CN204003206U - 环保型铁路机车柴油净化滤清器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种环保型铁路机车柴油净化滤清器，将各种不同性质的杂质在进入柴油发动机前得到彻底地净化，确保燃油更加洁净，得到充分燃烧，节约能源；既提高动力又降低机械磨损，降低气态污染和颗粒污染。环保型铁路机车柴油净化减排滤清器芯的特征在于：在第二折叠纸滤层与中心输油管之间还设置有强磁净化滤清组件，强磁净化滤清组件由从上至下沿中心输油管设置的、相邻之间等距的圆盘状强磁体构成的；两相邻圆盘状强磁体之间设置有磁隙支架，以及在相邻两圆盘状强磁体之间的中心输油管上设置有油液进口。

Description

环保型铁路机车柴油净化滤清器

技术领域

本实用新型是涉及一种对柴油发动机使用的柴油中混进各种不同属性的杂质，特别是对微细的铁磁结晶杂质作机前净化处理的装置，具体地说，是涉及一种针对6600kw“和谐号”HXN3.HXN5系列机车柴油发动机滤清器结构的改进。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，以柴油为动力的车辆发动机组迅速增加，能源消耗尾气污染日趋严重。其中以柴油为燃料的内燃机车、船舶、重型装载车辆发电机组尾气污染尤为严重，柴油发动机节能减排是全球性的研究课题，各国的研究都注重在柴油发动机已经形成或正在排放的后期处理；而忽略了柴油的机前及时净化处理环节。

柴油发动机排放的主要污染物有：HC、CO、NO_x和PM颗粒物，其中颗粒物排放较多，一般认为主要是燃料油不能完全燃烧而成为HC生成源，缺氧而产生CO，进而生成CO₂与H₂O，但是高温时吸热而还原成CO。

NO_x是NO、NO₂、N₂O等氮氧化物的总称，通常情况下N₂是柴油发动机NO_x排放的主要来源。

柴油发动机炭烟排放的恶化主要表现在瞬态特性，包括冷机启动、热机启动和加速过程三种工况，冷启动一般转速低进油量最大，富油缺氧，由于缸壁内的热损失大，空燃比很小，温度低同时增压压力也比较低，致使燃烧恶化，着火滞燃期较长，直接导致了柴油发动机排放大量黑烟。

暖机启动时柴油发动机燃烧较稳定，无失火现象，但暖机工况黑烟排放依然很大，几乎比冷机启动减少一半，由于进气相对供油滞后，在较高的增压压力气缸温度和含氧量，燃料油着火滞燃期缩短，涡轮增压器滞后燃烧较为彻底，黑烟排放比冷机启动要低。

加速过程是从稳态工况到瞬态加速工况变化过程，两者产生巨大差异，转速与负荷发生变化不能立即同步响应，而是要滞后几个发动机循环，在低转速低负荷工况时表现特别严重，加速时增加燃油供应速率和空气供给速率两者的不相匹配使炭烟排放也非常高。综上所述是柴油发动机三种瞬态工况排放的特性。

柴油发动机排放的主要污染物有：HC、CO、NO_x和颗粒物（PM），排放中颗粒物较多，颗粒物排放增多其中重要原因之一是燃料油不完全燃烧造成的产物。

在实际运行环境下，柴油的纯度直接关系到尾气排放质量和污染程度，柴油中混入的杂质特别是金属结晶的铁磁微细杂质含量在国际中并无严格规定，这是常常被忽略的重要环节，无论在制造、运输、存储过程中由于容器的不洁净柴油中都可能会混入大量杂质。虽然，现有的柴油发电机设备上均装有滤清器，无论是网滤还是纸滤也仅能滤除约大于70μm不论属性的颗粒杂质，而对细微的纳米级的金属结晶杂质根本无法滤除，这些金属结晶杂质硬度较高属不可燃物质，这些不可燃金属结晶杂质不参与燃烧而且阻碍燃烧，在缺氧的环境下发生裂解形成多环芳香烃，在高温下将与在燃烧过程已生成的碳晶核产生碰撞，发生聚集使粒子逐渐增大，聚合成为以碳为主的晶核生成链状或团絮状的聚合物，这些聚合物最终生成PM。由柴油不洁净原因而生成的颗粒物有时会占总排放量的30％，CO的排放也会增加。因此，对柴油的机前滤清净化处理是非常必要的。

发明内容

本实用新型就是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种环保型铁路机车柴油净化滤清器，其不仅能滤除大于70μm的各类颗粒杂质，还可滤除纳米级的铁磁微细结晶杂质，将各种不同性质的杂质在进入柴油发动机前得到彻底地净化，确保燃油更加洁净，净化后的柴油得到充分燃烧，节约了能源；既提高动力又降低机械磨损，降低气态污染和颗粒污染，使柴油发动机尾气排放达到国家环境保护标准。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

本实用新型包括滤清器外壳，滤清器外壳一端设置有进油口，另一端设置有出油口；在滤清器外壳内设置有首尾相接的结构相同的第一滤清器和第二滤清器，所述的第一滤清器呈圆柱体状，第一滤清器的两端分别设置有薄铁前托盘和可折叠拉手无孔封闭后托盘，中心输油管设置在第一滤清器的中央，环绕中心输油管由外至内依次设置有多孔保护层、第一折叠纸滤层和第二折叠纸滤层，在第一折叠纸滤层和第二折叠纸滤层之间还设置有薄铁螺旋加强网；其特征在于：在所述的第二折叠纸滤层与中心输油管之间还设置有强磁净化滤清组件，所述的强磁净化滤清组件由从上至下沿中心输油管设置的、相邻之间等距的圆盘状强磁体构成的；两相邻圆盘状强磁体之间设置有磁隙支架，以及在相邻两圆盘状强磁体之间的中心输油管上设置有油液进口。

具体地，所述的圆盘状强磁体采用恒磁Y30。

为使铁磁微细物质净化滤清层针对不同的柴油品保持稳定的滤除功效，作为本实用新型的一种改进，所述的磁隙支架为可调节磁隙支架，以此调整圆盘状强磁体之间的磁隙；所述的可调节磁隙支架为套环，套环的上部和中部具有若干大小相等的豁口，套环的中部带有一圈向外延伸的凸沿，套环的下部上端还带有一圈向内延伸的内沿；其中，套环的上部和中部的内径相等，套环上部的外径与套环下部的内径相等，套环下部内沿的内径与套环上部和中部的内径相等，以及套环下部内沿以下的高度与套环上部的高度相同，并且凸沿的外径应不小于套环下部的外径。

所述的豁口的数量为四个。另外可调节磁隙支架采用ABS塑料制成。

更具体地，所述相邻两圆盘状强磁体之间的中心输油管上的油液进口每层设置有4个，等距分布在中心输油管的外表面上。

与现有技术相比本实用新型有益效果：在6600kw“和谐号”机车柴油发动机HXN3.HXN5系列上使用本实用新型的环保型铁路机车柴油净化滤清器，可更加彻底地将大于70μm颗粒杂质去除，再经过强磁铁磁物质净化层吸附铁磁结晶杂质。不仅能够滤除大于70的颗粒各种杂质，还可滤除纳米级的铁磁微结晶杂质，使大于70μm的各种不同属性的颗粒杂质和纳米级的铁磁结晶杂质在进入柴油发动机进行净化；确保柴油更加洁净，净化后的柴油得到充分燃烧，可节约能源，既提高动力又降低机械磨损，降低气态污染和颗粒污染，使柴油发动机尾气排放达到国家规定的环保标准。

附图说明

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1是本实用新型环保型铁路机车柴油净化滤清器的结构示意图。

图2是本实用新型环保型铁路机车柴油净化滤清器的结构示意图。

图3是本实用新型环保型铁路机车柴油净化滤清器的结构示意图。

图4是本实用新型环保型铁路机车柴油净化滤清器磁隙支架的俯视图。

图5是图4的A-A剖视图。

图中，1为出油口、2为第一滤清器、3为滤清器外壳、4为第二滤清器、5为进油口、6为薄铁前托盘、7为薄铁螺旋加强网、8为第一折叠纸滤层、9为多孔保护层、10为可折叠拉手无孔封闭后托盘、11为圆盘状强磁体、12为磁隙支架、13为油液进口、14为中心输油管、15为第二折叠纸滤层、16为套环、17为凸沿、18为内沿、19为豁口、20为插入式接嘴。

具体实施方式

如图1-3所示，本实用新型包括滤清器外壳3，滤清器外壳3一端设置有进油口5，另一端设置有出油口1；在滤清器外壳3内设置有首尾相接的结构相同的第一滤清器2（为图示中的下侧的滤清器）和第二滤清器4（为图示中的上侧的滤清器），所述的第一滤清器2呈圆柱体状，第一滤清器2的两端分别设置有薄铁前托盘6（位于图2示第一滤清器2的右侧）和可折叠拉手无孔封闭后托盘10（位于图2示第一滤清器的2左侧），薄铁前托盘6的作用是将第一折叠纸滤层8和第二折叠纸滤层15的右端及第二折叠纸滤层15与中心输油管14之间的空间封堵，而可折叠拉手无孔封闭后托盘10不仅是具有前述的封堵作用，而且后托盘上面设置的拉手为可折叠拉手（见图2第一滤清器2左端）方便操作者在更换或检修滤芯部件时的推拉。中心输油管14设置在第一滤清器2的中央，环绕中心输油管14由外至内依次设置有多孔保护层9（采用青壳纸冲孔制成）、第一折叠纸滤层8和第二折叠纸滤层15，在第一折叠纸滤层8和第二折叠纸滤层15之间还设置有薄铁螺旋加强网7（是指加强网是利用薄铁片螺旋缠绕，焊接而成）；在所述的第二折叠纸滤层15与中心输油管14之间还设置有强磁净化滤清组件，所述的强磁净化滤清组件由从上至下沿中心输油管14设置的、相邻之间等距的圆盘状强磁体11构成的；两相邻圆盘状强磁体11之间设置有磁隙支架12，以及在相邻两圆盘状强磁体11之间的中心输油管14上设置有油液进口13。

第一滤清器2可以与第二滤清器4的不同是：可以在第一滤清器2的中心输油管14右端与滤清器外壳3右侧的出油口1的连接处设置密封胶圈；以及，也可以在第一滤清器2的中心输油管14左端与第二滤清器4中心输油管14的连接处设置密封胶圈。第二滤清器4可以与第一滤清器2的不同是：在第二滤清器4的中心输油管14的右端可以设置一个插入式接嘴20，该插入式接嘴20可将两滤清器的中心输油管14更好地进行连接。另外，出油口1也可以是插入式接嘴20，因此第一滤清器2的中心输油管14两端略粗，可以不用设置磁隙支架12及圆盘状强磁体11。从图1中可见，第一滤清器2的圆盘状强磁体11数量为11片，而第二滤清器4的圆盘状强磁体11数量为17片。

如图4和图5所示，可调节磁隙支架12为一个一体成型的套环16，套环16的上部和中部的轴向上具有若干大小相等的豁口19，套环16的中部带有一圈向外延伸的凸沿17，套环16的下部上端还带有一圈向内延伸的内沿18；其中，套环16的上部和中部的内径相等，套环16上部的外径与套环16下部的内径相等，套环16下部内沿18的内径与套环16上部和中部的内径相等，以及套环16下部内沿18以下的高度与套环16上部的高度相同，并且凸沿17的外径应不小于套环16下部的外径。将套环16上下依次套在中心输油管14上，使所有套环16的豁口19上下保持竖向上一致，因此相邻两套环16凸沿17之间的距离即为圆盘状强磁体11的厚度，并将圆盘状强磁体11夹持。

根据柴油发动机的功率以及柴油油品的不同，可相应调整可调节磁隙支架12的统一具体尺寸，进而决定圆盘状强磁体11的数量。以附图1-5为例，第一滤清器2的圆盘状强磁体11数量为11片，而第二滤清器4的圆盘状强磁体11数量为17片，豁口19的数量为4个。

下面结合附图说明本实用新型的工作过程及原理。

使用时，柴油从进油口5进入滤清器外壳3内，由于第一滤清器2的右端与滤清器外壳3右端的弧形内壁之间相互密封，而第二滤清器4的左端与滤清器外壳3左端的弧形内壁之间留有间隙，在2mpa压强下柴油通过第一折叠纸滤层8，再通过薄铁螺旋加强网7层，再进入第二折叠纸滤层15，去除大于70μm的颗粒杂质后，载有纳米级铁磁结晶杂质的柴油通过强磁净化滤清组件，柴油中的铁磁结晶杂质被圆盘状强磁体11吸附住，达到对铁磁结晶杂质的净化滤清功能，再将净化后的柴油经出油口1输送给发动机。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.环保型铁路机车柴油净化滤清器，包括滤清器外壳（3），滤清器外壳（3）一端设置有进油口（5），另一端设置有出油口（1）；在滤清器外壳（3）内设置有首尾相接的结构相同的第一滤清器（2）和第二滤清器（4），所述的第一滤清器（2）呈圆柱体状，第一滤清器（2）的两端分别设置有薄铁前托盘（6）和可折叠拉手无孔封闭后托盘（10），中心输油管（14）设置在第一滤清器（2）的中央，环绕中心输油管（14）由外至内依次设置有多孔保护层（9）、第一折叠纸滤层（8）和第二折叠纸滤层（15），在第一折叠纸滤层（8）和第二折叠纸滤层（15）之间还设置有薄铁螺旋加强网（7）；其特征在于：

在所述的第二折叠纸滤层（15）与中心输油管（14）之间还设置有强磁净化滤清组件，所述的强磁净化滤清组件由从上至下沿中心输油管（14）设置的、相邻之间等距的圆盘状强磁体（11）构成的；两相邻圆盘状强磁体（11）之间设置有磁隙支架（12），以及在相邻两圆盘状强磁体（11）之间的中心输油管（14）上设置有油液进口（13）。

2.如权利要求1所述的环保型铁路机车柴油净化滤清器，其特征在于：所述的圆盘状强磁（11）体采用恒磁Y30。

3.如权利要求2所述的环保型铁路机车柴油净化滤清器，其特征在于：所述的磁隙支架（12）为可调节磁隙支架，所述的可调节磁隙支架为套环（16），套环（16）的上部和中部具有若干大小相等的豁口（19），套环（16）的中部带有一圈向外延伸的凸沿（17），套环（16）的下部上端还带有一圈向内延伸的内沿（18）；其中，套环（16）的上部和中部的内径相等，套环（16）上部的外径与套环（16）下部的内径相等，套环（16）下部内沿的内径与套环（16）上部和中部的内径相等，以及套环（16）下部内沿以下的高度与套环（16）上部的高度相同，并且凸沿（17）的外径应不小于套环（16）下部的外径。

4.如权利要求3所述的环保型铁路机车柴油净化滤清器，其特征在于：所述的可调节磁隙支架采用ABS塑料制成。

5.如权利要求4所述的环保型铁路机车柴油净化滤清器，其特征在于：在第一滤清器（2）的中心输油管（14）右端与滤清器外壳（3）右侧的出油口（1）的连接处设置密封胶圈；以及，在第一滤清器（2）的中心输油管（14）左端与第二滤清器（4）中心输油管（14）的连接处设置密封胶圈。

6.如权利要求5所述的环保型铁路机车柴油净化滤清器，其特征在于：在第二滤清器（4）的中心输油管（14）的右端设置一个插入式接嘴（20）；出油口（1）也是插入式接嘴（20）。

7.如权利要求6所述的环保型铁路机车柴油净化滤清器，其特征在于：第一滤清器（2）的圆盘状强磁体（11）数量为11片，而第二滤清器（4）的圆盘状强磁体（11）数量为17片，豁口（19）的数量为4个。

8.如权利要求7所述的环保型铁路机车柴油净化滤清器，其特征在于：所述相邻两圆盘状强磁体（11）之间的中心输油管（14）上的油液进口（13）每层设置有4个，等距分布在中心输油管（14）的外表面上。