本发明专利技术提供一种双向旋流加强的尿素混合装置，包括：喷嘴底座，安装在筒体上端；筒体，筒体的一端为进气口、另一端为出气口，所述出气口处设置旋流板；混合内组件，固定在所述筒体内部，包括混合管组件和Z型隔板，混合管组件和Z型隔板贴合固定设置；所述混合内组件与所述喷嘴底座在竖直方向上同轴；所述混合管组件包括自上而下依次设置的旋流管、支撑环、扩张管和弧形导流板，所述旋流管和扩张管通过支撑环相互固定连接；所述扩张管的上部均设若干个破碎翅片；所述弧形导流板固定在所述扩张管的底部，弧形导流板向下倾斜设置。本发明专利技术可双向加强和保持旋转气流，从而促进旋流长效作用的高效混合器，促进尿素的分解，降低尿素结晶风险。降低尿素结晶风险。降低尿素结晶风险。
【技术实现步骤摘要】
一种双向旋流加强的尿素混合装置
[0001]本专利技术涉及一种尿素混合装置，尤其是一种双向旋流加强的尿素混合装置，属于柴油机SCR后处理
技术介绍
[0002]在柴油机SCR后处理系统应用技术中，如何实现喷入的尿素分解、快速转化为NH3还原剂并减少尿素在SCR后处理系统中的结晶风险是整个开发过程中的关键技术。尤其是目前市场状态下，排气背压要求较高，系统转化效率要求已趋于极限，可靠性要求不断提升，如何在低背压下保证尿素的快速分解、均匀混合以及防止结晶失效成为行业难点问题。
[0003]由于实际应用中尿素喷射方向无法和气流方向保持一致，因此需要采用竖向和轴向两个方向的旋流结构来分别解决尿素分解及结晶问题以及SCR中的氨气混合均匀度问题。但是，局部设计的旋流结构产生的旋流效果往往不明显，或者会随着气体流动而逐渐降低，因此，如何保持旋转气流的长效作用成为行业中的难点问题之一。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种双向旋流加强的尿素混合装置，可双向加强和保持旋转气流，从而促进旋流长效作用的高效混合器，促进尿素的分解，降低尿素结晶风险。
[0005]为实现以上技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案是：一种双向旋流加强的尿素混合装置，包括：喷嘴底座，安装在筒体上端；筒体，筒体的一端为进气口、另一端为出气口，所述出气口处设置旋流板；混合内组件，固定在所述筒体内部，包括混合管组件和Z型隔板，混合管组件和Z型隔板贴合固定设置；所述混合内组件与所述喷嘴底座在竖直方向上同轴；所述混合管组件包括自上而下依次设置的旋流管、支撑环、扩张管和弧形导流板，所述旋流管和扩张管通过支撑环相互固定连接；所述扩张管的上部均设若干个破碎翅片，各破碎翅片向扩张管内中心轴方向延伸；所述弧形导流板固定在所述扩张管的底部，弧形导流板向下倾斜设置；所述扩张管的下部设置扩张管进口，所述扩张管进口朝向筒体进气口方向；所述扩张管的下部设置扩张管出口，所述扩张管出口朝向筒体出气口方向。
[0006]进一步地，所述旋流管上设置有15~20个第一旋流翅片，所述第一旋流翅片的叶片朝向旋流管内部，第一旋流翅片和管壁切向成γ角，γ角为20
°
~40
°
。
[0007]进一步地，所述旋流管下端为倾斜断面，旋流管管身较长的一面朝向筒体的进气口，分布在旋流管上的若干个第一旋流翅片的长度与旋流管管身长度相适应，形成阶梯状分布；所述第一旋流翅片的长度L为100mm~50mm。
[0008]进一步地，所述扩张管的直径至少比旋流管的直径大30%。
[0009]进一步地，所述扩张管上设有15~20个破碎翅片，所述破碎翅片和扩张管的轴向夹角α为18~26
°
；所述破碎翅片为V字形，破碎翅片上沿两翼之间的夹角δ为110
°
~160
°
。
[0010]进一步地，所述Z型隔板包括第一竖隔板、斜隔板和第二竖隔板，所述斜隔板向下倾斜设置，斜隔板的上端连接第一竖隔板，斜隔板的下端连接第二竖隔板；所述混合管组件插入所述Z型隔板的中间孔中进行固定。
[0011]进一步地，所述弧形导流板和Z型隔板的横截面方向成夹角β，β的范围为20
°
~45
°
。
[0012]进一步地，所述旋流板靠近边缘处均设若干个半圆型旋流孔及相对应的半圆形叶片，旋流板的正中心位置密布若干小孔，所述小孔周围均设一圈同向的第二旋流翅片；旋流板设置在混合内组件后方40mm～80mm处。
[0013]进一步地，所述筒体上靠近进气口的位置设置温度传感器，用以测试混合器内的排气温度。
[0014]进一步地，所述扩张管进口由若干个纵向排列的弧形进气孔组成，所述Z型隔板的第二竖隔板上设有相应的弧形进气孔。
[0015]本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：1.采用和混合管组件紧贴合的Z型隔板设计，减少了混合装置的轴向尺寸，使结构更加紧凑。
[0016]2.采用翅片内翻式旋流管，且翅片翻转角度γ可调整，大大加强了旋流管的旋流效果，同时翅片内翻减少了旋流管尺寸，便于安装；3.旋流管上翅片长度采用阶梯状布置，大大增加了进气通流截面积，降低了旋流管产生的压力损失。
[0017]4.旋流管下方连接直径更大的扩张管，可促进旋转气流快速排出，同时也减少被旋流带起的尿素颗粒在下方管壁上过分累积，降低了下方管壁结晶的风险。
[0018]5.扩张管内上端采用破碎翅片，有利于对喷入的尿素形成二次破碎，从而促进尿素的快速蒸发及分解。
[0019]6.破碎翅片和喷射方向的角度α＜26
°
，可较大程度的减小尿素液膜在翅片左右两侧表面上黏连的时间。同时破碎翅片的形状采用L型结构，且L型结构竖直向下倾斜，倾斜边和水平方向成δ角，可降低尿素在翅片上下侧边上的黏连时间，防止破碎翅片上产生结晶。
[0020]7.破碎翅片可形成竖直方向上的二次旋流，对旋流管的旋流效果起到二次加强作用。
[0021]8.扩张管下端设计有矩形出口，且出口向后方倾斜，底部连接弧形导流板，导流板自上而下倾斜布置，便于扩张管中的尿素快速排出。同时弧形导流板和筒体横截面成β角，此设计可引导气流在筒体中形成沿筒体轴线的第一次旋流，有利于尿素和气流在SCR端面上的分布均匀度。
[0022]9.混合内组件后方设计有旋流板，在在筒体轴向上形成第二次强旋流，从而对筒体轴线方向的旋流效果起到二次加强效果。
[0023]10.由于旋流板的轴向旋流容易将尿素和气流甩向筒体边缘，从而导致筒体中轴线位置的分布较弱。因此，本专利技术在旋流板中间设计有一圈旋流翅片以及若干小孔，提升中间位置的尿素浓度分布。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例的轴测图。
[0025]图2为本专利技术实施例的左视图图3为本专利技术实施例的右视图。
[0026]图4为本专利技术实施例的剖视图。
[0027]图5为本专利技术实施例的分解示意图。
[0028]图6为本专利技术实施例的混合内组件局部左视图。
[0029]图7为本专利技术实施例的混合内组件局部右视图。
[0030]图8为本专利技术实施例的混合内组件局部仰视图。
[0031]图9为本专利技术实施例的混合内组件分解示意图。
[0032]图10为本专利技术实施例的混合管组件分解示意图。
[0033]图11a为本专利技术实施例的旋流管结构示意图。
[0034]图11b为本专利技术实施例的旋流管结构示意图。
[0035]图11c为本专利技术实施例的旋流管结构示意图。
[0036]图12a为本专利技术实施例的破碎翅片结构示意图。
[0037]图12b为本专利技术实施例的破碎翅片结构示意图。
[0038]图12c为本专利技术实施例的破碎翅片结构示意图及尿素着壁位置示意图。
具体实施方式
[0039]为了使本专利技术的目的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双向旋流加强的尿素混合装置，其特征在于，包括：喷嘴底座（1），安装在筒体（2）上端；筒体（2），筒体（2）的一端为进气口、另一端为出气口，所述出气口处设置旋流板（5）；混合内组件（4），固定在所述筒体（2）内部，包括混合管组件（41）和Z型隔板（42），混合管组件（41）和Z型隔板（42）贴合固定设置；所述混合内组件（4）与所述喷嘴底座（1）在竖直方向上同轴；所述混合管组件（41）包括自上而下依次设置的旋流管（411）、支撑环（412）、扩张管（413）和弧形导流板（415），所述旋流管（411）和扩张管（413）通过支撑环（412）相互固定连接；所述扩张管（413）的上部均设若干个破碎翅片（414），各破碎翅片（414）向扩张管（413）内中心轴方向延伸；所述弧形导流板（415）固定在所述扩张管（413）的底部，弧形导流板（415）向下倾斜设置；所述扩张管（413）的下部设置扩张管进口（4131），所述扩张管进口（4131）朝向筒体（2）进气口方向；所述扩张管（413）的下部设置扩张管出口（4132），所述扩张管出口朝向筒体（2）出气口方向。2.如权利要求1所述的双向旋流加强的尿素混合装置，其特征在于，所述旋流管（411）上设置有15~20个第一旋流翅片（4111），所述第一旋流翅片（4111）的叶片朝向旋流管（411）内部，第一旋流翅片（4111）和管壁切向成γ角，γ角为20
°
~40
°
。3.如权利要求2所述的双向旋流加强的尿素混合装置，其特征在于，所述旋流管（411）下端为倾斜断面，旋流管（411）管身较长的一面朝向筒体（2）的进气口，分布在旋流管（411）上的若干个第一旋流翅片（4111）的长度与旋流管（411）管身长度相适应，形成阶梯状分布；所述第一旋流翅片（4111）的长度L为100mm~50mm。4.如权利要求1所述的双向旋流加强的尿素混合装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈增响，陈正国，董沛泓，张旭，周稳超，陆超俊，徐东，施玉东，
申请(专利权)人：无锡威孚力达催化净化器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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