CN208075915U - 一种气体处理测量系统及气体处理催化箱、箱体 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气体处理测量系统及气体处理催化箱、箱体。气体处理测量系统包括气体处理催化箱，所述气体处理催化箱包括箱体和设置在箱体内的催化剂载体，所述箱体包括气体处理段和与气体处理段转动配合的气体检测段，所述催化剂载体位于气体处理段内，气体检测段连接有用于采集气体信息的气体信息采集装置。气体处理段和气体检测段转动配合，通过两者的相对转动，可以使气体检测段连接的气体信息采集装置测量气体处理段不同周向位置处的数据，从而实现对气体处理段试验数据在周向方向的连续测量，使试验结果更加准确。

Description

一种气体处理测量系统及气体处理催化箱、箱体

技术领域

本实用新型涉及一种气体处理测量系统及气体处理催化箱、箱体。

背景技术

燃油发动机作为一种主要动力装置，被广泛应用于交通运输、能源动力和农用机械等重要领域。燃油发动机在实际使用过程中，其尾气中含有多种污染物，例如一氧化碳、氮氧化物等，目前一般采用后处理箱对燃油发动机的尾气进行处理，后处理箱中一般采用DOC（氧化催化转换器）消除尾气中的一氧化碳，采用SCR(选择性催化还原转换器)消除尾气中的氮氧化物。SCR消除氮氧化物的原理是：在SCR中加入雾化分解的尿素溶液，尿素溶液在分解后形成氨气，氨气在SCR中再与尾气中NOx反应，生成无污染的氮气和水，实现对尾气中氮氧化物的净化,在这个过程中，SCR内NH₃的浓度和温度分布的均匀性是影响NOx转化效率的主要因素，同时，DOC也会对SCR的转化效率产生影响。

为了测量各因素对SCR转化效率的影响程度，一般设置后处理测试系统进行测量，但是在测试时，SCR内NH₃的浓度和温度分布不易测量，一些研究者对SCR内一个测点或多个固定测点进行测量，但受限于测点位置的选取，所得结果与真实相比存在一定误差。一些研究者采用数值模拟的方法，但是，由于采用数值模拟方法时所考虑的边界条件及影响因素与实验有一定偏差，并且数值模拟只能反应一种趋势，不能代表真实的反应，导致其计算结果与实验相比偏差较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能连续测量气体参数的气体处理测量系统；本实用新型的目的还在于提供一种上述气体处理测量系统中使用的气体处理催化箱、气体处理催化箱箱体。

为实现上述目的，本实用新型一种气体处理测量系统的技术方案是：一种气体处理测量系统，包括气体处理催化箱，所述气体处理催化箱包括箱体和设置在箱体内的催化剂载体，所述箱体包括气体处理段和与气体处理段转动配合的气体检测段，所述催化剂载体位于气体处理段内，气体检测段连接有用于采集气体信息的气体信息采集装置。

气体处理段和气体检测段转动配合，通过两者的相对转动，可以使气体检测段连接的气体信息采集装置测量气体处理段不同周向位置处的数据，从而实现对气体处理段试验数据在周向方向的连续测量，使试验结果更加准确。

所述气体检测段有至少两个。

多个气体检测段中至少一个位于气体处理段的前侧，至少一个位于气体处理段的后侧。

各气体检测段所对应的气体信息采集装置中至少一个为用于采集气体温度的温度采集装置。

各气体检测段所对应的气体信息采集装置中至少一个为用于采集气体成分的成分采集装置。

所述气体信息采集装置包括设置在气体检测段上的采集部件，所述采集部件沿气体检测段内外方向活动装配在气体检测段上。所述采集部件可沿气体检测段径向移动，实现对气体处理段试验数据在径向方向的连续测量，结合气体检测段和气体处理段在周向方向的相对转动，通过径向和周向两个方向的调节，实现对数据采集截面上各个位置的数据采集，从而准确的测得气体各个点的实验数据，进一步增加了试验结果的准确性。

所述气体检测段上设有贯通气体检测段侧壁的螺纹孔，所述采集部件螺旋装配在螺纹孔内以沿气体检测段内外方向旋进或旋出。

所述采集部件上与所述螺纹孔螺纹配合的螺纹配合部和用于采集气体的采集部可拆连接。

所述气体处理段与气体检测段之间通过推力轴承连接。

所述推力轴承的前端圈和后端圈之间设有保持架，保持架与前、后端圈之间设有密封圈。

所述气体处理段为用于处理气体中NO_X的SCR段。

所述气体处理段和气体检测段共同构成气体检测单元，所述气体检测单元的前侧设有用于处理气体中CO的DOC段和用于混合气体的混合器段，DOC段、混合器段以及气体检测单元之间可拆连接。

为实现上述目的，本实用新型一种气体处理催化箱的技术方案是：一种气体处理催化箱，包括箱体和设置在箱体内的催化剂载体，所述箱体包括气体处理段和与气体处理段转动配合的气体检测段，所述催化剂载体位于气体处理段内，所述气体检测段上设有用于连接气体信息采集装置的连接结构。

气体处理段和气体检测段转动配合，通过两者的相对转动，可以使气体检测段连接的气体信息采集装置测量气体处理段不同周向位置处的数据，从而实现对气体处理段试验数据在周向方向的连续测量，使试验结果更加准确。

所述气体检测段有至少两个。

多个气体检测段中至少一个位于气体处理段的前侧，至少一个位于气体处理段的后侧。

所述气体处理段与气体检测段之间通过推力轴承连接。

所述推力轴承的前端圈和后端圈之间设有保持架，保持架与前、后端圈之间设有密封圈。

所述气体处理段为用于处理气体中NOX的SCR段。

所述气体处理段和气体检测段共同构成气体检测单元，所述气体检测单元的前侧设有用于处理气体中CO的DOC段和用于混合气体的混合器段，DOC段、混合器段以及气体检测单元之间可拆连接。

为实现上述目的，本实用新型一种气体处理催化箱箱体的技术方案是：一种气体处理催化箱箱体，包括转动配合的气体处理段和气体检测段，气体检测段上设置有用于与气体信息采集装置连接的连接结构。

气体处理段和气体检测段转动配合，通过两者的相对转动，可以使气体检测段连接的气体信息采集装置测量气体处理段不同周向位置处的数据，从而实现对气体处理段试验数据在周向方向的连续测量，使试验结果更加准确。

所述气体检测段有至少两个。

多个气体检测段中至少一个位于气体处理段的前侧，至少一个位于气体处理段的后侧。

所述气体处理段与气体检测段之间通过推力轴承连接。

所述推力轴承的前端圈和后端圈之间设有保持架，保持架与前、后端圈之间设有密封圈。

所述气体处理段为用于处理气体中NOX的SCR段。

所述气体处理段和气体检测段共同构成气体检测单元，所述气体检测单元的前侧设有用于处理气体中CO的DOC段和用于混合气体的混合器段，DOC段、混合器段以及气体检测单元之间可拆连接。

附图说明

图1为本实用新型气体处理测量系统最优实施方式中气体处理催化箱的结构图；

图2为图1中气体检测段处的结构图；

图3为图2中推力轴承的结构图；

图4为本实用新型气体处理测量系统最优实施方式中采集部件与温度检测装置连接时的示意图；

图5为本实用新型气体处理测量系统最优实施方式中采集部件与气体检测装置连接时的示意图；

图中：1、排气管段；2、渐扩管段；3、快装头；4、DOC段；5、混合器段；6、前侧气体检测段；7、SCR段；8、后侧气体检测段；9、催化箱末端段；10、出气口段；11、连接段；12、推力轴承；121、端圈；122、滚珠；123、保持架；124、密封圈；13、预制螺母；14、采集部件；141、螺纹配合部；142、热电偶；143、集气管；15、温度采集仪；16、计算机；17、采集线束；18、气体采集盒；19、气体分析仪；20、气管；21、检测装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的气体处理测量系统的实施例1，包括气体处理催化箱，所述气体处理催化箱包括箱体和设置在箱体内的催化剂载体，所述箱体包括气体处理段和与气体处理段转动配合的气体检测段，所述催化剂载体位于气体处理段内，气体检测段连接有用于采集气体信息的气体信息采集装置。气体处理段和气体检测段转动配合，通过两者的相对转动，可以使气体检测段连接的气体信息采集装置测量气体处理段不同周向位置处的数据，从而实现对气体处理段试验数据在周向方向的连续测量，使试验结果更加准确。

在实施例1中，气体检测段的数量不限，位置不限，可以根据实际需要进行调整，例如，可以设置一个、两个或多个，气体检测段可以分别位于气体处理段的前后两侧，或者均位于气体处理段的前侧或后侧。其中，将气体检测段的数量设置为至少两个得到实施例2，将多个气体检测段中至少一个设置在气体处理段的前侧，至少一个设置在气体处理段的后侧得到实施例3。

当气体测量段的数量设置有两个以上时，与各气体检测段所对应的气体信息采集装置的种类可以相同，也可以不同，其中，将各气体检测段所对应的气体信息采集装置中至少一个设置为用于采集气体温度的温度采集装置，得到实施例4，将各气体检测段所对应的气体信息采集装置中至少一个设置为用于采集气体成分的成分采集装置，得到实施例5。

在上述所有实施例中，气体信息采集装置均包括设置在气体检测段上的采集部件以及与采集部件连接的检测装置，其中，将采集部件沿气体检测段内外方向活动装配在气体检测段上得到实施例6，当然，采集部件也可以直接固定设置在气体检测段上，此时，可以设置多个采集部件，多个采集部件的测量端沿气体检测段的径向方向间隔设置。或者，直接在一个采集部件的测量段上沿气体检测段的径向方向间隔设置多个测点等。

在实施例6中，采集部件可以通过多种方式活动装配在气体检测段上，这里，在气体检测段上设置贯通气体检测段侧壁的螺纹孔，将采集部件螺旋装配在螺纹孔内，以此只需旋转采集部件便可将采集部件沿气体检测段内外方向旋进或旋出，从而得到实施例7，当然，也可以在气体检测段上设置贯穿侧壁的通孔，采集部件沿内外方向导向装配在通孔中，同时在气体检测段上设置固定夹，在采集部件移动至设置位置后将采集部件固定即可。

当采集部件螺旋装配在气体检测段上时，采集部件包括所述螺纹孔螺纹配合的螺纹配合部和用于采集气体的采集部，此时，将螺纹配合部和采集部设置为可拆连接的两部分得到实施例8，该设置方式主要是因为采集部的尺寸大于螺纹配合部的尺寸，两者可拆连接，在使用时先将螺纹配合部螺旋装配在气体检测段上，然后将采集部从气体检测段的前端口或后端口装入气体检测段中与螺纹配合部的下端连接。当然，螺纹配合部和采集部也可以一体设置，只要将螺纹配合部和采集部的尺寸进行调整，使采集部件可以整体往气体检测段上安装即可。

在上述所有实施例中，将气体处理段与气体检测段通过推力轴承连接实现转动配合得到实施例9，当然，气体处理段和气体检测段的对接端也可以彼此套装，然后通过内外圈轴承转动配合，或者，两者之间设置转接段，气体处理段和气体检测段中至少一个与转阶段转动配合，从而实现两者的转动配合。

当气体处理段与气体检测段通过推力轴承连接时，在推力轴承的前端圈和后端圈之间设有保持架，保持架与前、后端圈之间设有密封圈，从而避免气体从推力轴承处泄露，得到实施例10。

在上述所有实施例中，将气体处理段设置为用于处理气体中NO_X的SCR段，从而用于尾气处理，得到实施例11，同时，当该气体处理测量系统用于尾气处理时，气体处理段和气体检测段共同构成气体检测单元，可以在气体检测单元的前侧设有用于处理气体中CO的DOC段和用于混合气体的混合器段，DOC段、混合器段以及气体检测单元之间可拆连接，以通过DOC段、混合器段以及气体检测单元之间的不同组合来检测不同因素对尾气处理的影响。

以上描述的关于气体处理测量系统的实施例均较为简练，主要对气体处理测量系统的关键结构进行描述，这些实施例可以单独实施或组合实施。在下文中，提供一种上述多种实施例组合后的一种最优实施方式，该最优实施方式的具体结构如图1至图5所示，包括筒状气体处理催化箱以及与气体处理催化箱连接的气体信息采集装置，所述气体处理催化箱包括箱体和设置在箱体内的催化剂载体，所述箱体包括自前向后依次设置的排气管段1、渐扩管段2、DOC段4、混合器段5、前侧气体检测段6、SCR段7、后侧气体检测段8、催化箱末端段9以及出气口段10，其中，所述催化剂载体位于SCR段7内，排气管段1和渐扩管段2构成气体处理催化箱的进气单元，催化箱末端段9和出气口段10构成气体处理催化箱的出气单元，前侧气体检测段6、SCR段7以及后侧气体检测段8构成气体处理催化箱的气体检测单元，进气单元、DOC段、混合器段、气体检测单元以及出气单元之间通过快装头3可拆连接。

在上述结构中，前后两个气体检测段的结构以及与SCR段连接的连接方式相同，以后侧气体检测段8为例，如图2所示，后侧气体检测段8与SCR段7连接的一端设置有连接段11，后侧气体检测段8与连接段11之间通过推力轴承12周向可相对转动的轴向连接，SCR段7通过与连接段11连接进而与后侧气体检测段8转动配合。所述推力轴承12包括前、后端圈121以及设置在前、后端圈121之间的滚珠122和保持架123，保持架123和前、后端圈121之间设置有密封圈124，保持架123以及密封圈124共同构成前后端圈之间的密封结构，避免尾气从前后端圈之间泄露。

前后两个气体检测段上均设有预制螺母13，预制螺母13的螺纹孔与气体检测段内腔连通，螺纹孔中螺旋装配有采集部件14，通过旋转采集部件14可以实现采集部件在气体检测段上的径向移动。所述采集部件14包括与气体检测段螺纹配合的螺纹配合部141，螺纹配合部141的上端与检测装置21连接，下端设有用于采集数据的采集部。在本实施例中，所述采集部可以是热电偶142，此时，所述检测装置21为温度检测装置，包括温度采集仪15以及与温度采集仪连接的计算机16，温度采集仪15与采集部件14和计算机16之间均通过采集线束17连接。采集部件14和温度检测装置构成温度采集装置。或者，所述采集部也可以是集气管143，此时，所述检测装置21为气体检测装置，包括气体采集盒18以及气体分析仪19，气体采集盒18与采集部件14、气体分析仪19之间均通过气管20连接。采集部件14和气体检测装置构成成分采集装置。此外，在本实施例中，因为采集部的尺寸均大于螺纹配合部的尺寸，所以，采集部和螺纹配合部之间可拆连接。

该最优实施方式中的气体处理测量系统在实际使用过程中，SCR段和气体检测段上对应设置有刻度，SCR段可在前、后两个气体检测段之间周向旋转。通过径向移动采集部件，可以改变采集部在数据测量截面上的径向位置，通过周向旋转SCR段，可以改变采集部在数据测量截面上的周向位置，通过径向和周向两个方向的调节，实现对数据采集截面上各个位置的数据采集，从而准确的测得NH₃的浓度和温度分布，使试验结果更加的准确。

气体处理测量系统的具体试验过程为：拆除DOC部分和混合器部分，只保留进气单元、检测单元以及出气单元，前侧数据采集极段和后侧气体检测段的采集部件的采集部均为热电偶，采集部件与温度检测装置连接，此时可以同时采集SCR段前后两个截面多个位置的温度，分析SCR段前后温度分布。将前侧数据采集极段和后侧气体检测段的采集部件的采集部改为集气管，采集部件与气体检测装置连接，此时可以同时采集SCR段前后两个截面多个位置的气体，分析SCR段前后截面不同位置的NOx转化效率及催化箱内氨浓度分布。

在检测单元前侧装上混合器，将前侧数据采集极段和后侧气体检测段的采集部件的采集部换为热电偶，采集部件与温度检测装置连接，此时同时采集SCR段前后两个截面多个位置的温度，分析混合器对催化箱内温度场分布的影响。再将前侧数据采集极段和后侧气体检测段的采集部件的采集部改为集气管，采集部件与气体检测装置连接，此时可以同时采集SCR段前后两个截面多个位置的气体，分析混合器对SCR尾气中NOx转化效率及催化箱内氨浓度分布的影响。

将混合器去掉，将DOC装在检测单元的前侧，将前侧数据采集极段和后侧气体检测段的采集部件的采集部换为热电偶，采集部件与温度检测装置连接，此时同时采集SCR段前后两个截面多个位置的温度，分析DOC对SCR催化剂前后截面温度场分布的影响。再将前侧数据采集极段和后侧气体检测段的采集部件的采集部改为集气管，采集部件与气体检测装置连接，此时可以同时采集SCR段前后两个截面多个位置的气体，分析DOC部分对SCR部分尾气中NOx转化效率及催化箱内氨浓度分布的影响。

同时装上混合器和DOC部分，将前侧数据采集极段和后侧气体检测段的采集部件的采集部换为热电偶，采集部件与温度检测装置连接，此时同时采集SCR段前后两个截面多个位置的温度，分析DOC部分和混合器部分共同作用对SCR部分温度场的影响。再将前侧数据采集极段和后侧气体检测段的采集部件的采集部改为集气管，采集部件与气体检测装置连接，此时可以同时采集SCR段前后两个截面多个位置的气体，分析DOC部分和混合器部分同时作用对SCR部分尾气中NOx转化效率及催化箱内氨浓度分布的影响。

本实用新型的一种气体处理催化箱的具体实施例，其具体结构与上述一种气体处理测量系统各实施例中气体处理催化箱的具体结构相同，此处不再详细赘述。

本实用新型的一种气体处理催化箱箱体的具体实施例，其具体结构与上述一种气体处理测量系统各实施例中气体处理催化箱箱体的具体结构相同，此处不再详细赘述。

Claims (26)

1.一种气体处理测量系统，其特征在于：包括气体处理催化箱，所述气体处理催化箱包括箱体和设置在箱体内的催化剂载体，所述箱体包括气体处理段和与气体处理段转动配合的气体检测段，所述催化剂载体位于气体处理段内，气体检测段连接有用于采集气体信息的气体信息采集装置。

2.根据权利要求1所述的气体处理测量系统，其特征在于：所述气体检测段有至少两个。

3.根据权利要求2所述的气体处理测量系统，其特征在于：多个气体检测段中至少一个位于气体处理段的前侧，至少一个位于气体处理段的后侧。

4.根据权利要求2或3所述的气体处理测量系统，其特征在于：各气体检测段所对应的气体信息采集装置中至少一个为用于采集气体温度的温度采集装置。

5.根据权利要求2或3所述的气体处理测量系统，其特征在于：各气体检测段所对应的气体信息采集装置中至少一个为用于采集气体成分的成分采集装置。

6.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的气体处理测量系统，其特征在于：所述气体信息采集装置包括设置在气体检测段上的采集部件，所述采集部件沿气体检测段内外方向活动装配在气体检测段上。

7.根据权利要求6所述的气体处理测量系统，其特征在于：所述气体检测段上设有贯通气体检测段侧壁的螺纹孔，所述采集部件螺旋装配在螺纹孔内以沿气体检测段内外方向旋进或旋出。

8.根据权利要求7所述的气体处理测量系统，其特征在于：所述采集部件上与所述螺纹孔螺纹配合的螺纹配合部和用于采集气体的采集部可拆连接。

9.根据权利要求1或2或3或7或8所述的气体处理测量系统，其特征在于：所述气体处理段与气体检测段之间通过推力轴承连接。

10.根据权利要求9所述的气体处理测量系统，其特征在于：所述推力轴承的前端圈和后端圈之间设有保持架，保持架与前、后端圈之间设有密封圈。

11.根据权利要求1或2或3或7或8或10所述的气体处理测量系统，其特征在于：所述气体处理段为用于处理气体中NO_X的SCR段。

12.根据权利要求11所述的气体处理测量系统，其特征在于：所述气体处理段和气体检测段共同构成气体检测单元，所述气体检测单元的前侧设有用于处理气体中CO的DOC段和用于混合气体的混合器段，DOC段、混合器段以及气体检测单元之间可拆连接。

13.一种气体处理催化箱，其特征在于：包括箱体和设置在箱体内的催化剂载体，所述箱体包括气体处理段和与气体处理段转动配合的气体检测段，所述催化剂载体位于气体处理段内，所述气体检测段上设有用于连接气体信息采集装置的连接结构。

14.根据权利要求13所述的气体处理催化箱，其特征在于：所述气体检测段有至少两个。

15.根据权利要求14所述的气体处理催化箱，其特征在于：多个气体检测段中至少一个位于气体处理段的前侧，至少一个位于气体处理段的后侧。

16.根据权利要求13或14或15所述的气体处理催化箱，其特征在于：所述气体处理段与气体检测段之间通过推力轴承连接。

17.根据权利要求16所述的气体处理催化箱，其特征在于：所述推力轴承的前端圈和后端圈之间设有保持架，保持架与前、后端圈之间设有密封圈。

18.根据权利要求13或14或15所述的气体处理催化箱，其特征在于：所述气体处理段为用于处理气体中NO_X的SCR段。

19.根据权利要求18所述的气体处理催化箱，其特征在于：所述气体处理段和气体检测段共同构成气体检测单元，所述气体检测单元的前侧设有用于处理气体中CO的DOC段和用于混合气体的混合器段，DOC段、混合器段以及气体检测单元之间可拆连接。

20.一种气体处理催化箱箱体，其特征在于：包括转动配合的气体处理段和气体检测段，气体检测段上设置有用于与气体信息采集装置连接的连接结构。

21.根据权利要求20所述的气体处理催化箱箱体，其特征在于：所述气体检测段有至少两个。

22.根据权利要求21所述的气体处理催化箱箱体，其特征在于：多个气体检测段中至少一个位于气体处理段的前侧，至少一个位于气体处理段的后侧。

23.根据权利要求20或21或22所述的气体处理催化箱箱体，其特征在于：所述气体处理段与气体检测段之间通过推力轴承连接。

24.根据权利要求23所述的气体处理催化箱箱体，其特征在于：所述推力轴承的前端圈和后端圈之间设有保持架，保持架与前、后端圈之间设有密封圈。

25.根据权利要求20或21或22或24所述的气体处理催化箱箱体，其特征在于：所述气体处理段为用于处理气体中NO_X的SCR段。

26.根据权利要求25所述的气体处理催化箱箱体，其特征在于：所述气体处理段和气体检测段共同构成气体检测单元，所述气体检测单元的前侧设有用于处理气体中CO的DOC段和用于混合气体的混合器段，DOC段、混合器段以及气体检测单元之间可拆连接。