一种箱式后处理装置及农用机械
技术领域
本实用新型涉及尾气后处理技术领域,具体涉及一种箱式后处理装置及农用机械。
背景技术
随着非道路国四排放的提出,对非道路柴油机的尾气排放要求更加严格,也更加具体。现有的农用机械具有作业季高负荷长时间连续作业的特点,非道路柴油机后处理装置在满足排放法规要求的同时,还要兼顾用户对使用保养周期的现实需求。传统的用于农用机械的后处理装置由多种功能后处理结构组合使用,且分散布置,空间布置结构复杂且中间管路较多,尾气流通路径较长,热传递损失较大,同时还需要加入排气温度管理装置以提高转化效率,这就导致了其整体结构尺寸普遍较大,安装在底盘上时,使底盘投影面积较大,对布置空间和位置要求较高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种箱式后处理装置及农用机械。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种箱式后处理装置,包括尿素泵罐总成、箱体以及集成在所述箱体内的柴油氧化催化器、颗粒捕捉器和选择性催化还原反应器;所述柴油氧化催化器的进气口与柴油机总成的排气口可拆卸连接且连通,所述柴油氧化催化器的排气口与所述颗粒捕捉器的进气口可拆卸连接且连通,所述颗粒捕捉器的排气口与所述选择性催化还原反应器的进气口可拆卸连接且连通;所述柴油氧化催化器与所述颗粒捕捉器呈直线型排布,所述柴油氧化催化器和所述颗粒捕捉器形成的直线结构与所述选择性催化还原反应器呈并列式排布;所述箱体与所述尿素泵罐总成并排布置或所述箱体与所述尿素泵罐总成分别位于所述柴油机总成的两侧。
本实用新型的有益效果是:本实用新型的箱式后处理装置,通过将后处理系统集成在箱体中,并且将柴油氧化催化器和所述颗粒捕捉器形成的直线结构与所述选择性催化还原反应器呈并列式排布,可以最大程度缩短尾气的流通路径,热传递损失小,结构整体高度低,能够为拖拉机驾乘人员提供更加宽广的视野,而且结构的底盘投影面积小,有利于整车结构布局,独立设置的尿素泵罐总成,有利于后续的使用保养。
在上述技术方案的基础上,本实用新型还可以做如下改进。
进一步,所述颗粒捕捉器的排气口靠近所述选择性催化还原反应器的进气口设置,且通过一连接腔与所述选择性催化还原反应器的进气口可拆卸连接且连通;所述柴油氧化催化器、颗粒捕捉器、所述连接腔以及所述选择性催化还原反应器排布成一U型结构。
采用上述进一步方案的有益效果是:采用U型结构的尾气后处理装置,安装紧凑、稳定,连接腔能够起到一定的固定连接作用,使并列设置的两组后处理结构的安装更加稳定牢固。
进一步,所述颗粒捕捉器的排气口远离所述选择性催化还原反应器的进气口设置,且通过一连接管与所述选择性催化还原反应器的进气口可拆卸连接且连通,所述柴油氧化催化器、颗粒捕捉器、所述连接管以及所述选择性催化还原反应器排布成一S型结构。
采用上述进一步方案的有益效果是:采用S型结构的尾气后处理装置,可根据安装空间的需要,调整整个尾气后处理装置的长度,使并列设置的两组后处理结构的安装更加紧凑稳定。
进一步,所述柴油氧化催化器的进气口通过一柔性尾气接管与所述柴油机总成的排气口可拆卸连接。
采用上述进一步方案的有益效果是:采用柔性尾气接管将柴油氧化催化器的进气口与所述柴油机总成的排气口连接起来,非道路用柴油机总成与后处理装置轴向串联的载体结构采用柔性尾气接管连接,避免了将柴油机总成的震动直接传递到后处理装置上。
进一步,所述柔性尾气接管的两端各通过一卡箍分别与所述柴油氧化催化器的进气口以及所述柴油机总成的排气口可拆卸连接。
采用上述进一步方案的有益效果是:采用卡箍将柔性尾气接管的两端分别与柴油氧化催化器的进气口和柴油机总成的排气口可拆卸连接起来,方便拆装。
进一步,所述箱体通过一后处理支架连接在位于所述柴油机总成一侧的离合器壳体上。
采用上述进一步方案的有益效果是:将箱体通过一后处理支架连接在离合器壳体上,方便整个箱式后处理装置的安装固定。
进一步,所述尿素泵罐总成通过一连接架连接在位于所述柴油机总成一侧的离合器壳体上。
采用上述进一步方案的有益效果是:采用连接架将尿素泵罐总成连接在离合器壳体上,方便尿素泵罐的安装固定。
进一步,所述尿素泵罐总成与所述连接架的连接处设有减震结构。
采用上述进一步方案的有益效果是:在尿素泵罐总成与连接架的连接处设置减震结构,防止柴油机总成震动影响尿素泵罐总成的使用。
进一步,所述箱体与所述尿素泵罐总成并排布置时,所述尿素泵罐总成与所述箱体之间设有一隔热结构。
采用上述进一步方案的有益效果是:隔热结构的设置,防止箱体中各个载体的散发的热量影响尿素泵罐的使用。
一种农用机械,包括机体、安装在所述机体上的柴油机总成以及安装在所述机体上的所述的箱式后处理装置。
本实用新型的有益效果是:本实用新型的农用机械,通过将后处理系统集成在箱体中,并且将柴油氧化催化器和所述颗粒捕捉器形成的直线结构与所述选择性催化还原反应器呈并列式排布,可以最大程度缩短尾气的流通路径,热传递损失小,结构整体高度低,能够为拖拉机驾乘人员提供更加宽广的视野,而且结构的底盘投影面积小,有利于整车结构布局,独立设置的尿素泵罐总成,有利于后续的使用保养。
附图说明
图1为本实用新型箱式后处理装置安装方式一的俯视结构示意图;
图2为本实用新型箱式后处理装置安装方式二的俯视结构示意图;
图3为本实用新型箱式后处理装置安装方式三的俯视结构示意图;
图4为本实用新型箱式后处理装置安装方式四的俯视结构示意图;
图5为本实用新型的并列式尾气后处理装置的一种连接方式的结构示意图;
图6为本实用新型的并列式尾气后处理装置另一种连接方式的结构示意图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、柴油氧化催化器;2、颗粒捕捉器;3、选择性催化还原反应器;4、柴油机总成;5、柔性尾气接管;6、尿素泵罐总成;7、卡箍;8、排气尾管;9、离合器壳体;91、连接架;92、后处理支架;
100、箱式后处理装置;200、连接腔;300、连接管;400、隔热结构。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。
实施例1
如图1-图6所示,一种箱式后处理装置,包括尿素泵罐总成1、箱体以及集成在所述箱体内的柴油氧化催化器1、颗粒捕捉器2和选择性催化还原反应器3;所述柴油氧化催化器1的进气口与所述柴油机总成3的排气口可拆卸连接且连通,所述柴油氧化催化器1的排气口与所述颗粒捕捉器2的进气口可拆卸连接且连通,所述颗粒捕捉器2的排气口与所述选择性催化还原反应器3的进气口可拆卸连接且连通;所述柴油氧化催化器1与所述颗粒捕捉器2呈直线型排布,所述柴油氧化催化器1和所述颗粒捕捉器2形成的直线结构与所述选择性催化还原反应器3呈并列式排布;所述箱体与所述尿素泵罐总成6并排布置或所述箱体与所述尿素泵罐总成6分别位于所述柴油机总成3的两侧。所述选择性催化还原反应器3的排气口连接有排气尾管8。
本实施例的箱式后处理装置,通过将后处理系统集成在箱体中,并且将柴油氧化催化器和所述颗粒捕捉器形成的直线结构与所述选择性催化还原反应器呈并列式排布,可以最大程度缩短尾气的流通路径,热传递损失小,结构整体高度低,能够为拖拉机驾乘人员提供更加宽广的视野,而且结构的底盘投影面积小,有利于整车结构布局,独立设置的尿素泵罐总成,有利于后续的使用保养。
其中,本实施例的柴油氧化催化器(DOC),通过氧化反应,将发动机排气中一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)转化成无害的水(H20)和二氧化碳(CO2)的装置。颗粒捕捉器DPF(Diesel Particulate Filter)是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器,它可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉。选择性催化还原反应(Selective CatalyticReduction,SCR)是指在催化剂的作用下,利用还原剂(如NH3、液氨、尿素)来"有选择性"地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O。选择性催化还原反应器是应用SCR原理的装置,能够实现对废气中的氮氧化合物进行还原反应。
另外,选择性催化还原反应器3是通过尿素泵罐总成1来为之提供加热后的还原剂尿素的。尿素泵罐总成6通过管路与所述选择性催化还原反应器3连接,尿素泵罐总成6的安装可以根据需要进行合理设置。通过尿素泵罐总成为柴油发动机中的选择性催化还原反应提供所需的尿素的存储空间,实现了为尾气后处理装置中的SCR工艺提供持续稳定的还原剂的供应,有助于提升尾气处理效率,提高了将尾气中的氮氧化合物转化为氮气和水,减少氮氧化合物的污染。
本实施例的所述柴油氧化催化器1、颗粒捕捉器2以及选择性催化还原反应器3都采用柱状结构,而且当柴油氧化催化器1和颗粒捕捉器2排布成直线型结构时,各自中心线的延长线重合;当柴油氧化催化器1和颗粒捕捉器2排布成的直线型结构与选择性催化还原反应器3并排设置时,柴油氧化催化器1和颗粒捕捉器2的中心线分别与所述选择性催化还原反应器3的中心线平行设置。
本实施例的尾气后处理装置,将选择性催化还原反应器分别与柴油氧化催化器和颗粒捕捉器并列式排布,结构紧凑,方便维护保养,用于农机产品时,可以有效利用农用机械上的空间,而且不需要改变农机现有的结构。
本实施例中,并排布置的柴油氧化催化器1、颗粒捕捉器2和选择性催化还原反应器3有两种具体连接方式,分别如下所示:
具体连接方式一:如图5所示,本实施例的所述颗粒捕捉器2的排气口靠近所述选择性催化还原反应器3的进气口设置,且通过一连接腔200与所述选择性催化还原反应器3的进气口可拆卸连接且连通;所述柴油氧化催化器1、颗粒捕捉器2、所述连接腔200以及所述选择性催化还原反应器3排布成一U型结构。采用U型结构的尾气后处理装置,安装紧凑、稳定,连接腔能够起到一定的固定连接作用,使并列设置的两组后处理结构的安装更加稳定牢固。
具体连接方式二:如图6所示,本实施例的所述颗粒捕捉器2的排气口远离所述选择性催化还原反应器3的进气口设置,且通过一连接管300与所述选择性催化还原反应器3的进气口可拆卸连接且连通,所述柴油氧化催化器1、颗粒捕捉器2、所述连接管300以及所述选择性催化还原反应器3排布成一S型结构。采用S型结构的尾气后处理装置,可根据安装空间的需要,调整整个尾气后处理装置的长度,使并列设置的两组后处理结构的安装更加紧凑稳定。
其中,所述选择性催化还原反应器3有两种,一种是包含尿素泵罐总成6的SCR,另一种是不包含尿素泵罐总成6的SSCR(催化剂为固体)。所述颗粒捕捉器2可以为DPF或是CDPF。
本实施例的一个优选方案为,如图1-图4所示,所述柴油氧化催化器1的进气口通过一柔性尾气接管5与所述柴油机总成4的排气口可拆卸连接。采用柔性尾气接管将柴油氧化催化器的进气口与所述柴油机总成的排气口连接起来,非道路用柴油机总成与后处理装置轴向串联的载体结构采用柔性尾气接管连接,避免了将柴油机总成的震动直接传递到后处理装置上。
其中,所述柔性尾气接管5的一些具体实施方式为,柔性尾气接管5可以采用金属波纹管制成,其结构为网状的金属丝编织而成,在内部套设可伸缩的密封抗腐蚀金属或耐高温材料制成的管件。柔性尾气接管的设置,减少了发动机震动对柴油氧化催化器以及尾气后处理装置上的其他部件的振动影响,提高了尾气后处理装置中的各个处理模块的使用寿命。
本实施例的一个具体方案为,如图1-图4所示,所述柔性尾气接管5的两端各通过一卡箍7分别与所述柴油氧化催化器1的进气口以及所述柴油机总成4的排气口可拆卸连接。采用卡箍将柔性尾气接管的两端分别与柴油氧化催化器的进气口和柴油机总成的排气口可拆卸连接起来,方便拆装。
本实施例的一个具体方案为,如图1-图4所示,所述箱体通过一后处理支架92连接在位于所述柴油机总成4一侧的离合器壳体9上。将箱体通过一后处理支架连接在离合器壳体上,方便整个箱式后处理装置的安装固定。
本实施例的一个具体方案为,如图1-图4所示,所述尿素泵罐总成6通过一连接架91连接在位于所述柴油机总成4一侧的离合器壳体9上。采用连接架将尿素泵罐总成连接在离合器壳体上,方便尿素泵罐的安装固定。
本实施例的所述尿素泵罐总成6与所述连接架91的连接处设有减震结构。在尿素泵罐总成与连接架的连接处设置减震结构,防止柴油机总成震动影响尿素泵罐总成的使用。减震结构可以采用橡胶垫,例如,连接架91通过螺钉连接在尿素泵罐总成6上,可在螺钉上套设橡胶垫进行缓冲。
本实施例的一个优选方案为,所述箱体与所述尿素泵罐总成6并排布置时,所述尿素泵罐总成6与所述箱体之间设有一隔热结构400。隔热结构可以采用隔热材料制成的隔热垫或隔热帘,隔热材料可选玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等。隔热结构的设置,防止箱体中各个载体的散发的热量影响尿素泵罐的使用。
本实施例的并排式尾气后处理装置,用在使用柴油发动机的农用机械上,柴油氧化催化器安装在发动机排气管中,通过氧化反应将发动机排出尾气中的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)转化成无害的水(H20)和二氧化碳(CO2)的装置,用柴油机加装氧化型催化器,以铂(Pt)、钯(Pd)等贵金属作为催化剂,主要降低微粒排放中的可溶性有机类物质(SolubleOrganicFraction,SOF)的含量从而降低颗粒状物质(ParticulateMatter,PM)的排放,同时可以有效减少排气中的HC和CO,氧化催化器可以除去90%的SOF,从而使PM排放减少40%~50%。其对HC和CO的处理效率可以分别达到88%及68%。催化氧化技术对脱除柴油机排放微粒中的SOF具有良好的效果,即在柴油机排气系统增设催化转化器,SOF在铂、铑和钯等贵金属催化剂或稀土催化剂等的作用下发生氧化反应转化为CO2和H2O而除去,通常其脱除效率可达80%。同时还可除去尾气中的HC和CO等有害物质;颗粒捕捉器(DieselParticulateFilter,DPF)是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器,它可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉;DOC和DPF在第一腔室内可以是将二者依次固定连接且二者的外壳通过焊接或者粘合剂固定在第一腔室内,也可以是将DOC和DPF之间设置一定的间隙,以便于气体在二者之间的间隙中进行缓冲,发动机出气口排出的废气先经过DOC将废气中的一氧化碳和碳氢化合物转化为水和二氧化碳,然后经由DPF吸附去除混合在废气中的PM;选择性催化还原反应器是应用SCR原理的装置,能够实现对废气中的氮氧化合物进行还原反应。
本实施例的箱式后处理装置有四种安装方式,分别如下所示:
安装方式一:如图1所示,所述尿素泵罐总成6和所述箱式后处理装置100位于所述柴油机总成4的一侧,例如图1所示图中,尿素泵罐总成6和箱式后处理装置100均位于柴油机总成4的下侧。
安装方式二:如图2所示,所述尿素泵罐总成6和所述箱式后处理装置100分别位于所述柴油机总成4的两侧,此时可不设置隔热结构400。例如图2所示图中,尿素泵罐总成6位于柴油机总成4的上侧,箱式后处理装置100位于柴油机总成4的下侧。
安装方式三:如图3所示,所述尿素泵罐总成6和所述箱式后处理装置100位于所述柴油机总成4的一侧,例如图3所示图中,尿素泵罐总成6和箱式后处理装置100均位于柴油机总成4的上侧。
安装方式四:如图4所示,所述尿素泵罐总成6和所述箱式后处理装置100分别位于所述柴油机总成1的两侧,此时可不设置隔热结构400。例如图4所示图中,尿素泵罐总成6位于柴油机总成4的下侧,箱式后处理装置100位于柴油机总成4的上侧。
本实施例的尾气后处理装置,采用并排式布置的柴油氧化催化器、颗粒捕捉器以及选择性催化还原反应器,结构紧凑,方便维护保养,用于农机产品时,对农用机械竖直方式的空间占用较少,使尾气后处理装置以及整机尽可能的较低,更加稳定,可以有效利用农用机械上的空间,而且不需要改变农机现有的结构。通过本实施例的并排式的尾气后处理装置对发动机尾气的处理,发动机尾气经过整个尾气后处理装置的时间较长,对发动机尾气的处理更加充分完全,较好的控制了尾气中NOX含量、PM及PN指标,使尾气排放达到更高排放标准,减少尾气排放空气污染,较好的利用了收获机的整机空间,简化了布置难度,减少了整机震动对后处理装置的影响。
实施例2
本实施例的一种农用机械,包括机体、安装在所述机体上的柴油机总成以及安装在所述机体上的所述的箱式后处理装置100。
本实施例的农用机械,通过将后处理系统集成在箱体中,并且将柴油氧化催化器和所述颗粒捕捉器形成的直线结构与所述选择性催化还原反应器呈并列式排布,可以最大程度缩短尾气的流通路径,热传递损失小,结构整体高度低,能够为拖拉机驾乘人员提供更加宽广的视野,而且结构的底盘投影面积小,有利于整车结构布局,独立设置的尿素泵罐总成,有利于后续的使用保养。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。