[发明专利]一种尿素混合器

说明书

本发明公开了一种尿素混合器。该尿素混合器包括混合管、第一叶片、第二叶片、控制系统，其中：第一叶片和第二叶片均设置在混合管内；控制系统用于驱动第二叶片由第一工作位置转动至第二工作位置，且用于驱动第二叶片由第二工作位置转动至第一工作位置；第二叶片位于第一工作位置时，与第一叶片轴向重叠，以令混合管内的流通面积为第一流通面积；第二叶片位于第二工作位置时，与第一叶片周向交错，以令混合管内的流通面积为第二流通面积，第二流通面积小于第一流通面积。本发明能够解决车辆在低负荷低排温下SCR系统尿素结晶问题。

技术领域

本发明涉及车辆制造技术领域，特别涉及一种尿素混合器。

背景技术

SCR：Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原技术，具体指在催化剂的作用下，NH₃和NO_x发生还原脱氮反应，生成氮气和水。

尿素结晶：尿素加热分解，产生氨气同时变为氰酸，在一定条件下进一步缩合生成缩二脲、缩三脲、三聚氰酸和三聚氰胺等物质，即为尿素结晶。

SCR技术的基本原理是向排气中喷射燃油或者添加其他还原剂，选择合适的催化剂，促进还原剂与NO_x反应，同时抑制还原剂被排气中的氧气氧化。现有SCR技术按照还原剂的种类可以分为以尿素分解产生的NH₃作为还原剂的尿素SCR技术和以碳氢作为还原剂的碳氢SCR技术两类。目前，碳氢SCR 技术仍在进一步的研究当中，实际应用不多；而尿素SCR技术较为成熟，实际应用较多。

SCR系统的柴油车在低负荷条件下运行时容易生成尿素结晶结石等沉积物，该问题一直是影响车辆稳定运行的主要因素。车辆运行过程中，由于尿素雾化不良、混合不均匀或者分解不充分，导致喷射的尿素液滴不能实时转化为NH₃，而是生成副产物，导致还原反应不稳定，从而影响到NO_x排放的一致性和转化效率。尿素沉积物根据形成过程可分为尿素结晶和尿素结石，尿素结晶是由于尿素溶液中的水分流失导致尿素溶液过饱和尿素析出产生的，是物理反应过程的产物，随着温度的升高可以继续分解；而尿素结石是由于尿素分解过程中的副反应产生的副产物所致，属于化学反应产物，需要较高的温度才能分解。由于尿素液滴质量比气体大得多，因此在气流流动滞止区存留下来形成的结晶，如果不能及时完全分解，则会以此为原核不断生长，由于不能完全分解，最终形成尿素结晶结石，累积到一定程度有可能堵塞尿素流动通道，因此对沉积物生成的分析需要对尿素分解过程进行细致研究。

具体请参见图1，现有技术中的静态混合器采用旋流片结构，具体为，在尿素混合管01上设置有旋流片02和尿素喷嘴03。该旋流片结构不能随着流量及温度的变化而进行调节，低温下尿素甩在混合管壁面形成结晶无法清除。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种尿素混合器，能够解决车辆在低负荷低排温下，SCR系统尿素结晶问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种尿素混合器，包括混合管、第一叶片、第二叶片、控制系统，其中：

所述第一叶片和所述第二叶片均设置在所述混合管内；

所述控制系统用于驱动所述第二叶片由第一工作位置转动至第二工作位置，且用于驱动所述第二叶片由所述第二工作位置转动至所述第一工作位置；

所述第二叶片位于所述第一工作位置时，与所述第一叶片轴向重叠，以令所述混合管内的流通面积为第一流通面积；

所述第二叶片位于所述第二工作位置时，与所述第一叶片周向交错，以令所述混合管内的流通面积为第二流通面积，所述第二流通面积小于所述第一流通面积。

可选地，在上述尿素混合器中，所述第一叶片设置有多个，且沿周向依次排布，每个所述第一叶片的一端分别与固定支撑件固连，另一端分别与所述混合管的内壁固连；