混合管及其排氣處理裝置的制作方法

技術領域

本發明涉及一種混合管及其排氣處理裝置，屬于發動機排氣后處理技術領域。

背景技術：

研究表明排氣后處理系統(例如選擇性催化還原系統，SCR系統)管路中氨分布的均勻程度對系統的整體性能和耐久性能有重要的影響。如果氨分布不均勻會導致局部區域氨過多從而易造成氨泄漏，而在另一些氨稀薄區域造成氮氧化合物(NOx)轉化效率過低。長時間氨的不均勻分布會導致催化劑老化不均勻，從而影響催化劑的整體性能。另外，尿素液滴的不均勻分布會造成局部管壁或混合結構溫度過低，形成結晶，嚴重時會堵塞排氣管、導致發動機動力性能下降。

因此，有必要提供一種新型的混合管及其具有該混合管的排氣處理裝置，以解決上述技術問題。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種結構簡單且混合均勻的混合管以及具有該混合管的排氣處理裝置。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種混合管，用于發動機排氣處理裝置中，所述混合管呈中空結構，所述混合管的一端形成有氣流進口，所述混合管的另一端被堵上；所述混合管的端面呈螺旋狀，所述混合管的外壁上設有沿軸向延伸的氣流出口以形成排氣旋流。

作為本發明進一步改進的技術方案，呈螺旋狀的所述端面是由曲率半徑依次增大的多個圓弧連接而成。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述混合管包括相互配合的第一半圓管以及第二半圓管，所述第一半圓管與所述第二半圓管的半徑不同，所述第一半圓管與所述第二半圓管的一側連接在一起，所述第一半圓管與所述第二半圓管的另一側在徑向上相互錯開以形成所述氣流出口。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述氣流出口僅有一個。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述混合管至少環繞一圈。

本發明還提供了一種排氣處理裝置，其包括殼體以安裝于所述殼體內的若干隔板，所述若干隔板包括第一隔板以及第二隔板，所述殼體包括位于所述第一隔板上游的第一腔體、位于所述第一隔板與所述第二隔板之間的第二腔體、以及位于所述第二隔板下游的第三腔體，其中所述排氣處理裝置還包括位于所述第一腔體內的混合器、位于所述第二腔體內的混合管以及位于所述第三腔體下游的選擇性催化還原模塊，所述混合管為上述的混合管。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述混合器呈中空的圓柱體狀，其圓周上設有若干向外的翻邊以及對應這些翻邊的若干開口，所述翻邊傾斜布置以當排氣從所述開口進入所述混合器時能夠形成旋流。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述混合器設有位于內部的混合腔，所述混合腔與所述開口連通；所述排氣處理裝置還包括安裝在所述殼體上且用以沿軸向向所述混合腔中噴射尿素溶液的噴嘴。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述第一隔板在所述混合器的外圍沒有設置穿孔；所述第二隔板在所述混合管的外圍設有若干穿孔，且這些穿孔與所述第三腔體連通；所述第二隔板將所述混合管的另一端密封住，使得進入所述混合管的排氣只能從所述氣流出口離開。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述殼體在其端部設有排氣入口，所述混合器與所述排氣入口在所述軸向上相互錯開，所述混合器與所述混合管在所述軸向上相互對齊。

相較于現有技術，本發明的混合管呈螺旋狀以形成排氣旋流，因此增加了氣流在有限空間內的行程，以增加尿素液滴蒸發的距離，提高了蒸發率，提高了混合的均勻性，降低了尿素結晶的風險。

附圖說明

圖1是本發明排氣處理裝置的立體示意圖。

圖2是圖1的部分立體分解圖，其中將第一反應器分離出來。

圖3是圖2去除后端殼體之后的部分立體分解圖。

圖4是本發明混合結構的立體圖。

圖5是圖4的立體分解圖。

圖6是圖5中混合器的立體圖。

圖7是圖6的主視圖，并且用箭頭標示出了氣流的旋轉方向。

圖8是圖5中混合管的立體圖。

圖9是圖8沿某一角度的側視圖。

圖10與圖9的角度相同，并用箭頭標示出了氣流的旋轉方向。

圖11是本發明的混合管于另一實施方式中的側視圖。

圖12與圖11的角度相同，并用箭頭標示出了氣流的旋轉方向。

具體實施方式

請參圖1至圖5所示，本發明揭示了一種排氣處理裝置100，用以處理發動機的排氣。所述排氣處理裝置100包括第一反應器1、混合結構2、第二反應器3以及第三反應器4。在本發明圖示的實施方式中，所述第一反應器1、所述第二反應器3與所述第三反應器4在排氣的流動方向上依次排列。并且，在功能上，所述第一反應器1為氧化催化器(DOC)、所述第二反應器3為選擇性氧化催化模塊(SCR)、所述第三反應器4為氨泄漏催化器模塊(ASC)。所屬技術領域的技術人員可以理解，上述第一、第二、第三反應器1、3、4可以根據實際需要設計為其他類型的催化器或者組合，在此不再贅述。

請參圖3至圖5所示，所述混合結構2包括殼體21、安裝于所述殼體21內的若干隔板22、位于所述殼體21內的混合器23以及混合管24。在本發明圖示的實施方式中，所述殼體21呈圓柱體狀，其包括與所述第一反應器1連通的排氣入口210。所述殼體21還包括位于一側的端板211。所述若干隔板22包括第一隔板221以及第二隔板222。請參圖3所示，所述殼體21包括位于所述第一隔板221上游的第一腔體251、位于所述第一隔板221與所述第二隔板222之間的第二腔體252、以及位于所述第二隔板222下游的第三腔體253。所述混合器23位于所述第一腔體251內且架設固定在所述端板211與所述第一隔板221之間。所述混合管24位于所述第二腔體252內且架設固定在所述第一隔板221與所述第二隔板222之間。所述第二反應器3位于所述第三腔體253的下游。為了便于檢視所述混合結構2的內部，所述殼體21還包括對應于所述第一腔體251的第一檢視窗261以及對應于所述第二腔體252的第二檢視窗262。

請參圖3至圖5所示，在本發明圖示的實施方式中，所述混合器23與所述混合管24均為兩個。所述殼體21的排氣入口210偏離所述殼體21的軸線，在圖3所示的實施方式中，所述排氣入口210偏向上部。如此設置，便可以在端板211的下部流出足夠的空間用以安裝噴嘴26。在本發明的一種實施方式中，所述噴嘴26為兩個(圖3中只示意性的顯示了一個)，所述噴嘴26的數量與所述混合器23的數量相同。

請參圖6及圖7所示，在本發明圖示的實施方式中，所述混合器23呈中空的圓柱體狀，其圓周上設有若干向外的翻邊231以及對應這些翻邊231的若干開口232。所述翻邊231傾斜布置以當排氣從所述開口232進入所述混合器23時能夠形成旋流(參圖7中的箭頭所示)。所述混合器23設有位于內部的混合腔233，所述混合腔233與所述開口232連通。在工作時，安裝在端板211上的噴嘴26沿軸向向所述混合腔233中噴射霧化的尿素溶液。旋流的排氣在進入混合腔233之后能夠與尿素噴霧液滴更充分地混合，提高混合均勻性，加快尿素液滴的蒸發，形成均勻的氨分布，從而提高NOx的轉化效率，降低尿素結晶的風險。

請參圖3所示，所述混合器23同樣偏離所述殼體21的軸線。在本發明圖示的實施方式中，所述混合器23偏向所述第一腔體251的下部，以在所述第一腔體251的上部形成較大的混合空間，增加混合距離。也就是說，所述混合器23與所述排氣入口210在軸向上相互錯開。

在本發明的一種實施方式中，所述混合器23的兩端分別焊接在所述端板211與所述第一隔板221上。所述第一隔板221在對應所述混合器23的位置設有穿孔2211，而所述第一隔板221在所述混合器23的外圍沒有設置穿孔。如此設置，進入所述混合腔233中的排氣與尿素噴霧液滴混合之后穿過所述第一隔板221的穿孔2211進入所述混合管24中。

所述混合管24與所述混合器23在所述軸向上相互對齊且相互連通。請參圖8至圖10所示，在本發明的一種實施方式中，所述混合管24呈中空結構，所述混合管24的端面呈螺旋狀，所述混合管24的一端形成有氣流進口240，所述混合管24的另一端被堵上。所述混合管24的外壁上設有沿軸向延伸的氣流出口241以形成排氣旋流(參圖10中的寬箭頭所示)。在本發明圖示的實施方式中，呈螺旋狀的所述端面是由曲率半徑依次增大的多個圓弧連接而成。所述混合管24環繞若干圈。所述氣流出口241僅有一個，以便于形成旋流。

請參圖11及圖12所示，在本發明的另一種實施方式中，所述混合管24包括相互配合的第一半圓管242以及第二半圓管243。所述第一半圓管242的半徑R1與所述第二半圓管243的半徑R2不同。所述第一半圓管242與所述第二半圓管243的一側連接在一起，所述第一半圓管242與所述第二半圓管243的另一側在徑向上相互錯開以形成所述氣流出口241。通過設置相互配合的第一半圓管242以及第二半圓管243，本發明混合管24的結構比較簡單，易于制造和裝配。

在本發明的一種實施方式中，所述混合管24的兩端分別焊接在所述第一隔板221與所述第二隔板222上。所述第二隔板222在所述混合管24的外圍設有若干穿孔2221，且這些穿孔2221與所述第三腔體253連通；所述第二隔板222將所述混合管24的另一端(在圖3中為右端)密封住，使得進入所述混合管24的排氣只能從所述氣流出口241離開。

請參圖10及圖12所示，工作時，排氣從所述氣流進口240進入所述混合管24，然后從所述氣流出口241形成漩渦流離開所述混合管24。如此設置，增加了氣流在有限空間內的行程，以增加尿素液滴蒸發的距離，提高了蒸發率，提高了混合的均勻性，降低了尿素結晶的風險。

另外，以上實施例僅用于說明本發明而并非限制本發明所描述的技術方案，對本說明書的理解應該以所屬技術領域的技術人員為基礎，盡管本說明書參照上述的實施例對本發明已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，所屬技術領域的技術人員仍然可以對本發明進行修改或者等同替換，而一切不脫離本發明的精神和范圍的技術方案及其改進，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍內。