CN116201625B - 一种内燃叉车尾气处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内燃叉车尾气处理装置，属于尾气处理的技术领域，其包括用于净化尾气的净化单元、用于吸收和存储尾气中的热量的储热单元和用于控制储热单元吸收或者释放热量的控制单元。储热单元包裹于净化单元外部，且控制单元设置于储热单元上。通过本发明,储热单元对净化单元的辐射热量进行收集，从而使得净化单元内的气体能够通过换热实现二次降温，既能够降低排出的尾气的热量，也能够对尾气的热量进行回收。当需要对发动机进行预热时，先用过控制单元控制储热单元释放热量，从而对净化单元进行预热，然后再启动发动机。既提高了净化单元中催化剂的催化效果，又能够减少燃料的损耗。

Description

一种内燃叉车尾气处理装置
技术领域
本发明涉及一种内燃叉车尾气处理装置，属于尾气处理的技术领域。
背景技术
内燃叉车是指使用柴油，汽油或者液化石油气为燃料，由发动机提供动力的叉车。燃料燃烧后所产生的尾气多是通过消音排气筒直接在发动机尾气处理端排放，但是尾气中含有多种未燃烧充分或者燃烧后所产生的颗粒状废弃物，若不进行处理，会严重影响环境。
为了解决以上问题，各类尾气处理装置应运而生。尾气处理装置的基本原理是利用催化剂将高温尾气中的CO和HC进行氧化、对NOx进行还原，从而排放无毒的二氧化碳、水、氮气和氧气。上述氧化或者还原反应需要借助尾气的高温进行，从而保证尾气能够进行充分的反应。
当内燃叉车在寒冷天气进行作业时，为了保证发动机能够正常燃烧燃料，需要启动内燃叉车一段时间后再进行使用，也就是对发动机、排气筒和尾气处理装置进行预热，从而提高燃料的燃烧率和尾气的转化率。但是，发动机在预热过程中所排出的尾气污染量大，而此时的尾气处理装置还处于冷却状态，无法对燃料不充分燃烧产生的尾气进行很好的净化。因此，需要提供一种内燃叉车尾气处理装置，能够实现预热的作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供一种内燃叉车尾气处理装置，它解决了现有技术中预热过程尾气净化效率低且耗能大的问题。
本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
一种内燃叉车尾气处理装置，包括
净化单元，用于净化尾气；
储热单元，包裹于净化单元外部，用于吸收和存储尾气中的热量；和
控制单元，设置于储热单元上，用于控制储热单元吸收或者释放热量。
通过采用上述技术方案，燃料燃烧后会产生大量的热量，虽然这些热量在辅助净化单元中的催化剂进行作业时会散失一部分，但是排出的尾气仍然是高热的，本申请采用储热单元对净化单元的辐射热量进行收集，从而使得净化单元内的气体能够通过换热实现二次降温，既能够降低排出的尾气的热量，也能够对尾气的热量进行回收。储热单元将回收的热量进行储存，当需要对发动机进行预热时，先通过控制单元控制储热单元释放热量，从而对净化单元进行预热，然后再启动发动机，使得燃料未燃烧充分所产生的尾气能够通过事先预热的净化单元进行更加充分的净化，从而使得预热发动机过程中产生的尾气能够满足排放要求。
本发明进一步设置为：所述储热单元包括
壳体，套接于净化单元外部，并与净化单元外壁形成腔室；和
沸石颗粒层，设置于腔室内部；
所述控制单元包括
定位环板，固定于腔室内部，位于沸石颗粒层外侧；和
启闭环板，套接于定位环板外侧且能够绕定位环板转动；
所述定位环板上开设有通孔，相邻通孔间隔设置；
所述启闭环板上开设有对应孔；初始状态，所述启闭环板封闭通孔，当所述启闭环板转动后，对应孔和通孔对应；
所述启闭环板一端穿过壳体，且启闭环板该端和壳体之间密封配合。
通过采用上述技术方案，沸石是含有结晶水的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，沸石的铝硅酸盐骨架非常开放，包含通道和部分充满阳离子和水分子的互连空隙。沸石晶体内空隙占沸石晶体总体积的20％至50％。当沸石吸热时，结晶水分子解吸，只要将解吸水分子后的沸石和水进行隔离，沸石吸收的热能就可以长久的储存。沸石晶体内空隙中的水分子被解吸后，依次通过定位环板上的通孔和启闭环板上的对应孔，收集于启闭环板和壳体之间，通过转动启闭环板封闭定位环板上的通孔，就能够实现解吸的沸石和水的隔离，从而保持沸石中储存的热量。当需要沸石进行放热时，转动启闭环板使得对应孔和通孔连通，沸石吸收水分子放出热量。
在实际操作过程中，在发动机预热之前转动启闭环板使得对应孔和通孔对应，沸石颗粒层吸收水分子释放热量对净化单元进行加热。然后启动发动机对发动机进行预热，未燃烧充分的燃料所产生的尾气通过预热后的净化单元进行更好的净化后排出，同时沸石颗粒层释放热量对净化单元进行预热后再启动发动机，使得发动机预热过程仅需要对发动机本身进行预热，能够缩短发动机预热的时间，从而减少燃料的消耗。
本发明进一步设置为：所述定位环板和沸石颗粒层间隙配合，且所述启闭环板和壳体内壁之间间隔设置。
通过采用上述技术方案，定位环板和沸石颗粒层间隙配合，使得沸石解吸后的水分子能够穿过定位环板，从而降低水分子直接接触沸石的概率，使得沸石中的热量能够更加长久的进行储存。启闭环板和壳体之间间隔设置，该间隔能够存储从沸石中解吸的水分子，将解吸后的沸石和水分子进行更好的隔离。
本发明进一步设置为：所述启闭环板延伸至壳体外部的一端外壁设置有驱动杆，且所述壳体外壁固定有定位器；所述驱动杆穿过定位器并能够沿定位器限定范围移动；当所述驱动杆位于定位器的其中一端时，启闭环板封闭通孔，当所述驱动杆位于定位器另一端时，对应孔和通孔对应。
通过采用上述技术方案，定位器的设置能够限定启闭环板转动的范围，从而更好的确定开启通孔和封闭通孔时启闭环板所需要定位的位置，提高了启闭环板操作过程的便捷度和准确性。
本发明进一步设置为：所述启闭环板延伸至壳体外部的一端设置有限位板，所述限位板套接于净化单元外部，且所述限位板、启闭环板和壳体外壁密封配合。
通过采用上述技术方案，限位板的设置其一能够提高启闭环板的整体结构稳定性，增强驱动杆驱动过程中的稳定性；其二能够对沸石颗粒层的两端对应的壳体进行二次密封，使得限位板和壳体之间形成充盈空气的空间，对壳体进行更好的保温，从而在沸石释放热量时减少往外界释放的热量。
本发明进一步设置为：所述腔室内填充有惰性气体；所述沸石颗粒层选用湿度饱和的沸石颗粒。
通过采用上述技术方案，惰性气体能够保持沸石颗粒层的化学稳定性，选用湿度饱和的沸石颗粒使得初始状态的沸石不会释放热量，仅会由于吸热发生水分子的解吸，同时能够使得沸石颗粒层在封闭的空间中实现最大程度的水分子解吸，从而储存最多的热量。
本发明进一步设置为：所述启闭环板上对应孔相邻的位置设置有凸起，所述凸起边缘和启闭环板平滑过渡；当启闭环板封闭通孔时，所述凸起插入通孔。
通过采用上述技术方案，当需要将沸石颗粒层和水分子进行隔离时，凸起的设置能够对定位环板上的通孔进行更好的封闭，从而更好地阻隔沸石颗粒层和水分子。同时，凸起的设置能够加强对应孔间隔位置的结构强度，当凸起插入到对应孔内部后，即使定位环板和启闭环板组合形成的整体两侧的压强不同，也能够被整体承受且不受损坏。
本发明进一步设置为：所述沸石颗粒层和净化单元之间增设有金属导热层，所述腔室由金属导热层和壳体围绕形成。
通过采用上述技术方案，金属导热层的设置能够加快净化单元和腔室之间的热量传递，同时金属导热层能够隔离沸石颗粒层和净化单元的外壁，从而对净化单元的外壁进行保护，延长其使用寿命。
本发明进一步设置为：所述壳体外侧设置有保温层。
通过采用上述技术方案，当沸石颗粒层吸附水分子时，热量被释放，保温层的设置能够将热量更好在保存在腔室内，而由于净化单元外壁通常是金属材质，从而能够更好地实现热量传递，进而提高净化单元预热的效率和热量转化率。
本发明的有益效果是：1、设置储热单元和控制单元，当尾气排放时吸收尾气中的热量进行存储，通过控制单元将储热单元中的热量进行锁定；当需要对发动机进行预热时，通过控制单元释放储热单元中的热量进行预热，既预热了净化单元，又能够减少发动机预热过程中消耗的燃料；2、采用沸石颗粒层作为热量吸收和释放的材料，既保证了化学稳定性，不对净化单元造成损伤，同时能够做到损失吸热和放热，可操作性强。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图；
图2是本申请实施例中储热单元的主视图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是图2的B-B剖视图；
图5是图3的C部放大图。
图中：1、发动机；2、净化单元；3、排气管；4、储热单元；41、金属导热层；42、沸石颗粒层；43、壳体；5、腔室；6、控制单元；61、定位环板；611、通孔；62、启闭环板；621、对应孔；7、限位板；8、驱动杆；9、定位器；91、限位槽。
具体实施方式
为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，本申请实施例公开了一种内燃叉车尾气处理装置，其包括净化单元2、储热单元4和控制单元6。其中，净化单元2的两端分别连通发动机1和排气管3，通过发动机1产生的尾气经过净化单元2的净化后通过排气管3排出到环境中。净化单元2可以选用三元催化器等常规的净化部件，内含催化剂和过滤结构等。
结合图2和图3，储热单元4安装于净化单元2外部，用于回收净化单元2中所需净化的尾气中的热量。控制单元6安装于储热单元4上，用于控制储热单元4热量释放的时间。
储热单元4包括套接于净化单元2外部的金属导热层41、固定于金属导热层41上的沸石颗粒层42和包裹于沸石颗粒层42外部的壳体43，金属导热层41和壳体43相互焊接封闭围绕形成腔室5，沸石颗粒层42位于腔室5内部。腔室5内部填充有惰性气体，以保持沸石颗粒层42的化学稳定性，也可以采用其他方式排出腔室5内氧化性气体即可。壳体43外部包裹有保温层(图中未示出)，使得腔室5内部的热量能够更好的和净化单元2进行交换。
金属导热层41采用铝，从而提高净化单元2和储热单元4之间的热量传递效率。金属导热层41由两个部分拼合而成，拼接缝位于净化单元2的中部，便于将其套接于净化单元2外部。
金属导热层41和净化单元2的外壁焊接固定，且沸石颗粒层42附着于金属导热层41的外壁上。沸石颗粒层42选用湿度饱和且粒径不超过5mm的沸石颗粒。
结合图3和图4，控制单元6包括固定于腔室5内部的定位环板61和套接于定位环板61外部的启闭环板62，定位环板61和启闭环板62的截面为圆形，且启闭环板62能够绕定位环板61相对转动。定位环板61的两端焊接于壳体43内壁上，且定位环板61上开设有多个间隔布置的通孔611。定位环板61和沸石颗粒层42间隙配合，同时启闭环板62和壳体内壁之间间隔设置，便于沸石颗粒层42中解吸的水分子能够快速通过通孔611排出到启闭环板62和壳体43形成的空间内。
启闭环板62上开设有和通孔611尺寸一致的对应孔621，且相邻对应孔621之间的区域设置有凸起(图中未示出)。凸起能够插入到通孔611内部，且凸起四周和启闭环板62平滑过渡，同时凸起距离启闭环板62最大的厚度不超过2mm。通过转动启闭环板62实现通孔611的开合，当凸起插入到通孔611中时，定位环板61上的通孔611封闭，当对应孔621和通孔611对应时，通孔611开启。
结合图3和图5，启闭环板62的其中一端穿过壳体43延伸至腔室5外部，启闭环板62和壳体43的连接处采用密封圈密封连接，同时启闭环板62能够绕着壳体43转动。启闭环板62位于腔室5外部的一端固定有限位板7，限位板7垂直于排气管3，且限位板7和排气管3外壁之间通过密封圈密封连接，使得壳体43、启闭环板62、限位板7和排气管3外壁之间形成空间，对腔室5和净化单元2之间的传热进行更好的保护。
为了便于从腔室5外部驱动启闭环板62转动，同时准确地将启闭环板62转动到实现通孔611启闭的位置，位于腔室5外部的启闭环板62的外壁上固定有驱动杆8，驱动杆8穿过固定于壳体43外壁上的定位器9。定位器9上开设有限位槽91，当驱动杆8分别位于限位槽91的两端时，通孔611分别对应启、闭的状态。除此之外，驱动杆8可以通过伸缩驱动件进行驱动，并且定位器9也可以被伸缩驱动件代替。
本实施例的操作过程如下：在内燃叉车运行的过程中，发动机产生的尾气经过净化单元2净化后从排气管3排出，由于尾气带有高热，且尾气在净化单元2中的速率会降低，使得尾气中的高热通过金属导热层41传递到沸石颗粒层42中，沸石颗粒吸热解吸水分子，水分子依次通过通孔611和对应孔621进入到启闭环板62和壳体43之间。当叉车停止运作后，驱动驱动杆8移动到定位器9的另一端，使得启闭环板62的凸起插入到通孔611内部，将水分子和解吸后的沸石颗粒层42进行隔离。
当内燃叉车熄火一段时间后需要在此开启时，先驱动驱动杆8移动到定位器9的一端，使得启闭环板62的对应孔621和通孔611对应，水分子和沸石颗粒层42能够相互接触，沸石颗粒层42吸附水分子并释放热量。在实际应用过程中可以在净化单元2外部设置温度探测器，待其到设定温度数值后，启动发动机1进行预热，从而提高净化单元2对尾气的净化效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应当了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种内燃叉车尾气处理装置，其特征在于：包括
净化单元(2)，用于净化尾气；
储热单元(4)，包裹于净化单元(2)外部，用于吸收和存储尾气中的热量；和
控制单元(6)，设置于储热单元(4)上，用于控制储热单元(4)吸收或者释放热量；
所述储热单元(4)包括
壳体(43)，套接于净化单元(2)外部，并与净化单元(2)外壁形成腔室(5)；和
沸石颗粒层(42)，设置于腔室(5)内部；
所述控制单元(6)包括
定位环板(61)，固定于腔室(5)内部，位于沸石颗粒层(42)外侧；和
启闭环板(62)，套接于定位环板(61)外侧且能够绕定位环板(61)转动；
所述定位环板(61)上开设有通孔(611)，相邻通孔(611)间隔设置；
所述启闭环板(62)上开设有对应孔(621)；初始状态，所述启闭环板(62)封闭通孔(611)，当所述启闭环板(62)转动后，对应孔(621)和通孔(611)对应；
所述启闭环板(62)一端穿过壳体(43)，且启闭环板(62)该端和壳体(43)之间密封配合。
2.根据权利要求1所述的一种内燃叉车尾气处理装置，其特征在于：所述定位环板(61)和沸石颗粒层(42)间隙配合，且所述启闭环板(62)和壳体(43)内壁之间间隔设置。
3.根据权利要求1所述的一种内燃叉车尾气处理装置，其特征在于：所述启闭环板(62)延伸至壳体(43)外部的一端外壁设置有驱动杆(8)，且所述壳体(43)外壁固定有定位器(9)；所述驱动杆(8)穿过定位器(9)并能够沿定位器(9)限定范围移动；当所述驱动杆(8)位于定位器(9)的其中一端时，启闭环板(62)封闭通孔(611)，当所述驱动杆(8)位于定位器(9)另一端时，对应孔(621)和通孔(611)对应。
4.根据权利要求1或3所述的一种内燃叉车尾气处理装置，其特征在于：所述启闭环板(62)延伸至壳体(43)外部的一端设置有限位板(7)，所述限位板(7)套接于净化单元(2)外部，且所述限位板(7)、启闭环板(62)和壳体(43)外壁密封配合。
5.根据权利要求1或2所述的一种内燃叉车尾气处理装置，其特征在于：所述腔室(5)内填充有惰性气体；所述沸石颗粒层(42)选用湿度饱和的沸石颗粒。
6.根据权利要求1所述的一种内燃叉车尾气处理装置，其特征在于：所述启闭环板(62)上对应孔(621)相邻的位置设置有凸起，所述凸起边缘和启闭环板(62)平滑过渡；当启闭环板(62)封闭通孔(611)时，所述凸起插入通孔(611)。
7.根据权利要求1所述的一种内燃叉车尾气处理装置，其特征在于：所述沸石颗粒层(42)和净化单元(2)之间增设有金属导热层(41)，所述腔室(5)由金属导热层(41)和壳体(43)围绕形成。
8.根据权利要求1所述的一种内燃叉车尾气处理装置，其特征在于：所述壳体(43)外侧设置有保温层。
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Denomination of invention: A tail gas treatment device for internal combustion forklifts

Granted publication date: 20230818

Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Hangzhou Fuyang Branch

Pledgor: Zhejiang UN Forklift Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980003031