柴油机排放流体的混合制造技术

本发明专利技术涉及柴油机排放流体的混合，具体涉及用在排放气体后处理装置中使用的罐组件，包括限定圆柱形轴线、径向方向和圆周方向的圆柱形壳体、顶端和底端。流量管插入到圆柱形壳体的顶端中并在到达圆柱形壳体的底端之前终止，从而限定流量管的出口。包括关于圆柱形轴线对称的环形形状并限定混合碗状槽的混合碗状构件固定地附接在圆柱形壳体的底端处。

【技术实现步骤摘要】
柴油机排放流体的混合
本专利技术大致涉及用来处理排放流体以减少有害排放物的罐组件。更明确地，本专利技术涉及一种罐组件，其使用罐组件底部处的混合碗状构件来减小用于减少有害排放物的后处理装置的尺寸和复杂性。
技术介绍
内燃发动机通常用在各种行业中以为机器和设备提供动力。使用这种机器和设备的行业的示例包括海运业、动土业、建筑业，采矿业、机车业以及农耕业等。在某些市场和细分市场中，使用了汽油或柴油燃料动力发动机。这些发动机经常发出不期望的排放物，诸如微粒物质和NOx。采用各种技术来减少这些排放物的诸如罐(CAN)组件的后处理装置在本领域中也是熟知的。然而，这些熟知的后处理装置却受各种缺陷困扰。首先，许多现有的后处理装置是复杂的，而且包括许多部件，诸如挡板和翅片，其设置在罐组件的入口流量管中以促进将排放处理流体(诸如柴油机排放流体(DEF))混合到排放气体流中，从而有效地减少排放物。如果将柴油机排放流体混合到排放气体流中是不充分的，则可能不会实现期望的排放物减少并且/或者柴油机排放流体可能会在罐组件的各部分上冷凝并结晶。这可能要求罐组件是清洁的或者在罐组件上进行其它维护。这可能会是高成本且耗时的。因此，有效地混合带有排放气体的柴油机排放流体的需要是所需的。其次，使用这种挡板和翅片对制造而言可能是高成本的。当成本引起相当大的关注时，使用诸如挡板和翅片的复杂特点是不可行的。在传统上低成本的国家中，当排放物标准不太严格时，可能会忽略这种特点或者可能会完全忽略后处理。然而，即使在低成本的国家中，现在对排放物影响的意识也日益增加，因此更容易制造且低成本的提供排放气体后处理的方法和装置正在变得必不可少。更明确地，这种低成本国家中的排放物标准正在变得更加严格，从而使提供低成本的后处理是必不可少的。第三，由后处理装置占用的空间可能比一些应用中所期望的空间更大。减少后处理装置占用的空间可能会允许有诸如发动机等的其它系统的改进或添加。因此，减小诸如罐组件的后处理装置的尺寸可能是有用的。Frederiksen等人的美国专利6,312,650示出了用来清洁排放气体的消音器或罐组件。罐组件包括连接到排放入口管(2)和排放出口管(3)的气密外壳(1)，并且含有至少两个隔音室(4i、4ii)和诸如催化剂或颗粒过滤器的一个或多个整体式主体(5)，排放气体在纵向通道或孔隙中在流动方向上通过其流动，以及一个或多个管道或通道(6、7)，至少一个管道或通道穿透一个或多个整体式主体(5)并将排放气体引导到与整体式主体(5)的通道或孔隙中的流动方向相对的流动方向上，并且至少一个管道或通道(6、7)连接至少两个隔音室(4i、4ii)。大致的流动方向优选地在基本上紧接穿透的整体式主体(5)的上游和在基本上紧接或者相同的整体式主体(5)或者另一穿透的整体式主体的下游是相对的。用于催化还原NOx的固体活性颗粒或者含有尿素和/或氨水的水溶液的液体喷雾(其对于催化还原NOx而言是活性的)可以喷射到排放气体中以冲击涂敷在所设置的挡板(13)、端盖(11、12)或流动元件上催化层(35、36)，从而所述颗粒和/或液滴冲击在其上。如能够看到的那样，Frederiksen等人的设计没有解决一些诸如具有减小的尺寸和复杂性的当前市场需求，而仍确保了将充足的柴油机排放流体充分地混合到由柴油发动机等所产生的排放气体流中。因此，期望的是开发一种后处理装置，其具有减小的尺寸和复杂性，并同时比尚已设计的后处理装置将柴油机排放流体或其它排放气体处理流体充分地混合到排放气体流中。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例用于排放气体后处理装置的罐组件包括限定圆柱形轴线、径向方向和圆周方向的圆柱形壳体、顶端、底端以及顶端与底端之间的内部。流量管插入到圆柱形壳体的顶端中并在到达圆柱形壳体的底端之前终止，从而限定流量管的出口。包括关于圆柱形轴线对称的环形形状并限定与圆柱形壳体的内部流体连通的混合碗状槽的混合碗状构件固定地附接在圆柱形壳体的底端处，并且流量管的出口径向地定位在混合碗状槽上方并远离混合碗状构件轴向地间隔开。根据本专利技术的实施例的罐组件包括限定圆柱形轴线、径向方向和圆周方向的圆柱形壳体、顶端、底端以及顶端和底端之间的内部。还设置了混合碗状构件，其包括关于圆柱形轴线对称的环形形状并且其限定具有朝向圆柱形壳体内部的分流器的混合碗状槽，混合碗状构件固定地附接在圆柱形壳体的底端处，并且分流器径向地居中。根据本专利技术的实施例的混合碗状构件包括限定径向方向、轴向方向和圆周方向的大致圆柱形主体，并且包括顶部轴向表面、底部轴向表面和外部圆柱形表面。顶部轴向表面限定混合碗状槽，其包括径向地居中的分流器。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的在组件底部处具有混合碗状的罐(CAN)组件的示意图，其显示了在罐组件的顶部附近将柴油机排放流体喷射到柴油机排放气体流中。图2是类似于图1的罐组件的罐(CAN)组件的示意图，其显示了在罐组件的顶部附近在喷射柴油机排放流体的相对处喷射增压空气。图3是设置在图1和图2的罐组件底部处的混合碗状构件的放大侧截面图，其更清晰地显示了附接到罐组件壳体的混合碗状构件的混合碗状几何形状。图4是从罐组件中移除的图3的混合碗状构件的透视图。图5是图4的混合碗状构件的侧截面图。具体实施方式现在将对本专利技术的实施例做出在细节上参考，而且其示例示出在附图中。只要有可能，贯穿整个附图将使用相同的参考标号来指示相同或相似的部分。在一些情况下，参考标号将在此说明书中指示，并且附图将显示后面跟随字母的参考标号，例如100a、100b或诸如100'、100”等的主指示符。将要理解的是紧接在参考标号之后使用字母或上撇号指示这些特点是相似形状的并具有与几何形状关于对称平面成镜像的情况通常那样相似的功能。为了易于在此说明书中解释，字母或上撇号通常将不包括在本文中，但可以显示在附图中以指示此书面说明书内所讨论的特点的重复。现在将根据本专利技术来描述罐组件或与排放气体后处理装置或其它化学过程一起使用的罐组件以及相关的混合碗状构件的各种实施例。虽然许多实施例涉及使用具有柴油机排放气体的柴油机排放流体，但是其它实施例可以涉及与使用天然气共混物或甲烷气体共混物作为燃料等相关的排放。参见图1和图2，现在将讨论用在排放气体后处理装置中的罐组件。罐组件100可以包括限定圆柱形轴线104、径向方向106和圆周方向108的圆柱形壳体102、顶端110和底端112。流量管114可以插入到圆柱形壳体102的顶端110中并在圆柱形壳体102的底端112不远处终止，从而限定流量管114的出口116。在许多实施例中，流量管114具有圆柱形环形形状，其类似于圆柱形壳体102的形状并可以与其是同心的。可以设置混合碗状构件118，其包括关于圆柱形轴线104对称的环形形状并且其限定混合碗状槽120。混合碗状构件118附接在圆柱形壳体102的底端112处，并且流量管114的出口116径向地定位在混合碗状槽120上方并轴向地远离混合碗状构件118间隔开，从而产生混合碗状构件118与流量管114之间的径向流动路径122。由于此设置，排放气体和排放气体处理流体共混物可以流过流量管114并冲击在混合碗状槽120上，从而改进诸如柴油机排放流体的排放气体处理流体与排放气体的混合或扩散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于排放气体后处理装置的罐组件，所述罐组件包括：限定圆柱形轴线、径向方向和圆周方向的圆柱形壳体、顶端、底端以及所述顶端和所述底端之间的内部；流量管，其插入到所述圆柱形壳体的所述顶端中并在到达所述圆柱形壳体的所述底端之前终止，从而限定所述流量管的出口；和混合碗状构件，其包括关于所述圆柱形轴线对称的环形形状并限定与所述圆柱形壳体的所述内部流体连通的混合碗状槽，所述混合碗状构件固定地附接在所述圆柱形壳体的所述底端，并且所述流量管的所述出口径向地定位在所述混合碗状槽上方并远离所述混合碗状构件轴向地间隔开。

【技术特征摘要】
2017.10.05 US 15/7254581.一种用于排放气体后处理装置的罐组件，所述罐组件包括：限定圆柱形轴线、径向方向和圆周方向的圆柱形壳体、顶端、底端以及所述顶端和所述底端之间的内部；流量管，其插入到所述圆柱形壳体的所述顶端中并在到达所述圆柱形壳体的所述底端之前终止，从而限定所述流量管的出口；和混合碗状构件，其包括关于所述圆柱形轴线对称的环形形状并限定与所述圆柱形壳体的所述内部流体连通的混合碗状槽，所述混合碗状构件固定地附接在所述圆柱形壳体的所述底端，并且所述流量管的所述出口径向地定位在所述混合碗状槽上方并远离所述混合碗状构件轴向地间隔开。2.根据权利要求1所述的罐组件，其中所述流量管限定轴向地设置在所述圆柱形壳体的所述顶端外侧的入口，并且排放气体处理液体喷射点设置在所述圆柱形壳体的所述顶端的邻近处。3.根据权利要求2所述的罐组件，其进一步包括增压空气喷射点，所述增压空气喷射点轴向地设置在与所述排放气体处理液注入点径向地相对的所述圆柱形壳体的所述顶端外侧。4.根据权利要求1所述的罐组件，其中所述圆柱形壳体沿着所述圆柱形壳体的所述圆周表面限定圆周表面和出口点。5.根据权利要求4所述的罐组件，其进一步包括设置在所述流量管周围的所述圆柱形壳体中的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·D·布林克迈尔，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国,US