双旋流紧耦合混合器的制作方法

1.本发明涉及柴油机尾气后处理技术领域，尤其是一种双旋流紧耦合混合器。


背景技术：

2.sdpf是将scr催化剂涂层涂覆到dpf上，实现双层功能的后处理路线，目前主要应用于轻型柴油车后处理系统。
3.sdpf既要满足scr系统的较高nh3混合均匀性要求以提升nox的转化效率，其次也要满足dpf系统的高流速均匀性要求以降低碳烟堵塞风险。另外，由于少量的尿素结晶即可能引起严重的dpf堵塞，必须尽量提升尿素的破碎效果和分解速率，降低sdpf的结晶风险。
4.轻型柴油车一般采用紧耦合式后处理器，由于后处理器安装于发动机内，混合器的设计难度大，而常规的中型柴油车采用的增加混合距离、增大混合容腔容积的措施已经难以施展。所以，如何在紧凑的布置空间内实现高混合效率、低排气背压、又能避免尿素结晶的混合器是开发过程中的难点。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种双旋流紧耦合混合器，解决狭小空间下的结构布置问题，同时保证较小的排气背压和交底的尿素结晶风险，nh3混合均匀性好。本发明采用的技术方案是：一种双旋流紧耦合混合器，包括进气管、连接管和出气管，所述进气管、连接管和出气管沿第一方向依次连接，所述进气管内同轴设有第一混合管和第二混合管，所述第一混合管的轴线和第二混合管的轴线均与第一方向平行，所述第一混合管和第二混合管均沿第一方向延伸至连接管内部，所述第一混合管的直径大于第二混合管的直径；所述连接管一端为缩口端，所述缩口端与第一混合管的外壁相连接，所述连接管的外壁与进气管一端的内壁相连接，所述进气管内壁、连接管外壁和第一混合管外壁之间形成进气空间，所述第一混合管内壁和第二混合管外壁之间形成扰流空间，所述第二混合管内部形成喷射空间以容纳尿素颗粒，所述第一混合管外壁与连接管内壁之间形成排气空间；所述进气管上设有第一开口，所述第一开口与进气空间相连通以实现排气气流流入进气管；所述第一混合管上均匀设有多个进气口，所述进气口导通进气空间和扰流空间，所述进气口边缘处设置叶片以实现排气气流从进气空间旋转进入扰流空间，所述第一混合管上均匀设有多个出气孔，所述出气孔导通扰流空间和排气空间；所述第二混合管上均匀设有多个混合口，所述混合口导通喷射空间和扰流空间；所述第二混合管延伸至连接管内的轴向一端设有堵盖，所述堵盖向第一混合管延伸。
6.进一步地，所述进气管上设有喷嘴，所述喷嘴沿第一方向延伸至喷射空间内。
7.进一步地，所述进气管上设有第二开口，所述第二开口沿第一方向开设，所述第二开口内设有端盖，所述第一混合管和第二混合管均连接端盖。
8.进一步地，所述端盖上设有喷嘴底座，所述喷嘴设置在喷嘴底座上。
9.进一步地，所述进气管上设有第三开口，所述连接管插入第三开口内。
10.进一步地，所述堵盖包括圆板和卡爪，所述圆板设置在第二混合管的轴向一端，所述卡爪的一端连接圆板，所述卡爪的另一端向第一混合管内壁延伸。
11.进一步地，所述圆板上均匀设置有多个缓流孔。
12.进一步地，所述连接管内靠近出气管的一侧设有带孔的隔板。
13.进一步地，所述隔板的形状为半圆形或三分之二圆形。
14.进一步地，所述连接管为偏心结构，所述连接管与出气管连接处呈弯曲状。
15.本发明的优点：本技术进气管、连接管和出气管紧耦合，同轴布置第一混合管和第二混合管，并在第一混合管上设置进气口和叶片，将喷射空间内的排气气流螺旋送入扰流空间、喷射空间内，排气气流从进气口进入扰流空间后被分成两部分：一部分处于扰流空间内，另一部分经过混合口进入喷射空间内；同时排气气流能够在扰流空间和喷射空间内产生交换，带动进入喷射空间的尿素颗粒共同运动，使得尿素颗粒在扰流空间和喷射空间内多次交叉运动，达到排气气流的双旋流的目的，有效提高尿素颗粒和排气气流的混合效果，有助于氨混效果的提升和尿素风险的降低；结合第一混合管和第二混合管之间的堵盖，能够限制排气气流和尿毒颗粒在第二混合管内的流动，增加排气气流和尿毒颗粒在扰流空间和喷射空间内的交换次数，进一步提高尿素颗粒和排气气流的混合效果。
附图说明
16.图1为本发明的立体图。
17.图2为本发明的剖视图。
18.图3为本发明的爆炸图图。
19.图4为本发明第一混合管的结构图。
20.图5为本发明堵盖的结构图。
21.图中：1
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进气管，2
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连接管，3
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出气管，4
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第一混合管，5
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第二混合管，6
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端盖，7
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喷嘴底座，8
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喷嘴，9
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堵盖，10
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隔板，101
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第一开口，102
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第二开口，103
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第三开口，401
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进气口，402
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出气孔，501
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混合口，901
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圆板，9011
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缓流孔，902
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卡爪。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.请参阅附图1
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3，本发明提供一种双旋流紧耦合混合器，包括进气管1、连接管2和出气管3，所述进气管1、连接管2和出气管3沿第一方向依次连接，所述进气管1内同轴设有第一混合管4和第二混合管5，所述第一混合管4的轴线和第二混合管5的轴线均与第一方向
平行，所述第一混合管4和第二混合管5均沿第一方向延伸至连接管2内部，所述第一混合管4的直径大于第二混合管5的直径。
24.采用进气管1、连接管2和出气管3构成混合器的外壳，体积小占用空间少，更加适用于狭小空间内的混合器的布置；进气管1与上一级结构连接，出气管3与下一级结构连接，用于一整套的尾气处理系统结构中。
25.所述连接管2一端为缩口端，所述缩口端与第一混合管4的外壁相连接，所述连接管2的外壁与进气管1一端的内壁相连接；缩口端与第一混合管4外壁连接起到固定第一混合管4的作用，提高第一混合管4的稳定性。
26.所述进气管1内壁、连接管2外壁和第一混合管4外壁之间形成进气空间，所述第一混合管4内壁和第二混合管5外壁之间形成扰流空间，所述第二混合管5内部形成喷射空间以容纳尿素颗粒，所述第一混合管4外壁与连接管2内壁之间形成排气空间；分别利用进气管1、连接管2、第一混合管4和第二混合管5之间的连接和配合，将混合器内部分成三个空间，用于排气气流的导入、尿素颗粒的导入、排气气流与尿素颗粒的混合以及混合气流的导出，实现紧凑结构内的气流的引导。
27.所述进气管1上设有第一开口101，所述第一开口101与进气空间相连通以实现排气气流流入进气管1；第一开口101用于连接前一级结构，实现排气气流进入进气管1内。
28.请参阅附图4，所述第一混合管4上均匀设有多个进气口401，所述进气口401导通进气空间和扰流空间，所述进气口401边缘处设置叶片以实现排气气流从进气空间旋转进入扰流空间，所述第一混合管4上均匀设有多个出气孔402，所述出气孔402导通扰流空间和排气空间。
29.受连接管2与第一混合管4之间连接关系的限制并在叶片的作用下，进入进气空间的排气气流只能从进气口401螺旋进入扰流空间内，螺旋进入的排气气流相比于直线气流能更好的与尿素颗粒混合，在扰流空间和喷射空间内的运动轨迹也更长，从而能够提高混合效果。
30.在本技术中，叶片一端连接第一混合管4，另一端向第一混合管4外延伸，使得叶片所在的平面与进气口401所在平面呈一定夹角，从而实现排气气流螺旋进入扰流空间内。
31.请参阅附图2，所述第二混合管5上均匀设有多个混合口501，所述混合口501导通喷射空间和扰流空间；混合口501为长条形槽孔，为尿素颗粒提供更流畅的流动通道。
32.请参阅附图3，所述第二混合管5延伸至连接管2内的轴向一端设有堵盖9，所述堵盖9向第一混合管4延伸；堵盖9同时连接第一混合管4和第二混合管5，方便固定第二混合管5，同时堵盖9能限制排气气流和尿素颗粒在第二混合管5内的流动，加强排气气流和尿素颗粒在扰流空间和喷射空间内的反复运动，有效提高尿素颗粒和排气气流的混合效果，有助于氨混效果的提升，有助于尿素结晶风险的降低。
33.请参阅附图1
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2，所述进气管1上设有喷嘴8，所述喷嘴8沿第一方向延伸至喷射空间内；喷嘴8用于向喷射空间内喷射尿素水溶液，尿素水溶液经喷嘴8的雾化喷射细化成尿素颗粒后与排气气流混合。
34.请参阅附图2
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3，所述进气管1上设有第二开口102，所述第二开口102沿第一方向开设，所述第二开口102内设有端盖6，所述第一混合管4和第二混合管5均连接端盖6；所述端盖6上设有喷嘴底座7，所述喷嘴8设置在喷嘴底座7上；端盖6为第一混合管4、第二混合管
5、喷嘴底座7同时提供安装载体，便于第一混合管4、第二混合管5、喷嘴底座7的安装定位。
35.所述进气管1上设有第三开口103，所述连接管2插入第三开口103内；第三开口103方便连接管2的伸入定位。
36.请参阅附2和5，所述堵盖9包括圆板901和卡爪902，所述圆板901设置在第二混合管5的轴向一端，所述卡爪902的一端连接圆板901，所述卡爪902的另一端向第一混合管4内壁延伸；卡爪902与第一混合管4的内壁抵接或焊接，并与第一混合管4在其径向截面上留有空隙，起到缓流作用。
37.作为本技术的一个实施例，所述圆板901上均匀设置有多个缓流孔9011；通过设置缓流孔9011进一步缓流，加强混合效果，增加尿素颗粒和排气气流在喷射空间和扰流空间内反复流动的次数。
38.请参阅附图2
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3，所述连接管2内靠近出气管3的一侧设有带孔的隔板10；隔板10能够调整排气气流和尿素颗粒的分布，使混合后的气流进入出气管3内更加均匀的分布到后一级结构的端面，有助于提升氨混效果。
39.作为本技术的一个实施例，所述隔板10的形状为半圆形或三分之二圆形。
40.在本技术中，所述连接管2为偏心结构，所述连接管2与出气管3连接处呈弯曲状；连接管2弯曲状适应出气管3的安装方向，匹配下一级结构，同时引导混合后的气流，改善排气气流和尿素在下一级结构端面的分布情况，改变混合后的气流运动方向，避免气流直吹，加强混合效果。
41.工作原理：排气气流经过进气管1上的第一开口101进入进气空间内，喷嘴8将尿素水溶液雾化喷射到喷射空间内形成尿素颗粒，排气气流在叶片的作用下通过进气口401螺旋进入扰流空间内，一部分排气气流经过混合口501进入喷射空间内与尿素颗粒混合，混合后的混合气流呈螺旋状往复多次经过扰流空间和喷射空间，最后从第一混合管4上的出气孔402、堵盖9上的缓流孔9011以及卡爪902与第一混合管4之间的间隙进入排气空间，经隔板10的扰流和连接管2的导向作用，从出气管3进入下一级结构中。
42.综上所述，本技术结构紧凑，能在狭小空间内布置螺旋混合尿素颗粒的紧耦合混合器，更加适用于复杂的整车布置空间中，提升氨混效果，降低尿素结晶风险，满足国六b第二阶段排放法规的要求。
43.最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。