CN106322110A - 一种车用催化转化器试验热空气供给装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种车用催化转化器试验热空气供给装置，包括试验台、供气系统、进排气系统、循环水降温系统；所述供气系统能灵活控制试验中流过车用催化转化器的空气流量和温度，并利用空空换热装置对经过催化转化器后的热空气所蕴含的热能进行了二次利用，所述进排气系统用于控制试验中空气的进入和排出，所述循环水降温系统用于对供气系统的循环管路上的阀件进行水冷降温，保证阀件正常工作；能很好的满足车用催化转化器中水平振动试验、热寿命与水急冷试验和纵置热振动试验中对排气温度和流量要求，提高了能源利用率，改善了操作人员的工作环境。

Description

一种车用催化转化器试验热空气供给装置及方法
技术领域
本发明涉及车用催化转化器的中热空气供给装置及方法，具体说是能满足车用催化转化器中水平振动试验、热寿命与水急冷试验和纵置热振动试验中对排气温度和流量的要求而订制的热空气供给装置及其方法。
背景技术
随着经济的快速发展，汽车逐渐越来越多的进入人们家庭、日常生活。给人们生活、工作、旅行带了方便。但方便的同时，因为汽车数量的不断增加，对大气环境造成了严重的污染，HC、CO、NOX、PM2.5等有害污染物过渡排放堆积已经成为当前急需解决的严重问题。为了减少有害气体及PM2.5含量的排放，越来越多的企业开始研制生产尾气净化器。
尾气净化器在研发过程中，需做各类试验，来满足越来越严格的排放法规要求。车用催化转化器作为净化器的重要组成部分也需要做一系列试验，目前常见的有水平振动试验、热寿命与水急冷试验和纵置热振动试验，这三个试验的一个共同点在于试验过程中需要对催化转化器入口空气的温度和流量进行控制和调节，但目前现有技术或市场上还没有看到相关的产品出现，所以有必要研制一种能模拟车用催化转化器中水平振动试验、热寿命与水急冷试验和纵置热振动试验中对排气温度和流量的要求而订制的热空气供给装置。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中缺少满足车用催化转化器中水平振动试验、热寿命与水急冷试验和纵置热振动试验中对排气温度和流量控制要求的相关产品的问题。
本发明用的技术方案是：一种车用催化转化器试验热空气供给装置，包括试验台、供气系统、进排气系统、循环水降温系统，其特征在于：
所述供气系统包括与进排气系统相连的空空换热器，所述空空换热器的一端通过循环管路与热风炉的输入端相连，所述热风炉的底部设有燃烧器，所述燃烧器与天燃气罐相连；热风炉的输出端与稳压仓相连，所述稳压仓的通过两路循环管路与三通高温调节阀相连，其中一路循环管路上设有散热管路，所述散热管路的一侧设有用于给散热管路降温的调温风机，所述三通高温调节阀的输出端通过循环管路依次与高温电磁阀、进气压力传感器、进气温度传感器、流量计、催化转化器、背气压力传感器、背气温度传感器、高温背压调节阀相连，所述高温背压调节阀的输出端与空空换热器的另一输入端相连，形成完整的供气回路；
所述进排气系统包括与供气系统相连的空空换热器，所述空空换热器的一端与用于供给空气的变频风机相连，空空换热器的另一端与气动阀相连，所述气动阀与排气口管道相连；
所述循环水降温系统包括水箱及两端均插入水箱内的循环水管，所述水箱的底端与补水阀相连，所述循环水管两端之间的管路上依次连接有过滤器、循环泵、电磁阀、循环水降温对接管路、球阀、调压阀、散热盘；
进一步的，所述散热管路由多个利于散热的片状管道组成。
进一步的，所述排气口管道的表面还覆盖有用于消除高温气体噪音的消音器。
进一步的，所述循环管路的截面形状为圆形或方形。
本发明的有益效果和特点是：1、利用空空换热装置对经过催化转化器后的热空气所蕴含的热能进行了二次利用，提高了能源利用率；2、可灵活调节热空气温度和流量，适应的试验范围广；3、设置消音设备，改善了操作人员的工作环境。
附图说明
图1是本发明实施例的供气系统和进排气系统的整体结构示意图；
图2是本发明实施例的循环水降温系统的整体结构示意图；
图3是本发明图1中散热管路(编号9)的详细结构图；
图中标号分别表示：1-变频风机、2-空空换热器、3-热风炉、4-燃烧器、5-循环管路、6-天燃气罐、7-稳压仓、8-调温风机、9-散热管路、10-三通高温调节阀、11-高温电磁阀、12-进气压力传感器、13-进气温度传感器、14-流量计、15-催化转化器、16-背气压力传感器、17-背气温度传感器、18-高温背压调节阀、19-气动阀、20-水箱、21-过滤器、22-循环泵、23-电磁阀、24-循环水降温对接管路、25-循环水管、26-球阀、27-调压阀、28-散热盘、29-补水阀、30-排气口管道、31-消音器、32-试验台、33-供气系统、34-进排气系统、35-循环水降温系统、36-片状管道。
说明：图中管道内的箭头为气流方向。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明：
如图1所示，一种车用催化转化器试验热空气供给装置，包括试验台32、供气系统33、进排气系统34、循环水降温系统35，其中，
供气系统33包括与进排气系统34相连的空空换热器2，所述空空换热器2的一端通过循环管路5(截面可为圆形、方形或其他便于安装的形状)与热风炉3的输入端相连，所述热风炉3的底部设有燃烧器4，所述燃烧器4与天燃气罐6相连；热风炉3的输出端与稳压仓7相连，所述稳压仓7的通过两路循环管路与三通高温调节阀10相连，其中一路循环管路上设有散热管路9，实践中，散热管路9采用多个利于散热的片状管道36组成时可取得较好的散热效果(具体结构见图3)，为了加快降温速度，所述散热管路9的一侧设有用于给散热管路9降温的调温风机8。
上述三通高温调节阀10的输出端通过循环管路依次与高温电磁阀11、进气压力传感器12、进气温度传感器13、流量计14、催化转化器15、背气压力传感器16、背气温度传感器17、高温背压调节阀相连18，所述高温背压调节阀18的输出端与空空换热器2的另一输入端相连，形成完整的供气回路；
进排气系统34包括与供气系统33相连的空空换热器2，所述空空换热器2的一端与用于供给空气的变频风机1相连，空空换热器2的另一端与气动阀19相连，所述气动阀19与排气口管道30相连；
如图2所示，由于本发明中的试验的气体为热空气，管路中的阀件在高温下难以正常工作，所以需要用水冷装置对这些阀件进行降温处理，所述循环水降温系统35就是用于给图1中供气系统的循环管路中的阀件在高温下工作提供水冷循环管路(具体指三通高温调节阀10、高温电磁阀11、高温背压调节阀18这三个阀件)，主要包括水箱20及两端均插入水箱内的循环水管25，所述水箱20的底端与补水阀29相连，所述循环水管25两端之间的循环管路上依次连接有过滤器21、循环泵22、电磁阀23、循环水降温对接管路24、球阀26、调压阀27、散热盘28；试验时设定为当空气温度超过800摄氏度时，需要将循环水降温对接管路24与上述三个阀件的水冷管路相连，并通过循环水降温系统35的水路循环，实现持续供给冷却水。
实验过程中，高温气体从排气口管道30排出时，伴随着较大的噪音，为了进一步改善试验操作人员在试验过程中的工作条件，作为本发明的一种较优的实施方案，所述排气口管道30的表面还覆盖有用于消除高温气体噪音的消音器31。
该车用催化转化器试验热空气供给装置在具体的试验过程中，其试验方法包括如下步骤：
a.确认各种设备、阀门及仪表均在处于正常工作的状态；
b.将三通高温调节阀10的α方向开关关闭，β方向开关打开，并打开高温电磁阀11、高温背压调节阀18、气动阀19；
c.打开变频风机1，5秒～10秒后打开燃烧器4，对变频风机1送入的空气进行加热,加热后的热空气进入稳压仓7进行稳压；
d.当试验中设定的催化转化器入口排气温度高于800摄氏度时，进行e步骤的操作，如果试验中设定的催化转化器入口空气温度低于800摄氏度时直接进行f步骤的操作；
e.将循环水降温对接系统35的循环水降温对接管路24与三通高温调节阀10、高温电磁阀11、高温背压调节阀18的水冷管路连接，进入下一步；
f.稳压后的空气通过三通高温调节阀10流向催化转化器15所在管道，通过进气压力传感器12和进气温度传感器13监测催化转化器15入口处空气的温度和压力:
如果温度低于设定值，则加大燃烧器4的火量；如果温度高于设定值，则既可以减少燃烧器4的火量或打开三通高温调节阀10的α方向开关，关闭β方向开关，同时打开调温风机8对具备散热结构的散热管路9内的热空气进行降温，直至到达合适的温度；
压力的调整则通过调整高温电磁阀11的开度来实现；
g.背气温度传感器17检测到温度变化后，打开空空换热器2，利用通过催化转化器15后的热空气对变频风机1送入的外界空气进行加热；
h.热空气经过空空换热器2后通过排气口管道30排出，通过调节高温背压调节阀18的开度，调整排放气体的压力；
i.测试并记录检测数据后通过控制设备停止运转，关闭工控机后再断开整个系统供电,完成试验。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的结构关系及原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种车用催化转化器试验热空气供给装置，包括试验台(32)、供气系统(33)、进排气系统(34)、循环水降温系统(35)，其特征在于：
所述供气系统(33)包括与进排气系统(34)相连的空空换热器(2)，所述空空换热器(2)的一端通过循环管路(5)与热风炉(3)的输入端相连，所述热风炉(3)的底部设有燃烧器(4)，所述燃烧器(4)与天燃气罐(6)相连；热风炉(3)的输出端与稳压仓(7)相连，所述稳压仓(7)的通过两路循环管路与三通高温调节阀(10)相连，其中一路循环管路上设有散热管路(9)，所述散热管路(9)的一侧设有用于给散热管路(9)降温的调温风机(8)，所述三通高温调节阀(10)的输出端通过循环管路依次与高温电磁阀(11)、进气压力传感器(12)、进气温度传感器(13)、流量计(14)、催化转化器(15)、背气压力传感器(16)、背气温度传感器(17)、高温背压调节阀相连(18)，所述高温背压调节阀(18)的输出端与空空换热器(2)的另一输入端相连，形成完整的供气回路；
所述进排气系统(34)包括与供气系统(33)相连的空空换热器(2)，所述空空换热器(2)的一端与用于供给空气的变频风机(1)相连，空空换热器(2)的另一端与气动阀(19)相连，所述气动阀(19)与排气口管道(30)相连；
所述循环水降温系统(35)包括水箱(20)及两端均插入水箱内的循环水管(25)，所述水箱(20)的底端与补水阀(29)相连，所述循环水管(25)两端之间的管路上依次连接有过滤器(21)、循环泵(22)、电 磁阀(23)、循环水降温对接管路(24)、球阀(26)、调压阀(27)、散热盘(28)。
2.根据权利要求1所述的一种车用催化转化器试验热空气供给装置，其特征在于所述散热管路(9)由多个利于散热的片状管道(36)组成。
3.根据权利要求1所述的一种车用催化转化器试验热空气供给装置，其特征在于所述排气口管道(30)的表面还覆盖有用于消除高温气体噪音的消音器(31)。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种车用催化转化器试验热空气供给装置，其特征在于所述循环管路(5)的截面形状为圆形或方形。
5.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种车用催化转化器试验热空气供给装置的试验方法，其特征在于包括如下步骤：
a.确认各种设备、阀门及仪表均在处于正常工作的状态；
b.将三通高温调节阀(10)的α方向开关关闭，β方向开关打开，并打开高温电磁阀(11)、高温背压调节阀(18)、气动阀(19)；
c.打开变频风机(1)，5秒～10秒后打开燃烧器(4)，对变频风机(1)送入的空气进行加热,加热后的热空气进入稳压仓(7)进行稳压；
d.当试验中设定的催化转化器入口排气温度高于800摄氏度时，进行e步骤的操作，如果试验中设定的催化转化器入口空气温度低于800摄氏度时直接进行f步骤的操作；
e.将循环水降温对接系统(35)的循环水降温对接管路(24)与三通高温调节阀(10)、高温电磁阀(11)、高温背压调节阀(18)的水冷管路连接，进入下一步；
f.稳压后的空气通过三通高温调节阀(10)流向催化转化器(15)所在管道，通过进气压力传感器(12)和进气温度传感器(13)监测催化转化器(15)入口处空气的温度和压力；
如果温度低于设定值，则加大燃烧器(4)的火量；如果温度高于设定值，则既可以减少燃烧器(4)的火量或打开三通高温调节阀(10)的α方向开关，关闭β方向开关，同时打开调温风机(8)对具备散热结构的散热管路(9)内的热空气进行降温，直至到达合适的温度；
压力的调整则通过调整高温电磁阀(11)的开度来实现；
g.背气温度传感器(17)检测到温度变化后，打开空空换热器(2)，利用通过催化转化器(15)后的热空气对变频风机(1)送入的外界空气进行加热；
h.热空气经过空空换热器(2)后通过排气口管道(30)排出，通过调节高温背压调节阀(18)的开度，调整排放气体的压力；
i.测试并记录检测数据后通过控制设备停止运转，关闭工控机后再断开整个系统供电,完成试验。
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