CN108757105B - 一种柴油机尾气颗粒物收集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械设计领域，具体涉及一种柴油机尾气颗粒物收集装置。一种柴油机尾气颗粒物收集装置，包括进气口、连接通道、排碳V形槽、排气口和积碳口。所述的进气口、连接通道、排气口和积碳口均为圆柱形筒体，进气口的输出端、积碳口的输入端和连接通道的输入端连接，连接通道的输出端通过排碳V形槽与排气口连接；所述的积碳口输出端为活动开口，可打开清理积碳；排碳V形槽为夹角为90°‑120°的V形槽体；连接通道与进气口夹角为20°‑30°。本发明可对柴油机尾气颗粒物进行充分拦截并收集，达到在充分拦截颗粒物的情况下，内壁及导流板表面不积碳，积碳经排碳V形槽汇集到积碳口，方便清理。

Description

一种柴油机尾气颗粒物收集装置
技术领域
本发明属于机械设计领域，具体涉及一种柴油机尾气颗粒物收集装置。
背景技术
柴油机以其输出扭矩大、经济耐用等优点在工程机械及农业机械上被广泛应用，但其较高的尾气颗粒物排放无法满足日益严苛的排放法规，
柴油机所排放的微粒主要成分是碳，它可以深入人的肺部损伤肺内各种通道的自净作用，从而使其他化合物发挥致癌作用。这些炭粒上还吸附有很多有机物质包括多环芳烃有不同程度的诱变和致癌作用。
除了对人体有严重危害外还会对环境造成很大污染，例如影响大气能见度、植物的生长、建筑物寿命及外观等。柴油机使用较多的城市中其排放的微粒可使市内光线发生折射，天空变暗。二氧化硫等会形成酸雨使水体酸化，森林被破坏。
柴油机尾气最主要的危害是形成光化学烟雾。2012年6月12日，世卫组织下属国际癌症研究机构在一份声明中说，经过一周独立评估，决定把柴油机尾气从2A组移至1组。2A组物质意味着可能对人体有致癌性，而1组物质代表与癌症有明确关联。也就是说，柴油机尾气与石棉、砒霜、芥子气、烈酒和烟草具有程度相近的致癌性，目前柴油机尾气管虽能对颗粒物进行部分拦截但存在积碳严重且清理困难的问题，因此，开发新的柴油机尾气颗粒物收集装置十分必要。
中国公开发明专利CN107321182A，公开了一种尾气处理系统，所述尾气处理系统包括：尾气收集装置、尾气处理管道，本发明的尾气处理系统，通过将各个测试台架上的发动机的尾气富集再统一处理的方式，可以有效地增强尾气处理系统的处理效率，且尾气处理系统不影响发动机的排气压力，该发明通过多段管路之间的连接阀门的设置实现尾气的回收处理，不适用于柴油机，无法解决尾气颗粒物积碳严重，清理困难的问题。
中国公开发明专利CN105888778A，公开了一种多级筛网式汽车尾气收集装置。本发明的汽车尾气收集装置包括：进气管、反应箱、倾斜隔板、尾气收集液、多级筛网和排气口；将汽车尾气从尾气管中导出至反应箱中的尾气收集液进行收集吸收，并经过多级筛网处理，最终排放至大气中的汽车尾气有害物质会大大减少而且采用特殊的尾气收集液对汽车尾气进行化学吸收，对尾气收集液中的特定物质进行含量检测。但是该发明不适用于柴油机，无法解决尾气颗粒物积碳严重，清理困难的问题。
发明内容
本发明提供了一种柴油机尾气颗粒物收集装置，解决了现有柴油机尾气处理装置不能对尾气颗粒物进行充分拦截且尾气管中积碳严重，清理困难的问题。
本发明的技术方案：
一种柴油机尾气颗粒物收集装置，包括进气口1、连接通道2、排碳V形槽3、排气口4和积碳口5。
所述的进气口1、连接通道2、排气口4和积碳口5均为圆柱形筒体，进气口1的输出端、积碳口5的输入端和连接通道2的输入端连接，连接通道2的输出端通过排碳V形槽3与排气口4连接。
所述的积碳口5输出端为活动开口，打开清理积碳；排碳V形槽3为夹角为90°-120°的V形槽体；连接通道2与进气口1夹角为20°-30°。
所述的连接通道2内部设有上导流板组6和下导流板组7，上导流板组6由不少于2个导流板组成，导流板等距垂直固定在连通道上管壁中，其长度沿输出方向递增；下导流板组7由不少于2个导流板组成，导流板等距倾斜平行设置，每个导流板与水平方向夹角为40°-50°，导流板下端与连接通道2下管壁设有3-5mm的间隙，用于积碳流动。
所述的排气口4右管壁上设置垂直于内壁面的横向导流板8，其距离连接通道2下管壁2-3cm。
所述的进气口1内壁、连接通道2内壁、积碳口5内壁、排碳V形槽3内壁、排气口4内壁和导流板表面采用抗污表面结构。
所述的抗污表面结构是表面设有半球形凸包的板，凸包半径20-30μm，相邻凸包间隔50-60μm。
本发明的有益效果：本发明可对柴油机尾气颗粒物进行充分拦截并收集，并根据仿生学理论，将具有优异抗污能力的土元头部表面结构应用到收集装置内壁及导流板表面设计中，达到在充分拦截颗粒物的情况下，内壁及导流板表面不积碳，积碳经排碳V形槽汇集到积碳口，方便清理。
附图说明
图1是本发明的剖面图。
图2是仿生抗污结构的示意图。
图中：1进气口；2连接通道；3排碳V形槽；4排气口；5积碳口；6上导流板组；7下导流板组；8横向导流板。
○为凸包结构。
具体实施方式
下面结合技术方案和附图对本发明的具体实施例详细说明。
一种柴油机尾气颗粒物收集装置，包括进气口1、连接通道2、排碳V形槽3、排气口4和积碳口5。
所述的进气口1、连接通道2、排气口4和积碳口5均为圆柱形筒体，进气口1的输出端、积碳口5的输入端和连接通道2的输入端连接，连接通道2的输出端通过排碳V形槽3与排气口4连接。
所述的积碳口5输出端为活动开口，可打开清理积碳；排碳V形槽3为夹角为90°-120°的V形槽体；连接通道2与进气口1夹角为20°-30°。
所述的连接通道2内部设有上导流板组6和下导流板组7，上导流板组6由不少于2个导流板组成，导流板等距垂直固定在连通道上管壁中，其长度沿输出方向递增；下导流板组7由不少于2个导流板组成，导流板等距倾斜平行设置，每个导流板与水平方向夹角为40°-50°，导流板下端与连接通道2下管壁设有3-5mm的间隙，用于积碳流动。
所述的排气口4右管壁上设置垂直于内壁面的横向导流板8，其距离连接通道2下管壁2-3cm。
所述的进气口1内壁、连接通道2内壁、积碳口5内壁、排碳V形槽3内壁、排气口4内壁和导流板表面采用抗污表面结构。
所述的抗污表面结构是表面设有半球形凸包的板，凸包半径20-30μm，相邻凸包间隔50-60μm。
当夹杂不完全燃烧颗粒物的柴油机尾气通过进气口1流向连接通道2时，气流首先受到下导流板组7的导流作用，发生一级碰撞，减速并部分沉降；气流经下导流板作用向上流动，遇到上导流板组6的阻挡，颗粒物与上导流板组6发生二级碰撞并减速，颗粒物部分沉降，在下导流板和上导流板的作用下，颗粒物在连接通道2内多次上下往复与导流板碰撞减速，逐渐沉降。从进口到出口上导流板组6成的间隔空间逐渐增大，可供颗粒物逐渐减少的尾气流速充分降低，更加利于颗粒物充分沉降；当气流流出连接通道2时，气流方向冲向排气口4右壁面及横向导流板8，颗粒物发生三级碰撞并沉降。沉降后的颗粒物经排碳V形槽3流入积碳口5，积碳口5下底面为活动开口，可打开清理积碳。
土壤生物土元长期生活在尘土中，经常用头部掘土而其表面并不会粘粘尘土，其身体表面进化出了优异的抗污能力，借鉴其身体表面结构进行尾气颗粒物收集装置的抗污结构设计。仿生抗污表面保证了长期接触尾气颗粒物的表面的清洁，不会因积碳造成管道阻塞。

Claims (8)

1.一种柴油机尾气颗粒物收集装置，其特征在于，包括进气口(1)、连接通道(2)、排碳V形槽(3)、排气口(4)和积碳口(5)；
所述的进气口(1)、连接通道(2)、排气口(4)和积碳口(5)均为圆柱形筒体，进气口(1)的输出端、积碳口(5)的输入端和连接通道(2)的输入端连接，连接通道(2)的输出端通过排碳V形槽(3)与排气口(4)连接；
所述的积碳口(5)输出端为活动开口，打开清理积碳；
所述的连接通道(2)内部设有上导流板组(6)和下导流板组(7)，上导流板组(6)由不少于2个导流板组成，导流板等距垂直固定在连通道上管壁中，其长度沿输出方向递增；下导流板组(7)由不少于2个导流板组成，导流板等距倾斜平行设置，每个导流板与水平方向夹角为40°-50°，导流板下端与连接通道(2)下管壁有间隙，用于积碳流动；
所述的排气口(4)右管壁上设置垂直于内壁面的横向导流板(8)，其距离连接通道(2)的下管壁2-3cm；
所述的进气口(1)内壁、连接通道(2)内壁、积碳口(5)内壁、排碳V形槽(3)内壁、排气口(4)内壁和导流板表面采用抗污表面结构。
2.如权利要求1所述的一种柴油机尾气颗粒物收集装置，其特征在于，下导流组(7)的导流板下端与连接通道(2)下管壁的间隙为3-5mm。
3.如权利要求1或2所述的一种柴油机尾气颗粒物收集装置，其特征在于，所述的连接通道(2)与进气口(1)夹角为20°-30°。
4.如权利要求1或2所述的一种柴油机尾气颗粒物收集装置，其特征在于，所述的排碳V形槽(3)为夹角为90°-120°的V形槽体。
5.如权利要求3所述的一种柴油机尾气颗粒物收集装置，其特征在于，所述的排碳V形槽(3)为夹角为90°-120°的V形槽体。
6.如权利要求1、2或5所述的一种柴油机尾气颗粒物收集装置，其特征在于，所述的抗污表面结构是表面设有半球形凸包的板，凸包半径20-30μm，相邻凸包间隔50-60μm。
7.如权利要求3所述的一种柴油机尾气颗粒物收集装置，其特征在于，所述的抗污表面结构是表面设有半球形凸包的板，凸包半径20-30μm，相邻凸包间隔50-60μm。
8.如权利要求4所述的一种柴油机尾气颗粒物收集装置，其特征在于，所述的抗污表面结构是表面设有半球形凸包的板，凸包半径20-30μm，相邻凸包间隔50-60μm。
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