一种防止尿素结晶的前置挡板混合装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种防止尿素结晶的前置挡板混合装置，具体的说是一种为了避免尿素液滴在排气管内产生结晶现象的前置挡板混合装置，属于柴油机排放后处理中选择性催化还原技术领域。其包括排气管、喷嘴座、前置挡板和内衬多孔混合器，所述排气管内设有前置挡板，前置挡板位于喷嘴座的排气气流上游；所述前置挡板的圆弧凸出端面面向尿素喷嘴的喷射位置，前置挡板的圆弧凸进端面背向排气管进气端；所述排气管内设有内衬多孔混合器，内衬多孔混合器位于喷嘴座的排气气流下游。本发明专利技术能有效减少结晶物质的产生，同时促进了柴油机排气与尿素液滴的均匀混合，提高氮氧化物转化效率，适用于在柴油机试验台架和整车环境下的布置和安装。

A Pre-baffle Mixing Device for Preventing Urea Crystallization

The invention relates to a front baffle mixing device for preventing urea crystallization, in particular to a front baffle mixing device for preventing urea droplets from crystallizing in the exhaust pipe, belonging to the technical field of selective catalytic reduction in the aftertreatment of diesel engine emissions. The utility model comprises an exhaust pipe, a nozzle seat, a front baffle and an inner lining porous mixer. The exhaust pipe is provided with a front baffle, which is located upstream of the exhaust gas flow of the nozzle seat; the arc protruding end face of the front baffle faces the injection position of the urea nozzle, and the arc protruding end face of the front baffle is backward to the air inlet end of the exhaust pipe; and the exhaust pipe is provided with an inner lining porous mixer. The porous lining mixer is located downstream of the exhaust flow of the nozzle seat. The invention can effectively reduce the production of crystalline substances, promote the uniform mixing of diesel exhaust and urea droplets, improve the conversion efficiency of nitrogen oxides, and is suitable for the layout and installation of diesel engine test bench and vehicle environment.

【技术实现步骤摘要】
一种防止尿素结晶的前置挡板混合装置
本专利技术涉及一种防止尿素结晶的前置挡板混合装置，具体的说是一种为了避免尿素液滴在排气管内产生结晶现象的前置挡板混合装置，属于柴油机排放后处理中选择性催化还原

技术介绍
随着环境问题和能源危机的日益严峻，排放法规日益严格，越来越多的节能减排技术被应用在柴油机上。其中SCR是一种将尿素溶液喷射到柴油机排气管中，通过尿素水解生成氨气以净化氮氧化合物的技术。但是，由于受到柴油机排气温度和液膜等因素的影响，喷入排气管中的雾状尿素会在高速流动排气的影响下，使大量的尿素液滴直接碰撞到排气管的内壁面上，形成结晶，降低氮氧化物的转化效率，甚至堵塞排气管。专利CN201220601782.0中所描述的集成尿素喷嘴弯管装置，主要是通过将尿素喷嘴座布置在排气管的弯管段，预先偏置一定的角度，折中排气气流的影响，通过铸造后机加工的方式，保证了尿素喷嘴座的角度，同时降低因焊接而产生的焊渣，降低结晶风险。此种结构安装角度固定，容易受到排气气流的影响，适应性差。而且在实际使用过程中，受空间和布局等限制，喷射点与催化剂箱入口之间的距离较短且存在急弯，则尿素液滴随气流因排气管的弯曲而改变流向，如专利CN201220601782.0中所描述的集成尿素喷嘴弯管装置，则会导致尿素液滴持续碰撞排气管内壁面，更易造成弯管段液膜的持续累积和内壁面温度的持续下降。当液膜蒸发、剥离、脱落过程不完全时，易在排气管内壁面上形成结晶沉积物，甚至严重时结晶会堵塞排气管，造成排气背压和油耗升高，严重影响柴油机动力性、经济性及排放水平。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种防止尿素结晶的前置挡板混合装置，通过在尿素喷嘴座的排气气流上游增加前置挡板，并在尿素喷嘴座的排气气流下游设置内衬多孔混合器，能够显著抑制尿素结晶在排气管中产生，且结构简单，安装方便，对排气背压的影响较小。按照本专利技术提供的技术方案，一种防止尿素结晶的前置挡板混合装置包括排气管、喷嘴座、前置挡板和内衬多孔混合器，排气管上设有喷嘴座，喷嘴座上连接尿素喷嘴，尿素喷嘴伸入排气管中，其特征是：所述排气管内设有前置挡板，前置挡板位于喷嘴座的排气气流上游；所述前置挡板的横截面形状为圆弧形，前置挡板的圆弧凸出端面面向尿素喷嘴的喷射位置，前置挡板的圆弧凸进端面背向排气管进气端；所述前置挡板包括颈体部、中间部和裙体部，颈体部、中间部和裙体部从前往后首尾连接成一体，前置挡板的颈体部面向喷嘴座安装位置方向设置，颈体部前端紧贴在喷嘴座喉口上游的排气管内壁面上，前置挡板的裙体部背向喷嘴座安装位置方向设置，并且前置挡板的裙体部与排气管的管壁之间设有间隙；所述中间部上设有中间导流结构，裙体部上设有裙体导流结构，裙体导流结构的导流面积大于中间导流结构的导流面积；所述排气管内设有内衬多孔混合器，内衬多孔混合器位于喷嘴座的排气气流下游，内衬多孔混合器和排气管内壁之间设有间隙；所述内衬多孔混合器包括内衬管，内衬管中部表面焊接混合结构，内衬管的下游端焊接多个扰流片，内衬管和扰流片表面设有多个混合孔，多个混合孔沿着内衬管和扰流片表面均匀分布。进一步的，前置挡板与尿素喷嘴喷雾中心线形成一个夹角β，喷嘴座上尿素喷嘴的喷射角度为α，前置挡板与尿素喷嘴喷雾中心线之间的夹角为β，>。进一步的，前置挡板的颈体部左右两侧对称设有前安装支板，前安装支板连接在排气管内侧壁上，颈体部左右两侧的两个前安装支板之间的间距大于喷嘴座喉口的管径，前置挡板的裙体部左右两侧对称设有后安装支板，后安装支板连接在排气管内侧壁上。进一步的，中间导流结构包括多个均匀分布的中间导流孔。进一步的，裙体导流结构包括多个均匀分布的裙体导流孔进一步的，颈体部从前往后宽度尺寸逐渐变大，中间部从前往后宽度尺寸逐渐变大。进一步的，内衬管的上游端表面焊接多个支撑板，多个支撑板沿着内衬管圆周方向均匀分布，多个支撑板连接接在排气管的内侧壁上。进一步的，内衬管为圆筒状结构。进一步的，混合结构包括多个混合叶片，多个混合叶片沿着内衬管圆周方向均匀分布，混合叶片在圆周方向上与内衬套圆柱纵截面之间的夹角为锐角γ。进一步的，多个扰流片由外圈向内圈渐渐收拢，多个扰流片沿着内衬管圆周方向均匀分布。本专利技术与已有技术相比具有以下优点：本专利技术结构简单、紧凑、合理，本专利技术分别通过前置挡板和内衬多孔混合器的组合使用，解决了因喷射点与催化剂箱入口之间的距离较短，且存在急弯的排气管的结晶问题，避免了尿素溶液与排气管壁面的碰撞，使液膜在内衬管壁面上的滑移被不断地分散，内衬多孔混合器的设计起到了强制混合效果，尾部的扰流片进一步增强了抗弯道沉积的能力；本专利技术能有效减少结晶物质的产生，同时促进了柴油机排气与尿素液滴的均匀混合，提高氮氧化物转化效率，适用于在柴油机试验台架和整车环境下的布置和安装。附图说明图1为本专利技术主视图。图2为前置挡板主视图。图3为前置挡板横截面结构图。图4为内衬多孔混合器主视图。图5为内衬多孔混合器横截面结构图。附图标记说明：1-排气管、2-喷嘴座、3-前置挡板、3.1-颈体部、3.2-中间部、3.3-裙体部、3.4-中间导流孔、3.5-裙体导流孔、3.6-前安装支板、3.7-后安装支板、4-内衬多孔混合器、4.1-内衬管、4.2-混合叶片、4.3-扰流片、4.4-混合孔、4.5-支撑板。具体实施方式下面本专利技术将结合附图中的实施例作进一步描述：如图1所示，本专利技术主要包括排气管1、喷嘴座2、前置挡板3和内衬多孔混合器4。排气管1上设有喷嘴座2，喷嘴座2上连接尿素喷嘴，尿素喷嘴伸入排气管1中并进行尿素喷射。所述排气管1内设有前置挡板3，前置挡板3位于喷嘴座2的排气气流上游。所述喷嘴座2上尿素喷嘴的喷射角度为α，前置挡板3与尿素喷嘴喷雾中心线之间的夹角为β，>。如图2~3所示，所述前置挡板3的横截面形状为圆弧形，前置挡板3的圆弧凸出端面面向尿素喷嘴的喷射位置，前置挡板3的圆弧凸进端面背向排气管进气端。优选的，前置挡板3的圆弧半径为1/4~1/3倍的排气管管径D。所述前置挡板3包括颈体部3.1、中间部3.2和裙体部3.3，颈体部3.1、中间部3.2和裙体部3.3从前往后首尾连接成一体。所述前置挡板3的颈体部3.1面向喷嘴座2安装位置方向设置，颈体部3.1前端紧贴在喷嘴座2喉口上游的排气管内壁面上，前置挡板3的裙体部3.3背向喷嘴座2安装位置方向设置，并且前置挡板3的裙体部3.3与排气管1的管壁之间设有间隙。为了方便前置挡板3的安装，所述前置挡板3的颈体部3.1左右两侧对称设有前安装支板3.6，前安装支板3.6连接在排气管1内侧壁上，颈体部3.1左右两侧的两个前安装支板3.6之间的间距大于喷嘴座2喉口的管径。前置挡板3的裙体部3.3左右两侧对称设有后安装支板3.7，后安装支板3.7连接在排气管1内侧壁上。所述对称设置的前后安装板能够减小对排气背压的影响。所述颈体部3.1从前往后宽度尺寸逐渐变大，中间部3.2从前往后宽度尺寸逐渐变大，设置尺寸逐渐变大的结构以包络尿素喷束的锥角，防止排气气流直接吹扫。中间部3.2上设有中间导流结构，中间导流结构包括多个均匀分布的中间导流孔3.4。裙体部3.3上设有裙体导流结构，裙体导流结构包括多个均匀分布的裙体导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防止尿素结晶的前置挡板混合装置，包括排气管（1）、喷嘴座（2）、前置挡板（3）和内衬多孔混合器（4），排气管（1）上设有喷嘴座（2），喷嘴座（2）上连接尿素喷嘴，尿素喷嘴伸入排气管（1）中，其特征是：所述排气管（1）内设有前置挡板（3），前置挡板（3）位于喷嘴座（2）的排气气流上游；所述前置挡板（3）的横截面形状为圆弧形，前置挡板（3）的圆弧凸出端面面向尿素喷嘴的喷射位置，前置挡板（3）的圆弧凸进端面背向排气管进气端；所述前置挡板（3）包括颈体部（3.1）、中间部（3.2）和裙体部（3.3），颈体部（3.1）、中间部（3.2）和裙体部（3.3）从前往后首尾连接成一体，前置挡板3的颈体部（3.1）面向喷嘴座（2）安装位置方向设置，颈体部（3.1）前端紧贴在喷嘴座（2）喉口上游的排气管内壁面上，前置挡板（3）的裙体部（3.3）背向喷嘴座（2）安装位置方向设置，并且前置挡板（3）的裙体部（3.3）与排气管（1）的管壁之间设有间隙；所述中间部（3.2）上设有中间导流结构，裙体部（3.3）上设有裙体导流结构，裙体导流结构的导流面积大于中间导流结构的导流面积；所述排气管（1）内设有内衬多孔混合器（4），内衬多孔混合器（4）位于喷嘴座（2）的排气气流下游，内衬多孔混合器（4）和排气管（1）内壁之间设有间隙；所述内衬多孔混合器包括内衬管（4.1），内衬管（4.1）中部表面焊接混合结构，内衬管（4.1）的下游端焊接多个扰流片（4.3），内衬管（4.1）和扰流片（4.3）表面设有多个混合孔（4.4），多个混合孔（4.1）沿着内衬管（4.1）和扰流片（4.3）表面均匀分布。...

【技术特征摘要】
1.一种防止尿素结晶的前置挡板混合装置，包括排气管（1）、喷嘴座（2）、前置挡板（3）和内衬多孔混合器（4），排气管（1）上设有喷嘴座（2），喷嘴座（2）上连接尿素喷嘴，尿素喷嘴伸入排气管（1）中，其特征是：所述排气管（1）内设有前置挡板（3），前置挡板（3）位于喷嘴座（2）的排气气流上游；所述前置挡板（3）的横截面形状为圆弧形，前置挡板（3）的圆弧凸出端面面向尿素喷嘴的喷射位置，前置挡板（3）的圆弧凸进端面背向排气管进气端；所述前置挡板（3）包括颈体部（3.1）、中间部（3.2）和裙体部（3.3），颈体部（3.1）、中间部（3.2）和裙体部（3.3）从前往后首尾连接成一体，前置挡板3的颈体部（3.1）面向喷嘴座（2）安装位置方向设置，颈体部（3.1）前端紧贴在喷嘴座（2）喉口上游的排气管内壁面上，前置挡板（3）的裙体部（3.3）背向喷嘴座（2）安装位置方向设置，并且前置挡板（3）的裙体部（3.3）与排气管（1）的管壁之间设有间隙；所述中间部（3.2）上设有中间导流结构，裙体部（3.3）上设有裙体导流结构，裙体导流结构的导流面积大于中间导流结构的导流面积；所述排气管（1）内设有内衬多孔混合器（4），内衬多孔混合器（4）位于喷嘴座（2）的排气气流下游，内衬多孔混合器（4）和排气管（1）内壁之间设有间隙；所述内衬多孔混合器包括内衬管（4.1），内衬管（4.1）中部表面焊接混合结构，内衬管（4.1）的下游端焊接多个扰流片（4.3），内衬管（4.1）和扰流片（4.3）表面设有多个混合孔（4.4），多个混合孔（4.1）沿着内衬管（4.1）和扰流片（4.3）表面均匀分布。2.如权利要求1所述的一种防止尿素结晶的前置挡板混合装置，其特征是：所述前置挡板（3）与尿素喷嘴喷雾中心线形成一个夹角β，喷嘴座（2）上尿素喷嘴的喷射角度为α，前置挡板（3）与尿素喷嘴喷雾中心线之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明健，胡振奇，居钰生，夏少华，吕俊翔，
申请(专利权)人：一汽解放汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32