CN208380669U - 钢轨闪光焊机用柴油机尾气净化器 - Google Patents
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Abstract
本申请属于机械领域，尤其涉及一种用于钢轨闪光焊机用柴油机尾气净化器，包括主滤芯箱，所述主滤芯箱的上方设置有高压储气罐，所述高压储气罐通过管道与主滤芯箱相连，所述管道上设置有反吹电磁阀，所述主滤芯箱内设置有主滤芯，所述主滤芯箱上设置有旁通执行器，主滤芯箱侧设置有控制器，所述控制器独立安装于发动机机体上，与主滤芯箱通过气管和电气线路连接。本申请的专利能够有效降低柴油发动机PM2.5固体颗粒物的排放浓度，并且通过过滤系统涂覆的DOC材料能够有效降低尾气排放中气态污染物的有害气体的排放，改善封闭环境下柴油发电机组的排放状况，优化作业环境，降低职业病发生风险。
Description
技术领域
本申请属于机械领域，尤其涉及一种用于钢轨闪光焊机用柴油机尾气净化器。
背景技术
中华人民共和国环境保护部于2014年4月28日批准《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》，要求自2014 年10 月1 日起，凡进行排气污染物排放型式核准的非道路移动机械用柴油机都必须符合本标准第三阶段要求。
目前国内工程施工用大功率柴油发电机组的尾气排放标准仍以欧0至欧Ⅱ标准为主，柴油机尾气排放体量大，黑烟严重(PM2.5固体颗粒物)，含有大量的有害气体如NO化合物和CO化合物，并且不能及时消除。对大气污染严重，对人体健康的危害非常大。
如专利申请号为CNCN201320238724.0，申请日为2013.05.02，名称为“一种汽车尾气污染的处理装置汽车尾气净化器”的发明专利，以及专利申请号为CN201180072041.6，申请日为2011.09.16，名称为“一种用于内燃机尾气净化和消音的方法”的发明专利。
专利申请号为CNCN201320238724.0的发明专利主要是针对小功率汽油机的尾气净化处理，当内燃机为功率超过400kW时，上述专利对尾气净化处理效率和处理结果并不能满足施工现场要求。同时，由于上述专利对于尾气的颗粒物捕捉采用的过滤方式为纤维布和活性炭纤维布，需要经常更换，不利于产品后期维护，使用维护成本偏高。专利申请号为CN201180072041.6的发明主要是针对尾气消音和有害气体SO2的处理，且主要针对汽油发动机，对尾气排放中气态污染物并不能进行全覆盖，诸如CO，HC化合物，NO化合物以及碳烟颗粒物并没有明显的处理，对在密闭环境下的柴油机尾气排放处理达不到预想效果。
发明内容
为了克服现有技术中存在的上述问题，现在特别提出一种钢轨闪光焊机用柴油机尾气净化器。
为实现上述技术效果，本申请的技术方案如下：
一种钢轨闪光焊机用柴油机尾气净化器，其特征在于：包括主滤芯箱，所述主滤芯箱的上方设置有高压储气罐，所述高压储气罐通过管道与主滤芯箱相连，所述管道上设置有反吹电磁阀，所述主滤芯箱内设置有主滤芯，所述主滤芯箱上设置有旁通执行器，主滤芯箱侧设置有控制器，所述控制器独立安装于发动机机体上，与主滤芯箱通过气管和电气线路连接。
所述主滤芯箱内包括有三套主滤芯，即三个滤芯单元。
每个主滤芯内设有表面涂覆DOC的DPF滤芯，所述DPF滤芯为整体挤压成型的陶瓷，交替堵在蜂窝状多孔陶瓷的孔两端。DOC和DPF是为本行业标准名称。
DPF滤芯的排气口处推杆数有三根，与DPF主滤芯数量对应；所述推杆的动作受电磁阀控制，电磁阀通过对推杆气动管路的控制而控制推杆动作。
过滤单元主要是通过DOC上涂敷的贵金属物质，对有害气体进行氧化催化的化学物质(即对主要采用DOC进行有害气体治理，氧化HC和CO，并将NO氧化成NO2。将DOC涂覆在DPF表面，氧化颗粒物，氧化颗粒物中的可溶性有机物部分，氧化小部分氧化物颗粒物中的碳颗粒部分；作为DPF被动再生系统的前级将将NO氧化为NO2，提高再生温度，使NO2氧化C颗粒，再通过DPF(壁流式蜂窝陶瓷颗粒捕集器)对PM颗粒物的捕集。
所述旁通执行器和主滤芯单元为并列结构，单个滤芯单元在实行反吹动作时，尾气通过旁通执行器进行背压释放，旁通执行器与控制器相连，所述旁通执行器在主滤芯箱内处于常闭状态。
所述控制器采用压力传感器对主滤芯箱进行实时背压检测，当背压测值达到预定限值时，控制器打开反吹电磁阀，让反吹系统动作，同时旁通执行器打开，尾气通过旁通执行器顺利排出，反吹结束后，控制器关闭反吹电池阀，关闭旁通执行器，尾气通过主滤芯单元净化后排出。
所述控制器包括压力传感器、执行器和手动自动转换阀组，打气泵的电气连接，接触器，温控器开关，压力传感器等。
本申请的工作原理为：
装置安装固定在柴油机涡轮增压器废气出口端以及消音器的前端之间，当柴油机燃烧所产生的尾气通过进气口后，进入主滤芯内，在主滤芯内设有带涂覆DOC的DPF滤芯，DPF滤芯为整体挤压成型的陶瓷，交替堵在蜂窝状多孔陶瓷的孔两端，内燃机的废气被迫通过这个多孔的墙壁而被过滤，过滤后的尾气通过排气口进入消音器后进行正常排放。
当DPF中捕集的碳烟颗粒达到一定量时，背压升高到设定值时，控制器发出再生信号，此时其中一个DPF排气口的推杆往前移动，DPF排气口封闭，反吹电磁阀打开，压缩空气进入排气端已经封闭的过滤单元中，压缩空气经由旁通执行器突然释放并产生瞬间爆发力，将吸附、堵塞在DPF为空与表面的碳烟颗粒反向吹出收集在集灰仓中，是DPF滤芯恢复通畅，反吹再生完成后，推杆复位，打开排气口，恢复正常排气净化功能，并进行下一个DPF滤芯的反吹再生，直至全部完成。
将DOC涂覆在DPF的表面，氧化尾气中的氧化颗粒物，以及氧化颗粒物中的可溶性有机物部分，氧化小部分氧化颗粒物中碳烟颗粒部分；作为DPF被动再生系统的前级将NO氧化为NO2，提高再生温度，使NO2氧化C颗粒。
本申请的优点在于：
1、本申请的专利能够有效降低柴油发动机PM2.5固体颗粒物的排放浓度，并且通过过滤系统涂覆的DOC材料能够有效降低尾气排放中气态污染物的有害气体的排放，改善封闭环境下柴油发电机组的排放状况，优化作业环境，降低职业病发生风险。
2、本柴油机尾气净化装置采用涂覆有DOC的DPF滤芯对尾气进行过滤净化，当尾气经过DOC材质时，气态污染物中的有害气体如NO化合物和CO化合物绝大部分被氧化成为NO2以及CO2，气态污染物(HC、NO、CO)明显下降，超过77%。
3、本装置以壁流式蜂窝陶瓷颗粒捕集器DPF为核心过滤部件，对PM2.5固体颗粒物(主要是碳烟颗粒)进行捕集，采用高压气反吹再生，提高了再生效率，缩短了再生时间，并可以在柴油机工作中实现自动在线再生。固体颗粒物PM2.5排放值下降超过90%，达到93%左右。
4、发动机烟尘排放改善明显，有害气体显著降低，排气口无肉眼可见黑烟。
5、该装置对柴油机发动机功率影响较小，对发动机输出和响应特性基本无影响。
6、本专利采用陶瓷滤芯材料，能通过反吹系统反复使用，不需要频繁更换，降低了使用成本，减轻维护工作量。
附图说明
图1 柴油机尾气净化装置的主示意图。
图2 柴油机尾气净化装置的俯视图。
图3 柴油机尾气净化装置的左视图。
附图中：1.高压储气罐；2.主滤芯；3.反吹电磁阀；4.旁通执行器；5.进气口；6.排气口；7.推杆；8.控制器。
具体实施方式
实施例1
一种钢轨闪光焊机用柴油机尾气净化器包括主滤芯箱，所述主滤芯箱的上方设置有高压储气罐1，所述高压储气罐1通过管道与主滤芯箱相连，所述管道上设置有反吹电磁阀3，所述主滤芯箱内设置有主滤芯2，所述主滤芯箱上设置有旁通执行器4，主滤芯箱侧设置有控制器8，所述控制器8独立安装于发动机机体上，与主滤芯箱通过气管和电气线路连接。装置安装固定在柴油机涡轮增压器废气出口端以及消音器的前端之间，当柴油机燃烧所产生的尾气通过进气口5后，进入主滤芯2内，在主滤芯2内设有带涂覆DOC的DPF滤芯，DPF滤芯为整体挤压成型的陶瓷，交替堵在蜂窝状多孔陶瓷的孔两端，内燃机的废气被迫通过这个多孔的墙壁而被过滤，过滤后的尾气通过排气口6进入消音器后进行正常排放。本申请的专利能够有效降低柴油发动机PM2.5固体颗粒物的排放浓度，并且通过过滤系统涂覆的DOC材料能够有效降低尾气排放中气态污染物的有害气体的排放，改善封闭环境下柴油发电机组的排放状况，优化作业环境，降低职业病发生风险。
实施例2
一种钢轨闪光焊机用柴油机尾气净化器包括主滤芯箱，所述主滤芯箱的上方设置有高压储气罐1，所述高压储气罐1通过管道与主滤芯箱相连，所述管道上设置有反吹电磁阀3，所述主滤芯箱内设置有主滤芯2，所述主滤芯箱上设置有旁通执行器4，主滤芯箱侧设置有控制器8，所述控制器8独立安装于发动机机体上，与主滤芯箱通过气管和电气线路连接。
所述主滤芯箱内包括有三套主滤芯2，即三个滤芯单元。
每个主滤芯2内设有表面涂覆DOC的DPF滤芯，所述DPF滤芯为整体挤压成型的陶瓷，交替堵在蜂窝状多孔陶瓷的孔两端。DOC和DPF是为本行业标准名称。
DPF滤芯的排气口6处推杆7数有三根，与DPF主滤芯2数量对应；所述推杆7的动作受电磁阀控制，电磁阀通过对推杆7气动管路的控制而控制推杆7动作。
过滤单元主要是通过DOC上涂敷的贵金属物质，对有害气体进行氧化催化的化学物质(即对主要采用DOC进行有害气体治理，氧化HC和CO，并将NO氧化成NO2。将DOC涂覆在DPF表面，氧化颗粒物，氧化颗粒物中的可溶性有机物部分，氧化小部分氧化物颗粒物中的碳颗粒部分；作为DPF被动再生系统的前级将将NO氧化为NO2，提高再生温度，使NO2氧化C颗粒，再通过DPF(壁流式蜂窝陶瓷颗粒捕集器)对PM颗粒物的捕集。
所述旁通执行器4和主滤芯2单元为并列结构，单个滤芯单元在实行反吹动作时，尾气通过旁通执行器4进行背压释放，旁通执行器4与控制器8相连，所述旁通执行器4在主滤芯箱内处于常闭状态。
所述控制器8采用压力传感器对主滤芯箱进行实时背压检测，当背压测值达到预定限值时，控制器8打开反吹电磁阀3，让反吹系统动作，同时旁通执行器4打开，尾气通过旁通执行器4顺利排出，反吹结束后，控制器8关闭反吹电池阀，关闭旁通执行器4，尾气通过主滤芯2单元净化后排出。
所述控制器8包括压力传感器、执行器和手动自动转换阀组，打气泵的电气连接，接触器，温控器开关，压力传感器等。
装置安装固定在柴油机涡轮增压器废气出口端以及消音器的前端之间，当柴油机燃烧所产生的尾气通过进气口5后，进入主滤芯2内，在主滤芯2内设有带涂覆DOC的DPF滤芯，DPF滤芯为整体挤压成型的陶瓷，交替堵在蜂窝状多孔陶瓷的孔两端，内燃机的废气被迫通过这个多孔的墙壁而被过滤，过滤后的尾气通过排气口6进入消音器后进行正常排放。
当DPF中捕集的碳烟颗粒达到一定量时，背压升高到设定值时，控制器8发出再生信号，此时其中一个DPF排气口6的推杆7往前移动，DPF排气口6封闭，反吹电磁阀3打开，压缩空气进入排气端已经封闭的过滤单元中，压缩空气经由旁通执行器4突然释放并产生瞬间爆发力，将吸附、堵塞在DPF为空与表面的碳烟颗粒反向吹出收集在集灰仓中，是DPF滤芯恢复通畅，反吹再生完成后，推杆7复位，打开排气口6，恢复正常排气净化功能，并进行下一个DPF滤芯的反吹再生，直至全部完成。
将DOC涂覆在DPF的表面，氧化尾气中的氧化颗粒物，以及氧化颗粒物中的可溶性有机物部分，氧化小部分氧化颗粒物中碳烟颗粒部分；作为DPF被动再生系统的前级将NO氧化为NO2，提高再生温度，使NO2氧化C颗粒。
本申请的专利能够有效降低柴油发动机PM2.5固体颗粒物的排放浓度，并且通过过滤系统涂覆的DOC材料能够有效降低尾气排放中气态污染物的有害气体的排放，改善封闭环境下柴油发电机组的排放状况，优化作业环境，降低职业病发生风险。本柴油机尾气净化装置采用涂覆有DOC的DPF滤芯对尾气进行过滤净化，当尾气经过DOC材质时，气态污染物中的有害气体如NO化合物和CO化合物绝大部分被氧化成为NO2以及CO2，气态污染物(HC、NO、CO)明显下降，超过77%。本装置以壁流式蜂窝陶瓷颗粒捕集器DPF为核心过滤部件，对PM2.5固体颗粒物(主要是碳烟颗粒)进行捕集，采用高压气反吹再生，提高了再生效率，缩短了再生时间，并可以在柴油机工作中实现自动在线再生。固体颗粒物PM2.5排放值下降超过90%，达到93%左右。发动机烟尘排放改善明显，有害气体显著降低，排气口6无肉眼可见黑烟。该装置对柴油机发动机功率影响较小，对发动机输出和响应特性基本无影响。本专利采用陶瓷滤芯材料，能通过反吹系统反复使用，不需要频繁更换，降低了使用成本，减轻维护工作量。
1、测试机组：康明斯柴油发电机组
内燃机型号：QSX15-G8(电喷) 发动机编号：79512841
柴油机功率：449kW 出厂日期：2011年09月
2、测试项目及仪器
3、固体颗粒物(PM)值采集表
4、 气态污染物采集表
数据分析
通过对加装尾气净化器前后柴油发动机尾气排放数据采集的对比分析，得出以下报告：
1、固体颗粒物(PM)值下降超过90%，达到93%左右。
2、气态污染物(HC、NO、CO)明显下降，超过77%。
3、发动机烟尘改善明显，有害气体显著降低。
4、该装置对发动机功率影响较小，对工艺参数影响较小，基本上不影响焊头焊接质量。
Claims (7)
1.一种钢轨闪光焊机用柴油机尾气净化器，其特征在于：包括主滤芯箱，所述主滤芯箱的上方设置有高压储气罐（1），所述高压储气罐（1）通过管道与主滤芯箱相连，所述管道上设置有反吹电磁阀（3），所述主滤芯箱内设置有主滤芯（2），所述主滤芯箱上设置有旁通执行器（4），主滤芯箱侧设置有控制器（8），所述控制器（8）独立安装于发动机机体上，与主滤芯箱通过气管和电气线路连接。
2.根据权利要求1所述的钢轨闪光焊机用柴油机尾气净化器，其特征在于：所述主滤芯箱内包括有三套主滤芯（2），即三个滤芯单元。
3.根据权利要求2所述的钢轨闪光焊机用柴油机尾气净化器，其特征在于：每个主滤芯（2）内设有表面涂覆DOC的DPF滤芯，所述DPF滤芯为整体挤压成型的陶瓷，交替堵在蜂窝状多孔陶瓷的孔两端。
4.根据权利要求3所述的钢轨闪光焊机用柴油机尾气净化器，其特征在于：DPF滤芯的排气口（6）处推杆（7）数有三根，与DPF主滤芯（2）数量对应；所述推杆（7）的动作受电磁阀控制，电磁阀通过对推杆（7）气动管路的控制而控制推杆（7）动作。
5.根据权利要求1所述的钢轨闪光焊机用柴油机尾气净化器，其特征在于：所述旁通执行器（4）和主滤芯（2）单元为并列结构，单个滤芯单元在实行反吹动作时，尾气通过旁通执行器（4）进行背压释放，旁通执行器（4）与控制器（8）相连，所述旁通执行器（4）在主滤芯箱内处于常闭状态。
6.根据权利要求1所述的钢轨闪光焊机用柴油机尾气净化器，其特征在于：所述控制器（8）采用压力传感器对主滤芯箱进行实时背压检测，当背压测值达到预定限值时，控制器（8）打开反吹电磁阀（3），让反吹系统动作，同时旁通执行器（4）打开，尾气通过旁通执行器（4）顺利排出，反吹结束后，控制器（8）关闭反吹电池阀，关闭旁通执行器（4），尾气通过主滤芯（2）单元净化后排出。
7.根据权利要求6所述的钢轨闪光焊机用柴油机尾气净化器，其特征在于：所述控制器（8）包括压力传感器、执行器和手动自动转换阀组，打气泵的电气连接，接触器，温控器开关和压力传感器。
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| CN111561372A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-08-21 | 武汉飞恩微电子有限公司 | 一种柴油发动机尾气排放净化系统 |
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