CN112879141B - 一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，包括进气处理腔室、出气腔室、废气颗粒物净化筒体Ⅰ、废气颗粒物净化筒体Ⅱ、载体单元；进气处理腔室由隔声板Ⅰ分割成相连通的前进气处理腔室和后进气处理腔室；前进气处理腔室中设有消声管Ⅰ，后进气处理腔室中设有与消声管Ⅰ连通的消声管Ⅱ；出气腔室由隔声板Ⅱ分割成相连通的前出气腔室和后出气腔室；前进气处理腔室通过废气颗粒物净化筒体Ⅰ与前出气腔室相连通，后进气处理腔室通过废气颗粒物净化筒体Ⅱ与后出气腔室相连通；废气颗粒物净化筒体Ⅰ、废气颗粒物净化筒体Ⅱ均设有处理废气的载体单元。本发明使得颗粒物的净化效率更高，有效克服燃油品质变差对于排放带来的不利影响。

Description

一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置
技术领域
发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置。
背景技术
非道路国三排放标准以及美国Tier3、欧洲三阶段对排气污染物颗粒物限值降低很多，随着国内工程机械的发展，海外市场销量占比越来越高，排放要求越来越严格，对大功率发动机来说，单纯靠发动机自身调节功率曲线以及控制程序已经无法满足发达国家地区的排放要求，因此需要外接后处理装置来净化尾气，以满足排放法规要求。
由于非道路三阶段排放法规只是对颗粒物限值提出要求，所以只需要在排气处理装置增加DOC、POC就可以降低颗粒物，从而满足法规需求。
难点在于发动机功率太大，排气流量很大，存在排气背压大，载体体积大，安装所需空间大的问题，以上问题对后处理装置结构设计增加了很大的难度。
发明内容
本发明提供一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，该后处理装置在满足发动机排气背压的前提之下，可以有效降低非道路大功率发动机排放烟度值，从而满足非道路国三、美国Tier3以及欧洲三阶段排放法规要求，而且可以很好地降低噪声。
本发明按以下技术方案实现：
一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，包括进气处理腔室、出气腔室、废气颗粒物净化筒体Ⅰ、废气颗粒物净化筒体Ⅱ、载体单元；所述进气处理腔室由隔声板Ⅰ分割成相连通的前进气处理腔室和后进气处理腔室；
所述前进气处理腔室中设有消声管Ⅰ，所述后进气处理腔室中设有与消声管Ⅰ连通的消声管Ⅱ；所述出气腔室由隔声板Ⅱ分割成相连通的前出气腔室和后出气腔室；所述前进气处理腔室通过废气颗粒物净化筒体Ⅰ与前出气腔室相连通，所述后进气处理腔室通过废气颗粒物净化筒体Ⅱ与后出气腔室相连通；所述废气颗粒物净化筒体Ⅰ、废气颗粒物净化筒体Ⅱ均设有处理废气的载体单元。
进一步，所述隔声板Ⅰ上开有多个圆孔，用以实现前、后进气处理腔室的连通，使得从前进气处理腔室中的废气流入后进气处理腔室；所述后进气处理腔室焊接有排气导流板，使排气能够更加顺畅的进入废气颗粒物净化筒体Ⅱ中。
进一步，所述隔声板Ⅰ上穿插有多个直通管，该多个直通管两端分别插入到消声管Ⅰ和消声管Ⅱ中，使得从前进气处理腔室中的废气通过多个直通管到消声管Ⅱ进入到后进气处理腔室。
进一步，所述隔声板Ⅰ两侧焊接有圆环形凸起，多个直通管呈圆周分布与圆环形凸起相焊接。
进一步，所述废气颗粒物净化筒体Ⅰ、废气颗粒物净化筒体Ⅱ均为可拆卸结构，用于对载体单元进行维护保养与更换。
进一步，所述废气颗粒物净化筒体Ⅰ、废气颗粒物净化筒体Ⅱ均由三段筒体构成，其中，第一段筒体与进气处理腔室相焊接，第三段筒体与出气腔室相焊接，第二段筒体通过抱箍与第一段筒体、第三段筒体连接。
进一步，所述隔声板Ⅱ上开有多个圆孔，用以实现前、后出气腔室的连通；
所述前出气腔室通过出气法兰与排气筒法兰连接，在所述前出气腔室中设有消声管Ⅲ，后出气腔室的废气经过隔声板Ⅱ进入到前出气腔室，然后通过消声管Ⅲ进入到排气筒。
进一步，所述载体单元包括DOC载体和POC载体；其中，DOC载体放置在废气颗粒物净化筒体的进气口处，POC载体放置在废气颗粒物净化筒体的出气口处。
进一步，所述进气处理腔室下方焊接有支架Ⅰ，所述出气腔室下方焊接有支架Ⅱ。
进一步，所述支架Ⅰ和支架Ⅱ均由多个钢板拼焊构成，其中，支架的顶板与底部竖板之间焊接有筋板。
本发明有益效果：
针对非道路大功率发动机功率大、排气流量大、排气背压高、排气烟度大的难点，本发明结构为双筒横向并列布置，不同于以往消声器单筒轴向布置，颗粒物的净化效率更高，可以有效克服燃油品质变差对于排放带来的不利影响。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
在附图中：
图1是本发明后处理装置的正视图；
图2是本发明后处理装置的俯视图；
图3是本发明后处理装置的正视剖视图；
图4是本发明后处理装置的俯视剖视图；
图5是本发明后处理装置的隔音板Ⅰ外形图；
图6是本发明后处理装置直通管在隔声板Ⅰ的插入位置图；
图7是本发明后处理装置的支架Ⅰ外形图；
图8是本发明后处理装置的支架Ⅱ外形图。
附图标识：1-进气法兰、2-前进气处理腔室、3-后进气处理腔室、4-废气颗粒物净化筒体Ⅱ、5-前出气腔室、6-后出气腔室、7-出气法兰、8-DOC载体、9-POC载体、10-抱箍、11-消声管Ⅰ、12-消声管Ⅱ、13-隔声板Ⅰ、14-直通管、15-消声管Ⅲ、16-隔声板Ⅱ、17-废气颗粒物净化筒体Ⅰ、18-DOC载体、19-POC载体、20-支架Ⅰ、21-支架Ⅱ、22-排气导流板。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图8所示，一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，包括进气处理腔室、出气腔室、废气颗粒物净化筒体Ⅰ17、废气颗粒物净化筒体Ⅱ4、载体单元。后处理装置为采用“两腔两筒”结构，不同于以往消声器单筒轴向布置，颗粒物的净化效率更高，可以有效克服燃油品质变差对于排放带来的不利影响。具体结构如下：
进气处理腔室由隔声板Ⅰ13分割成相连通的前进气处理腔室2和后进气处理腔室3；前进气处理腔室2与发动机排气软管通过进气法兰1连接，前进气处理腔室2中设有消声管Ⅰ11，后进气处理腔室3中设有与消声管Ⅰ11连通的消声管Ⅱ12；出气腔室由隔声板Ⅱ16分割成相连通的前出气腔室5和后出气腔室6；前进气处理腔室2通过废气颗粒物净化筒体Ⅰ17与前出气腔室5相连通，后进气处理腔室3通过废气颗粒物净化筒体Ⅱ4与后出气腔室6相连通；废气颗粒物净化筒体Ⅰ17、废气颗粒物净化筒体Ⅱ4均设有处理废气的载体单元。
具体的方案：如图5、图6所示，隔声板Ⅰ13上开有多个圆孔，用以实现前、后进气处理腔室的连通，使得从前进气处理腔室2中的废气流入后进气处理腔室3。隔声板Ⅰ13上穿插有多个直通管14，该多个直通管14两端分别插入到消声管Ⅰ11和消声管Ⅱ12中，使得从前进气处理腔室2中的废气通过多个直通管14到消声管Ⅱ12进入到后进气处理腔室3。
需要说明的是，废气通过与进气法兰1连接的消声管Ⅰ11进入到前进气处理腔室2后，一部分废气直接进入废气颗粒物净化筒体Ⅰ17，另一部分废气通过两种方式进入到后进气处理腔室3：一是通过多根直通管14到消声管Ⅱ12进入到后进气处理腔室3，二是通过隔声板Ⅰ13上的圆孔进入到后进气处理腔室3，进入到后进气处理腔室3的废气再进入废气颗粒物净化筒体Ⅱ4。
作为本实用新型的优化方案：隔声板Ⅰ13两侧焊接有圆环形凸起，六个直通管14呈圆周分布与圆环形凸起相焊接。
作为本实用新型的优化方案：后进气处理腔室3焊接有排气导流板22，使排气能够更加顺畅的进入废气颗粒物净化筒体Ⅱ4中。
具体的方案：如图3、图4所示，废气颗粒物净化筒体Ⅰ17、废气颗粒物净化筒体Ⅱ4均为可拆卸结构，用于对载体单元进行维护保养与更换。载体单元包括DOC载体8、18和POC载体9、19；其中，DOC载体8、18放置在废气颗粒物净化筒体的进气口处，POC载体9、19放置在废气颗粒物净化筒体的出气口处。
需要说明的是，废气分别进入废气颗粒物净化筒体Ⅰ17与废气颗粒物净化筒体Ⅱ4，首先经过废气颗粒物净化筒体中的DOC载体8、18将为其中的HC、CO、SOF氧化，再经过POC载体9、19将废弃中的颗粒物进一步清除，从而达到降低烟度值的效果。
优选方案：废气颗粒物净化筒体Ⅰ17、废气颗粒物净化筒体Ⅱ4均由三段筒体构成，其中，第一段筒体与进气处理腔室相焊接，第三段筒体与出气腔室相焊接，第二段筒体通过抱箍10与第一段筒体、第三段筒体连接。待需要给载体进行保养更换时，只需将抱箍10解开将第二段筒体去下，就可以取出载体。
具体的方案：如图3所示，隔声板Ⅱ16上开有多个圆孔，用以实现前、后出气腔室的连通；前出气腔室5通过出气法兰7与排气筒法兰连接，在前出气腔室5中设有消声管Ⅲ15，后出气腔室6的废气经过隔声板Ⅱ16进入到前出气腔室5，然后通过消声管Ⅲ15进入到排气筒。
需要说明的是，废气经过废气颗粒物净化筒体Ⅰ17与废气颗粒物净化筒体Ⅱ4后，分别进入前出气腔室5和后出气腔室6，后出气腔室6的废气经过隔声板Ⅱ16进入到前出气腔室5，然后通过消声管Ⅲ15进入到排气筒。出气腔室上方的出气法兰7与排气筒法兰连接，保证废气全部排放到大气不泄露。
具体的方案：如图1、图2、图7、图8所示，进气处理腔室下方焊接有支架Ⅰ20，出气腔室下方焊接有支架Ⅱ21。
优选方案：支架Ⅰ20和支架Ⅱ21均由多个钢板拼焊构成，板厚8mm，支架顶板与底部竖板之间焊有筋板，可以避免直角处位置的的应力集中，使结构更加可靠。
由上可知，废气从发动机排出后，通过进气法兰进入到消声管Ⅰ11，进而进入到前进气处理腔室2。废气通过消声管I进入进气处理前腔室后，一部分废气直接进入废气颗粒物净化筒体Ⅰ11，另一部分废气通过两种方式进入到后进气处理腔室3：一是通过六根直通管14到消声管Ⅱ12进入到后进气处理腔室3，二是通过隔声板Ⅰ13上的圆孔进入到后进气处理腔室3。进入到后进气处理腔室3的废气再进入废气颗粒物净化筒体Ⅱ4。废气分别进入废气颗粒物净化筒体Ⅰ17与废气颗粒物净化筒体Ⅱ4后，首先经过废气颗粒物净化筒体中的DOC载体8、18将为其中的HC、CO、SOF氧化，再经过POC载体9、19将废弃中的颗粒物进一步清除，从而达到降低烟度值的效果。废气经过废气颗粒物净化筒体Ⅰ17与废气颗粒物净化筒体Ⅱ4后，分别进入前、后出气腔室，后出气腔室6的废气经过隔声板Ⅱ16进入到前出气腔室5，然后通过消声管Ⅲ15进入到排气筒。
综上，本发明公开了一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，该装置在满足发动机排气背压的前提之下，可以有效降低非道路大功率发动机排放烟度值，从而满足非道路国三、Tier3以及欧洲三阶段排放法规要求，而且可以很好的降低噪声。该装置结构为双筒横向并列布置，不同于以往消声器单筒轴向布置，颗粒物的净化效率更高，可以有效克服燃油品质变差对于排放带来的不利影响。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本发明的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本 领域技术人员能够根据获知的技术方案和本申请所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，其特征在于：
包括进气处理腔室、出气腔室、废气颗粒物净化筒体Ⅰ、废气颗粒物净化筒体Ⅱ、载体单元；
所述进气处理腔室由隔声板Ⅰ分割成相连通的前进气处理腔室和后进气处理腔室；
前进气处理腔室与发动机排气软管通过进气法兰连接，所述前进气处理腔室中设有消声管Ⅰ，所述后进气处理腔室中设有与消声管Ⅰ连通的消声管Ⅱ，废气通过与进气法兰连接的消声管Ⅰ进入到前进气处理腔室；
所述出气腔室由隔声板Ⅱ分割成相连通的前出气腔室和后出气腔室；
所述前进气处理腔室通过废气颗粒物净化筒体Ⅰ与前出气腔室相连通，所述后进气处理腔室通过废气颗粒物净化筒体Ⅱ与后出气腔室相连通；
所述废气颗粒物净化筒体Ⅰ、废气颗粒物净化筒体Ⅱ均设有处理废气的载体单元。
2.根据权利要求1所述的一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，其特征在于：
所述隔声板Ⅰ上开有多个圆孔，用以实现前、后进气处理腔室的连通，使得从前进气处理腔室中的废气流入后进气处理腔室；
所述后进气处理腔室焊接有排气导流板，使排气能够更加顺畅的进入废气颗粒物净化筒体Ⅱ中。
3.根据权利要求1所述的一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，其特征在于：
所述隔声板Ⅰ上穿插有多个直通管，该多个直通管两端分别插入到消声管Ⅰ和消声管Ⅱ中，使得从前进气处理腔室中的废气通过多个直通管到消声管Ⅱ进入到后进气处理腔室。
4.根据权利要求3所述的一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，其特征在于：
所述隔声板Ⅰ两侧焊接有圆环形凸起，多个直通管呈圆周分布与圆环形凸起相焊接。
5.根据权利要求1所述的一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，其特征在于：
所述废气颗粒物净化筒体Ⅰ、废气颗粒物净化筒体Ⅱ均为可拆卸结构，用于对载体单元进行维护保养与更换。
6.根据权利要求5所述的一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，其特征在于：
所述废气颗粒物净化筒体Ⅰ、废气颗粒物净化筒体Ⅱ均由三段筒体构成，其中，第一段筒体与进气处理腔室相焊接，第三段筒体与出气腔室相焊接，第二段筒体通过抱箍与第一段筒体、第三段筒体连接。
7.根据权利要求1所述的一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，其特征在于：
所述隔声板Ⅱ上开有多个圆孔，用以实现前、后出气腔室的连通；
所述前出气腔室通过出气法兰与排气筒法兰连接，在所述前出气腔室中设有消声管Ⅲ，后出气腔室的废气经过隔声板Ⅱ进入到前出气腔室，然后通过消声管Ⅲ进入到排气筒。
8.根据权利要求1所述的一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，其特征在于：
所述载体单元包括DOC载体和POC载体；其中，DOC载体放置在废气颗粒物净化筒体的进气口处，POC载体放置在废气颗粒物净化筒体的出气口处。
9.根据权利要求1所述的一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，其特征在于：
所述进气处理腔室下方焊接有支架Ⅰ，所述出气腔室下方焊接有支架Ⅱ。
10.根据权利要求9所述的一种降低非道路移动机械大功率发动机烟度的后处理装置，其特征在于：
所述支架Ⅰ和支架Ⅱ均由多个钢板拼焊构成，其中，支架的顶板与底部竖板之间焊接有筋板。
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