混合器及包括其的排气系统的制作方法

1.本实用新型涉及混合器领域，特别涉及一种混合器及包括其的排气系统。


背景技术：

2.在混合器领域中，通常scr(选择性催化还原)尿素混合器在多种发动机工况下工作，从低排气质量流量到高排气质量流量，尿素混合和背压随设计的几何形状有一定的变化规律。
3.在某些条件下，例如由于特定温度、可用能量和柴油废气流体的流速，发生化学反应，会发生尿素沉积。经过处理后，柴油发动机得到了更严格的排放法规的促进，减少了二氧化碳的排放，提高了燃油经济性。
4.因此，混合器在增加尿素混合，降低沉积风险的同时，还需要满足较低的背压目标。
5.众所周知，在scr(选择性催化还原)尿素混合器中设置一个阀门，当流量达到一定阈值时，阀片开始移动到打开的位置，以减轻背压。但在某一流量下，阀门不能开启以减轻背压。
6.有鉴于此，本领域技术人员设计了一种混合器，以期克服上述技术问题。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中混合器在某一流量下，阀门不能开启以减轻背压的缺陷，提供一种混合器及包括其的排气系统。
8.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
9.一种混合器，其特点在于，所述混合器包括混合器主体、进口挡板、出口挡板和至少一个可调开度的部件，所述进口挡板设置在所述混合器主体的进口处，所述出口挡板设置在所述混合器主体的出口处，所述混合器主体内设置有导流板，所述可调开度的部件设置在所述进口挡板、所述出口挡板或者所述导流板上，所述可调开度的部件能够随着温度的变化而打开或闭合至相应的位置。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述可调开度的部件包括主体和阀片，所述阀片的两侧端部与所述主体的两侧端部分别对应，通过扭力弹簧转动连接，使得所述阀片在所述扭力弹簧的作用下打开或闭合，所述主体安装到所述进口挡板、所述出口挡板或者所述导流板上。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述扭力弹簧采用热塑性材料制成。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述主体呈“ω”型框架结构，所述阀片的两侧端部分别设置有向上延伸的第一连接部，所述第一连接部与所述主体的两侧内壁面相互对应地通过一转轴转动连接，所述扭力弹簧安装在所述转轴上。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述主体呈环状结构，所述阀片的两侧端部分别设置有向上延伸的第二连接部，所述主体的两侧壁面分别设置有水平向外延伸的第三连接
部，所述第二连接部与所述第三连接部相互对应地通过一转轴转动连接，所述扭力弹簧安装在所述转轴上。
14.根据本实用新型的一个实施例，所述可调开度的部件包括加料器阀座、阀片、限位件和铰链弹簧，所述铰链弹簧的一端部与所述阀片的一侧部连接，所述铰链弹簧的另一端部与所述加料器阀座的一侧部连接，所述限位件的一端部与所述加料器阀座的另一侧部连接，所述限位件的另一端部位于所述阀片的上方，用于限制所述阀片的打开角度。
15.根据本实用新型的一个实施例，所述限位件为弧形限位片，所述加料器阀座的另一侧部设置有向外向上延伸的安装支架，所述限位件的一端部与所述安装支架的上端部连接。
16.根据本实用新型的一个实施例，所述铰链弹簧采用热塑性材料制成，所述阀片采用热塑性材料制成。
17.根据本实用新型的一个实施例，所述阀片的开口范围为0
°
至40
°
。
18.一种排气系统，其特点在于，所述排气系统包括如上所述的混合器。
19.本实用新型的积极进步效果在于：
20.本实用新型混合器及包括其的排气系统中，混合器集成了可变几何形状的部件，例如热塑性阀门，可在不同位置关闭或开启。由于使用了热塑性材料，阀门会根据温度开启。
21.当温度将升高时，在一定预先确定的温度下，阀门将打开，所以截面面积将增加。这样可以有效地减少背压。当温度下降时，阀门恢复到原来的位置。
22.在低流量情况下，当温度较高时，与标准阀门设计相比，背压会相对较低。与传统的弹簧阀门相比，本技术混合器中的阀门在质量流量一致的情况下，背压随温度的变化增加较小。在低流量、低温工况下，与传统弹簧阀门相比，nh3均匀性指数更高。
附图说明
23.本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
24.图1为本实用新型混合器的结构示意图。
25.图2为本实用新型混合器中可调开度的部件的结构示意图一。
26.图3为本实用新型混合器中可调开度的部件的结构示意图二。
27.图4为本实用新型混合器中可调开度的部件的结构示意图三。
28.图5为本实用新型混合器中阀片开口为0
°
的示意图。
29.图6为本实用新型混合器中阀片开口为20
°
的示意图。
30.图7为本实用新型混合器中阀片开口为40
°
的示意图。
31.图8为本实用新型混合器中可调开度的部件安装在进口挡板上的示意图。
32.图9为本实用新型混合器中可调开度的部件安装在出口挡板上的示意图。
33.图10为本实用新型混合器中可调节开度的部件安装在导流板上的示意图。
34.【附图标记】
35.混合器主体
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10
36.进口挡板
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20
37.出口挡板
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30
38.导流板
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11
39.可调开度的部件
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a
40.主体
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40
41.阀片
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50
42.扭力弹簧
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60
43.第一连接部
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51
44.第二连接部
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52
45.限位件
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70
46.铰链弹簧
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80
47.铰链弹簧的一端部
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81
48.铰链弹簧的另一端部
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82
49.限位件的另一端部
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71
具体实施方式
50.为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
51.现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。现在将详细参考本实用新型的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。
52.此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。
53.此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。
54.图1为本实用新型混合器的结构示意图。图2为本实用新型混合器中可调开度的部件的结构示意图一。图3为本实用新型混合器中可调开度的部件的结构示意图二。图4为本实用新型混合器中可调开度的部件的结构示意图三。图5为本实用新型混合器中阀片开口为0
°
的示意图。图6为本实用新型混合器中阀片开口为20
°
的示意图。图7为本实用新型混合器中阀片开口为40
°
的示意图。图8为本实用新型混合器中可调开度的部件安装在进口挡板上的示意图。图9为本实用新型混合器中可调开度的部件安装在出口挡板上的示意图。图10为本实用新型混合器中可调节开度的部件安装在导流板上的示意图。
55.如图1至图10所示，本实用新型公开了一种混合器，其包括混合器主体10、进口挡板20、出口挡板30和至少一个可调开度的部件a，进口挡板20设置在混合器主体10的进口处，出口挡板30设置在混合器主体10的出口处，混合器主体10内设置有导流板11，可以将所述可调开度的部件设置在进口挡板20、出口挡板20或者导流板11上，所述可调开度的部件能够随着温度的变化而打开或闭合至相应的位置。
56.优选地，可调开度的部件a包括主体40和阀片50，阀片50的两侧端部与主体40的两侧端部分别对应，通过扭力弹簧60转动连接，使得阀片50在扭力弹簧60的作用下打开或闭
合，主体40安装到进口挡板20、出口挡板30或者导流板11上。扭力弹簧60优选地采用热塑性材料制成。
57.此处，如图2所示，主体40可以优选地呈“ω”型框架结构，阀片50的两侧端部分别设置有向上延伸的第一连接部51，第一连接部51与主体40的两侧内壁面相互对应地通过一转轴转动连接，扭力弹簧60安装在所述转轴上。
58.或者，如图3所示，主体40也可以优选地呈环状结构，阀片50的两侧端部分别设置有向上延伸的第二连接部52，主体40的两侧壁面分别设置有水平向外延伸的第三连接部41，第二连接部52与第三连接部41相互对应地通过一转轴转动连接，扭力弹簧60安装在所述转轴上。
59.再或者，如图4所示，所述可调开度的部件包括加料器阀座(图中未示)、阀片50、限位件70和铰链弹簧80，铰链弹簧80的一端部81与阀片50的一侧部连接，铰链弹簧80的另一端部82与加料器阀座的一侧部连接，限位件70的一端部与所述加料器阀座的另一侧部连接，限位件70的另一端部71位于阀片50的上方，用于限制阀片50的打开角度。
60.优选地，此处限位件70为弧形限位片，所述加料器阀座的另一侧部设置有向外向上延伸的安装支架，所述限位件的一端部与所述安装支架的上端部连接(图中未示)。
61.此处所述限位件是一个用于限制阀片打开角度的物理部件，通常可以集成在所述加料器阀座的设计中。所述限位件可以通过机械结构控制阀片即使在系统中的流量增加的情况下避免打开过多。所述铰链弹簧将阀片连接到加料器座，其中所述加料器阀座可以通过功能集成方式集成到混合器设计中，以降低系统成本，当然此处所述加料器阀座是可选项，并非必须的。
62.铰链弹簧80优选地采用热塑性材料制成，阀片50优选地采用热塑性材料制成。
63.如图5至图7所示，阀片50的开口a范围优选为0
°
至40
°
。阀片50和铰链弹簧80为可移动的，限位件70为固定的。阀片50达到最大值，例如40
°
，与优化的混合器压降相对应。并且，当阀门50达到最大值时，通过限位件70进行保持固定。
64.当阀片50的开口为0
°
时，阀片50和混合器的挡板(例如进口挡板、出口挡板或导流板)之间存在一个小的间隙。另外，在阀片50和混合器的挡板之间可以设置一个阻尼件，以避免产生声响。
65.本实用新型还提供了一种排气系统，其特点在于，所述排气系统包括上述混合器。
66.根据上述描述，本实用新型混合器在进口挡板、出口挡板或导流板上设置有至少一个可调开度的部件，随着温度升高，可调开度的部件的可变开度朝开口位置移动。
67.本实施例中，扭力弹簧和阀片可以优选为热塑性材料制成。热塑性塑料优选为一种塑料聚合物，在加热时会软化，使其成型，并在冷却时再次固化。由于其独特的化学性能，热塑性材料可以重新成型和回收，而不会对材料的物理性能产生负面影响。热塑性塑料是唯一可以焊接的塑料类型。加热塑料后，材料变成糊状或液体，然后可以模制成所需的形状。尽管每种类型的热塑性塑料都有其自身的特性和性能，但它们都可以经受多次重塑而不会对材料造成任何损害。
68.在一定的阈值温度下，由于材料特性，阀片将朝打开位置移动。这将增加流动的开口面积并降低背压。与没有阀门的设计相比，当温度更高时，背压可能会相对较低。同时，与有阀或无阀的标准设计相比，在低温下尿素的混合量可以增加。当温度较低且排气流量较
低时，可以增加尿素混合，从而减小混合器的开口面积。
69.综上所述，本实用新型混合器可以替代现有的阀门，现有阀门需要达到一定的预先确定的排气质量流量时才打开。但是本实用新型混合器集成了可变几何形状的部件，例如热塑性阀门，可在不同位置关闭或开启。由于使用了热塑性材料，阀门会根据温度开启。
70.当温度将升高时，在一定预先确定的温度下，阀门将打开，所以截面面积将增加。这样可以有效地减少背压。当温度下降时，阀门恢复到原来的位置。
71.在低流量情况下，当温度较高时，与标准阀门设计相比，背压会相对较低。与传统的弹簧阀门相比，本技术混合器中的阀门在质量流量一致的情况下，背压随温度的变化增加较小。在低流量、低温工况下，与传统弹簧阀门相比，nh3均匀性指数更高。
72.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。