CN207470264U - 坦克中修尾气净化车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了坦克中修尾气净化车，包括集气助燃装置、多级水循环净化装置、水循环装置、抽气装置、洗气滤清装置和移动车体，所述水循环装置包括循环水泵和循环水箱，多级水循环净化装置、水循环装置、抽气装置和洗气滤清装置分别用支架和螺栓固定在移动车体上。本实用新型主要对坦克排出尾气进行净化，排出尾气经过该装置后可以除去未充分燃烧的柴油、灰尘、碳、氮的氧化物以及形成的各种颗粒。

Description

坦克中修尾气净化车

技术领域

本实用新型涉及一种净化车，具体是坦克中修尾气净化车。

背景技术

坦克中修过程中，在履带安装、原地试车等多个阶段，需要在维修车间内对坦克进行原地发动，坦克发动机将产生大量尾气，使车间能见度降至几乎为零，尾气排放时间总计约有半个小时，工作时间长，产生废气多，燃烧形成颗粒型烟雾，弥散在空气中不易散去，严重污染了车间环境，严重影响了人员的操作和观摩，容易引发安全事故。同时尾气中大量的颗粒、氮氧化物、一氧化碳等成分由呼吸道吸入肺部后，将对人员身体产生较大危害，严重影响操作人员及学员的健康，解决尾气问题迫在眉睫。

现有的装置尾气处理的对象都是普通商用车的柴油机尾气，排量以及成分与坦克发动机所排尾气不同，处理效果打折扣；处理装置设计复杂，且制造使用成本高，不符合节能减排的理念。因此，本实用新型以“绿色教育”为背景，旨在研制出一种用于净化坦克中修尾气的新型尾气净化装置，能够满足坦克中修的实际情况和要求，有效净化坦克尾气，降低有害物浓度，保障课程的高效、安全和健康开展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供坦克中修尾气净化车，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

坦克中修尾气净化车，包括集气助燃装置、多级水循环净化装置、水循环装置、抽气装置、洗气滤清装置和移动车体，所述水循环装置包括循环水泵和循环水箱，所述多级水循环净化装置、水循环装置、抽气装置和洗气滤清装置分别用支架和螺栓固定在移动车体上。

作为本实用新型进一步的方案：所述多级水循环净化装置、水循环装置、抽气装置和洗气滤清装置之间采用高温橡胶管连接，接口处涂有石蜡进行密封，其中橡胶管直径为7cm。

作为本实用新型进一步的方案：所述集气助燃装置和多级水循环净化装置采用的是耐高温的刚性材料；洗气滤清装置采用的是耐高温、抗氧化的新型聚合塑料；移动车体采用的是硬度高、抗氧化性好的不锈钢材料。

作为本实用新型进一步的方案：所述集气助燃装置的第一进气口处呈喇叭状，第一进气口连接坦克尾气出口上，所述集气助燃装置的中部为微微鼓起的燃烧腔，所述集气助燃装置的左端为冷却管，冷却管采用圆筒形，冷却管的左端连接多级水循环净化装置。

作为本实用新型进一步的方案：所述集气助燃装置的总长度为100cm，冷却管直径为14cm，燃烧腔的腔体直径为20cm，颈口直径为12cm。

作为本实用新型进一步的方案：所述多级水循环净化装置呈“梭子”型，两头细中间粗，多级水循环净化装置的上端为排气口，排气口连接抽气装置，多级水循环净化装置的底部为水回收口，多级水循环净化装置的侧面下部设有第二进气口，所述多级水循环净化装置的内侧从上到下依次设有第三级净化装置、第二级净化装置和第一级净化装置，所述多级水循环净化装置的内侧还设有扰流柱，所述多级水循环净化装置的高度为120cm，中间直径为60cm。

作为本实用新型进一步的方案：所述多级水循环净化装置外侧的分级喷水装置包括进水管，进水管上安装有三个水阀。

作为本实用新型进一步的方案：所述循环水箱的容积为90L。

作为本实用新型进一步的方案：所述循环水泵型号为HQB-2200，额定流量为0.53L/s，功率为40w。

作为本实用新型进一步的方案：所述洗气滤清装置的上端为球形干燥装置，洗气滤清装置内侧下部为碱性溶液池，洗气滤清装置上还分别设有第三进气口和洗气口，洗气口的侧壁开有排气孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：设计的坦克中修尾气净化车主要对坦克排出尾气进行净化，排出尾气经过该装置后可以除去未充分燃烧的柴油、灰尘、碳、氮的氧化物以及形成的各种颗粒；

1）设计简单实用，整个装置重量、体积适中，操作简单；

2）多级水循环净化装置实现了水的循环使用，且水通过喷雾的形式与废气接触，净化效率高、效果好；

3）除尘除烟效果好，该装置通过紊流作用可以较好的去除尾气中的灰尘和颗粒物，提高排出气体的纯净度；

4）抽气机构耗电小、耗能小，可及时抽出净化装置中处理后的气体，并送入洗气装置，确保气体的顺利排出；

5）所有洗气装置都安装在移动车体上，移动方便，处理效率高。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型中集气助燃装置的结构示意图。

图3为本实用新型中多级水循环净化装置的结构示意图。

图4为本实用新型中洗气滤清装置的结构示意图。

图5为本实用新型中的多级水循环示意图。

图6为本实用新型中的整车气体循环示意图。

图7为本实用新型中的碱液容积与过滤性能关系示意图。

图中：1-多级水循环净化装置，2-循环水箱，3-移动车体，4-循环水泵，5-洗气滤清装置，6-抽气装置，7-冷却管，8-燃烧腔，9-第一进气口，10-排气口，11-扰流柱，12-水回收口，13-第二进气口，14-第一级净化装置，15-第二级净化装置，16-第三级净化装置，17-干燥装置，18-第三进气口，19-洗气口，20-碱性溶液池。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～7，本实用新型实施例中，坦克中修尾气净化车，包括集气助燃装置、多级水循环净化装置1、水循环装置、抽气装置6、洗气滤清装置5和移动车体3，所述水循环装置包括循环水泵4和循环水箱2，所述多级水循环净化装置1、水循环装置、抽气装置6和洗气滤清装置5分别用支架和螺栓固定在移动车体3上，且多级水循环净化装置1、水循环装置、抽气装置6和洗气滤清装置5之间采用高温橡胶管连接，接口处涂有石蜡进行密封，其中橡胶管直径为7cm，所述集气助燃装置和多级水循环净化装置1采用的是耐高温的刚性材料，洗气滤清装置5采用的是耐高温、抗氧化的新型聚合塑料，可以提高装置的耐用性，移动车体3采用的是硬度高、抗氧化性好的不锈钢材料。

尾气处理系统主要由集气助燃装置、净化过滤锅和洗气装置三部分组成。通过将排气口处尾气通过排气管连接至集气助燃装置的尾气入口，而后通过气体进入净化过滤锅进行净化，除去尾气中大部分有毒有害气体。气体经过抽气机构进入洗气机构进一步提高尾气纯净度并干燥，最后将无毒无害气体排出。柴油机的主要排放物主要包括气体排放物，如CO、CO₂、NO、NO₂和颗粒排放物，包括碳和碳氢化合物，CO和碳氢化合物的去除，主要在集气机构的燃烧室中进行，通过吸入氧气，使未充分燃烧的气体及颗粒进一步燃烧。NO和NOx的去除，主要通过尾气在净化过滤锅中水雾的充分反应以及过滤网的吸附作用。CO₂以及多余水分的去除，主要通过洗气装置和干燥装置。洗气装置中的碱液可以吸收大部分CO₂，气体通过干燥装置得到进一步干燥。

尾气经过排气管进入集气助燃装置，集气助燃装置能够进入足够的空气使未充分燃烧的气体和颗粒进一步燃烧，而后气体进入净化过滤锅，并在这里进行主要的净化处理。在三级水喷雾以及两层过滤网的作用下，气体中的大部分灰尘、颗粒以及氮氧化合物得以去除。经过净化的气体在抽气装置6的作用下进入洗气装置，大部分CO₂以及部分残余颗粒物得以去除，最后经过干燥装置排出。经过以上装置的净化作用，气体中的有毒有害物质得以去除，排出的气体对人体基本无害，同时也减少了对环境的污染。

本实施例中，坦克发动机工作时，气缸会进行剧烈的燃烧和爆炸，很多时候排气口会有火焰排出。为了充分收集尾气，并让部分颗粒以及有毒气体借助排出的火焰进一步燃烧，同时也避免高温气体损坏净化过滤锅，我们设计了集气助燃装置，所述集气助燃装置的第一进气口9处呈喇叭状，第一进气口9连接坦克尾气出口上，根据流体力学理论，可以使外界空气在压强差的作用下，进入集气装置，增强助燃效果，所述集气助燃装置的中部为微微鼓起的燃烧腔8，为部分气体及颗粒的燃烧提供充足的空间，所述集气助燃装置的左端为冷却管7，冷却管7采用圆筒形，冷却管7的外侧会洒水，冷却管7的左端连接多级水循环净化装置1，使燃烧后尾气的热量通过管壁传导辐射到空气中，有利于下一步尾气的净化处理；具体的，所述集气助燃装置的总长度为100cm，冷却管7直径为14cm，燃烧腔8的腔体直径为20cm，颈口直径为12cm，管道中部直径稍大，一方面提供了尾气进一步与空气接触、反应的空间，另一方面也在尾气出口和多级水循环净化装置1之间起到缓冲作用。

本实施例中，所述多级水循环净化装置1呈“梭子”型，两头细中间粗，多级水循环净化装置1的上端为排气口10，排气口10连接抽气装置6，多级水循环净化装置1的底部为水回收口12，多级水循环净化装置1的侧面下部设有第二进气口13，所述多级水循环净化装置1的内侧从上到下依次设有第三级净化装置16、第二级净化装置15和第一级净化装置14，所述多级水循环净化装置1的内侧还设有扰流柱11；从集气助燃装置出来的气体，从多级水循环净化装置1的侧面第二进气口13通入，进气方向与多级水循环净化装置1的内壁相切，在内壁扰流柱11的作用下，形成螺旋气体通道，形成紊流，延长了气体停留的时间，增长了尾气与水接触反应的时间，使废气中的碳颗粒及可溶性气体成分充分与容器内喷洒的水接触并反应，达到滤清效果；过滤水经底部的收集过滤装置净化后导入循环水箱2，经由循环水泵4抽取，再次喷洒在容器内，实现水资源循环利用；所述多级水循环净化装置1外侧的分级喷水装置包括进水管，进水管上安装有三个水阀，可以调节三级喷水管的喷水量，默认为第三级到第一级水量逐级增加，确保净化尾气的良好效果。

该多级水循环净化装置1是对尾气进行净化的重要环节，对主要的颗粒物采用喷雾的方式进行沉降，而且喷雾产生的水还可以吸收一些水溶性气体，装置呈“梭子”型，两头细中间粗，目的是为净化尾气提供足够的空间，上端细口为出气口，连接抽气装置6，下端是液体回收口12，把吸附颗粒物和有害气体的水，通过过滤网，排除到下侧的水箱中，使喷雾的水能够循环利用。

此外，利用SolidWorks软件对多级水循环净化装置进行了三维模型的建立，并用ANSYS-Fluent软件对此装置内部流场分布进行了仿真计算。通过仿真结果对该装置的结构和尺寸进行了优化，最终确定该多级水循环净化装置1的高度为120cm，中间直径为60cm，分三层过滤。通过仿真结果可以得到：从整体上看，内部流场分布达到预期的效果；扰流柱11周围流体呈紊流状态，可以提高尾气和水的接触面积，进而提高净化效果；此装置内部流速较小，尾气滞留时间长，可以使尾气中的污染物更多地被水吸收；此装置出口速度较大，可以充分利用尾气的能量将处理过的尾气压入洗气滤清装置中。

本实施例中，所述循环水泵4的作用是将循环水箱2的水运送到多级水循环净化装置1中，尾气的产生都是燃油燃烧的结果，坦克额定功率燃油消耗率为234g/kw•h，尾气的平均质量流量为0.7kg/s，参考相关文献，用五倍燃油的水量可以满足对尾气的处理，经过计算，最终确定循环水箱2的容积为90L。按照设计要求，为了到达较好的净化效果，尾气需在多级水循环净化装置1中滞留约2秒，处理这些尾气需要的水量为0.90L，所以循环水泵4提供的流量至少为0.45L/s，选择水泵型号HQB-2200，额定流量为0.53L/s，功率为40w，能够满足供水要求。

本实施例中，所述抽气装置6将经多级水循环净化装置1处理的气体抽出，送入洗气滤清装置5，由于坦克尾气排放速度快，排放量较大，如果在整个净化流程中速度太慢，就会导致尾气在装置中的拥堵现象。因此，抽气装置作6为净化装置的中间环节，起着连接上下两个流程、提供气体流通动力的作用。为使坦克尾气能够及时进入本设计的净化系统，从而避免堵塞，抽气装置6提供的气体流量应不小于坦克尾气排放的流量。根据相关实验数据得到，尾气的流量为0.7m₃/s，因此排气装置提供的气体流量不小于0.7m₃/s。考虑到性价比，本装置采用单相交流电机，额定电压220v，额定转速2800r/min，所能提供额定流量为0.83m₃/s，功率为370w，可以满足本次设计需要的条件。

本实施例中，所述洗气滤清装置5的上端为球形干燥装置17，洗气滤清装置5内侧下部为碱性溶液池20，洗气滤清装置5上还分别设有第三进气口18和洗气口19，将抽出气体从进气口通入碱性溶液池20中，可除去净化过程中残留着可溶酸性气体，最后气体通过球形干燥装置17处理后可直接排出。其中，洗气口19的侧壁开有排气孔，可以使气体快速的与溶液接触，加快了气体排出速度，加快了气体与溶液的反应速度，提高了洗气效果。反应后的气体含有大量水分，通过装有生石灰的球形干燥装置17，可得到充分干燥。

碱性溶液对废气中PM10及以上颗粒物有较强的过滤效果。此装置的设计要求是能够在中修时满足一个连同时使用，即至少要能够处理3台坦克所排的尾气量，参考相关文献，确定碱性溶液池20的容积为5L，随着溶液中烟尘含量的增加，过滤效果将逐渐下降，超过3台后，溶液性能逐渐丧失，应更换碱液，通过碱性溶液过滤，尾气中固体颗粒物的吸收率达到90%，酸性气体SO₂的中和率达到99%，NO_X的吸收率达到55%。

该坦克中修尾气净化车，主要用于在坦克中修过程中，履带安装以及原地试车时，净化发动坦克所产生的大量废气，一方面减轻废气对空气环境的污染，另一方面为坦克修理人员和观摩学习人员提供良好的修理环境和学习环境，提高坦克修理质量和教学质量。通过集气装置集中收集坦克排气管排出的废气，通过多级水循环净化装置1进行首次净化，可去除绝大部分的废气颗粒、油污以及酸性气体，经抽气装置6将首次净化过的气体加压送入洗气滤清装置5进行第二次净化，通过碱性溶剂和干燥装置17进一步净化未处理掉的颗粒和酸性气体，最后气体达到可直接排入空气中的标准。

使用之前检查装置的密闭性是否良好，使用时连接好净化装置各部件，用推车推到坦克或其他装甲车辆尾气排气口处，让集气罩对准加温器排气口。断开抽气装置6和洗气滤清装置5连接处，打开抽气装置6和多级水循环净化装置1电源，让系统运行一段时间，检验水循环部分和抽气部分是否有堵塞现象，确认无不良状况后连接洗气滤清装置5。各项检测完毕后，启动发动机，开始工作。

整套中修尾气净装置要定期清洗，将各部用料清理干净，装置清洗并晾干。在保管时，可将装置的四个部分与车体拆离，分部保管和清理。若长时间不使用，在入库保管前需将装置拆解并清洗干净。对于多级水循环净化装置5，要排净循环废水并清理水箱中颗粒残渣和油渍，并清洗干净晾干，防止残留酸性液体对箱体腐蚀破坏。对于抽气与抽水装置，要将其转动部分和气管清理干净，防止多次使用造成堵塞状况。对于洗气滤清装置5，需把碱性溶剂排净并清洗干净，干燥装置内清空，防止碱性溶剂或干燥剂对装置造成腐蚀损坏。

该装置主要用于净化坦克在中修过程中所产生的尾气，以达到减轻尾气污染的目的。集气助燃装置主要用于尾气收集，通过“喇叭形”进气口增加尾气收集率；多级水循环净化装置中通过水的三级喷雾滤清作用，以及扰流柱的紊流作用，可以吸收尾气中的硫化物、氮化物、碳化物等酸性气体，去除油污及大颗粒粉尘，以达到滤清75%—80%的效果；将抽气装置抽出的气体导入到洗气装置的碱液中，进一步去除气体中的CO₂以及残留的酸性物质，以达到滤清80%-90%的效果。最后气体通过干燥装置排出，减少排出的水分。根据设计的仿真结果及预期，经过整套净化装置后气体呈现无色，除去了柴油燃烧产生的黑烟，并且除去了刺激性气味，达到了除去尾气中黑烟的实验设想。

在柴油机不充分燃烧所产生的黑烟中，主要成分为PM2.5与PM10，均能被该装置吸收。净化方面，净化装置主要通过水对尾气中的酸性气体进行吸收，如：CO₂、NO、NO₂、SO₃、SO₂等，滤清率可到百分之八十；洗气装置主要由碱液和干燥剂组成，其中碱液对酸性物质的吸收率接近百分之百，对CO₂的吸收率达到百分之九十五以上。干燥剂则是对尾气进行最后一层的过滤及干燥，进一步除去在洗气阶段未滤清的气体以及多余的水分，最终确保排出气体无色无味。

和平年代，随着环保理念的深入人心，各部队在加紧战斗力生成的同时也更加重视以人为本的科学发展理念。本设计能够解决学员中修过程中的坦克尾气污染问题，实现“绿色中修”。本产品构造简单、操作方便、高度集成、移动迅速，做到“即插即用”，不对部队训练安排产生任何影响，具有很强的实用性和可操作性。解决了因尾气带来的环境污染、操作不便、安全隐患以及人员不适等问题，提高了工作效率。因此，坦克中修尾气净化车将拥有广阔的发展前景。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.坦克中修尾气净化车，其特征在于，包括集气助燃装置、多级水循环净化装置、水循环装置、抽气装置、洗气滤清装置和移动车体，所述水循环装置包括循环水泵和循环水箱，所述多级水循环净化装置、水循环装置、抽气装置和洗气滤清装置分别用支架和螺栓固定在移动车体上；所述多级水循环净化装置、水循环装置、抽气装置和洗气滤清装置之间采用高温橡胶管连接，接口处涂有石蜡进行密封；所述集气助燃装置的左端为冷却管，冷却管的左端连接多级水循环净化装置；所述多级水循环净化装置的上端为排气口，排气口连接抽气装置，多级水循环净化装置的底部为水回收口，多级水循环净化装置的侧面下部设有第二进气口。

2.根据权利要求1所述的坦克中修尾气净化车，其特征在于，所述橡胶管直径为7cm。

3.根据权利要求1或2所述的坦克中修尾气净化车，其特征在于，所述集气助燃装置和多级水循环净化装置采用的是耐高温的刚性材料；洗气滤清装置采用的是耐高温、抗氧化的新型聚合塑料；移动车体采用的是硬度高、抗氧化性好的不锈钢材料。

4.根据权利要求3所述的坦克中修尾气净化车，其特征在于，所述集气助燃装置的第一进气口处呈喇叭状，第一进气口连接坦克尾气出口上，所述集气助燃装置的中部为微微鼓起的燃烧腔，所述冷却管采用圆筒形。

5.根据权利要求4所述的坦克中修尾气净化车，其特征在于，所述集气助燃装置的总长度为100cm，冷却管直径为14cm，燃烧腔的腔体直径为20cm，颈口直径为12cm。

6.根据权利要求1所述的坦克中修尾气净化车，其特征在于，所述多级水循环净化装置呈“梭子”型，两头细中间粗，所述多级水循环净化装置的内侧从上到下依次设有第三级净化装置、第二级净化装置和第一级净化装置，所述多级水循环净化装置的内侧还设有扰流柱，所述多级水循环净化装置的高度为120cm，中间直径为60cm。

7.根据权利要求1或6所述的坦克中修尾气净化车，其特征在于，所述多级水循环净化装置外侧的分级喷水装置包括进水管，进水管上安装有三个水阀。

8.根据权利要求1所述的坦克中修尾气净化车，其特征在于，所述循环水箱的容积为90L。

9.根据权利要求1所述的坦克中修尾气净化车，其特征在于，所述循环水泵型号为HQB-2200，额定流量为0.53L/s，功率为40w。

10.根据权利要求1所述的坦克中修尾气净化车，其特征在于，所述洗气滤清装置的上端为球形干燥装置，洗气滤清装置内侧下部为碱性溶液池，洗气滤清装置上还分别设有第三进气口和洗气口，洗气口的侧壁开有排气孔。