一种高效抗结晶尿素混合装置的制作方法

1.本发明涉及一种高效抗结晶尿素混合装置，属于柴油机尾气后处理。


背景技术：

2.随着国家柴油车尾气污染物排放标准发展到欧六阶段，更加严格的排放标准对尾气污染物有了更加严格的定义。scr(选择性催化还原转化器)技术已经成为国内各大主机厂的首选。scr技术的原理是利用尿素分解产生的nh3，在催化剂的作用下，与nox反应产生n2，从而减少排气中对的nox，将尾气处理到满足欧六的排放标准。
3.混合器通常布置在scr之前，doc、dpf后端，即形成doc-dpf-混合器-scr串联的结构。排气从doc
→
dpf
→
混合器
→
scr然后排入大气中。混合器的主要作用是让排气和尿素颗粒均匀混合，将尿素喷嘴喷出的尿素水溶液破碎成更小的尿素颗粒，防止尿素水溶液结晶，同时将雾化的氨气均匀的带到scr载体端面，提高scr的转化效率。如何减少尿素的低温结晶和将氨气均匀的带到scr载体端面成为scr技术中的关键环节。现有的结构存在尿素容易结晶、氨气混合不均匀、混合器结构排气背压过大、混合器尺寸过大等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种尿素分布均匀性好，尿素不容易结晶的混合器装置。该装置能够确保尿素能够均匀分布在scr载体端面，使排气和氨气均匀混合，防止尿素结晶的产生，确保scr能够高效稳定的工作。同时，该混合结构尺寸小，更加符合整车对封装结构严格的边界要求。
5.按照本发明提供的技术方案，一种高效抗结晶尿素混合装置，包括筒体、旋流管、喷嘴底座、管、第三端盖及堵盖，所述筒体的上端设置有喷嘴底座，喷嘴底座上设置有第一通孔，筒体的内部横向固定有旋流管，所述旋流管的进气口端设置有堵盖，旋流管的出气口端设置有第四端盖，旋流管的进气口端外侧设置有旋流翅片和第三通孔，所述喷嘴底座与旋流管的中部之间通过管连接，所述管靠近喷嘴底座的一端设置有第二通孔，所述旋流管的进气口端设置在筒体的进气口处，旋流管的进气口端的管径小于筒体的进气口管径，所述第四端盖与旋流管的外壁、筒体的内壁及管的外壁形成腔体。
6.作为本发明的进一步改进，所述旋流管通过第三端盖固定在筒体的内壁。
7.作为本发明的进一步改进，所述旋流管的进气口端管径小于旋流管的出气口端的管径，旋流管的底端设置为向下倾斜。
8.作为本发明的进一步改进，所述右端盖的底部设置有开口，所述开口连通腔室与旋流管的出气口端。
9.作为本发明的进一步改进，所述喷嘴底座与筒体之间设置有第一端盖。
10.作为本发明的进一步改进，所述管的顶端与第一端盖固定，管的下部与旋流管之间通过第二端盖连接。
11.作为本发明的进一步改进，所述旋流翅片设置在第三通孔处，旋流翅片7-1与第三
通孔均布在旋流管的外壁。
12.作为本发明的进一步改进，所述第二通孔均布在管的外壁上。
13.本发明的有益效果在于：
14.1、采用类似三通的结构，排气和尿素由不同区域进入，形成二次混流，达到充分混合反应的目的；
15.2、锥形旋流提供旋流作用，保证混合气体均匀分布在scr前端面；
16.3、锥形旋流外部有排气气流保温，稳定主反应腔室内温度，降低结晶风险；
17.4、旋流管出气口端设置有与废气联通的开口，及时排清累积的尿素结晶，排出堵塞风险。
附图说明
18.图1为本发明的整体结构示意图。
19.图2为本发明爆炸图。
20.图3为图1的左视图。
21.图4为图1的右视图。
22.附图标记说明：1、喷嘴底座；1-1、第一通孔；2、第一端盖；3、筒体；4、管；4-1、第二通孔；5、第二端盖；6、堵盖；7、旋流管；7-1、旋流翅片；7-2第三通孔；7-3、进气口端；7-4、出气口端；8、第三端盖；9、第四端盖；9-1、开口；10、腔体。
具体实施方式
23.下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
24.如图所示，一种高效抗结晶尿素混合装置，包括筒体3、旋流管7、喷嘴底座1、管4、第三端盖9及堵盖6，所述筒体3的上端设置有喷嘴底座1，喷嘴底座1上设置有第一通孔1-1，筒体3的内部横向固定有旋流管7，所述旋流管7的进气口端7-3设置有堵盖6，堵盖6和旋流管7焊接连接，起到密封旋流管7的左侧通孔的作用；旋流管7的出气口端7-4设置有第四端盖9，旋流管7的进气口端7-3外侧设置有旋流翅片7-1和第三通孔7-2，所述喷嘴底座1与旋流管7的中部之间通过管4连接，所述管4靠近喷嘴底座1的一端设置有第二通孔4-1，所述旋流管7的进气口端7-3设置在筒体3的进气口处，旋流管7的进气口端7-3的管径小于筒体3的进气口管径，所述第四端盖9与旋流管7的外壁、筒体3的内壁及管4的外壁形成腔体10。
25.旋流管7通过第三端盖8固定在筒体3的内壁，第三端盖8起到支撑旋流管7的作用，提升旋流管的可靠性；第三端盖8使得旋流管7与筒体3之间存在很大的间隙8-1，气流进入到旋流管7内部后，部分气流经过间隙8-1，填充到旋流管7的外部，筒体3的内部，该部分气流能够起到保温旋流管7的作用，这样可以起到降低旋流管7内部的尿素结晶风险的作用。
26.旋流管7的进气口端7-3管径小于旋流管7的出气口端7-4管径，旋流管7的底端设置为向下倾斜，此种设置可以使得内部结晶的尿素可颗粒流向旋流管7的出气口端；第四盖9的底部设置有开口9-1，所述开口9-1连通腔室10与旋流管7的出气口端7-4，第四端盖9能够阻止气流在通过间隙8-1后，直接流出筒体3，部分筒体3内气流能够从开口9-1流出，吹扫由旋流管7流出并跌落到筒体3上的尿素，防止尿素在此处长期堆积并产生结晶。
27.喷嘴底座1与筒体3之间设置有第一端盖2，管4的顶端与第一端盖2固定，管4的下
部与旋流管7之间通过第二端盖5连接。
28.旋流翅片7-1设置在第三通孔7-2处，旋流翅片7-1与第三通孔7-2均布在旋流管7的外壁，且旋流翅片的方向均与旋流管7的外切面保持相同角度，稳定旋流作用。
29.第二通孔4-1均布在管4的外壁上。
30.本发明的工作过程及原理为：
31.排气经过前一级结构doc-dpf载体组件后，由左侧流入该混合结构，排气气流首先进入图1所示筒体3的内部，然后多数气流由旋流管7上设置的旋流翅片7-1和第三通孔7-2，进入旋流管7的内部，旋流翅片7-1能够起到旋转气流的作用。小部分处于腔体10内的气流通过管4上的小第二通孔4-1进入管4的内部。尿素通过喷嘴底座1中间的第一通孔1-1，喷射进入到管4的内部，并开始发生热解反应，在尿素进入到管4内部开始，尿素就不断蒸发，发生热解反应，尿素颗粒逐渐变小，此为一次混合反应。
32.然后，更小颗粒的尿素颗粒进入到旋流管7的内部，在旋流管7的内部，排气主气流和尿素颗粒混合反应，进一步促进尿素蒸发和热解生成氨气。然后，尿素和排气的混合的气体，经过旋流管7的右侧流出。通过旋流管7，尿素颗粒和气流的混合更加充分，旋转气流能够增加尿素热解的时间，充分提高热解的效率，提升氨混效果，降低尿素在此处产生结晶的风险，此为二次混合反应。
33.第三端盖8和筒体3之间存在很大的间隙8-1，气流进入到混合器内部后，部分气流经过间隙8-1，填充到腔体10内，该部分气流能够起到保温旋流管7的作用，这样可以起到降低7内部的尿素结晶风险的作用。
34.图4所示，端盖9能够阻止气流在通过间隙8-1后，直径流出混合器，同时端盖9的下端设置开口9-1，部分气流能够从开口9-1流出，吹扫由旋流管7流出并跌落到简体3上的尿素，防止尿素在此处长期堆积并产生结晶。