CN110714814B - 一种防爆柴油机用尾气冷却净化水管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防爆柴油机用尾气冷却净化水管，包括：混合管，其上端与所述顶板固定相接，其内设有喷嘴，所述尾气从所述喷嘴进入所述混合管，所述混合管上设置有用于向所述混合管内提供液态水的补水孔；放大管，其上端通过喉管与所述混合管相连接，其下端与设置在其外侧的水洗套管相连接，所述水洗套管的底端与所述底板相接；所述放大管的下端周向设置有若干第一过滤孔；气流导向盘，其设置于所述放大管下方内侧与所述底板上方，其下端与所述水洗套管相连接，所述气流导向盘的下端周向设置有若干第二过滤孔。上述尾气冷却净化水管，对尾气的冷却及净化效果较好，且能满足煤矿井下复杂路况的使用要求。

Description

一种防爆柴油机用尾气冷却净化水管
技术领域
本发明涉及防爆柴油机零部件技术领域，尤其涉及一种防爆柴油机用尾气冷却净化水管。
背景技术
煤矿用防爆柴油机是在含有甲烷或可燃性粉尘的地下矿区巷道内使用的柴油机，其具有防爆性能，其在爆炸性环境中工作不会点燃环境气体和粉尘，且排放气体指标符合特殊环境规定的要求，通常用做煤矿井下各种固定或移动设备的防爆动力装置。
尾气冷却净化水管是将煤矿用防爆柴油机尾气引至冷却净化水箱水位之下，并对尾气进行充分洗涤，以达到消焰、降温及降低烟尘作用的核心装置。
目前国内的尾气冷却净化水管能够满足地上平巷道试验要求，而不能满足煤矿井下复杂路况、长时间连续使用要求，从而大幅度降低防爆柴油机动力性能，增加防爆柴油机油耗，而且尾气净化效果不佳而污染巷道内空气质量。
因此，如何在相关技术条件下，使尾气冷却净化水管满足防爆柴油机在煤矿井下坡度大、弯道多、波折起伏且路程远等复杂路况的设计要求是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种防爆柴油机用尾气冷却净化水管，对尾气的冷却及净化效果较好，且能满足煤矿井下复杂路况的使用要求。
为实现上述目的，本发明提供了一种防爆柴油机用尾气冷却净化水管，其固定于尾气冷却净化水箱的顶板与底板之间，包括：
混合管，其上端与所述顶板固定相接，其内设有喷嘴，所述尾气从所述喷嘴进入所述混合管，所述混合管上设置有用于向所述混合管内提供液态水的补水孔；
放大管，其上端与所述混合管相连接，其下端与设置在其外侧的水洗套管相连接，所述水洗套管的底端与所述底板相接；所述放大管的下端周向设置有若干第一过滤孔；
气流导向盘，其设置于所述放大管下方内侧与所述底板上方，其下端与所述水洗套管相连接，所述气流导向盘的下端周向设置有若干第二过滤孔。
优选地，所述混合管外侧还设置有水帽，所述水帽的顶部为倒锥形。
优选地，所述水帽内沿所述混合管外侧周向设置有接水盘，所述水帽截留的液体水流入所述接水盘中，所述混合管下端周向设置有若干进水孔，所述接水盘中的水通过所述进水孔被吸入所述混合管中。
优选地，所述放大管包括两段锥形管，上方锥形管的锥度小于下方锥形管的锥度。
优选地，所述放大管中段外侧还设置有筛板，所述筛板上设置有若干第三过滤孔，所述筛板的外侧与所述水洗套管内表面相连接。
优选地，所述筛板有三层，各所述筛板上第三过滤孔的孔径自下而上依次缩小。
本发明所提供的防爆柴油机用尾气冷却净化水管，其固定于尾气冷却净化水箱的顶板与底板之间，包括混合管、放大管、气流导向盘以及设置于放大管外侧的水洗套管。
所述混合管上端与所述顶板固定相接，其内设有喷嘴，所述尾气从所述喷嘴进入所述混合管，所述混合管上设置有用于向所述混合管内提供液态水的补水孔，所述液态水沿所述混合管的内侧壁和所述喷嘴外侧壁之间的通道进入所述混合管；因此在混合管的内侧下方，尾气与液态水相遇，从而实现液态水对尾气进行喷淋降温的目的。
放大管上端与所述混合管相连接，所述放大管的下端周向设置有若干第一过滤孔；所述放大管下方内侧与所述底板上方还设置有气流导向盘，其下端周向设置有若干第二过滤孔。被降温消焰后的尾气一部分经过第一过滤孔过滤后沿水洗套管的内侧壁和放大管的外侧壁之间的通道向上排出，一部分经第二过滤孔后向上排出。
放大管与气流导向盘相配合，不仅引导和改变了下行的气流方向，同时将气流分割为小的气泡，不仅对尾气进行充分洗涤，同时截留了尾气中燃烧不充分的微小颗粒，进而达到尾气净化和消焰的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的防爆柴油机用尾气冷却净化水管的立体结构剖面图；
图2为图1中尾气冷却净化水管的正面剖视图。
图1至图2中的附图标记如下：
1为波纹管法兰，2为混合管，3为喷嘴，4为接水盘，5为水帽，6为左隔板，7为水洗套管，8为喉管，9为放大管，10为筛板，11为气流导向盘，12为底板，13为右隔板，14为顶板，15为侧板，Ⅰ为液相区，Ⅱ为汽液共存区，Ⅲ为气相区。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明核心是提供一种防爆柴油机用尾气冷却净化水管，对尾气的冷却及净化效果较好，且能满足煤矿井下复杂路况的使用要求。
请参考图1-2，图1为本发明所提供的防爆柴油机用尾气冷却净化水管的立体结构剖面图；图2为图1中尾气冷却净化水管的正面剖视图。
在一种具体实施方式中，本发明提供的防爆柴油机用尾气冷却净化水管，其固定于尾气冷却净化水箱的顶板14与底板12之间，当然，为进一步紧固其位置，还可在尾气冷却净化水箱内部设置左隔板6、右隔板13和侧板15，将上述尾气冷却净化水管设置于上述两隔板和侧板15之间。
上述尾气冷却净化水管主要包括混合管2、放大管9、气流导向盘11以及设置于放大管9外侧的水洗套管7。水洗套管7与混合管2、放大管9、气流导向盘11通常均为为同轴设置。
混合管2的上端与顶板14固定相接，具体可通过波纹管法兰1来实现。混合管2内设有喷嘴3，喷嘴3通常安装于混合管2的上端止口之内，所述尾气从喷嘴3进入混合管2。混合管2上设置有用于向其内部提供液态水的补水孔，所述补水孔与外部补水管路相连通，所述液态水沿混合管2的内侧壁和喷嘴3外侧壁之间的通道进入混合管2内部，因此在混合管2的内侧下方，尾气与液态水相遇，从而实现液态水对尾气进行喷淋降温的目的。
放大管9上端与混合管2相连接，当然，两者之间还可通过喉管8相连。放大管9的下端与设置在其外侧的水洗套管7相连接，水洗套管7的底端与底板12固定相接；放大管9的下端周向设置有若干第一过滤孔。
被降温后的尾气可经过第一过滤孔过滤后沿水洗套管7的内侧壁和放大管9的外侧壁之间的通道向上排出。
为保证过滤效果，放大管9的下方内侧与底板12上方还设置有气流导向盘11，其下端与水洗套管7相连接，同时气流导向盘11的下端周向设置有若干第二过滤孔。
放大管9与气流导向盘11相配合，不仅引导和改变了下行的气流方向，同时将气流分割为小的气泡，分别从放大管9及气流导向盘11的轴向两侧向上排出。被降温后的尾气可一部分经过第一过滤孔过滤后排出，一部分经第二过滤孔过滤后向上排出。
所述第一过滤孔和第二过滤孔的孔径可以设置为相同，也可以设置为不同，比如各自都设置成自上而下依次变大，另外滤孔的截面也可以为圆形或者椭圆形、矩形及其他形状。上述尾气冷却净化水管的整体截面也可为圆形或者椭圆形、矩形等其他形状。
上述设置不仅对尾气进行充分的洗涤，同时截留了尾气中燃烧不充分的微小颗粒，进而达到尾气净化和消焰的目的；因此上述防爆柴油机用尾气冷却净化水管对尾气的冷却及净化效果较好。
上述尾气冷却净化水管在工作时，自上而下可以分为三个区域，分别为气相区Ⅲ、汽液共存区Ⅱ和液相区Ⅰ。
一种具体实施方式中，混合管2外侧还设置有水帽5，水帽5的顶部可以设置为倒锥形，这样的话，倒锥形的顶部可以更方便改变气流方向，进而截留气流中飞溅的液态水，防止其进入气相区Ⅲ。
作为一种改进，可在水帽5内部沿混合管2外侧周向设置接水盘4，接水盘4的位置大体与喷嘴3下端位置相齐，水帽5截留的液体水可以流入接水盘4中。同时在混合管2下端周向设置若干进水孔，基于伯努利定律和文丘里效应，流动的气流在通过缩小的过流断面时其流速增大、压力减小，并在气流出口附近产生低压区，具有一定的吸附作用，因此接水盘4内的水可以经上述进水孔被吸入混合管2内的气流中，该水流与上述补水孔内流入的液体水一起可实现对尾气进行喷淋降温的目的。
一种具体实施方式中，放大管9包括两段锥形管，上方锥形管的锥度小于下方锥形管。上段锥度较小的锥管可以引导气流由气相区逐渐进入液相区，减少气流震荡，使流经改椎管出口截面时的气流近似均匀流动；下段锥度较大的锥管与气流导向盘11共同作用，引导并改变气流方向，同时将气流在通过放大管9下段的第一过滤孔时被分割成许多个气泡，对尾气进行充分洗涤，达到消焰与降温目的，同时截留排气中的燃烧不充分的微小颗粒，改善防爆柴油机尾气排放对环境的影响。
放大管9也可根据流体特性，将两段结构不同锥度锥管调整为两个以上段锥管结构。
进一步地，还可在放大管9中段外侧设置筛板10，筛板10上设置有若干第三过滤孔，筛板10的外侧与水洗套管7内表面相连接。第三过滤孔可以对尾气进行再次过滤。
筛板10可以有多层，比如有三层，各筛板10上第三过滤孔的孔径可以设置为自下而上依次缩小。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的防爆柴油机用尾气冷却净化水管进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种防爆柴油机用尾气冷却净化水管，其固定于尾气冷却净化水箱的顶板与底板之间，其特征在于，包括：
混合管，其上端与所述顶板固定相接，其内设有喷嘴，所述尾气从所述喷嘴进入所述混合管，所述混合管上设置有用于向所述混合管内提供液态水的补水孔；
放大管，其上端与所述混合管相连接，其下端与设置在其外侧的水洗套管相连接，所述水洗套管的底端与所述底板相接；所述放大管的下端周向设置有若干第一过滤孔；
气流导向盘，其设置于所述放大管下方内侧与所述底板上方，其下端与所述水洗套管相连接，所述气流导向盘的下端周向设置有若干第二过滤孔。
2.如权利要求1所述的防爆柴油机用尾气冷却净化水管，其特征在于，
所述混合管外侧还设置有水帽，所述水帽的顶部为倒锥形。
3.如权利要求2所述的防爆柴油机用尾气冷却净化水管，其特征在于，
所述水帽内沿所述混合管外侧周向设置有接水盘，所述水帽截留的液体水流入所述接水盘中，所述混合管下端周向设置有若干进水孔，所述接水盘中的水通过所述进水孔被吸入所述混合管中。
4.如权利要求1-3任一项所述的防爆柴油机用尾气冷却净化水管，其特征在于，
所述放大管包括两段锥形管，上方锥形管的锥度小于下方锥形管的锥度。
5.如权利要求4所述的防爆柴油机用尾气冷却净化水管，其特征在于，
所述放大管中段外侧还设置有筛板，所述筛板上设置有若干第三过滤孔，所述筛板的外侧与所述水洗套管内表面相连接。
6.如权利要求5所述的防爆柴油机用尾气冷却净化水管，其特征在于，
所述筛板有三层，各所述筛板上第三过滤孔的孔径自下而上依次缩小。
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