在后处理系统混合排气和还原剂的系统和方法技术方案

多级混合器包括多级混合器入口、多级混合器出口、第一流动装置和第二流动装置。多级混合器入口构造为接收排气。多级混合器出口构造为将排气提供至催化剂。第一流动装置构造为从多级混合器入口接收排气并接收还原剂，使得所述还原剂部分地与所述第一流动装置中的排气混合。第一流动装置包括多个主叶片和多个主叶片孔口。多个主叶片孔口间隔在多个主叶片之间。多个主叶片孔口构造为接收排气并与多个主叶片配合以为来自第一流动装置排的气提供旋流。流。流。

【技术实现步骤摘要】
在后处理系统混合排气和还原剂的系统和方法
[0001]本申请是申请日为2018年6月5日、申请号为201880001223.6、专利技术名称为“在后处理系统混合排气和还原剂的系统和方法”的专利技术申请的分案申请。相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2017年6月6日提交的申请号为62/515,743的美国临时专利的优先权的权益，其内容通过引用整体并入本文。


[0003]本申请一般涉及用于内燃机的后处理系统领域。

技术介绍

[0004]对于诸如柴油机的内燃机，在排气中可排放出氮氧化物(NOx)化合物。为了减少NOx排放，可采用选择性催化还原(SCR)处理借助催化剂和还原剂将NOx化合物转化成更中性的化合物，例如双原子氮或水。这种催化剂可包含在排气系统的催化剂室中，例如车辆或动力单元的催化室。通常在催化剂室之前将还原剂(例如无水氨、氨水、柴油机排气处理液(DEF)或尿素水溶液)引入排气流中。为了将还原剂引入用于SCR工艺的排气流，SCR系统可注入或引入还原剂穿过配送模块，其将还原剂蒸发或喷射到催化剂室的排气系统上游的排气管道中。SCR系统可包括一个或多个传感器以监视排气系统内的状态。

技术实现思路

[0005]在一实施例中，多级混合器包括多级混合器入口、多级混合器出口、第一流动装置和第二流动装置。多级混合器入口构造为接收排气。多级混合器出口构造为将排气提供至催化剂。第一流动装置构造为从多级混合器入口接收排气并接收还原剂，使得所述还原剂部分地与所述第一流动装置中的排气混合。第一流动装置包括多个主叶片和多个主叶片孔口。多个主叶片孔口间隔在多个主叶片之间。多个主叶片孔口构造成接收排气并与多个主叶片配合以为来自第一流动装置提供的排气提供旋流，旋流有利于还原剂与排气的混合。第二流动装置构造为从所述第一流动装置接收所述排气和所述还原剂。所述第二流动装置包括多个第二流动装置孔口，第二流动装置孔口构造为将来自所述第二流动装置的所述排气和所述还原剂借由多级混合器出口提供至催化剂。
[0006]在一实施例中，多级混合器包括多级混合器入口、多级混合器出口和第一流动装置。多级混合器入口构造为接收排气。多级混合器出口构造为将排气提供至催化剂。第一流动装置构造为从多级混合器入口接收排气并构造为接收还原剂，使得所述还原剂部分地与所述第一流动装置中的排气混合。第一流动装置包括文丘里管主体、多个主叶片、多个主叶片孔口、多个辅助叶片和多个辅助叶片孔口。文丘里管主体由靠近所述多级混合器入口的主体入口和靠近所述多级混合器出口的主体出口限定。多个主叶片位于文丘里管主体内并靠近主体出口。多个主叶片孔口间隔在多个主叶片之间。多个主叶片孔口构造成接收排气并与多个主叶片配合以为来自第一流动装置的排气提供旋流，旋流有利于还原剂与排气的
混合。多个辅助叶片位于文丘里管主体内并靠近主体入口。多个辅助叶片孔口间隔在多个主叶片之间。多个辅助叶片孔口构造成接收排气并与多个辅助叶片配合以为进入文丘里管主体的排气提供旋流，旋流有利于还原剂与排气的混合。
[0007]在另一实施例中，多级混合器包括多级混合器入口、多级混合器出口和第一流动装置。多级混合器入口构造为接收排气。多级混合器出口构造为将排气提供至催化剂。第一流动装置构造为从多级混合器入口接收排气并接收还原剂，使得所述还原剂部分地与所述第一流动装置中的排气混合。第一流动装置包括文丘里管主体、多个主叶片、多个主叶片孔口、和多个排气引导件。文丘里管主体由靠近所述多级混合器入口的主体入口和靠近所述多级混合器出口的主体出口限定。文丘里管主体包括沿着文丘里管主体设置在主体入口和主体出口之间的排气引导孔口。多个主叶片位于文丘里管主体内并靠近主体出口。多个主叶片孔口间隔在多个主叶片之间。多个主叶片孔口构造成接收排气并与多个主叶片配合以为来自第一流动装置的排气提供旋流，旋流有利于还原剂与排气的混合。排气引导件围绕排气引导孔口联接到文丘里管主体。所述排气引导件构造成从文丘里管主体外部分别接收排气和还原剂，在引导件中将从文丘里管主体外部接收的排气和还原剂混合，并将混合的排气和还原剂提供到文丘里管主体内。
[0008]在另一实施例中，多级混合器包括多级混合器入口、多级混合器出口和第一流动装置。多级混合器入口构造为接收排气。多级混合器出口构造为将排气提供至催化剂。第一流动装置构造为从多级混合器入口接收排气并接收还原剂，使得所述还原剂部分地与所述第一流动装置中的排气混合。第一流动装置包括文丘里管主体、多个导管直叶片和排气引导件。文丘里管主体由靠近所述多级混合器入口的主体入口和靠近所述多级混合器出口的主体出口限定。文丘里管主体包括沿着文丘里管主体设置在主体入口和主体出口之间的排气引导孔口。多个导管直叶片位于文丘里管主体内并靠近主体出口。多个导管直叶片构造成与排气配合并且为来自第一流动装置的排气提供旋流，该旋流有助于还原剂和排气的混合。排气引导件围绕排气引导孔口联接到文丘里管主体。所述排气引导件构造成从文丘里管主体外部分别接收排气和还原剂，在排气引导件中将来自的文丘里管主体外部接收的排气和还原剂混合，并将混合的排气和还原剂提供到文丘里管主体内。
附图说明
[0009]在以下附图和描述中阐述了一个或多个实施方式的细节。从说明书、附图和权利要求中，本公开的其他公开的特征、方面和优点将变得显而易见，其中：
[0010]图1是具有用于排气系统的示例的还原剂传输系统的示例性地选择性催化还原系统的示意框图；和
[0011]图2是示例性多级混合器的剖视图；
[0012]图3是另一种多级混合器的剖视图；
[0013]图4仍是另一种多级混合器的剖视图；
[0014]图5仍是另一种多级混合器的剖视图；
[0015]图6A是另一种多级混合器的剖视图；
[0016]图6B是图6A中所示的多级混合器的流动装置的前视图；
[0017]图6C是图6A中所示的多级混合器的另一流动装置的前视图；
[0018]图7是多级混合器内排气速度流线的表示；
[0019]图8是多级混合器内还原剂液滴分布的表示；
[0020]图9A是多级混合器的一示例性的流动装置的前视图；
[0021]图9B是多级混合器的另一流动装置的前视图；
[0022]图9C是多级混合器的另一流动装置的前视图；
[0023]图9D是多级混合器的另一流动装置的前视图；
[0024]图9E是多级混合器的另一流动装置的前视图；
[0025]图9F是多级混合器的另一流动装置的前视图；
[0026]图9G是多级混合器的另一流动装置的前视图；
[0027]图10A是用于多级混合器的排气引导件和还原剂引导件的剖视图；
[0028]图10B是用于多级混合器的另一排气引导件和还原剂引导件的剖视图；
[0029]图10C仍是另一用于多级混合器的排气引导件的剖视图；
[0030]图10D仍是另一用于多级混合器的排气引导件的剖视图；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于排气后处理系统的多级混合器，其特征在于，所述多级混合器包括：第一流动装置，所述第一流动装置包括具有多个主叶片和多个主叶片孔口的主混合器，每个所述主叶片孔口设置在两个所述主叶片之间；第二流动装置，所述第二流动装置包括多个第二流动装置孔口，所述第二流动装置位于所述主混合器的下游并且被配置成接收来自所述主混合器的排气和还原剂；以及第三流动装置，所述第三流动装置包括多个第三流动装置孔口，所述第三流动装置位于所述第二流动装置的下游并且被配置成接收来自所述第二流动装置的所述排气和所述还原剂。2.根据权利要求1所述的多级混合器，其特征在于：所述第二流动装置孔口共同限定第一开口区域；所述第三流动装置孔口共同限定第二开口区域；以及所述第二流动装置和所述第三流动装置被配置为使得所述第二开口区域等于所述第一开口区域。3.根据权利要求2所述的多级混合器，其特征在于，所述第三流动装置孔口的平均面积小于所述第二流动装置孔口的平均面积。4.根据权利要求3所述的多级混合器，其特征在于，所述第三流动装置被配置成使得所述第三流动装置孔口全部相同。5.根据权利要求3所述的多级混合器，其特征在于，所述第三流动装置中的所述第三流动装置孔口的数量大于所述第二流动装置中的所述第二流动装置孔口的数量。6.根据权利要求5所述的多级混合器，其特征在于，还包括第四流动装置，所述第四流动装置包括多个第四流动装置孔口，所述第四流动装置位于所述第三流动装置的下游并且被配置成接收来自所述第三流动装置的所述排气和所述还原剂。7.根据权利要求6所述的多级混合器，其特征在于：所述第四流动装置孔口共同限定第三开口区域；所述第二流动装置和所述第四流动装置被配置为使得所述第三开口区域等于所述第一开口区域；所述第四流动装置孔口的平均面积小于所述第三流动装置孔口的平均面积；以及所述第四流动装置中的所述第四流动装置孔口的数量大于所述第三流动装置中的所述第三流动装置孔口的数量。8.根据权利要求5所述的多级混合器，其特征在于：所述第二流动装置是对称的；以及所述第三流动装置是对称的。9.根据权利要求5所述的多级混合器，其特征在于，所述第二流动装置包括中心孔口，所述中心孔口的直径大于所述第二流动装置孔口中的任何一个的直径。10.根据权利要求9所述的多级混合器，其特征在于，所述第二流动装置孔口围绕所述中心孔口设置。11.根据权利要求3所述的多级混合器，其特征在于，所述第二流动装置孔口包括：第一孔口组，所述第一孔口组围绕所述第二流动装置的周边布置，所述第一孔口组中的每一个具有第一直径；和
第二孔口组，所述第二孔口组布置在所述第二流动装置的中心区域内，使得所述第一孔口组围绕所述第二孔口组设置，所述第二孔口组具有大于所述第一直径的第二直径。12.根据权利要求3所述的多级混合器，其特征在于，所述第二流动装置孔口包括：第一孔口组，所述第一孔口组围绕所述第二流动装置的周边布置，所述第一孔口组中的每一个具有第一直径；第二孔口组，所述第二孔口组布置在所述第二流动装置的中心区域内，使得所述第一孔口组围绕所述第二孔口组设置，所述第二孔口组具有小于所述第一直径的第二直径；以及所述第二流动装置包括比所述第一孔口组更多数量的所述第二孔口组。13.根据权利要求1所述的多级混合器，其特征在于，还包括设置在所述第一流装置上游的配送器，所述配送器被配置为选择性地将所述还原剂提供到所述第一流装置上游的所述排气中。14.根据权利要求1所述的多级混合器，其特征在于：所述第一流动装置还包括：文丘里管主体，以及支撑凸缘，所述支撑凸缘将所述文丘里管主体支撑在所述多级混合器内，使得所述文丘里管主体通过所述支撑凸缘与所述多级混合器分离；和所述主叶片位于所述文丘里管主体内。15.根据权利要求14所述的多级混合器，其特征在于，所述支撑凸缘包括多个支撑凸缘孔口，每个所述支撑凸缘孔口被构造成便于所述排气通过所述支撑凸缘。16.根据权利要求14所述的多级混合器，其特征在于：所述多级混合器的内径为D0；所述文丘里管主体的直径为D
C
；以及0.25D0≤D
C
≤0.9D0。17.根据权利要求16所述的多级混合器，其特征在于：每个所述主叶片都附接到主叶片中心轮毂；所述主叶片中心轮毂的直径为D
H
；以及0.05D
C
≤D
H
≤0.25D
C
。18.根据权利要求17所述的多级混合器，其特征在于：所述文丘里管主体以中心轴为中心；和所述主叶片中心轮毂以所述中心轴为中心。19.根据权利要求14所述的多级混合器，其特征在于：所述文丘里管主体包括护罩，所述护罩限定所述文丘里管主体的下游端；以及所述护罩是圆锥形的。20.根据权利要求1所述的多级混合器，其特征在于，至少一个所述主叶片中是弯曲的。21.根据权利要求1所述的多级混合器，其特征在于，所述主叶片中的一个被定位成在所述主叶片中的另一个上延伸。22.根据权利要求1所述的多级混合器，其特征在于，所述主混合器还包括位于所述主叶片中的一个上的互补叶片，所述互补叶片限定与所述主叶片孔口中的一个邻接的互补孔
口。23.根据权利要求22所述的多级混合器，其特征在于，所述互补叶片相对于所述主叶片中的一个成角度。24.根据权利要求22所述的多级混合器，其特征在于，所述互补叶片与所述主叶片中的一个的边缘邻接。25.根据权利要求22所述的多级混合器，其特征在于，所述互补叶片位于所述主叶片中的一个内。26.根据权利要求1所述的多级混合器，其特征在于，所述第一流动装置还包括位于所述主混合器上游的辅助混合器，所述辅助混合器包括多个辅助叶片和多个辅助叶片孔口，每个所述辅助叶片孔口位于两个所述辅助叶片之间。27.根据权利要求26所述的多级混合器，其特征在于：所述第一流动装置还包括文丘里管主体；所述主叶片位于所述文丘里管主体内；所述辅助叶片位于所述文丘里管主体内；每个所述辅助叶片都附接到辅助叶片中心轮毂；所述文丘里管主体以中心轴为中心；和所述辅助叶片中心轮毂以所述中心轴为中心。28.根据权利要求27所述的多级混合器，其特征在于：每个所述主叶片都附接到主叶片中心轮毂；以及所述主叶片中心轮毂以所述中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志立，A，
申请(专利权)人：康明斯排放处理公司，
类型：发明
国别省市：