一种柴油机SCR混合器制造技术

技术编号:41389487 阅读:21 留言:0更新日期:2024-05-20 19:11
本技术公开了一种柴油机SCR混合器,包括混合器外管、旋流管、中层管、外层管、内层管;旋流管为圆周均匀等高布置多个射流孔和翅片的圆管,旋流管的下方设有外层管,外层管的内部设有中层管,中层管的内部设有内层管;中层管为侧面下半部分圆周均匀等高布设多个长条孔的圆管,内层管为侧面上半部分圆周均匀等高布设多个长条孔的圆管,中层管的顶部与旋流管的底部固定连接,中层管通过其侧面外壁上布设的多个第一翅片与外层管侧面内壁固定连接,内层管通过其侧面外壁上布设的多个第二翅片与中层管侧面内壁固定连接。本技术通过设置开孔部位相反的层管结构,使气流做“Z”字形走位,增加混合路径,提高混合时间,改善混合均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及柴油机排气净化处理,具体涉及一种柴油机scr混合器。


技术介绍

1、这里的陈述仅提供与本技术相关的
技术介绍
,而不必然地构成现有技术。

2、scr(selective catalytic reduction)是指选择性催化还原技术,是消除柴油机排气中氮氧化物(nox)的主要后处理技术之一,其利用尿素水解产生的氨气(nh3)在催化剂作用下将柴油机排出的废气中的氮氧化物(nox)转化为氮气(n2)。

3、scr的基本工作原理是:柴油机排气从增压器涡轮流出后进入排气管中,同时由安装在排气管上的尿素喷射单元将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入排气管中,尿素液滴在高温废气作用下发生水解和热解反应,生成所需要的还原剂氨气(nh3),氨气(nh3)在催化剂的作用下将氮氧化物(nox)有选择性地还原为氮气(n2)。scr系统如图1所示,整个系统包括控制单元、尿素剂量单元和催化反应单元三部分,其中尿素剂量单元根据有无空气辅助喷射可分为气助式喷射系统和非气助式喷射系统;scr系统的控制单元与发动机的控制单元ecu集成在一起,用于执行scr控制策略,以及根据环境温度、排气温度、尿素液位、尿素温度、尿素压力、nox浓度等传感器信号控制尿素剂量单元,根据需求定时定量地将尿素溶液喷射到排气气流中;尿素剂量单元主要包括尿素箱、尿素供给单元、喷射单元、加热组件及连接管路和线路,保证尿素溶液的充分雾化和分解;催化反应单元包括scr催化剂及其封装,用于将柴油机排气中的主要有害成分氮氧化物还原为氮气和水。

4、scr技术在车用柴油机领域已广泛应用。考虑到在排气管中尿素喷雾与柴油机排气的混合均匀性较差,影响尿素的分解速率,最终影响scr系统的氮氧化物(nox)转化效率,为此,目前在排气管和scr载体之间设有scr混合器装置,以增强尿素喷雾与柴油机排气混合的均匀性。现有的scr混合器如图2所示,包括旋流管、旋流管隔板、钢丝绒、外层管,尿素喷雾和柴油机排气(即废气)混合后,气流沿着旋流管旋流方向旋流,再通过钢丝绒进入scr载体。但是,现有的scr混合器中还存在以下问题:

5、(1)尿素喷雾和废气气流进入旋流管,尿素与废气气流混合后通过钢丝绒,整个混合时间较短,混合均匀性较差。

6、(2)钢丝绒这一零件本身一致性和均匀性较差,整体结构使得nh3混合不均匀。

7、(3)尿素喷雾和废气的混合时间短且背压高,导致尿素结晶问题严重,而柴油机运行稳态工况下,一旦出现结晶后不同自动消失,影响柴油机排气的转换效率及废气安全排放。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题和缺陷,本技术提供了一种柴油机scr混合器,通过设置开孔部位相反的层管结构,使气流做“z”字形走位,增加混合路径,提高混合时间,改善混合均匀性,并通过设置扇叶式扰流管,进一步提高混合均匀性。

2、为了达到上述目的,本技术采用如下的技术方案:

3、一种柴油机scr混合器,包括混合器外管,所述混合器外管内设有气流混合结构,所述气流混合结构包括旋流管、中层管、外层管、内层管;

4、所述旋流管为圆周均匀等高布置多个射流孔和翅片的圆管,所述旋流管的下方设有外层管,所述外层管的内部设有中层管,所述中层管的内部设有内层管;

5、所述中层管为侧面下半部分圆周均匀等高布设多个长条孔的圆管,所述中层管的侧面外壁上圆周均匀布设多个第一翅片;所述内层管为侧面上半部分圆周均匀等高布设多个长条孔的圆管,所述内层管的侧面外壁上圆周均匀布设多个第二翅片;所述旋流管的底面与所述外层管的顶面焊接,所述中层管通过第一翅片与所述外层管侧面内壁固定连接,所述内层管通过第二翅片与所述中层管侧面内壁固定连接。

6、进一步的技术方案,所述混合器外管为侧面开口的圆管,所述旋流管的顶面与所述混合器外管的侧面内壁固定连接,且所述旋流管的顶面开口正对所述混合器外管的侧面开口。

7、进一步的技术方案,所述外层管为底面设有圆环片的圆管,所述圆环片的外圆周与圆管底面圆周内壁焊接,所述外层管的顶面开口直径大于底面开口直径,所述外层管的底面开口直径即所述圆环片的内圆直径。

8、进一步的技术方案,所述中层管的顶面上设有倒扣的碗状结构,所述碗状结构的最大直径与所述中层管的直径相等,所述碗状结构最大直径所在圆的圆周与所述中层管的顶面焊接。

9、进一步的技术方案,所述第一翅片固定设置在所述中层管侧面设置的长条孔的上方,所述第二翅片固定设置在所述内层管侧面设置的长条孔的下方。

10、进一步的技术方案,所述中层管和所述内层管的高度相同,所述外层管的高度高于所述中层管和所述内层管的高度;

11、所述中层管的底面位置高于所述外层管的底面位置,且所述中层管的底面与所述外层管的底面不连接;

12、所述内层管的顶面位置低于所述中层管的顶面位置,所述内层管的直径与所述外层管的底面开口直径相同。

13、进一步的技术方案,还包括第一z字板和第二z字板;所述第一z字板和所述第二z字板的结构相同,所述第一z字板和所述第二z字板嵌入所述混合器外管内部且将所述混合器外管内部空间划分为两部分;所述第一z字板和所述第二z字板分别设置在所述气流混合结构的两侧。

14、进一步的技术方案,所述第一z字板设置在所述气流混合结构靠近混合器外管第二侧面的一侧,且设置在所述气流混合结构的上侧;所述第二z字板设置在所述气流混合结构靠近混合器外管第一侧面的一侧,且设置在所述气流混合结构的下侧;所述第一z字板和所述第二z字板在所述外层管的外壁上交汇且焊接。

15、进一步的技术方案,还包括扰流板,所述扰流板设置在所述混合器外管内部且靠近所述混合器外管的第二侧面,所述扰流板呈扇形,所述扇形的弧形边与所述混合器外管的内壁紧密贴合且固定连接。

16、进一步的技术方案,所述扰流板上从上向下依次设有多个平行于扇形直边的长条扇叶,且长条扇叶的开口向上;所述扰流板的底部还设有多个均匀布设的圆孔。

17、与现有技术相比,本技术存在以下有益效果:

18、1、本技术提出了一种柴油机scr混合器,通过设置开孔部位相反的层管结构,使气流做“z”字形走位,增加混合路径,提高混合时间,改善混合均匀性;

19、2、本技术所提出的柴油机scr混合器,通过设置扇叶式扰流管,使得气流均匀地分布在scr端面上,扇叶式的扰流管能够抬高气流,避免因z字板的影响使载体端面上部气流不均,进一步提高混合均匀性;

20、3、本技术所提出的柴油机scr混合器为通用性设计,各个设计结构可根据实际情况进行调整应用于多种机型;可加工性强,工艺较好,各组件通过焊接形式联接,可以保证机械强度。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种柴油机SCR混合器,其特征是,包括混合器外管,所述混合器外管内设有气流混合结构,所述气流混合结构包括旋流管、中层管、外层管、内层管;

2.如权利要求1所述的柴油机SCR混合器,其特征是,所述混合器外管为侧面开口的圆管,所述旋流管的顶面与所述混合器外管的侧面内壁固定连接,且所述旋流管的顶面开口正对所述混合器外管的侧面开口。

3.如权利要求1所述的柴油机SCR混合器,其特征是,所述外层管为底面设有圆环片的圆管,所述圆环片的外圆周与圆管底面圆周内壁焊接,所述外层管的顶面开口直径大于底面开口直径,所述外层管的底面开口直径即所述圆环片的内圆直径。

4.如权利要求1所述的柴油机SCR混合器,其特征是,所述中层管的顶面上设有倒扣的碗状结构,所述碗状结构的最大直径与所述中层管的直径相等,所述碗状结构最大直径所在圆的圆周与所述中层管的顶面焊接。

5.如权利要求1所述的柴油机SCR混合器,其特征是,所述第一翅片固定设置在所述中层管侧面设置的长条孔的上方,所述第二翅片固定设置在所述内层管侧面设置的长条孔的下方。

6.如权利要求1所述的柴油机SCR混合器,其特征是,所述中层管和所述内层管的高度相同,所述外层管的高度高于所述中层管和所述内层管的高度;

7.如权利要求1所述的柴油机SCR混合器,其特征是,还包括第一Z字板和第二Z字板;所述第一Z字板和所述第二Z字板的结构相同,所述第一Z字板和所述第二Z字板嵌入所述混合器外管内部且将所述混合器外管内部空间划分为两部分;所述第一Z字板和所述第二Z字板分别设置在所述气流混合结构的两侧。

8.如权利要求7所述的柴油机SCR混合器,其特征是,所述第一Z字板设置在所述气流混合结构靠近混合器外管第二侧面的一侧,且设置在所述气流混合结构的上侧;所述第二Z字板设置在所述气流混合结构靠近混合器外管第一侧面的一侧,且设置在所述气流混合结构的下侧;所述第一Z字板和所述第二Z字板在所述外层管的外壁上交汇且焊接。

9.如权利要求1所述的柴油机SCR混合器,其特征是,还包括扰流板,所述扰流板设置在所述混合器外管内部且靠近所述混合器外管的第二侧面,所述扰流板呈扇形,所述扇形的弧形边与所述混合器外管的内壁紧密贴合且固定连接。

10.如权利要求9所述的柴油机SCR混合器,其特征是,所述扰流板上从上向下依次设有多个平行于扇形直边的长条扇叶,且长条扇叶的开口向上;所述扰流板的底部还设有多个均匀布设的圆孔。

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【技术特征摘要】

1.一种柴油机scr混合器,其特征是,包括混合器外管,所述混合器外管内设有气流混合结构,所述气流混合结构包括旋流管、中层管、外层管、内层管;

2.如权利要求1所述的柴油机scr混合器,其特征是,所述混合器外管为侧面开口的圆管,所述旋流管的顶面与所述混合器外管的侧面内壁固定连接,且所述旋流管的顶面开口正对所述混合器外管的侧面开口。

3.如权利要求1所述的柴油机scr混合器,其特征是,所述外层管为底面设有圆环片的圆管,所述圆环片的外圆周与圆管底面圆周内壁焊接,所述外层管的顶面开口直径大于底面开口直径,所述外层管的底面开口直径即所述圆环片的内圆直径。

4.如权利要求1所述的柴油机scr混合器,其特征是,所述中层管的顶面上设有倒扣的碗状结构,所述碗状结构的最大直径与所述中层管的直径相等,所述碗状结构最大直径所在圆的圆周与所述中层管的顶面焊接。

5.如权利要求1所述的柴油机scr混合器,其特征是,所述第一翅片固定设置在所述中层管侧面设置的长条孔的上方,所述第二翅片固定设置在所述内层管侧面设置的长条孔的下方。

6.如权利要求1所述的柴油机scr混合器,其特征是,所述中层管和所述内层管的高度相同,所述外层管的...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭青艳刘伟达柳俊锋唐兴志孙德鹏
申请(专利权)人:潍柴动力股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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