混合元件及后处理系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种混合元件及后处理系统，所述混合元件位于选择性催化还原（SCR）模块的排气入口处。该混合元件包括在其上具有多个穿孔的底板。该混合元件还包括连接到底板的多个叶片。多个叶片中的每一个彼此隔开。多个叶片包括从底板径向延伸的多个瓣片。多个瓣片中的每一个具有平面结构。多个叶片还包括附接至多个瓣片的多个刃片。多个刃片中的每一个相对于排气入口的轴线轴向延伸。该刃片具有弯曲结构。本实用新型专利技术提供的混合元件具有改进的还原剂液滴破碎效果和改进的蒸发率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于混合两种或多种流体的混合元件，并且更具体地，涉及用于在发动机后处理系统中均匀化两种或多种流体的流量。
技术介绍
通常在发动机的后处理系统中设置选择性催化还原(SCR)模块以去除或减少废气流中的氮氧化物(NOx)排放。SCR系统使用被引进废气流中的一种或多种还原剂(例如尿素溶液)。混合元件通常使用在发动机后处理系统中以增强还原剂与废气的混合。然而，已知的混合元件可能不能在废气中均匀地分布还原剂。此外，在混合期间，还原剂可能接触混合元件和/或排气导管的表面并在其上面形成沉积物。所述还原剂沉积物可能结晶并阻塞后处理系统的混合元件和/或排气导管的通道。而且，混合元件可能在该混合元件的下游侧提供低蒸发率、低均匀性和/或还原剂的失衡，从而导致/造成穿过混合元件的增加背压等等。在一些排气系统中，可以通过再生工艺来防止阻塞，在该再生工艺中，加热混合元件以烧掉沉积物。该再生工艺需要设置在该混合元件上的额外加热装置。此外，该再生工艺可能需要用于完成的约定时间量和导致总体系统效率下降的额外功耗。沉积物的形成可能导致造成增加运行成本的材料损耗。因此，需要用于混合在后处理应用中的两种或多种流体的改进混合元件。美国专利号721973公开了流体流经其中的导管以及位于该导管内的在流体路径中的旋桨轮的组合。该旋桨轮通过流体的运动致动。搅拌器或混合器被定位在该导管内的流体路径中并在旋桨轮的前面。搅拌器与该螺旋桨连接并通过该螺旋桨致动。相比该螺旋桨，搅拌器具有较小的面积或者对流体提供明显更小的阻力。
技术实现思路
本技术旨在提供设置在选择性催化还原法(SCR)模块的排气入口的混合元件。混合元件包括在其上具有多个穿孔的底板。混合元件还包括连接到底板的多个叶片。多个叶片中的每一个彼此隔开。多个叶片包括从底板径向延伸的多个瓣片。多个瓣片中的每一个具有平面结构。多个叶片还包括附接至多个瓣片的多个刃片。多个刃片中的每一个都相对于排气入口的轴线轴向延伸。该刃片具有弯曲结构。所述底板限定中心布置在其中的单孔。还包括从所述底板径向延伸的多个翅片，所述多个翅片中的每一个具有平面结构。所述多个翅片包括第一翅片和第二翅片，使得所述第一翅片和第二翅片从所述底板上的截然相反位置延伸。所述多个翅片中的至少一个限定在其中的多个通孔。 所述多个瓣片中的至少一个限定在其中的多个通孔。所述多个刃片中的至少一个限定在其中的多个通孔。在从垂直于所述底板的第一方向观看时，所述多个叶片中的每一个的间距是下述方向中的任一种:顺时针方向；以及逆时针方向。所述多个穿孔中的每一个包括从所述底板冲压出的翼片。在本技术的另一个方面中，提供了后处理系统。后处理系统包括还原剂喷射器。后处理系统还包括通过排气导管流体连接到还原剂喷射器的选择性催化还原(SCR)模块。相对于废气流，SCR模块被置于还原剂喷射器的下游。后处理系统包括布置在排气导管内的混合元件。相对于废气流，混合元件被置于SCR模块的上游。混合元件包括在其上具有多个穿孔的底板。混合元件还包括连接到底板的多个叶片。多个叶片中的每一个彼此隔开。多个叶片包括从底板径向延伸的多个瓣片。多个瓣片中的每一个具有平面结构。多个叶片还包括附接至多个瓣片的多个刃片。多个刃片中的每一个都相对于排气导管的轴线轴向延伸。多个刃片中的每一个具有弯曲结构。本技术提供的混合元件具有改进的还原剂滴液破碎效果和提高的蒸发率。本技术的其他特征和方面将在以下描述和【附图说明】中显而易见。【附图说明】图1是根据本技术的一种实施例的示例性发动机系统；图2是根据本技术的一种实施例的混合元件的正视图；图3是混合元件的另一种实施例的透视图；图4是混合元件的另一种实施例的透视图；图5是混合元件的又一种实施例的透视图；以及图6是根据本技术的一种实施例的一种用于流体混合的方法的流程图。【具体实施方式】在可能的情况下，将在全部附图中使用同样的标号以指示相同的或类似的部件。参照图1，示例性发动机系统102的框图被示出。发动机系统102包括发动机104。在一个实施例中，发动机104包括柴油动力发动机。在其他实施例中，发动机104可以包括现有技术中已知的任何内燃机，其包括但不限于汽油动力发动机、天然气动力发动机或它们的组合。发动机104可以包括其他组件(未示出)，例如诸如燃油系统、进气系统、包括变速器系统的动力传动系统等等。发动机104可以用于提供动力给任何机器，该机器包括但不限于高速公路货车、越野货车、运土机、发电机等等。此外，发动机系统102可涉及任何行业，包括但不限于运输、建筑、农业、林业、发电和材料处理。发动机系统102包括一种排气后处理系统106，以下简称为“后处理系统106”，该后处理系统106流体连接到发动机104的排汽歧管(未示出)。后处理系统106经构造处理从发动机104的排气歧管排出的废气流。废气流包括排放化合物，其可以包括氮氧化物(NOx),未燃烧碳氢化合物、颗粒物质和/或其他化合物。后处理系统106经构造在废气流排出发动机系统102之前处理并减少排放物中的氮氧化物、未燃烧碳氢化合物、颗粒物质和/或其他化合物。后处理系统106可以包括还原剂输送模块108。所述还原剂输送模块108经构造在废气气体流路内分配还原剂。后处理系统106还可包括设于还原剂输送模块108的下游的选择性催化还原(SCR)模块110。SCR模块110经构造减少废气流中存在的氮氧化物浓度。SCR模块110可包括催化剂，(所述催化剂)用于促进反应、降低或移除来自流经SCR模块110的废气流的氮氧化物。SCR模块110可具有蜂窝结构或由适当材料制成或涂覆的其他结构。该材料可以是涂覆适当基质诸如二氧化钛的氧化物，诸如氧化钒或氧化钨。在一个实施例中，后处理系统106可以包括过滤器(未示出)，其通常是设于SCR模块110的上游的柴油机微粒过滤器(DPF)。DPF可以涂有适合的催化剂以促进废气流中可以被截留在DPF中的颗粒物质的氧化。此外，在另一个实施例中，后处理系统106还可以包括柴油机氧化催化剂(DOC)。在此类示例性实施例中，DOC下游后面可以跟随SCR模块110。另选地，后处理系统106可以省略DPF并仅仅包括SCR模块110。在又一示例性实施例中，可以使用组合的DPF/SCR催化剂(未示出)。此外，后处理系统106可包括一个或多个NOx传感器(未示出)。NOx传感器可位于后处理系统106内的不同位置。例如，NOx传感器可位于SCR模块110上游和/或下游。NOx传感器可经配置测量流过后处理系统106的废气流中的NOx化合物的浓度。同样，也可包括其他额外传感器诸如但不限于压力传感器和温度传感器。文中所公开的后处理系统106为示例性的。本领域的普通技术人员应当认识到后处理系统106可以被布置在相对于排气歧管的多个装置和/或组合中。在不偏离本技术的保护范围，包括在后处理系统106中的位置以及组件的上述变化是可能的，并且未在文中公开的各种其他结构在本技术的范围内也是可能的。如图1中所示，还原剂输送模块108可包括储罐112、泵114和用于在发动机系统102的排气导管118中供应还原剂的还原剂喷射器116。将以下称为“喷射器116”的还原剂喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合元件，其特征在于，所述混合元件放置于选择性催化还原模块的排气入口处，所述混合元件包括：在其上具有多个穿孔的底板；和连接到所述底板的多个叶片，所述多个叶片中的每一个彼此隔开，所述多个叶片包括：从所述底板径向延伸的多个瓣片，其中所述多个瓣片中的每一个具有平面结构；和附接到所述多个瓣片的多个刃片，所述多个刃片中的每一个相对于所述排气入口的轴线轴向延伸，所述多个刃片中的每一个具有弯曲结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：Y·T·丹，向平，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：新型
国别省市：美国;US