用于排气后处理系统的模块化组件技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于排气后处理系统的模块化组件。该模块化组件包括入口部。该模块化组件还包括混合元件。该模块化组件进一步包括从入口部发散的第一截锥区。该模块化组件还包括设置在壳体的中心部内的选择性催化还原组件。选择性催化还原组件包括一组催化器。该模块化组件还包括消声元件，该消声元件设置在壳体的中心部内并位于在选择性催化还原组件的下游。该模块化组件包括设置在壳体的中心部内的挡板布置，该挡板布置包括第一挡板和第二挡板。该模块化组件还包括从壳体的中心部向出口部收敛的第二截锥区。模块化组件还包括连接至第二截锥区的所述出口部。本实用新型专利技术的模块化组件可以容纳且安装于紧凑的安装空间中。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种模块化组件，更具体地涉及用于与发动机相关联的后处理系统的模块化组件。
技术介绍
后处理系统与发动机系统相关联。该后处理系统配置成在排气流排放至大气之前处理并减少存在于排气流中的氮氧化物（NOx）。为减少NOx，后处理系统可包括还原剂输送模块、还原剂喷射器和和选择性催化还原（SCR）模块。此外，后处理系统可包括具有消声元件的消声器组件。消声元件执行消声功能并抑制排气产生的高压噪音。通常，消声器组件作为位于SCR模块下游的单独模块。在一些实例中，SCR模块及消声元件被集成为单个消声器组件。但是，SCR模块包括具有方形横截面的SCR单元。由于压力脉动，这种形状的SCR单元会导致应力增加。另外，产生的应力还横穿焊缝，从而影响SCR单元在消声器组件内的安装。在一些情况下，采用这种设计的SCR单元会导致环向应力的增加。专利号为5,578,277的美国专利（下文称为‘277专利）描述了一种模块化催化转换器及消声器，其用于净化相对较大柴油机的排气。模块化催化转换器及消声器包括多个安装在模块化催化转换器及消声器壳体内的催化转换器子罐。模块化催化转换器及消声器还包括安装在催化转换器子罐上游的壳体内的流量分配器。另外，为衰减排气时产生的噪声，消声器结构安装在催化转换器子罐与出口之间的壳体内。但是，‘277专利的模块化催化转换器及消声器具有庞大的结构。
技术实现思路
在本技术的一个方面，提供了一种用于排气后处理系统的模块化组件。模块化组件包括由模块化组件壳体限定的入口部。入口部设置成连接至排气管道。模块化组件还包括混合元件，其定位在入口部内且相对于排气流方向位于还原剂喷射器的下游。模块化组件进一步包括自入口部发散的第一截锥区。模块化组件还包括设置在壳体的中心部内的选择性催化还原组件。选择性催化还原组件包括一组相对彼此以竖直布置定位的催化器。这组催化器中每个催化器的中心轴线平行于排气管道的中心轴线。模块化组件进一步包括消声元件，消声元件设在壳体的中心部内并定位在选择性催化还原组件的下游。模块化组件包括设置在壳体的中心部内的挡板布置。挡板布置包括设置在选择性催化还原组件上游的第一挡板和设在消声元件下游的第二挡板。另外，包括挡板布置、选择性催化还原组件和消声元件的壳体的中心部具有长条形横截面。模块化组件还包括出口部以及从所述壳体中心部向所述出口部收敛的第二截锥区，所述出口部连接至所述第二截锥区。本技术提供了在单一的模块化组件内设置消声元件和SCR组件。模块化组件的壳体为具有搭接焊接接头的长条形形状。由于壳体具有紧凑的形状，因此，模块化组件可以容纳且安装于紧凑的安装空间中。壳体的这种设计使得因压力脉动所引发的应力降低。壳体的设计还使得壳体内的排气平顺地流动。通过以下的说明和附图，本技术的其它特征和方面将变得显而易见。附图说明图1为根据本技术一个实施例的具有与其相关联的后处理系统的示例性发动机系统的示意图；图2为根据本技术一个实施例的与后处理系统相关联的示例性模块化组件的局部剖视图；以及图3为未示出图2所示的模块化组件的局部透视图。具体实施方式在所有附图中将尽可能使用相同的参考标记来指示相同或类似的部件。参照图1，根据本技术一个实施例示出了示例性发动机系统100的示意图。发动机系统100包括发动机102，其可为内燃发动机，如往复式活塞发动机或燃气涡轮发动机。发动机102是一种火花点火式发动机或压燃式发动机，如柴油发动机、均质压燃式发动机、或反应受控的压燃式发动机或本本领域已知的其他压燃式发动机。发动机102可以使用汽油、柴油、生物柴油、二甲醚、乙醇、天然气、丙烷、氢气、或它们的组合或本领域已知的其他任意燃料作为燃料。发动机102可包括其他部件（图中未示出），如燃料系统、进气系统、包括传动系统的动力传动系统等等。发动机102可用于向机器（图中未示出）提供动力，该机器包括但不限于公路用卡车、越野载重车、运土机器、发电机等等。因此，发动机系统100可与包括但不限于运输业、建筑业、农业、林业、发电及材料处理的行业相关联。发动机系统100包括流体地连接至发动机102的排气歧管（未示出）的排气后处理系统104，在下文中可交换地称作后处理系统104。后处理系统104可处理自发动机102的排气歧管排出的排气流。排气流包含排放化合物，其可以包括氮氧化物（NOx）、未燃烧的碳氢化合物、颗粒物质、和/或本领域已知的其他燃烧产物。在排气流排出发动机系统100之前，后处理系统104可捕获或转化NOx、未燃烧的碳氢化合物、颗粒物质、或它们的组合或排气流中存在的其他燃烧产物。后处理系统104包括模块化组件200。模块化组件200被设置成与排气管道106流体连通。参照图2，模块化组件200包括壳体202。壳体202可由本领域已知的任何金属或聚合物制成。另外，在不限制本技术的保护范围的前提下，与壳体202有关的参数，例如大小、形状、位置和所使用的材料可以根据设计和需求而改变。模块化组件200的壳体202限定了入口部204。入口部204可具有圆形横截面。可选择地，入口部204可具有长条形、正方形或矩形横截面。壳体202的入口部204经由排气管道106（参见图1）接收来自排气歧管的排气流。入口部204的第一端配置成连接至排气管道106。现在参照图1，后处理系统104可包括与其关联的还原剂供给系统108。还原剂通过与还原剂供给系统108关联的还原剂喷射器110被喷射进入口部204（参见图2）。还原剂可以是流体，例如柴油排气处理液（DEF）。还原剂可包括尿素、氨或本领域已知的其他还原剂。还原剂供给系统108包括还原剂箱112。还原剂被容置在还原剂箱112中。与还原剂箱112有关的参数，例如大小、形状、位置和所使用的材料可以根据系统设计和需求而改变。另外，还原剂喷射器110可通信地联接至控制器（未示出）。基于从控制器接收的控制信号，来自还原剂箱112的还原剂通过泵组件114提供至还原剂喷射器110。可被喷射进入口部204的还原剂的量可基于发动机运行条件来适当地计量。在一个实施例中，NOx传感器（未示出）可安装在入口部204中。NOx传感器可测量存在于进入入口部204的排气中的NOx的量。NOx传感器可将指示排气中的NOx的信号发送至控制器或机器上的ECM（未示出）。在不限制本技术的保护范围的前提下，NOx传感器260可包括能够测量存在于排气中的NOx的任何已知传感器。参照图2，随着还原剂被喷射进入口部204，还原剂与通过其的排气流混合，并且被输送朝向位于入口部204内的混合元件208。混合元件208相对于排气流方向“F”位于还原剂喷射器110的下游。混合元件208可体现为旋流混合器或挡叶混合器。可选择地，在不限制本技术的保护范围的前提下，任意已知的混合元件208都可以被使用。混合元件208实现了排气流和喷射进入口部204的还原剂的均匀混合。另外，混合叶片或湍流器还可以与模块化组件200关联以提供排气流中的湍流。入口部204连接至第一截锥区216。第一截锥区216从入口部204发散。更具体地，第一截锥区216具有沿排气流方向“F”的发散轮廓。在一些实施例中，第一截锥区216的表面218可与模块化组件200的排本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于排气后处理系统的模块化组件，其特征在于，所述模块化组件包括：入口部，其由所述模块化组件的壳体限定，所述入口部配置为连接至排气管道；混合元件，其位于所述入口部内且相对于排气流方向位于还原剂喷射器下游；第一截锥区，其自所述入口部发散出；选择性催化还原组件，其设置在所述壳体的中心部内，所述选择性催化还原组件包括相对于彼此以竖直布置定位的一组催化器；使得所述的一组催化器中的每一个催化器的中心轴线都平行于所述排气管道的中心轴线；消声元件，其设置在所述壳体的所述中心部内且位于所述选择性催化还原组件的下游；以及挡板布置，其设置在所述壳体的所述中心部内，所述挡板布置包括设置在所述选择性催化还原组件上游的第一挡板和设置在所述选择性催化还原组件下游的第二挡板，其中，包含所述挡板布置、所述选择性催化还原组件和所述消声元件的所述壳体的所述中心部具有长条形横截面；出口部；第二截锥区，其从所述壳体的所述中心部向所述出口部收敛，所述出口部连接至所述第二截锥区。

【技术特征摘要】
2015.05.04 US 14/7027621.一种用于排气后处理系统的模块化组件，其特征在于，所述模块化组件包括：入口部，其由所述模块化组件的壳体限定，所述入口部配置为连接至排气管道；混合元件，其位于所述入口部内且相对于排气流方向位于还原剂喷射器下游；第一截锥区，其自所述入口部发散出；选择性催化还原组件，其设置在所述壳体的中心部内，所述选择性催化还原组件包括相对于彼此以竖直布置定位的一组催化器；使得所述的一组催化器中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·A·威利，T·R·卡西迪，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：新型
国别省市：美国;US