外壳之间形成内部空腔，前外壳与后外壳之间横置有隔板，将内部空腔分为上部的进气腔与下部的出气腔；前外壳上部具有与进气腔连通的进气口、下部具有与出气腔连通的出气口；隔板的中央沿纵向竖直穿过设置有混合组件，混合组件包括竖直设置的筒体，筒体内部为导通的混合腔，混合腔连通进气腔及出气腔；筒体为双圆管相交形成的“8”字筒形结构，内部具有两个导通的优弧筒形的腔体。

本发明的筒体相对于直筒形的混合筒，在前外壳与后外壳之间占用的空间更大，其横截面的气流过流面积更大，即在前外壳与后外壳之间有效的空腔体积内，通过“8”字形结构获得尽可能大的混合腔体积及气流过流面积，提高了空间的利用率，降低了背压值；尿素液滴在混合腔内可以获得更大的热解、混合区域，使得尿素液滴可以充分地热解、混合，避免形成尿素结晶、造成尿素结晶堆积，保证了NO

作为上述技术方案的进一步改进：

筒体的上端筒口为第一喇叭口，第一喇叭口外大内小。

本发明的筒体的第一喇叭口对进入混合腔的尾气气流有一个导流作用，使得尾气气流平稳地改变流动方向，有利于提高气流流速的均匀性，避免产生涡流效应，减少气流噪声的产生，同时气流流动面积的由大向小缩减，气流从第一喇叭口进入后，流速迅速增加，更利于尾气气流与尿素液滴的混合，使尿素液滴充分吸热挥发，避免形成尿素结晶。

进气口的上部设置有挡板。

本发明的挡板可以使尾气气流从进气口水平进入内部空腔后，再转向向上运动一段距离，在保证进气口的气流流速均匀的同时，延长了尾气气流的运动路径，使得尾气气流对各壁面进行充分的预热，使滴落到各壁面上的尿素液滴充分吸热挥发，避免了形成尿素结晶、进而避免尿素结晶堆积。

后外壳的斜平面内壁面上固定设置有导流筒，导流筒的下端部伸入的筒体内；导流筒下端部的筒口为外大内小的第二喇叭口。

本发明的导流筒包围在尿素喷嘴的外周，可以引导尿素喷嘴喷射的尿素液滴全部喷入混合组件的混合腔内，避免尿素液滴溅落至前外壳及后外壳的内壁面上而形成尿素结晶。导流筒下端部的筒口为外大内小的第二喇叭口，可以引导尿素液滴朝向筒体内气流流速、温度更高的区域喷射，利于降低低流速、低温区形成尿素结晶的风险的同时，使得尿素液滴可以充分吸热挥发，保证了NO

后外壳的顶端具有斜平面，斜平面上、正对混合组件设有喷嘴座。

筒体内从上至下依次沿径向布置有导流板、若干第一孔板、第二孔板。

导流板为圆弧板。

导流板的上边沿中部开设有缺口，缺口位于喷嘴座的正下方。

本发明的导流板进一步引导进入的尾气气流，使得尾气气流转向向前侧运动一段距离，进一步提高尾气气流流速的均匀性的同时，进一步延长尾气气流的运动路径，使得尾气气流对各壁面进行充分的预热，使尿素液滴充分吸热挥发，避免了形成尿素结晶、进而避免尿素结晶堆积。导流板上边沿的缺口位于尿素喷嘴的正下方，由于导流板中央部位的气流流速及温度相对其他部位要稍低，在中部开设缺口，可以增加尿素喷嘴与导流板边沿之间的距离，降低在此低流速、低温区形成尿素结晶的风险。

第一孔板包括两侧的板面部、及连接两板面部的若干桥部，在两板面部及各桥部之间形成若干第一开口，板面部上开设若干第一通孔，第一开口的开口面积大于第一通孔的开口面积；第一孔板的两板面部分别位于筒体的两个优弧筒形腔体内。

第二孔板上开设有若干第二开口及第二通孔，第二开口的开口面积大于第二通孔的开口面积；第二开口位于第一孔板板面部的正下方。

本发明的第一孔板、第二孔板上均具有开口面积较大的开口及若干开口面积较小的通孔，在保证将尿素喷嘴喷射的尿素液滴充分破碎的同时，还具有尽可能大的过流面积，有利于降低气流背压，确保尾气正常流动，保证发动机的正常工作。

本发明的有益效果如下：

本发明的筒体相对于直筒形的混合筒，在前外壳与后外壳之间占用的空间更大，其横截面的气流过流面积更大，即在前外壳与后外壳之间有效的空腔体积内，通过“8”字形结构获得尽可能大的混合腔体积及气流过流面积，提高了空间的利用率，降低了背压值；尿素液滴在混合腔内可以获得更大的热解、混合区域，使得尿素液滴可以充分地热解、混合，避免形成尿素结晶、造成尿素结晶堆积，保证了NO

本发明的筒体的第一喇叭口对进入混合腔的尾气气流有一个导流作用，使得尾气气流平稳地改变流动方向，有利于提高气流流速的均匀性，避免产生涡流效应，减少气流噪声的产生，同时气流流动面积的由大向小缩减，气流从第一喇叭口进入后，流速迅速增加，更利于尾气气流与尿素液滴的混合，使尿素液滴充分吸热挥发，避免形成尿素结晶。

本发明的挡板可以使尾气气流从进气口水平进入内部空腔后，再转向向上运动一段距离，在保证进气口的气流流速均匀的同时，延长了尾气气流的运动路径，使得尾气气流对各壁面进行充分的预热，使滴落到各壁面上的尿素液滴充分吸热挥发，避免了形成尿素结晶、进而避免尿素结晶堆积。

本发明的导流筒包围在尿素喷嘴的外周，可以引导尿素喷嘴喷射的尿素液滴全部喷入混合组件的混合腔内，避免尿素液滴溅落至前外壳及后外壳的内壁面上而形成尿素结晶。导流筒下端部的筒口为外大内小的第二喇叭口，可以引导尿素液滴朝向筒体内气流流速、温度更高的区域喷射，利于降低低流速、低温区形成尿素结晶的风险的同时，使得尿素液滴可以充分吸热挥发，保证了NO

本发明的导流板进一步引导进入的尾气气流，使得尾气气流转向向前侧运动一段距离，进一步提高尾气气流流速的均匀性的同时，进一步延长尾气气流的运动路径，使得尾气气流对各壁面进行充分的预热，使尿素液滴充分吸热挥发，避免了形成尿素结晶、进而避免尿素结晶堆积。导流板上边沿的缺口位于尿素喷嘴的正下方，由于导流板中央部位的气流流速及温度相对其他部位要稍低，在中部开设缺口，可以增加尿素喷嘴与导流板边沿之间的距离，降低在此低流速、低温区形成尿素结晶的风险。

本发明的第一孔板、第二孔板上均具有开口面积较大的开口及若干开口面积较小的通孔，在保证将尿素喷嘴喷射的尿素液滴充分破碎的同时，还具有尽可能大的过流面积，有利于降低气流背压，确保尾气正常流动，保证发动机的正常工作。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为图1的爆炸图。

图3为图1的前后向纵截面剖视图。

图4为混合组件的立体剖切视图。

图5为导流板的立体图。

图6为第一孔板的立体图。

图7为第二孔板的立体图。

图中：1、前外壳；11、进气口；12、出气口；2、后外壳；21、斜平面；3、喷嘴座；

4、混合组件；41、筒体；411、第一喇叭口；42、导流板；421、缺口；43、第一孔板；431、板面部；432、桥部；433、第一通孔；434、第一开口；44、第二孔板；441、第二开口；442、第二通孔；

5、挡板；6、隔板；7、导流筒；71、第二喇叭口；

10、进气腔；20、出气腔；30、混合腔。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2、图3所示，本发明整体沿纵轴的横截面为花生壳形状，其前外壳1固定在后外壳2上，在前外壳1与后外壳2之间形成内部空腔；前外壳1的上部具有圆筒形的进气口11，下部具有圆筒形的出气口12；进气口11的上部设置有半圆形的挡板5，挡板5可以使尾气气流从进气口11水平进入内部空腔后，再转向向上运动一段距离，在保证进气口11的气流流速均匀的同时，延长了尾气气流的运动路径，使得尾气气流对各壁面进行充分的预热，使滴落到各壁面上的尿素液滴充分吸热挥发，避免了形成尿素结晶、进而避免尿素结晶堆积。如图3、图4所示，前外壳1、后外壳2的中部位置水平横置有隔板6，隔板6通过焊接固定于前外壳1、后外壳2的壁面上，隔板6将前外壳1与后外壳2之间的内部空腔分为上部的进气腔10与下部的出气腔20，进气腔10连通进气口11，出气腔20连通出气口12；隔板6的中央沿纵向竖直穿过设置有混合组件4，混合组件4的内部为导通的混合腔30，混合腔30连通进气腔10及出气腔20。后外壳2的顶端具有斜平面21，斜平面21上、正对混合组件4设有喷嘴座3，喷嘴座3内设置尿素喷嘴（图中未示出），尿素喷嘴可以往混合组件4内喷射尿素液滴。

如图3、图4所示，混合组件4包括竖直设置的筒体41，筒体41为双圆管相交形成的“8”字筒形结构，筒体41内部为混合腔30、具有两个导通的优弧筒形的腔体，相对于直筒形的混合筒，筒体41在前外壳1与后外壳2之间占用的空间更大，其横截面的气流过流面积更大，即在前外壳1与后外壳2之间有效的空腔体积内，通过“8”字形结构获得尽可能大的混合腔30体积及气流过流面积，提高了空间的利用率，降低了背压值；尿素液滴在混合腔30内可以获得更大的热解、混合区域，使得尿素液滴可以充分地热解、混合，避免形成尿素结晶、造成尿素结晶堆积，保证了NO

如图3、图4所示，筒体41内从上至下依次沿径向布置有导流板42、若干第一孔板43、第二孔板44。如图4、图5所示，导流板42为圆弧板，进一步引导进入的尾气气流，使得尾气气流转向向前侧运动一段距离，进一步提高尾气气流流速的均匀性的同时，进一步延长尾气气流的运动路径，使得尾气气流对各壁面进行充分的预热，使尿素液滴充分吸热挥发，避免了形成尿素结晶、进而避免尿素结晶堆积；导流板42的上边沿中部开设有V形的缺口421，缺口421位于喷嘴座3的正下方，由于导流板42中央部位的气流流速及温度相对其他部位要稍低，在中部开设缺口421，可以增加尿素喷嘴与导流板42边沿之间的距离，降低在此低流速、低温区形成尿素结晶的风险。第一孔板43包括两侧的板面部431、及连接两板面部431的若干桥部432，在两板面部431及各桥部432之间形成若干第一开口434，板面部431上开设若干第一通孔433，第一开口434相对于第一通孔433具有较大的开口面积；如图4所示，第一孔板43的两板面部431分别位于筒体41内气流流速、温度更高的两个优弧筒形腔体内，若干第一开口434位于筒体41气流流速、温度相对较低的中间部位。第二孔板44上、位于第一孔板43板面部431的正下方分别开设有开口面积较大的第二开口441，第二孔板44上、位于第二开口441外侧还开设有若干开口面积较小的第二通孔442。第一孔板43、第二孔板44上均具有开口面积较大的开口（第一开口434、第二开口441）及若干开口面积较小的通孔（第一通孔433、第二通孔442），在保证将尿素喷嘴喷射的尿素液滴充分破碎的同时，还具有尽可能大的过流面积，有利于降低气流背压，确保尾气正常流动，保证发动机的正常工作。

如图2、图3所示，后外壳2的斜平面21内壁面上固定设置有导流筒7，导流筒7的下端部伸入筒体41的第一喇叭口411内，导流筒7包围在尿素喷嘴的外周，可以引导尿素喷嘴喷射的尿素液滴全部喷入混合组件4的混合腔30内，避免尿素液滴溅落至前外壳1及后外壳2的内壁面上而形成尿素结晶；导流筒7下端部的筒口为外大内小的第二喇叭口71，可以引导尿素液滴朝向筒体41内气流流速、温度更高的区域喷射，利于降低低流速、低温区形成尿素结晶的风险的同时，使得尿素液滴可以充分吸热挥发，保证了NO

本发明在实际使用时，喷嘴座3内的尿素喷嘴往混合组件4内喷射尿素液滴，尾气气流从进气口11流入进气腔10，通过混合组件4筒体41的第一喇叭口411加速进混合腔30与尿素液滴混合，混合的尾气气流依次通过若干第一孔板43、第二孔板44，经多层孔板的充分破碎、混合后，流入出气腔20，从出气口12排出。

本发明的混合组件4的筒体41采用“8”字形，提高了空间的利用率，降低了背压值，尿素液滴在混合腔30内可以充分地热解、混合，避免形成尿素结晶、造成尿素结晶堆积，保证了NO

以上描述是对本发明的解释，不是对本发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。