CN114856782B - 一种基于废气涡流加热与电加热相结合的dpf再生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于废气涡流加热与电加热相结合的DPF再生装置，包括再生系统，再生系统的内部分别固定连接有柴油机颗粒过滤器和蜂窝加热器，再生系统的一侧固定连接有过滤后的废气排气出口，再生系统的顶部分别固定连接有第一压力传感器和第一温度传感器，再生系统顶部的正中位置分别固定连接有第二温度传感器和第二压力传感器，第一压力传感器和第一温度传感器以及第二温度传感器和第二压力传感器的输出端电性连接有控制单元，再生系统的另一侧固定连接有废气涡流加热管，废气涡流加热管的外侧固定连接有废气涡流加热系统扩张腔室，本发明优点：结构简单，控制精确高，生产成本低，便于推广实施。

Description

一种基于废气涡流加热与电加热相结合的DPF再生装置
技术领域
本发明涉及柴油机尾气排放后处理技术领域，具体为一种基于废气涡流加热与电加热相结合的DPF再生装置。
背景技术
柴油机动力性强，经济性好，热效率高，道路上的商用车以及非道路的各种施工机械都广泛采用柴油机作为动力装置。柴油机的燃烧方式主要是扩散燃烧，喷油嘴在燃烧室中喷射出油雾，其中心部分难以接触空气，导致不完全燃烧排出大量碳烟颗粒物，因而柴油机的碳颗粒物排放非常严重，污染大气环境和人们的身体健康。随着国家排放法规的越来越严格，柴油机的碳烟颗粒排放物限制值越来越低，柴油机的颗粒物过滤器（DPF）收集到的碳烟颗粒物越来越多，当DPF中的碳烟颗粒物累积到一定程度时就会导致柴油机排气背压过高，影响动力性和经济性，必须对DPF进行再生。在热再生方面，由于柴油机排气温度低，碳烟颗粒物燃烧温度高,需要通过外加热源达到再生的目的,这种方式不但能耗大,而且由于温度急剧上升而引起DPF滤芯烧坏,缩短DPF的使用寿命，基于此原因可以考虑采用废气涡流产生的热量辅助加热，可以节约能耗，可以考虑采用内部开有一系列孔道的蜂窝加热器，受柴油机排气受热均匀且通过蜂窝加热器后排气分别均匀，可以避免由于局部温度急剧上升而引起DPF滤芯烧坏。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于废气涡流加热与电加热相结合的DPF再生装置，以解决上述背景技术中提出DPF堵塞再生的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于废气涡流加热与电加热相结合的DPF再生装置，包括再生系统，所述再生系统的内部分别固定连接有柴油机颗粒过滤器和蜂窝加热器，所述再生系统的一侧固定连接有过滤后的废气排气出口，所述再生系统的顶部分别固定连接有第一压力传感器和第一温度传感器，所述再生系统顶部的正中位置分别固定连接有第二温度传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和第一温度传感器以及第二温度传感器和第二压力传感器的输出端电性连接有控制单元，所述再生系统的另一侧固定连接有废气涡流加热管，所述废气涡流加热管的外侧固定连接有废气涡流加热系统扩张腔室。
进一步优选的，所述废气涡流加热管的内壁分别固定连接有第一废气涡流加热管端盖开口和第二废气涡流加热管端盖开口，所述第一废气涡流加热管端盖开口和第二废气涡流加热管端盖开口的内侧固定连接有废气涡流加热管端盖中心堵头，所述废气涡流加热管的顶部和底部均固定连接有废气涡流加热管涡流小孔，所述废气涡流加热管的一侧固定连接有废气涡流加热管基座。
进一步优选的，所述废气涡流加热管基座的一侧固定连接有冷气输出管，所述冷气输出管的底部与顶部均固定连接有冷气输出管排气小孔。
进一步优选的，所述废气涡流加热系统扩张腔室的内部固定连接有第一电磁阀门，所述废气涡流加热系统扩张腔室的一侧固定连接有通往DPF再生装置的排气管路，所述废气涡流加热系统扩张腔室的外侧固定连接有废气涡流加热系统。
进一步优选的，所述通往DPF再生装置的排气管路的底部固定连接有排气旁通支路，所述排气旁通支路的外侧固定连接有第二电磁阀门。
进一步优选的，所述第一电磁阀门和第二电磁阀门均与控制单元电性连接。
进一步优选的，所述排气旁通支路的两端分别与通往DPF再生装置的排气管路和再生系统固定连接。
（三）有益效果
本发明提供了一种基于废气涡流加热与电加热相结合的DPF再生装置，具备以下有益效果：
（1）、该种基于废气涡流加热与电加热相结合的DPF再生装置，在本发明实施例中，柴油机正常工作时，如果DPF没有堵塞，排气经旁通支路到达DPF，如果控制系统检测到DPF堵塞，DPF再生装置便进入再生模式，柴油机排气都经过废气涡流加热系统和再生系统，DPF中堆积的碳烟颗粒在高温下燃烧转变成CO2排出，本发明优点：结构简单，控制精确高，生产成本低，便于推广实施。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于废气涡流加热与电加热相结合的DPF再生装置结构示意图。
图中：1、过滤后的废气排气出口；2、第一压力传感器；3、第一温度传感器；4、柴油机颗粒过滤器；5、第二温度传感器；6、第二压力传感器；7、再生系统；8、蜂窝加热器；9、废气涡流加热管端盖中心堵头；10、第一废气涡流加热管端盖开口；11、第二废气涡流加热管端盖开口；12、废气涡流加热管涡流小孔；13、废气涡流加热管；14、废气涡流加热管基座；15、废气涡流加热系统；16、废气涡流加热系统扩张腔室；17、冷气输出管；18、控制单元；19、冷气输出管排气小孔；20、第一电磁阀门；21、通往DPF再生装置的排气管路；22、排气旁通支路；23、第二电磁阀门。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种基于废气涡流加热与电加热相结合的DPF再生装置，包括：
控制系统，由控制单元、控制线路和传感器组成，是整个再生装置的控制中枢；
供气系统，由空气压缩机、储气罐和气管构成，负责整个再生装置的空气供给；
臭氧供给系统，包括臭氧发生器和臭氧管路，给再生装置供给臭氧；
再生系统，包括蜂窝加热器和柴油机颗粒过滤器（DPF），在该系统中臭氧氧化碳烟颗粒物进行再生。
在本发明实施例中，柴油机正常工作时，如果DPF没有堵塞，排气经旁通支路到达DPF，如果控制系统检测到DPF堵塞，DPF再生装置便进入再生模式，柴油机排气都经过废气涡流加热系统和再生系统，DPF中堆积的碳烟颗粒在高温下燃烧转变成CO2排出，另一种情况，在低功率、低转速、低负荷情况下使用再生系统控温。本发明优点：结构简单，控制精确高，生产成本低，便于推广实施。
在本发明的一个实例中，控制单元18通过第一压力传感器2、第二压力传感器6传递来的压力信号，与控制单元18内部标定的柴油机颗粒过滤器4堵塞设定压力值进行对比，如果低于标定值，则柴油机颗粒过滤器4不需要进行再生，控制单元18发出指令第一电磁阀门20关闭，第二电磁阀门23打开，柴油机工作时的排气经排气旁通支路22进入再生系统7中的蜂窝加热器8前方管路，排气再经过蜂窝加热器8和柴油机颗粒过滤器4，柴油机排气中的碳烟颗粒物经过柴油机颗粒过滤器4的过滤后通过过滤后的废气排气出口1排出。
在本发明的一个实例中，控制单元18通过第一压力传感器2、第二压力传感器6传递来的压力信号，与控制单元18内部标定的柴油机颗粒过滤器4堵塞设定压力值进行对比，如果高于标定值，则柴油机颗粒过滤器4需要进行再生，控制单元18发出指令第一电磁阀门20打开，第二电磁阀门23关闭，柴油机排气全部进入DPF再生装置。柴油机排气先进入到废气涡流加热系统15，然后到达废气涡流加热系统扩张腔室16，在废气涡流加热系统扩张腔室16中排气只能通过废气涡流加热管涡流小孔12进入到废气涡流加热管13，由于废气涡流加热管涡流小孔12都是沿切线方向开的一系列小孔，排气流过时会产生强烈的涡流，排气涡流在废气涡流加热管13高速旋转，排气涡流边缘处废气温度急剧升高，最后通过第一废气涡流加热管端盖开口10、第二废气涡流加热管端盖开口11流进蜂窝加热器8，再到达柴油机颗粒过滤器4的孔道中，第二温度传感器5、第一温度传感器3将温度信号传递给控制单元18，如果温度达到碳烟颗粒的燃点，碳烟颗粒就可以燃烧转变成CO2排出，如果温度低于碳烟颗粒的燃点，控制单元18发出指令蜂窝加热器8通电加热，直到废气温度达到要求，实现柴油机颗粒过滤器4再生。
在本发明的一个实例中，废气涡流加热管13产生的高速废气涡流中心的气流温度比较低，当中间冷气流遇到废气涡流加热管端盖中心堵头9时，冷气流在此堆积，然后再通过废气涡流中心流到冷气输出管17，再经冷气输出管17中的冷气输出管排气小孔19排出进入到柴油机排气当中，随柴油机排气再次进入到废气涡流加热系统扩张腔室16。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于废气涡流加热与电加热相结合的 DPF 再生装置，包括再生系 统 (7)，其特征在于：所述再生系统 (7) 的内部分别固定连接有柴油机颗粒 过滤器 (4) 和蜂窝加热器 (8) ，所述再生系统 (7) 的一侧固定连接有过滤 后的废气排气出口 (1)，所述再生系统 (7) 的顶部分别固定连接有第一压力 传感器 (2) 和第一温度传感器 (3) ，所述再生系统 (7) 顶部的正中位置分 别固定连接有第二温度传感器 (5) 和第二压力传感器(6)，所述第一压力传 感器 (2) 和第一温度传感器 (3) 以及第二温度传感器 (5) 和第二压力传感 器 (6) 的输出端电性连接有控制单元 (18)，所述再生系统 (7) 的另一侧固定连接有废气涡流加热管 (13)，所述废气涡流加热管 (13) 的外侧固定连接 有废气涡流加热系统扩张腔室 (16)，所述废气涡流加热系统扩张腔室 (16) 的外侧固定连接有废气涡流加热系统 (15)；
所述废气涡流加热管 (13) 的内壁分别固定连接有第一废气涡流加热管 端盖开口(10) 和第二废气涡流加热管端盖开口 (11)，所述第一废气涡流加 热管端盖开口 (10)和第二废气涡流加热管端盖开口 (11) 的内侧固定连接 有废气涡流加热管端盖中心堵头(9) ，所述废气涡流加热管 (13) 的顶部和 底部均固定连接有沿切线方向开设的废气涡流加热管涡流小孔 (12)，且所述 废气涡流加热系统扩张腔室 (16) 中排气只能通过废气涡流加热管涡流小孔(12) 进入到废气涡流加热管 (13)，所述废气涡流加热管 (13) 的一侧固定 连接有废气涡流加热管基座 (14)；
所述废气涡流加热管基座 (14) 的一侧固定连接有冷气输出管 (17)，所 述冷气输出管 (17) 的底部与顶部均固定连接有冷气输出管排气小孔 (19)， 废气通过废气涡流中心流到冷气输出管 (17)，再经冷气输出管 (17) 中的冷 气输出管排气小孔 (19) 排出进入到柴油机排气当中，随柴油机排气再次进 入到废气涡流加热系统扩张腔室 (16)。
2.根据权利要求 1 所述的一种基于废气涡流加热与电加热相结合的 DPF再生装置，其特征在于：所述废气涡流加热系统扩张腔室 (16) 的内部固定 连接有第一电磁阀门(20)，所述废气涡流加热系统扩张腔室 (16) 的一侧固 定连接有通往 DPF 再生装置的排气管路 (21)。
3.根据权利要求 2 所述的一种基于废气涡流加热与电加热相结合的 DPF 再生装置，其特征在于：所述通往 DPF 再生装置的排气管路 (21) 的底部固 定连接有排气旁通支路(22)，所述排气旁通支路 (22) 的外侧固定连接有第 二电磁阀门 (23)。
4.根据权利要求 2 所述的一种基于废气涡流加热与电加热相结合的 DPF 再生装置，其特征在于：所述第一电磁阀门 (20) 和第二电磁阀门 (23) 均 与控制单元 (18) 电性连接。
5.根据权利要求 3 所述的一种基于废气涡流加热与电加热相结合的 DPF 再生装置，其特征在于：所述排气旁通支路 (22) 的两端分别与通往 DPF 再 生装置的排气管路(21) 和再生系统 (7) 固定连接。
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