CN106703943A - 一种柴油机颗粒捕集器反吹再生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柴油机颗粒捕集器反吹再生装置，属于柴油机颗粒捕集器领域，包括支架和圆环齿轮；支架固定在颗粒捕集器后端的颗粒捕集器壳体内部，圆环齿轮的直径小于颗粒捕集器壳体的内径，支架的中心和圆环齿轮的中心通过转轴连接；圆环齿轮经颗粒捕集器壳体上的开槽与设置在颗粒捕集器壳体外部的保护罩壳内的驱动齿轮啮合，圆环齿轮设有沿直径方向自由移动的喷嘴，喷嘴与圆环齿轮的边缘通过回位弹簧连接，喷嘴出风口朝向颗粒捕集器载体。本发明能方便的布置在颗粒捕集器壳体上，该装置结构简单易加工，利用步进电机能精确控制外齿轮圆环的转速，喷嘴反吹半径范围随转速逐步扩大，利于DPF的可靠再生和高效率再生。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机颗粒捕集器领域，具体涉及到一种柴油机颗粒捕集器反吹再生装置。
背景技术
柴油机具有良好的燃油经济性和较低的CO2排放量，但其颗粒物(PM)排放较大，限制了柴油机的推广应用。而壁流式柴油机颗粒捕集器(DPF)是公认的处理PM最有效的装置之一，其过滤效率高达95％以上。但过滤颗粒物的增多将导致捕集器压降的增大，达到一定程度后会影响柴油机的动力性和经济性，因此需定期去除过滤器中的PM，即对DPF进行再生。再生时，由于外加能量和再生时氧化反应放热的影响，在再生过程中的高温条件下，颗粒捕集器内部轴心位置末端处很容易因热应力集中而导致局部烧熔或热应力损坏。反向吹气再生属于DPF主动再生方式中的缸外物理再生手段，利用在DPF后端进行反向吹气，将颗粒物从载体上吹落以实现DPF再生。这种再生方式具备反吹洗能力，使颗粒物的再生不在DPF内部进行，能避免传统的喷油再生、电加热再生带来的DPF烧毁的风险和再生可能产生的二次环境污染，无需人工反复拆卸清理。传统的固定喷嘴反吹再生方式中，因受压缩气泵容量和压力的限制，存在压缩空气泵难布置，过滤体表面平均压力过小，反吹强度不均匀等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种柴油机颗粒捕集器反吹再生装置，解决传统的固定喷嘴反吹再生方式中过滤体表面平均压力过小、反吹强度不均匀等缺点，能很好的实现DPF的均匀反吹、高效率再生功能。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种柴油机颗粒捕集器反吹再生装置，包括支架和圆环齿轮；支架固定在颗粒捕集器后端的颗粒捕集器壳体内部，圆环齿轮的直径小于颗粒捕集器壳体的内径，支架的中心和圆环齿轮的中心通过转轴连接；圆环齿轮经颗粒捕集器壳体上的开槽与设置在颗粒捕集器壳体外部的保护罩壳内的驱动齿轮啮合，圆环齿轮设有沿其直径方向自由移动的喷嘴，喷嘴与圆环齿轮的内边缘通过回位弹簧连接，喷嘴出风口朝向颗粒捕集器载体。
根据上述方案，所述喷嘴由柔性反吹洗管连接到设置在颗粒捕集器壳体外部的高压进气阀。
根据上述方案，所述驱动齿轮由电机驱动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：能方便的布置在颗粒捕集器壳体上，装置结构简单易加工；装置能很好的实现DPF的均匀反吹、高效率再生功能，当捕集器需要进行再生的时候，可以方便地接入高压气源进行区域性反吹，增大了过滤体表面的平均压力；装置利用电机能精确控制外齿轮圆环的转速，逐步扩大反吹区域，利于DPF的可靠再生和高效率再生；当捕集器再生完毕，可以简易地卸下进气阀的压缩空气管，省去布置压缩空气泵所占的巨大空间。
附图说明
下面结合附图对本发明一种柴油机颗粒捕集器反吹再生装置的具体实施方式作进一步说明，其中：
图1是本发明在颗粒捕集器后端的布置示意图；
图2是本发明的支架示意图；
图3是本发明中圆环齿轮和驱动齿轮的啮合状态示意图。
图中各标号的释义为：1-颗粒捕集器壳体，2-保温层，3-颗粒捕集器载体，4-转轴，5-支架，6-圆环齿轮，7-排气出口，8-高压进气阀，9-反吹洗管，10-喷嘴，11-驱动齿轮，12-保护罩壳，13-回位弹簧。
具体实施方式
本发明实现高效率反吹再生的技术方案是：
在颗粒捕集器后端设置一支架5，支架5固定在封装的颗粒捕集器壳体1内部。支架5后端同轴固定一直径略小于颗粒捕集器壳体1内径的圆环齿轮6，用转轴4连接支架5与圆环齿轮6，并保证圆环齿轮6能同轴于支架5正常旋转。支架5是由均布的三点焊接固定在颗粒捕集器排气出口7端的壳体内部，支架5中心同轴于捕集器壳体，且能安装连接圆环齿轮6的转轴，能保证对圆环齿轮6的可靠支撑，而不引起排气背压的升高。圆环齿轮6通过转轴4与支架5连接，能在驱动齿轮11的带动下进行旋转；圆环齿轮6的外缘设有与驱动齿轮11啮合的齿，齿顶圆直径略小于颗粒捕集器壳体1内径；圆环以内均布三根固定轮辐，其中一根轮辐上安装回位弹簧13和喷嘴10，喷嘴10和回位弹簧13只能在轮辐的半径方向上移动。
喷嘴10设置在圆环齿轮6的轮辐上，本身具有一定质量，能在回位弹簧13和圆环齿轮6转动的共同作用下在轮辐半径方向上移动，反吹方向对准颗粒捕集器尾部端面，即其出风口朝向颗粒捕集器载体3和保温层2。喷嘴10由回位弹簧13支撑使其置于圆环齿轮6的中心位置，回位弹簧13另一端顶在圆环齿轮6的内边缘。回位弹簧13设置在圆环齿轮6的轮辐上，可在轮辐半径方向上自由伸缩，当圆环齿轮6没有旋转时其提供的弹力能使喷嘴10稳定在圆环齿轮6中心位置，当圆环齿轮6达到一定转速时回位弹簧13能压缩到最短而不发生形变。高压喷嘴10通过长度可变的柔性反吹洗管9与高压进气阀8连接，高压进气阀8焊接在颗粒捕集器壳体1的渐缩斜面上，需要再生时能接入高压气源。高压进气阀8是焊接在颗粒捕集器后端壳体的渐缩斜面上，是连通颗粒捕集器壳体1内外的单向阀，内部与反吹洗管9连接，外部可与压气机或压缩气泵连接，连接方式是卡口连接。反吹洗管9为长度可变的柔性软管，连接喷嘴10与高压进气阀8，在颗粒捕集器再生过程中能保证喷嘴10位置可变化的同时顺利提供高压气体。
在颗粒捕集器壳体1上对应圆环齿轮6的位置开一个刚好能使驱动齿轮11与圆环齿轮6啮合的槽，圆环齿轮6由步进电机上的驱动齿轮11带动其转动，随转速的增加，高压喷嘴10因离心力作用逐渐远离轴心，从而达到增大过滤体表面气体压力、均匀反吹的效果。当电机停止驱动，喷嘴10回到圆环齿轮6的中心位置。步进电机带动驱动齿轮11旋转，能和回位弹簧13共同作用来精确控制喷嘴10的反吹半径范围，达到一定转速后喷嘴10能移动到最大半径位置。驱动齿轮11能通过颗粒捕集器壳体1上的开槽与圆环齿轮6良好啮合并带动其旋转，驱动齿轮11布置于焊装在颗粒捕集器壳体1外部的保护罩壳12内，驱动齿轮11的动力由步进电机提供。在颗粒捕集器壳体1外部焊接有用于布置驱动齿轮11的保护罩壳12，保护罩壳12的内部空间略大于驱动齿轮11，其作用是将驱动齿轮11封装在该密闭空间内，防止排气和反吹气体从此处窜入大气，保护驱动齿轮11不受外界砂石影响而增加其磨损或损坏；为整个驱动部件提供支撑和保护。
该反吹再生装置整体只需在颗粒捕集器外部增设一个小型步进电机，不影响排气系统整体布置，所以该装置在布置上是方便可行的。当颗粒捕集器需要再生时，将压缩空气接在高压进气阀8上，此时压缩空气只能对捕集器的中心区域进行反吹。起动步进电机，安装在步进电机上的驱动齿轮11带动圆环齿轮6旋转，随转速的增加，喷嘴10在离心力作用下逐渐增大反吹半径，直至再生完成。当再生完成，关闭步进电机，喷嘴10在回位弹簧13的作用下回到圆环齿轮6中心位置。其中，反吹气流大小由供气设备控制。
Claims (3)
1.一种柴油机颗粒捕集器反吹再生装置，其特征在于：包括支架(5)和圆环齿轮(6)；支架(5)固定在颗粒捕集器后端的颗粒捕集器壳体(1)内部，圆环齿轮(6)的直径小于颗粒捕集器壳体(1)的内径，支架(5)的中心和圆环齿轮(6)的中心通过转轴(4)连接；圆环齿轮(6)经颗粒捕集器壳体(1)上的开槽与设置在颗粒捕集器壳体(1)外部的保护罩壳(12)内的驱动齿轮(11)啮合，圆环齿轮(6)设有沿其直径方向自由移动的喷嘴(10)，喷嘴(10)与圆环齿轮(6)的内边缘通过回位弹簧(13)连接，喷嘴(10)出风口朝向颗粒捕集器载体(3)。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机颗粒捕集器反吹再生装置，其特征在于：所述喷嘴(10)由柔性反吹洗管(9)连接到设置在颗粒捕集器壳体(1)外部的高压进气阀(8)。
3.根据权利要求1所述的一种柴油机颗粒捕集器反吹再生装置，其特征在于：所述驱动齿轮(11)由电机驱动。
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