專(zhuān)利名稱(chēng)：一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專(zhuān)利涉及汽車(chē)排氣系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種車(chē)用尿素SCR系統(tǒng)的靜態(tài)混合器。
背景技術(shù)：
目前，靜態(tài)混合器在汽車(chē)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，現(xiàn)已成為改善尿素和尾氣的混合情況，降低NOx排放的一種發(fā)展趨勢(shì)。一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的排氣系統(tǒng)都要求在滿(mǎn)足排氣背壓和不損耗發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率的前提下，盡可能的降低NOx排放。因此，現(xiàn)在的汽車(chē)排氣系統(tǒng)都要求尿素水和尾氣在進(jìn)入SCR催化器之前能夠得到充分的混合，因?yàn)橹挥芯哂休^高均勻性的尿素和尾氣的混合器，才能在SCR催化器內(nèi)充分的反應(yīng)，進(jìn)而降低NOx的排放量。但是，布置混合器通常和降低排氣阻力相矛盾，即混合器的設(shè)置越多，排氣系統(tǒng)的排氣背壓就越大， 相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率耗損也就越多。而如果不采用一定的混合器，則不能使尿素和尾氣在進(jìn)入SCR催化器前充分混合，達(dá)到大幅降低NOx的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專(zhuān)利是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)靜態(tài)混合器后存在流體滯留區(qū)，擾動(dòng)效果較差，尾氣和尿素的混合效果較差，濃度分布不均勻，造成轉(zhuǎn)化率和氨逃逸率都不理想的缺點(diǎn)，旨在提供了一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，不僅可以使得噴射的尿素和尾氣得到充分的混合，又不會(huì)產(chǎn)生很大的背壓。解決上述問(wèn)題采用的技術(shù)方案是一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，包括管體和設(shè)置在管體內(nèi)的一組翼片，其特征在于至少中間的翼片成對(duì)設(shè)置，每個(gè)翼片包括主體和至少一個(gè)翅片，所述的主體與管體的橫截面呈一定夾角度，所述的翅片與主體也呈一定夾角度布置，相鄰翼片對(duì)之間留有間隙；所述的管體兩端分別與排氣管道和后端管道或催化器相連。本發(fā)明采用多對(duì)翼片對(duì)均勻布置在排氣管內(nèi)，每對(duì)翼片對(duì)由兩片翼片對(duì)稱(chēng)布置組成，并且翼片的主體與管體的橫截面呈一定夾角度，翼片的翅片與翼片主體也呈一定夾角度布置，相鄰翼片對(duì)之間留有間隙，使在混合器管道中形成渦流，增大擾動(dòng)。經(jīng)CFD專(zhuān)用設(shè)計(jì)軟件計(jì)算分析，該結(jié)構(gòu)的混合器排氣背壓小，達(dá)到既使得噴射的尿素和尾氣得到充分的混合，不會(huì)產(chǎn)生很大的壓降的目的。根據(jù)本發(fā)明，所述的管體一端通過(guò)連接法蘭與排氣管道相連，另一端和后端管道或催化器相連。因而，本發(fā)明可以通過(guò)可拆卸的方式與排氣管道相連。根據(jù)本發(fā)明，所述的噴嘴設(shè)置在管體的下游。在低溫情況下，尿素溶液容易沉積， 把噴嘴設(shè)置在混合器后面，避免了在混合器上沉積，堵塞排氣管道的問(wèn)題。噴嘴位置設(shè)在擾流活躍區(qū)，可以讓尿素和尾氣充分的混合，減小沉積。根據(jù)本發(fā)明，所述的翼片主體兩端通過(guò)焊接固定在管體的內(nèi)壁上。根據(jù)本發(fā)明，所述的一組翼片由設(shè)置在中間的多對(duì)翼片對(duì)和設(shè)置在最前和最后的兩個(gè)翼片組成，相鄰翼片對(duì)之間留有間隙，最前和最后的兩個(gè)翼片與其相鄰的翼片對(duì)之間也留有間隙；所述的每個(gè)翼片對(duì)由兩片翼片對(duì)稱(chēng)設(shè)置構(gòu)成，且兩片翼片的主體帖合，翅片相背張開(kāi)。根據(jù)本發(fā)明，所述的翼片的翅片在翼片的主體上布置，并且同一翼片上的翅片在翼片上呈對(duì)稱(chēng)設(shè)置；所述的翅片是在主體上取一個(gè)平行四邊形區(qū)域，沿對(duì)角線(xiàn)裁開(kāi)后折成一定角度成形的。根據(jù)本發(fā)明，所述的翼片以4-12個(gè)為宜，且翼片對(duì)均勻設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明，所述的翼片的主體與管體橫截面的夾角為10度-80度。根據(jù)本發(fā)明，所述的翼片的翅片與其主體的夾角為10度-90度。根據(jù)本發(fā)明，所述混合器管體采用304以上不銹鋼材制作。本發(fā)明的一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，采用多對(duì)翼片對(duì)和翼片均勻布置在排氣管內(nèi)，并且翼片的主體與管體的橫截面呈一定夾角度，翼片的翅片與翼片主體也呈一定夾角度布置，相鄰翼片對(duì)之間留有間隙，使在混合器管道中形成擾流，增大擾動(dòng)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣和尿素液滴通過(guò)混合器后得到充分混合，在進(jìn)入SCR催化轉(zhuǎn)化其器之前得到較高的分布均勻性，進(jìn)而進(jìn)行充分的反應(yīng)，以降低汽車(chē)尾氣中NOx的含量，該混合器混合效果好，排氣背壓小，該混合器結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，能夠廣泛應(yīng)用于帶尿素SCR系統(tǒng)的柴油機(jī)排氣管路中。


圖1為汽車(chē)排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)記為
1、連接法蘭；
2、管體；
3、混合器翼片組；
4、噴嘴;
5、混合器后端管路；
6、催化器；
7、催化劑載體；
8、催化器后管路；
9、連接法蘭；
10、連接法蘭；
31、翼片對(duì)；
31-1，31-2，31-3，31-4, 31-5, 31-6, 31-7, 31-8、混合器翼片
311、混合器翼片主體；
312，313、混合器翼片的翅片。
圖2為本發(fā)明混合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為混合器俯視圖。
圖4為混合器翼片的主視圖。
圖5為混合器翼片的左視圖。
圖6為本發(fā)明混合器的翅片形成示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利的具體實(shí)施方式
，例如各結(jié)構(gòu)的形狀、構(gòu)造以及各之間的相互位置關(guān)系及連接關(guān)系、各的作用及工作原理等作進(jìn)一步的詳細(xì)的說(shuō)明參照?qǐng)D1，本采用發(fā)明的一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)，包括本發(fā)明的靜態(tài)混合器3、噴嘴4、混合器后端管路5、催化器6和催化器后管路8。排氣管道、靜態(tài)混合器3、混合器后端管路5、催化器6和催化器后管路8依次通過(guò)連接法蘭連接。所述的管體2兩端分別通過(guò)連接法蘭1、9與排氣管道和后端管道5相連。所述的噴嘴4設(shè)置在混合器翼片3的下游。本發(fā)明的靜態(tài)混合器，利用廢氣和尿素通過(guò)混合器后得到充分?jǐn)_動(dòng)混合，在進(jìn)入 SCR催化器前得到較高的均勻性，進(jìn)而進(jìn)行充分的反應(yīng)，以降低排氣中NOx的含量。參照?qǐng)D2和圖3，本發(fā)明的一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，該混合器為車(chē)用尿素SCR系統(tǒng)靜態(tài)混合器，包括管體2和一組翼片，所述的一組翼片包括設(shè)置在中間的3個(gè)翼片對(duì)31、設(shè)置在最前面的一個(gè)翼片31-1和設(shè)置在最后面一個(gè)翼片31-8，各翼片和翼片對(duì)均布在管體2內(nèi)，相鄰翼片對(duì)31之間留有間隙，同時(shí)，最前的翼片31-1和最后的翼片31-8 分別與其相鄰的翼片對(duì)之間也留有間隙。所述的每個(gè)翼片對(duì)31由兩片翼片對(duì)稱(chēng)設(shè)置構(gòu)成，且兩片翼片的主體帖合，翅片相背張開(kāi)。參照?qǐng)D4和圖5，每個(gè)翼片包括主體311和多個(gè)對(duì)稱(chēng)分布的翅片312、313，所述的主體311與管體的橫截面呈一定角度設(shè)置，所述的翅片312、313與主體311也呈一定角度布置。參照?qǐng)D6，所述的翼片的翅片312和313與所述的翼片的主體311為整體結(jié)構(gòu)，并且同一翼片上的翅片在翼片上呈對(duì)稱(chēng)設(shè)置；所述的翅片312和313按以下方法形成在主體311上取一個(gè)平行四邊形區(qū)域314，沿其對(duì)角線(xiàn)315裁開(kāi)，將裁開(kāi)部分折成一定角度。所述的翼片的主體311兩端通過(guò)焊接固定在管體2的內(nèi)壁上。翼片以4-12個(gè)為宜，在本實(shí)施例中，翼片為8個(gè)。所述的翼片的主體311與管體橫截面的夾角為10度-80度， 使排氣流呈左右兩個(gè)方向?qū)?。所述的翼片的翅?12和313與其主體的夾角為10度-90 度，把已經(jīng)左右導(dǎo)向的排氣流通過(guò)翼片的翅片再進(jìn)行前后導(dǎo)向，使得排氣流經(jīng)過(guò)混合器后， 進(jìn)行了前后左右四個(gè)方向的導(dǎo)向，形成很好的擾動(dòng)，使尿素和廢氣通過(guò)擾動(dòng)充分混合。所述管體2采用304以上不銹鋼材制作。上述結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利進(jìn)行了示例性的描述，但本發(fā)明專(zhuān)利的具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制。只要采用了本發(fā)明專(zhuān)利的構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明專(zhuān)利的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍之內(nèi)。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，不僅可以使得噴嘴噴射的尿素水溶液和汽車(chē)尾氣得到充分的混合，提高了 SCR的轉(zhuǎn)化效率，減少了尿素結(jié)晶的形成，又不會(huì)產(chǎn)生很大的壓降。
權(quán)利要求
1.一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，包括管體( 和設(shè)置在所述管體O)內(nèi)的一組翼片(3)，其特征在于至少中間的翼片成對(duì)設(shè)置，每個(gè)翼片包括主體(311)和至少一個(gè)翅片(312、313)，所述的主體(311)與管體的橫截面呈一定夾角度，所述的翅片(312、313)與主體(311)也呈一定夾角度布置，相鄰翼片對(duì)(31)之間留有間隙；所述的管體( 兩端分別與排氣管道和后端管道( 或催化器(6)相連。
2.如權(quán)利1所述的一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，其特征在于所述的管體(2) 兩端分別通過(guò)連接法蘭(1，9)與排氣管道和后端管道( 或催化器(6)相連。
3.如權(quán)利1所述的一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，其特征在于所述系統(tǒng)的噴嘴 (4)設(shè)置在所述管體(3)的下游。
4.如權(quán)利1所述的一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，其特征在于所述的翼片主體 (311)兩端通過(guò)焊接固定在管體O)的內(nèi)壁上。
5.如權(quán)利1所述的一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，其特征在于所述的翼片(3) 由翼片對(duì)(31)和翼片(31-1，31-8)組成，相鄰翼片對(duì)(31)之間留有間隙。
6.如權(quán)利1所述的一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，其特征在于所述的翼片(3) 的翼片對(duì)由兩片翼片(3)對(duì)稱(chēng)設(shè)置組成。
7.如權(quán)利1所述的一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，其特征在于所述的翼片的翅片(312、313)對(duì)稱(chēng)布置在所述翼片的主體(311)上，并且所述的翅片是在主體上取一個(gè)平行四邊形區(qū)域，沿對(duì)角線(xiàn)裁開(kāi)后折成一定角度成形的。
8.如權(quán)利1所述的一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，其特征在于所述的翼片總數(shù)為4-12個(gè)，所述的翼片對(duì)(31)均勻設(shè)置。
9.如權(quán)利1所述的一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，其特征在于所述的翼片的主體(311)與管體⑵橫截面的夾角為10度-80度。
10.如權(quán)利1所述的一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，其特征在于所述的翼片的翅片(312)與主體(311)的夾角為10度-90度。
11.如權(quán)利1-10任何一項(xiàng)所述的一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，其特征在于所述管體(2)采用304以上不銹鋼材制作。
全文摘要
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種柴油機(jī)后處理系統(tǒng)用靜態(tài)混合器，由一組翼片對(duì)和翼片均勻布置在排氣管內(nèi)，所述的翼片主體與管體的橫截面呈一定夾角布置，并且翼片的翅片與翼片主體也呈一定夾角布置。經(jīng)專(zhuān)用CFD軟件計(jì)算分析，該混合器可有效地增加氣體擾動(dòng)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣和尿素液滴通過(guò)混合器后得到的擾流，可使其充分混合，在進(jìn)入SCR催化轉(zhuǎn)化其器之前得到較高的分布均勻性，進(jìn)而進(jìn)行充分的反應(yīng)，以降低汽車(chē)尾氣中NOx的含量，該混合器混合效果好，排氣背壓小。該混合器結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，能夠廣泛應(yīng)用于帶尿素SCR系統(tǒng)的柴油機(jī)排氣管路中。
文檔編號(hào)B01D53/94GK102444451SQ20111041653
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者周小燕, 孔芬霞, 李兵, 許錦皋, 陸國(guó)棟 申請(qǐng)人:杭州銀輪科技有限公司, 浙江銀輪機(jī)械股份有限公司