[發明專利]一種尿素混合器

有效

• 申請號: 202011341291.2
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112302767B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 王意寶;張素英;柴洋;薛裕丹
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 韓靜粉

本發明公開了一種尿素混合器。該尿素混合器包括混合管、第一葉片、第二葉片、控制系統，其中：第一葉片和第二葉片均設置在混合管內；控制系統用于驅動第二葉片由第一工作位置轉動至第二工作位置，且用于驅動第二葉片由第二工作位置轉動至第一工作位置；第二葉片位于第一工作位置時，與第一葉片軸向重疊，以令混合管內的流通面積為第一流通面積；第二葉片位于第二工作位置時，與第一葉片周向交錯，以令混合管內的流通面積為第二流通面積，第二流通面積小于第一流通面積。本發明能夠解決車輛在低負荷低排溫下SCR系統尿素結晶問題。

技術領域

本發明涉及車輛制造技術領域，特別涉及一種尿素混合器。

背景技術

SCR：Selective Catalytic Reduction，選擇性催化還原技術，具體指在催化劑的作用下，NH₃和NO_x發生還原脫氮反應，生成氮氣和水。

尿素結晶：尿素加熱分解，產生氨氣同時變為氰酸，在一定條件下進一步縮合生成縮二脲、縮三脲、三聚氰酸和三聚氰胺等物質，即為尿素結晶。

SCR技術的基本原理是向排氣中噴射燃油或者添加其他還原劑，選擇合適的催化劑，促進還原劑與NO_x反應，同時抑制還原劑被排氣中的氧氣氧化。現有SCR技術按照還原劑的種類可以分為以尿素分解產生的NH₃作為還原劑的尿素SCR技術和以碳氫作為還原劑的碳氫SCR技術兩類。目前，碳氫SCR 技術仍在進一步的研究當中，實際應用不多；而尿素SCR技術較為成熟，實際應用較多。

SCR系統的柴油車在低負荷條件下運行時容易生成尿素結晶結石等沉積物，該問題一直是影響車輛穩定運行的主要因素。車輛運行過程中，由于尿素霧化不良、混合不均勻或者分解不充分，導致噴射的尿素液滴不能實時轉化為NH₃，而是生成副產物，導致還原反應不穩定，從而影響到NO_x排放的一致性和轉化效率。尿素沉積物根據形成過程可分為尿素結晶和尿素結石，尿素結晶是由于尿素溶液中的水分流失導致尿素溶液過飽和尿素析出產生的，是物理反應過程的產物，隨著溫度的升高可以繼續分解；而尿素結石是由于尿素分解過程中的副反應產生的副產物所致，屬于化學反應產物，需要較高的溫度才能分解。由于尿素液滴質量比氣體大得多，因此在氣流流動滯止區存留下來形成的結晶，如果不能及時完全分解，則會以此為原核不斷生長，由于不能完全分解，最終形成尿素結晶結石，累積到一定程度有可能堵塞尿素流動通道，因此對沉積物生成的分析需要對尿素分解過程進行細致研究。

具體請參見圖1，現有技術中的靜態混合器采用旋流片結構，具體為，在尿素混合管01上設置有旋流片02和尿素噴嘴03。該旋流片結構不能隨著流量及溫度的變化而進行調節，低溫下尿素甩在混合管壁面形成結晶無法清除。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種尿素混合器，能夠解決車輛在低負荷低排溫下，SCR系統尿素結晶問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種尿素混合器，包括混合管、第一葉片、第二葉片、控制系統，其中：

所述第一葉片和所述第二葉片均設置在所述混合管內；

所述控制系統用于驅動所述第二葉片由第一工作位置轉動至第二工作位置，且用于驅動所述第二葉片由所述第二工作位置轉動至所述第一工作位置；

所述第二葉片位于所述第一工作位置時，與所述第一葉片軸向重疊，以令所述混合管內的流通面積為第一流通面積；

所述第二葉片位于所述第二工作位置時，與所述第一葉片周向交錯，以令所述混合管內的流通面積為第二流通面積，所述第二流通面積小于所述第一流通面積。

可選地，在上述尿素混合器中，所述第一葉片設置有多個，且沿周向依次排布，每個所述第一葉片的一端分別與固定支撐件固連，另一端分別與所述混合管的內壁固連；