尾气后处理用氮氧化物浓度测量装置的制作方法

1.本发明涉及柴油机尾气后处理技术领域，尤其是一种尾气后处理用氮氧化物浓度测量装置。


背景技术：

2.随着排放法规的升级，国六排放法规要求柴油机scr净化消声器出气端安装nox传感器来监测egp排出的nox，从而实现scr系统的闭环控制。
3.目前技术条件下，为了获得更加准确的nox浓度（即氮氧化物浓度）信号，一般将nox传感器（即氮氧化物浓度传感器）安装在排气尾管上。
4.然而，由于scr前尿素的分布及分解存在不均匀性，scr催化剂中温度和流速的分布也很难实现完全均匀，从而导致scr中nh3和nox反应的不均匀，csr排气尾管中的nox分布不均匀，最终表现为scr排气尾管上nox传感器测到的nox浓度值不准确。
5.现有技术中直接将nox传感器安装在排气尾管上，无法实现nox的充分混合，导致传感器测试信号不准确。此外，发动机排气的气流波动也将带来排气尾管nox传感器信号的波动。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种尾气后处理用氮氧化物浓度测量装置，提高尾气中nox分布均匀性，利用多个点取气后混合保证传感器检测到的nox浓度信号趋于平均值，同时尾气垂直通过传感器测点，减小测试信号的波动，提高检测准确性。本发明采用的技术方案是：一种尾气后处理用氮氧化物浓度测量装置，包括端盖、盖板、排气尾管和取气管，所述盖板设置在端盖内，所述盖板上均匀分布小孔用以预混合进入端盖的尾气；所述端盖上设置进气口和出气口，所述排气尾管与端盖的出气口相连通，所述排气尾管上设置用于安装传感器的定位孔，所述定位孔的轴线垂直于排气尾管的轴线；所述取气管设置在排气尾管内部并与定位孔的位置对应，且取气管垂直于排气尾管的轴线布置；所述取气管包括取气部和混合部，所述取气部上均匀设置有多个取气孔，以便排气尾管内不同位置的尾气同时进入取气部；所述混合部一端与取气部相连通，所述混合部的另一端向排气尾管周面延伸，以使得尾气从取气部向混合部流动时转过90
°
；所述混合部内设置混合腔，以便于进入取气部的尾气进一步混合，所述混合腔沿定位孔的轴线延伸至混合部远离取气部的一端，以便于传感器的测点伸入混合腔内。
7.进一步地，所述取气部包括横向取气部和纵向取气部，所述横向取气部与纵向取气部呈十字形垂直布置；所述取气孔包括第一取气孔和第二取气孔，所述横向取气部上靠近端盖的一侧均
匀设置多个第一取气孔，所述纵向取气部上靠近端盖的一侧均匀设置多个第二取气孔，所述第一取气孔和第二取气孔将排气尾管内不同位置的尾气同时导入取气部内；所述混合部连通于横向取气部或纵向取气部。
8.进一步地，所述横向取气部和纵向取气部上均设置支撑脚，所述支撑脚与排气尾管内壁相连接。
9.进一步地，所述混合部上背离端盖的一侧设置出气口，以使得尾气沿排气尾管轴向排出混合腔。
10.进一步地，所述排气尾管上远离端盖的一端设置法兰。
11.进一步地，所述排气尾管周面上设有下凹平台，所述定位孔设置在下凹平台上。
12.进一步地，所述下凹平台上设有用于固定传感器的传感器底座。
13.本发明的优点：本技术尾气经过盖板预混合后进入排气尾管内，实现nox初步的均匀分布，而后通过取气管上的取气部取得不同位置的尾气，并在混合部完成不同位置尾气的混合，传感器的测点与尾气气流方向相对，从而保证传感器检测到的nox浓度信号趋于平均值，检测结果更准确；利用混合部上的出气口实现尾气排出混合部的流动方向垂直于进入混合部的流动方向，保证尾气垂直通过传感器测点的位置，减小测试信号的波动。
附图说明
14.图1为本发明的爆炸图。
15.图2为本发明的装配图。
16.图3为本发明的剖视图。
17.图4为本发明取气管的结构图。
18.图5为本发明横向取气部与纵向取气部的装配图。
19.图中：1
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端盖，2
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盖板，3
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排气尾管，4
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取气管，5
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氮氧化物浓度传感器，6
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法兰，7
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传感器底座，301
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定位孔，302
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下凹平台，401
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横向取气部，402
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纵向取气部，403
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混合部，404
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支撑脚，4011
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第一取气孔，4021
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第二取气孔，4031
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混合腔，4032
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出气口。
具体实施方式
20.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。
21.请参阅附图1
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3，本发明提供一种尾气后处理用氮氧化物浓度测量装置，包括端盖1、盖板2、排气尾管3和取气管4，所述盖板2设置在端盖1内，所述盖板2上均匀分布小孔用以预混合进入端盖1的尾气；所述端盖1上设置进气口和出气口，所述排气尾管3与端盖1的出气口相连通，所述排气尾管3上设置用于安装氮氧化物浓度传感器5的定位孔301，所述定位孔301的轴线垂直于排气尾管3的轴线；所述取气管4设置在排气尾管3内部并与定位孔301的位置对应，且取气管4垂直于排气尾管3的轴线布置；所述取气管4包括取气部和混合部403，所述取气部上均匀设置有多个取气孔，以便排气尾管3内不同位置的尾气同时进入取
气部；所述混合部403一端与取气部相连通，所述混合部403的另一端向排气尾管3周面延伸，以使得尾气从取气部向混合部403流动时转过90
°
；所述混合部403内设置混合腔4031，以便于进入取气部的尾气进一步混合，所述混合腔4031沿定位孔301的轴线延伸至混合部403远离取气部的一端，以便于氮氧化物浓度传感器5的测点伸入混合腔4031内。
22.本技术在使用时端盖1连接于scr净化消声器出气端，位于asc组件下游，尾气进入端盖1内后通过盖板2上均匀分布的小孔，完成第一次混合，这时从asc组件排出的尾气中的nox实现了初步的均匀分布，而后尾气进入排气尾管3内，通过取气部上的取气孔从排气尾管3内的不同位置同时进入取气部内，这些从不同位置进入取气部的尾气在混合部内完成进一步的混合，使得尾气在接触氮氧化物浓度传感器5的测点时nox的浓度趋于平均值。
23.本技术不仅适用于规则的scr净化消声器结构，也适用于偏心的scr净化消声器结构。由于在实际应用时，出于可靠性的考虑，scr净化消声器出气端锥一般较短，部分排气尾管甚至存在偏心布置的现象，这些都将导致出气尾管3上的nox浓度不均匀，而使用盖板2混合和取气管4取气后能够提高nox浓度均匀性，从而弱化端盖1在结构上的短板。
24.请参阅附图4
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5，在本技术中，所述取气部包括横向取气部401和纵向取气部402，所述横向取气部401与纵向取气部402呈十字形垂直布置；所述取气孔包括第一取气孔4011和第二取气孔4021，所述横向取气部401上靠近端盖1的一侧均匀设置多个第一取气孔4011，所述纵向取气部402上靠近端盖1的一侧均匀设置多个第二取气孔4021，所述第一取气孔4011和第二取气孔4021将排气尾管3内不同位置的尾气同时导入取气部内；所述混合部403连通于横向取气部401或纵向取气部402。
25.横向取气部401上的第一取气孔4011与纵向取气部402上的纵向取气孔4021，将排气尾管3内同一截面上不同点的尾气进行收集并送入取气部内，并且在取气管4垂直于排气尾管3的轴线布置的条件下，尾气在取气部内的运动轨迹垂直于其在排气尾管3内的运动轨迹，并且混合腔4031沿定位孔301的轴线延伸至混合部403远离取气部的一端，使得氮氧化物浓度传感器5在检测过程中，尾气运动方向正对氮氧化物浓度传感器5的测头，使得氮氧化物浓度传感器5的测头与尾气均匀接触。
26.为了进一步固定取气管4在排气尾管3内的位置，避免取气管4歪斜或脱离排气尾管3，所述横向取气部401和纵向取气部402上均设置支撑脚404，所述支撑脚404与排气尾管3内壁相连接。
27.在一些实施例中，横向取气部401与纵向取气部402的结构相同，均为矩形管或圆管；当混合部403连通横向取气部401的一端时，横向取气部401的另一端及纵向取气部402的两端设置支撑脚404；当混合部403连通纵向取气部402的一端时，纵向取气部402的另一端及横向取气部401的两端设置支撑脚404。支撑脚404不仅能够为横向取气部401和纵向取气部402提供支撑载体，还能起封堵尾气的作用，使尾气全部流向混合部403。
28.为了减小测试信号的波动，所述混合部403上背离端盖1的一侧设置出气口4032，以使得尾气沿排气尾管3轴向排出混合腔4031；尾气通过出气口4032的运动方向垂直于尾气在混合腔4031内的运动方向，使得尾气垂直通过氮氧化物浓度传感器5测点的位置，由此减小测试信号的波动。
29.请参阅附图1
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3，进一步地，所述排气尾管3上远离端盖1的一端设置法兰6。
30.为了方便定位孔301的打孔和氮氧化物浓度传感器5的安装，所述排气尾管3周面
上设有下凹平台302，所述定位孔301设置在下凹平台302上。
31.为了便于氮氧化物浓度传感器5与定位孔301的连接，所述下凹平台302上设有用于固定氮氧化物浓度传感器5的传感器底座7。
32.综上所述，本技术能够改善排气尾管上的nox分布均匀性，提高scr净化消声器出气端nox检测准确性，减少测试信号的波动，适用于偏心结构的scr净化消声器。
33.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。