反应剂与气流混合的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了反应剂与气流混合的装置，包括：混合器，其为多孔的柱体结构且内部为中空的混合腔，所述混合器位于气体流道内且位于催化剂的上游，所述混合器上端固定在气体流道管壁上；导流板，其外周与气体流道管壁固定连接，所述导流板上部分位于混合器的下游且与混合器具有间距、下部分具有孔洞且与混合器下端密封固定以使得孔洞恰好与混合器下端开口贯通；喷嘴，其紧贴混合器上端固定的气体流道管壁且便于反应剂在不接触任何固体表面的情况喷入混合腔内；本发明专利技术还公开了反应剂与气流混合的方法。本发明专利技术可避免雾化之后的反应剂在气化之前与任何固体接触，同时与发动机排气气流充分混合并均匀分布在流道截面中，可以有效减少反应剂在排气流道内结晶，提升SCR转化效率。

【技术实现步骤摘要】
反应剂与气流混合的装置及方法
本专利技术涉及内燃机后处理
更具体地说，本专利技术涉及反应剂与气流混合的装置及方法，尤其是涉及一种内燃机尾气净化后处理系统的反应剂与发动机废气的混合装置与方法。
技术介绍
目前用于柴油机降氮氧化物的SCR后处理系统需要将液态或者气态反应剂，比如尿素水溶液或者氨气喷入发动机排气管或者后处理封装内与发动机废气充分混合。尤其是尿素水溶液，需要在喷入时较好地雾化，以便尿素溶液尽快气化，分解成氨气，在SCR的催化作用下，氨与NOx产生反应生成氮气(N2)和水(H2O)，以达到减少NOx排放的效果。当前设计的混合装置都是由各种形式的固体叶片组成用于对气流进行整流，让流体按人们所需要的方式流动，以达到让尿素与发动机废气混合的效果。这种布置经常会有一个问题：雾化后的尿素水溶液在没有完全气化之前，由直径大小不一的液滴(雾)构成。这些液滴在碰到任何固体表面，都会出现凝聚，在固体表面形成直径较大的液珠或者湿润在固体表面形成液膜。一旦出现这种现象，反应剂气化以及分解的过程就会大大延长，甚至久而久之会在混合器上形成永久性的残留，最终导致塑化、积累(即结晶)。事实上，如今的SCR消音器内部由于尿素残留而导致的结晶现象是极为普遍的。除了尿素喷射过量等诸多因素以外，尿素直接接触到固体表面，比如混合器、排气管壁或者催化剂封装管壁等，为最主要的原因。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供反应剂与气流混合的装置及方法，可避免雾化之后的反应剂(如尿素)在气化之前与任何固体接触，同时与发动机排气气流充分混合并均匀分布在流道截面中，可以有效减少反应剂在排气流道内结晶，提升SCR转化效率。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了反应剂与气流混合的装置，包括：混合器，其为多孔的柱体结构且内部为中空的混合腔，所述混合器位于气体流道内且位于催化剂的上游，所述混合器上端固定在气体流道管壁上；导流板，其外周与气体流道管壁固定连接，所述导流板上部分位于混合器的下游且与混合器具有间距、下部分具有孔洞且与混合器下端密封固定以使得孔洞恰好与混合器下端开口贯通；喷嘴，其紧贴混合器上端固定的气体流道管壁且便于反应剂在不接触任何固体表面的情况喷入混合腔内。优选的是，所述混合器下端开口为倾斜开口，其沿着气流方向向上倾斜，所述混合器下端与气体流道管壁具有间距。优选的是，所述导流板从气流方向看为在下部具有两个孔的圆形板，上方的孔与混合器下端开口恰好对应贯通，下方的孔贯通混合器上游和导流板下游。优选的是，所述导流板从气流方向看为在下部具有一个孔且底部为缺口的圆形板，此孔恰好贯通混合器下端开口，此缺口恰好贯通混合器上游和导流板下游。优选的是，所述混合器下端开口为倾斜开口，其沿着气流方向向上倾斜，所述混合器下端与气体流道管壁恰好紧贴，所述导流板从气流方向看为下部具有缺口的圆形板，此缺口恰好贯通混合器下端开口。优选的是，在所述导流板与催化剂之间还设置有均配器，其由多个旋流叶片构成且多个旋流叶片呈周向分布形成圆形。优选的是，所述均配器旋流叶片由催化剂制成或所述均配器旋流叶片上涂有催化剂。优选的是，还包括活动固定装置，其包括：固定带，其环形一圈套设于气体流道管壁外且两端通过卡扣固定，所述固定带中部具有贯通混合器上端开口的通孔，且通孔与混合器上端开口恰好对应，所述固定带在通孔横向的两端具有一对贯通通孔的凹槽，其为朝向通孔渐缩型凹槽；一对卡合块，其为方体结构且分别卡合于一对凹槽内，所述方体结构的截面大于所述凹槽较小的开口截面，所述卡合块朝向通孔的一端固定有连接块，其凸出于通孔内且凸出的端部还连接有弹性的弧形卡环，其中心朝向通孔的中心线；固定套筒，其竖直固定于固定带上且固定套筒的中空腔体恰好竖直对应贯通通孔；一对调节杆，其为倒L型且横杆和竖杆相互铰接设置，所述调节杆的一端竖直铰接于卡合块上、另一端水平穿过固定套筒位于其中空腔体内，所述调节杆的另一端也固定有弹性的弧形卡环，其中心朝向通孔的中心线；一对辅助机构，其包括一对滑移杆、一对滑板和U型滑槽，所述U型滑槽两开口分别竖向间隔位于固定套筒内的调节杆的上方，且所述U型滑槽两开口分别贯通至固定套筒中空腔体内，一对滑移杆分别水平配合于所述U型滑槽内，一对滑移杆的外端分别凸出至固定套筒中空腔体内且端部固定有弹性的弧形卡环，其中心朝向通孔的中心线，一对滑移杆的内端分别通过弹簧连接一对滑板，其设置为可密封沿U型滑槽自由滑动，所述U型滑槽在一对滑板之间填充有干燥细沙；初始状态时，所述连接块、调节杆和滑移杆连接的弧形卡环在同一竖直平面内且中间卡合有喷嘴。优选的是，弹性的弧形卡环两端分别固定有防滑片。本专利技术还提供一种反应剂与气流混合的方法，将一个多孔的柱体结构混合器竖直布置在通有气体的气体流道内，并通过导流板上部的密封阻挡作用使得混合器内部的混合腔产生负压，且其中一部分气体流入混合腔内之后在混合腔表面形成气膜，另一部分气体从导流板和混合器底部流出，剩余大部分气体与从混合器上端开口喷入混合腔中的雾化反应剂进行气化混合，然后从导流板下部与混合器下端开口贯通的孔洞中流出完成气化混合。本专利技术至少包括以下有益效果：相对当前的技术，本专利技术避免了如尿素类的反应剂雾化后在现有各种混合器的固体表面凝固的问题，同时又避免了尿素溶液在气化之前接触排气管壁。这样就可以显著地减少排气管内尿素结晶的可能性，同时提高了后处理系统降氮氧化物效果。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术一种实施方式中混合器的结构示意图；图2为本专利技术混合器内混合腔中气流示意图；图3为本专利技术气流进入混合器的截面示意图；图4为本专利技术混合器柱体表面开孔样板示意图；图5为本专利技术一种实施方式中对应的导流板的一种结构示意图；图6为本专利技术一种均配器的结构示意图。图7为本专利技术一种实施方式中对应的导流板的另一种结构示意图；图8为本专利技术另一种实施方式中混合器的结构示意图；图9为本专利技术另一种实施方式中对应的导流板的结构示意图；图10为本专利技术活动固定装置的结构示意图。附图标记说明：100、混合器，200、流道，300、催化剂，400、喷嘴，500、混合腔，600、导流板，700、均配器，401、固定带，402、凹槽，403、卡合块，404、连接块，405、弧形卡环，406、固定套筒，407、调节杆，408、滑移杆，409、滑板，410、U型滑槽。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1至9所示，本专利技术提供一种反应剂与气流混合的装置，包括：混合器100，其为多孔的柱体结构且内部为中空的混合腔5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.反应剂与气流混合的装置，其特征在于，包括：混合器，其为多孔的柱体结构且内部为中空的混合腔，所述混合器位于气体流道内且位于催化剂的上游，所述混合器上端固定在气体流道管壁上；导流板，其外周与气体流道管壁固定连接，所述导流板上部分位于混合器的下游且与混合器具有间距、下部分具有孔洞且与混合器下端密封固定以使得孔洞恰好与混合器下端开口贯通；喷嘴，其紧贴混合器上端固定的气体流道管壁且便于反应剂在不接触任何固体表面的情况喷入混合腔内。

【技术特征摘要】
1.反应剂与气流混合的装置，其特征在于，包括：混合器，其为多孔的柱体结构且内部为中空的混合腔，所述混合器位于气体流道内且位于催化剂的上游，所述混合器上端固定在气体流道管壁上；导流板，其外周与气体流道管壁固定连接，所述导流板上部分位于混合器的下游且与混合器具有间距、下部分具有孔洞且与混合器下端密封固定以使得孔洞恰好与混合器下端开口贯通；喷嘴，其紧贴混合器上端固定的气体流道管壁且便于反应剂在不接触任何固体表面的情况喷入混合腔内。2.如权利要求1所述的反应剂与气流混合的装置，其特征在于，所述混合器下端开口为倾斜开口，其沿着气流方向向上倾斜，所述混合器下端与气体流道管壁具有间距。3.如权利要求2所述的反应剂与气流混合的装置，其特征在于，所述导流板从气流方向看为在下部具有两个孔的圆形板，上方的孔与混合器下端开口恰好对应贯通，下方的孔贯通混合器上游和导流板下游。4.如权利要求2所述的反应剂与气流混合的装置，其特征在于，所述导流板从气流方向看为在下部具有一个孔且底部为缺口的圆形板，此孔恰好贯通混合器下端开口，此缺口恰好贯通混合器上游和导流板下游。5.如权利要求1所述的反应剂与气流混合的装置，其特征在于，所述混合器下端开口为倾斜开口，其沿着气流方向向上倾斜，所述混合器下端与气体流道管壁恰好紧贴，所述导流板从气流方向看为下部具有缺口的圆形板，此缺口恰好贯通混合器下端开口。6.如权利要求1所述的反应剂与气流混合的装置，其特征在于，在所述导流板与催化剂之间还设置有均配器，其由多个旋流叶片构成且多个旋流叶片呈周向分布形成圆形。7.如权利要求6所述的反应剂与气流混合的装置，其特征在于，所述均配器旋流叶片由催化剂制成或所述均配器旋流叶片上涂有催化剂。8.如权利要求1所述的反应剂与气流混合的装置，其特征在于，还包括活动固定装置，其包括：固定带，其环形一圈套设于气体流道管壁外且两端通过卡扣固定，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，
申请(专利权)人：武汉洛特福动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42