CN103993933A - 柴油发动机黑烟捕集器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了柴油发动机黑烟捕集器。柴油发动机在冷启动瞬间及大负荷运行时会产生大量的黑烟，目前还没有很好的解决办法，本发明由捕集器筒体主体、与捕集器筒体主体下端连接的黑烟颗粒收集端和与捕集器筒体主体上端连接的捕集器出气端组成，捕集器筒体主体的筒体上设置有进气口、在筒体的内壁上固定有使气流分散的进气口挡板，在筒体内设置有滤芯，在筒体内壁上还固定有电磁脉冲气动控制阀。柴油机运行时产生的黑烟尾气通过本发明滤芯的过滤和电磁脉冲控制阀反冲捕集，黑烟去除率达90%以上。本发明具有结构紧密、耐高温、裁剪容易、牢固耐用等特点，不但提高黑烟拦截率，还降低排气背压，安装、更换方便，降低使用和维护成本。

Description

柴油发动机黑烟捕集器

技术领域

本发明涉及的是柴油发动机黑烟捕集器，属于发动机废气催化净化器制造技术领域。

背景技术

近年来，由于空气质量恶化，雾霾出现频率增多且危害加重。其中，可吸入微粒PM2.5成为公众关注焦点，使得人们越来越关注空气质量。目前，据相关统计资料披露，污染空气中的35％以上是由汽车尾气造成，城市公交车由于频繁起步、停车等造成车况不佳 ，在站台、 路口起步时排放大量黑烟 ，造成城市空气污染的同时 ，而且严重影响居民身心健康。 柴油发动机、发电机在冷启动瞬间及大负荷情况下运行产生的大量黑烟，使得它成为微粒PM2.5排放的“重犯”。如何克服这一世界性的难题，在该技术领域内至今仍未找到很好的解决办法。

针对发动机启动产生的黑烟，其处理方法通常集中在对催化剂的研究上，通过加大活性材料及贵金属涂敷量等技术手段研制出催化温度较低的催化剂，但是并不能完全克服这一问题；而针对大负荷运行情况下产生的黑烟，主要采用柴油机微粒捕捉器（DPF）进行处理，该技术的两大关键是过滤材料及过滤体的再生处理。目前过滤体材料主要采用蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷等材质，由于过滤体只能收集微粒，本身并不能处理微粒，必须通过氧化再生技术去除。如果不能及时清除过滤体中的微粒，就会造成堵孔，引起背压急剧上升，降低柴油发动机性能。同时，发动机排气产生的噪音污染也十分严重，现有的柴油机微粒捕捉器并未关注这一问题。

因此，寻求一种能够连续扑捉黑烟，而且兼具催化、消音功能的柴油发动机黑烟拦截装置，以克服现有黑烟捕捉再生技术存在的诸多问题是十分急迫且必须的。

发明内容

本发明的目的，是提供一种柴油发动机黑烟捕集器，集催化、消音和黑烟捕集三项功能为一体，克服现有柴油机微粒捕集器装置复杂、再生可靠性差、再生费用高等缺点。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：柴油发动机黑烟捕集器：由捕集器筒体主体、与捕集器筒体主体下端连接的黑烟颗粒收集端和与捕集器筒体主体上端连接的捕集器出气端组成，捕集器筒体主体的筒体上设置有进气口、在筒体的内壁上固定有使气流分散的进气口挡板，在筒体内设置有滤芯，在筒体内壁上还固定有电磁脉冲气动控制阀。

采取上述措施的本发明，将其安装于柴油发动机尾气催化器之前的排气管上，柴油机运行时产生的黑烟尾气首先通过滤芯的过滤作用和电磁脉冲控制阀反冲捕集，黑烟去除率可达90%以上。本发明中使用的滤芯材料为具有一定厚度的泡沫状金属滤网，在其表面涂覆适量的辅助催化剂，可将尾气污染物中的部分NOx和HC转化为CO₂、H₂O和N₂等无污染气体，转化率可达30-40%，为安装在捕集器之后的催化器处理系统提供了显著的辅助催化作用。同时，该泡沫状金属滤网还具有良好的消音效果。其安装形状可根据设计要求选择圆形或方形，按照黑烟处理要求还可选用不同规格的滤芯材料，使其具有结构紧密、耐高温、裁剪容易、牢固耐用等特点，不但提高黑烟拦截效率，而且降低排气背压，安装、更换方便，极大地减少使用和维护成本。

为进一步说明本发明，下面结合附图与实施例进行详细阐述。

附图说明

图1是本发明实施方式1的结构轴侧图；

图2是本发明实施方式1的结构示意图；

图3是本发明实施方式2的结构轴侧图；

图4是本发明实施方式2的结构示意图。

上述附图中的序号表示是：捕集器筒体主体1、黑烟收集端2、捕集器出气端3、进气口1-1、筒体1-2、固定耳朵1-3、筒体内壁法兰1-4、筒体上沿法兰1-5、进气口挡板1-6、滤芯1-7、滤芯法兰1-8、电磁脉冲气动控制阀1-9、筒体下沿法兰1-10、底座法兰2-1、黑烟收集口2-2、出气口法兰3-1、出气口端盖3-2和出气口3-3。

具体实施方式

实施例1

如上述图1、图2所示，本发明提供一种柴油发动机黑烟捕集器，由捕集器筒体主体1、黑烟收集端2和捕集器出气端3三部分组成。其中，捕集器筒体主体1包括：进气口1-1、筒体1-2、固定耳朵1-3、筒体内壁法兰1-4、筒体上沿法兰1-5、进气口挡板1-6、滤芯1-7、滤芯法兰1-8、电磁脉冲气动控制阀1-9和筒体下沿法兰1-10，其中电磁脉冲气动控制阀1-9是一个集合了电磁阀、气箱、气阀和开孔弹气钢管的集合体并已有商品销售；黑烟收集端2包括：底座法兰2-1和黑烟收集口2-2；捕集器出气端3包括：出气口法兰3-1、出气口端盖3-2和出气口接管3-3。

设置在筒体1-2上的进气口1-1与柴油发动机排气管连接；进气口挡板1-6通过焊接固定在筒体1-2中间进气口1-1处与进气口1-1之间有10-30毫米的间隙，起分散气流保护滤芯作用；通过固定耳朵1-3使本发明与外部设施连接，起固定本发明的作用；滤芯1-7是泡沫状金属滤网，在其表面涂覆有辅助催化剂，呈圆筒状中空，厚度与柴油机排气量成正比，当柴油机排气量是2-50 升时，滤芯1-7的厚度是3-20毫米，滤芯1-7装入筒体1-2内，并通过滤芯法兰1-8与筒体内壁法兰1-4紧固密封连接；电磁脉冲气动控制阀1-9固定在筒体1-2内壁上；筒体1-2通过筒体下沿法兰1-10和底座法兰2-1密封紧固连接，通过筒体上沿法兰1-5和出气口法兰3-1密封紧固连接；出气口端盖3-2与出气口3-3通过焊接密封连接，由此构成一个密封良好、连接牢固的柴油车发动机黑烟拦截捕集系统。

当柴油发动机运行时，排放碳氢化物(HC)、氮氧化物(NOx)等有害气体及大量未完全燃烧产生的黑烟微粒，这些尾气从进气口1-1处经过进气口挡板1-6的分流进入筒体1-2内，通过滤芯1-7的过滤拦截作用，黑烟颗粒被拦截在滤芯1-7外表或芯体内，当滤芯1-7拦截黑烟达到一定量后，安装于筒体1-2内壁上的电磁脉冲气动控制阀1-9打开气阀，通过开孔钢管的弹气孔喷气，脉冲式连续弹动滤芯1-7，将拦截在滤芯1-7上的黑烟弹落到锥筒状收集口2-2处，定期收集排掉。因此，通过滤芯1-7的过滤拦截作用和电磁脉冲气动控制阀1-9的气体弹动连续反冲捕集，可将尾气中黑烟有效脱除，拦截后的发动机尾气经出气口接管3-3排出并进入催化器处理系统。

实施例2

图3、图4为本发明实施方式2的结构示意图。除采用方形滤芯1-7和方形壳体外，其实施办法与实施例1基本一致。采用方形外壳便于黑烟捕集器的安装和更换。

Claims (2)

1.一种柴油车发动机黑烟捕集器，由捕集器筒体主体、与捕集器筒体主体下端连接的黑烟颗粒收集端和与捕集器筒体主体上端连接的捕集器出气端组成，其特征是在捕集器筒体主体（1）的筒体（1-2）上设置有进气口（1-1）、在筒体（1-2）的内壁上固定有使气流分散的进气口挡板（1-6），在筒体（1-2）内设置有滤芯（1-7），在筒体（1-2）内壁上还固定有电磁脉冲气动控制阀（1-9）。

2.根据权利要求1所述的柴油车发动机黑烟捕集器，其特征是滤芯（1-7）是泡沫状金属滤网，在其表面涂覆有辅助催化剂，呈筒状中空，厚度与柴油机排气量成正比，当柴油机排气量是2-50升时，滤芯（1-7）的厚度是3-20毫米。