一种可变进气截面scr混合器系统
阅读说明：本技术 一种可变进气截面scr混合器系统 (SCR mixer system with variable air inlet section ) 是由 陈晖� 陆顺 李玟锋 刘家峰 于 2021-06-03 设计创作，主要内容包括：本发明分开了一种可变进气截面SCR混合器系统,本发明可使发动机不同工况下SCR混合器进出口的压差保持在一定的范围,SCR混合器内气体流动能保持在较高的流速,同时,在SCR气体流道内设计了旋转破碎板,提高尿素分解效率,并使尿素分解后氨气与尾气混合更充分的,提高了尾气与氨气的混合均匀性,并能有效降低柴油机在低温工况的尿素结晶风险。(The invention discloses an SCR mixer system with a variable air inlet section, which can keep the pressure difference of an inlet and an outlet of an SCR mixer in a certain range under different working conditions of an engine, keep the gas flow in the SCR mixer at a higher flow speed, and simultaneously design a rotary crushing plate in an SCR gas flow passage, thereby improving the urea decomposition efficiency, leading ammonia gas and tail gas after urea decomposition to be mixed more fully, improving the mixing uniformity of the tail gas and the ammonia gas and effectively reducing the urea crystallization risk of the diesel engine under the low-temperature working condition.)
技术领域
本发明涉及发动机排气系统技术领域，具体涉及一种可变进气截面SCR 混合器系统。
背景技术
国六阶段的柴油机后处理系统主要由催化氧化器(DOC)、颗粒捕捉器 (DPF)、选择性催化还原器(SCR)和消氨催化器(ASC)组成，SCR混合器作为SCR的重要组成部分，一般都布置在SCR载体的前端，其作用是促进尿素分解并提高尾气与氨气的混合均匀性，对于轻型柴油车，由于柴油机后处理系统布置空间有限，后处理系统各零部件布置必须非常紧凑，因此留个SCR 混合器的，由单一的轴向直线运动转化为轴向旋转，再由轴向旋转转化为轴向直线运动，增加尾气与氨气的混合时间，实现尾气与尿素水解的氨气的高效混合。但是由于发动机在不同工况下，尾气的排温和压力变化是比较大，气体温度越低，气体流速越小，混合器的结晶风险越大，现有的SCR的结构很难满足不同工况下尿素分解都有，容易出现低温结晶的情况。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种进气截面可变的SCR混合器，使发动机不同工况下SCR混合器进出口的压差保持在一定的范围，SCR混合器内气体流动能保持在较高的流速，同时，在SCR气体流道内设计了旋转破碎板，提高尿素分解效率，并使尿素分解后氨气与尾气混合更充分的，提高了尾气与氨气的混合均匀性，并能有效降低柴油机在低温工况的尿素结晶风险。
本发明采取的具体技术方案是：
一种可变进气截面SCR混合器系统，包括混合器壳体，所述混合器壳体内从进气方向到出气方向依次设有进气挡板、气道导流圆管、出气挡板，所述进气挡板上连接有进气导流板，所述进气导流板与所述进气挡板旋转开合式连接，进气导流板与进气挡板之间的空隙即为进气口，通过调整进气导流板的开合角度控制进气口的大小；所述混合器壳体上设有尿素喷射座，所述尿素喷射座上安装有尿素喷射器；所述混合器壳体内部还安装有旋转液滴破碎板和气道隔板，所述气道隔板分别与进气挡板、出气挡板、气道导流圆管连接，所述气道导流圆管上还设有一条开口，所述气道隔板安装在该开口的旁侧；所述旋转液滴破碎板的两端分别与进气挡板、出气挡板转动连接，所述旋转液滴破碎板的安装位置与尿素喷射器的安装位置相配合，使尿素喷射器喷射的尿素先经过旋转液滴破碎板；所述气道导流圆管的两端均为开口设计，并且其两端分别与进气挡板、出去挡板连接，进气挡板将其一端的开口封闭，出气挡板设有出气口，配合气道导流圆管另一端的开口可使气体从气道导流圆管内部流出。
进一步地，所述混合器壳体上设有电机，所述电机输出轴与进气导流板连接，通过电机运转改变进气导流板的开合角度。
进一步地，所述混合器壳体上还安装有进口压力传感器和出口压力传感器，分别用于测进口和出口的压力值，所述进口压力传感器和出口压力传感器分别与控制器电连接，将采集的信号传给控制器，所述电机与控制器电连接，由控制器控制其运转。
进一步地，所述旋转液滴破碎板涂覆有导热材料。
进一步地，所述旋转液滴破碎板两端分别通过轴承与进气挡板、出气挡板转动连接，所述轴承优选耐高温轴承。
进一步地，所述混合器壳体还设有整流板，所述整流板安装在出气挡板的外侧。
本发明的有益效果是：本发明设计了可转动进气导流板，进气导流板的转动角度根据SCR混合器压差进行调节，保证发动机在不同工况下尾气流经SCR混合器都有较快的速率，降低了低流速工况的结晶风险；本发明设计的旋转液滴破碎片通过与尿素液滴的撞击有效促进液滴的破碎，同时在离心力的作用下，沉积在破碎叶片上的尿素液滴更容易剥离，减小了结晶风险，并且由于液滴破碎片旋转产生的扰流作用，形成高速旋转气流，包裹尿素液滴随其旋转流动，使尿素液滴在有限的混合时间里更充分蒸发热解，提高了尾气与氨气的混合均匀性；本发明在出口设计了整流板，提高了氨气分布的均匀性。
附图说明
图1为可变进气截面SCR混合器系统的整体结构示意图；
图2为可变进气截面SCR混合器系统的内部结构示意图；
图3为可变进气截面SCR混合器系统的局部截面图；
图4为气道导流圆管的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，本发明实施例提供了一种可变进气截面SCR混合器系统，包括混合器壳体1，所述混合器壳体1内从进气方向到出气方向依次设有进气挡板2、气道导流圆管3、出气挡板4，所述进气挡板2上连接有进气导流板 5，所述进气导流板5与所述进气挡板2旋转开合式连接，进气导流板5与进气挡板2之间的空隙即为进气口，通过调整进气导流板5的开合角度控制进气口的大小，所述混合器壳体1上设有电机6，所述电机6输出轴与进气导流板5连接，通过电机6运转改变进气导流板5的开合角度15，所述混合器壳体1上还安装有进口压力传感器7和出口压力传感器8，分别用于测进口和出口的压力值，所述进口压力传感器7和出口压力传感器8分别与控制器电连接，将采集的信号传给控制器，所述电机6与控制器电连接，由控制器控制其运转；所述混合器壳体1上设有尿素喷射座9，所述尿素喷射座9上安装有尿素喷射器10；所述混合器壳体1内部还安装有旋转液滴破碎板11和气道隔板12，所述气道隔板12分别与进气挡板2、出气挡板4、气道导流圆管3连接，所述气道导流圆管3上还设有一条开口13(如图3-4所示)，所述气道隔板12安装在该开口13的旁侧；所述旋转液滴破碎板11的两端分别与进气挡板2、出气挡板4转动连接，具体是通过轴承16与进气挡板2、出气挡板4 转动连接，所述轴承优选耐高温轴承。所述旋转液滴破碎板11的安装位置与尿素喷射器10的安装位置相配合，使尿素喷射器10喷射的尿素先经过旋转液滴破碎板11，所述旋转液滴破碎板11上还涂覆有导热材料(导热材料可以让破碎片的温度更快上升，使喷射到旋转破碎片上的尿素更容易热解，进一步防止尿素在破碎片上结晶)；所述气道导流圆管3的两端均为开口设计，并且其两端分别与进气挡板2、出去挡板连接，进气挡板2将其一端的开口封闭，出气挡板4设有出气口，配合气道导流圆管3另一端的开口可使气体从气道导流圆管3内部流出。所述混合器壳体还设有整流板14，所述整流板14安装在出气挡板4的外侧
上述实施例提供的可变进气截面SCR混合器系统的工作流程如下：
1.尾气通过进气挡板处的入口在进气导流板的作用流入SCR混合器；
2.尾气进入SCR混合器后，安装在尿素喷射座上的尿素喷射器喷射尿素水溶液，尿素水溶液在旋转液滴破碎片和尾气的作用下破碎蒸发热解为氨气。
3.尾气和氨气流过旋转液滴破碎片并推动旋转液滴破碎片旋转，破碎片旋转产生的气流扰动使尾气和氨气均匀混合。
5.尾气和氨气的混合气体绕着气道导流圆管流动，到气道隔板位置时由于气道隔板的阻挡而流入旁侧的那一条开口内进入气道导流圆管内部，然后再经过出气挡板上的出口流出并通过整流板后流入SCR载体。
6.当进气导流板控制器检测到进口压力和出口压力的差值低于设定最低值，并且进口压力也低于设定最低值时，控制器控制电机将进气导流板开合角度增大，直至压力差高于设定最低值；当控制器检测到进口压力和出口压力的差值大于设定最高值时，控制器控制电机将进气导流板开合角度减小，直至压力差低于设定最低值。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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