一种后置式尾气后处理系统及收获机
技术领域
本实用新型涉及农业装备尾气处理领域,尤其涉及一种后置式尾气后处理系统及收获机。
背景技术
目前,国内非道路机械用柴油机均采用国三排放标准,随着国家对大气污染防治的逐步重视,2020年国内非道路移动机械柴油机将实施更高的排放标准,新的排放法规对尾气中NOX含量、PM及PN等参数都有更加严厉的限制标准;现阶段,国内配套非道路移动机械的柴油机采用采用国三排放标准,其技术路线无法满足新的排放法规的要求;因此,需要新增发动机后处理系统进行尾气处理,以满足逐渐提高的排放标准;同时,对于尾部具有安装位置的收获机械而言,缺少对后处理装置的合理布置结构。
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,提供一种后置式尾气后处理系统及收获机,以解决上述技术问题的至少一种。
本实用新型解决上述技术问题第一方面的技术方案如下,一种后置式尾气后处理系统,用于设置在收获机的尾部设置的发动机,其特征在于,包括:尾气后处理装置和尿素泵罐总成;尾气后处理装置可拆卸连接在收获机整的尾部且位于发动机的后侧,并与发动机的排气口连通,尿素泵罐总成与尾气后处理装置连接且设置在尾气后处理装置的左侧或右侧,尾气后处理装置上设置有排气尾管。
本实用新型的有益效果是:通过设置尿素泵罐总成,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催化剂的供应,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;通过尾气后处理装置对发动机尾气的处理,实现了在农用收获机械上的尾气后处理,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,通过将尾气后处理装置设置在发动机的后侧,较好的利用了收获机的整机后侧的安装空间,简化了布置难度,减少了整机震动对后处理装置的影响;通过将尿素泵罐总成设置在尾气后处理装置的左侧或右侧,节省了尿素箱尾气后处理装置中输送的路径,同时,减少了整机长度的需求,结构紧凑。
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,尾气后处理装置包括依次可拆卸连接且内部连通的柴油氧化催化器、颗粒捕捉器和选择性催化还原反应器;柴油氧化催化器与发动机的排气口可拆卸连接且连通,选择性催化还原反应器与排气尾管可拆卸连接且连通。
采用上述进一步方案的有益效果:通过在靠近发动机排气口的位置上设置柴油氧化催化器,有效的将柴油发动机产生的废气中的一氧化碳和碳氢化合物在铂、钯等具有催化活性的贵金属的催化作用下发生氧化反应转化成无害的水和二氧化碳;通过将经由柴油氧化催化器处理后的气体经由颗粒捕捉器处理,有效的去除了混杂在废气中的微粒排放物质,微粒排放物质主要是碳或碳化物的微小颗粒(尺寸小于4-20μm)所组成的,极大的减少了柴油机发动机产生废气中的固体烟灰颗粒;通过设置选择性催化还原反应器,实现了将经由第二腔室排出的混合气体中的氮氧化合物经过还原反应转化为氮气和水,实现了柴油发动机产生废气的有效脱硝,具有较高的脱除率,在合理的布置和温度范围内,可以达到80%-90%的脱除率,同时还产生较小的二次污染;经过三者的处理后,柴油发动机中的尾气中的固体颗粒物以及有害气体得到了有效的控制。
进一步,柴油氧化催化器、颗粒捕捉器和选择性催化还原反应器的中心线相同且排布成直线型结构。
采用上述进一步方案的有益效果:通过将柴油氧化催化器、颗粒捕捉器和选择性催化还原反应器设置为直线型结构,安装简单便捷,加工制造容易,成本较低,极大的精简了机具横向长度,适用于高度较高或者机具宽度较宽的收获机。
进一步,还包括连接管;连接管的一端和颗粒捕捉器连接且连通,另一端和选择性催化还原反应器连通;柴油氧化催化器和颗粒捕捉器呈直线排布,选择性催化还原反应器并列设置在柴油氧化催化器和颗粒捕捉器整体的一侧。
采用上述进一步方案的有益效果:通过使用连接管将颗粒捕捉器和选择性催化还原反应器连通,增长了尾气处理路径,减少了因尾气进入柴油氧化催化器中过快导致的尾气处理洁净度差的现象;同时将选择性催化还原反应器并列设置在柴油氧化催化器和颗粒捕捉器连接体的一侧,减少了整个尾气后处理装置的长度结构尺寸,提高了固定连接强度,减少了长度过长导致的的弯曲失稳的现象。
进一步,柴油氧化催化器、颗粒捕捉器、连接管和选择性催化还原反应器排布成U字形结构。
采用上述进一步方案的有益效果:通过将柴油氧化催化器、颗粒捕捉器、连接管和选择性催化还原反应器排布成U字形结构,减少了长度过长导致的弯曲失稳,同时,结构更加紧凑,具备较高的机械强度;连接管起到增加尾气处理路径的作用外,还能够起到较好的固定支撑作用,增强了尾气后处理装置整体的强度。
进一步,柴油氧化催化器、颗粒捕捉器、连接管和选择性催化还原反应器排布成S字形结构。
采用上述进一步方案的有益效果:通过将柴油氧化催化器、颗粒捕捉器、连接管和选择性催化还原反应器排布成S字形结构,减少了因增加连接管长度导致的弯曲失稳,S字形布置的结构在不改变整体尺寸的前提下提高了连接管的长度,节省了安装空间,整体结构更紧凑,较好的利用了整机空间,简化了布置难度,同时,增加了尾气处理的路径,尾气处理的纯净度更高。
进一步,还包括减震连接件;减震连接件的一端与尾气后处理装置连接,另一端通过连接在收获机上。
采用上述进一步方案的有益效果:通过在尾气后处理装置和收获机机架之间设置有减震连接件,避免了发动机及整车的震动传动至后处理装置,减少了后处理装置中处理模块的不稳定性,减少了因震动产生的尾气后处理装置的内部松动,有助于延长尾气后处理装置的使用寿命,减少维修更换的频率。
进一步,还包括尾气连接管和减震连接管,尾气连接管的一端和发动机的排气口可拆卸连接且连通,尾气连接管的另一端和减震连接管的一端可拆卸连接且连通,减震连接管的另一端和柴油氧化催化器连接且连通。
采用上述进一步方案的有益效果:通过在尾气连接管和柴油氧化催化器之间设置有减震连接管,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震动的影响,提高了柴油氧化催化器、颗粒捕捉器、连接管和选择性催化还原反应器的使用寿命。
进一步,还包括防护罩;防护罩包覆在尾气后处理装置的外周侧。
采用上述进一步方案的有益效果:通过在尾气后处理装置的外周侧设置有防护罩,有效防止秸秆、树叶等杂物干扰尾气后处理装置的正常性能,减少了秸秆、树叶等易燃物接触高温的尾气后处理装置产生的火星及火花,防止尾气后处理装置在使用过程中温度较高造成杂物附着引起失火或人员烫伤,起到较好的安全防护的作用。
本实用新型解决上述技术问题第二方面的技术方案如下,一种收获机,包括本实用新型第一方面任一技术方案中的一种后置式尾气后处理系统。
本实用新型的有益效果是:本实用新型第二方面的技术方案采用了本实用新型第一方面技术方案中的任意一种后置式尾气后处理系统,因而,具备上述任一技术方案中的有益效果,在此不一一赘述。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例的一种后置式尾气后处理系统主视图;
图2为图1所示的一种后置式尾气后处理系统左视图;
图3为图1所示的一种后置式尾气后处理系统俯视图;
图4为本实用新型另一种实施例的一种后置式尾气后处理系统主视图;
图5为图4所示的一种后置式尾气后处理系统左视图;
图6为图4所示的一种后置式尾气后处理系统俯视图;
图7为本实用新型又一种实施例的一种后置式尾气后处理系统主视图;
图8为图7所示的一种后置式尾气后处理系统左视图;
图9为图7所示的一种后置式尾气后处理系统俯视图。
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、尿素泵罐总成,5、尾气连接管,6、减震连接件,7、发动机,8、防护罩。
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。
如图1至图9所示,本实施例中的一种后置式尾气后处理系统,用于设置在收获机尾部设置的发动机7,包括:尾气后处理装置和尿素泵罐总成4;尾气后处理装置可拆卸连接在收获机的尾部且位于发动机7的后侧,并与发动机7的排气口连通,尿素泵罐总成4与尾气后处理装置连接且设置在尾气后处理装置的左侧或右侧,尾气后处理装置上设置有排气尾管。
优选的,例如,在上述实施例中的尾气后处理装置能够实现的形式是,可以是只安装氧化型催化转化器(Diesel Oxidation Concenter,DOC),也可以同时安装DOC和颗粒捕捉器2(Diesel Particulate Filter,DPF),还可以采用排气再循环装置(Exhaust GasRecirculation,EGR)及DPF结合的方式进行;此外还可以是,同时安装DOC、DPF和选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction,SCR);还能够使用吸附催化还原法(lean NOxtrap,LNT)和等离子辅助催化还原法中的任意一种方式进行,还可以是,后处理系统中DOC、DPF(或CDPF)、选择性催化装置(SCR或SSCR),除此之外,还可以是其他一切能够实现对发动机7尾气进行处理的装置;其中,尿素泵罐总成4上设置有尿素泵和尿素箱,其中尿素泵用于将尿素箱中的溶液泵送至尾气后处理装置中进行尾气的催化处理;尾气后处理装置可以通过螺栓连接、铆接或者卡接件卡接中的任一种形式固定在收获机整机机架的尾部上,也可以通过辅助的支架将其固定在收获机上;尿素泵罐总成4设置在尾气后处理装置相互之间无干涉的位置上;在上述实施例中,尿素泵罐总成4设置在尾气后处理装置的左侧或右侧,其中,左侧包括正对的左侧、左上侧和左下侧的情况,同样的,右侧包括正对的右侧、右上侧和右下侧的情况。
本实施例的有益效果是:通过设置尿素泵罐总成4,为柴油发动机7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催化剂的供应,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;通过尾气后处理装置对发动机7尾气的处理,实现了在农用收获机械上的尾气后处理,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,通过将尾气后处理装置设置在发动机7的后侧,较好的利用了收获机的整机后侧的安装空间,简化了布置难度,减少了整机震动对后处理装置的影响;通过将尿素泵罐总成4设置在尾气后处理装置的左侧或右侧,节省了尿素箱向尾气后处理装置中输送的路径,同时,减少了整机长度的需求,结构紧凑。
如图1至图9所示,在一些可选的实施例中的一种后置式尾气后处理系统,尾气后处理装置包括依次可拆卸连接且内部连通的柴油氧化催化器1、颗粒捕捉器2和选择性催化还原反应器3;柴油氧化催化器1与发动机7的排气口可拆卸连接且连通,选择性催化还原反应器3与排气尾管可拆卸连接且连通。
具体的,在上述实施例中需要说明的是,柴油氧化催化器1(Diesel OxidationConcenter,DOC)是安装在发动机7排气管19路中,通过氧化反应将发动机7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,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(Soluble Organic Fraction,SOF)的含量从而降低颗粒状物质(Particulate Matter,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2(Diesel Particulate Filter,DPF)是一种安装在柴油发动机7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8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8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7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3(Selective Catalytic Reduction,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。
采用上述实施例的有益效果:通过在靠近发动机7排气口的位置上设置柴油氧化催化器1,有效的将柴油发动机7产生的废气中的一氧化碳和碳氢化合物在铂、钯等具有催化活性的贵金属的催化作用下发生氧化反应转化成无害的水和二氧化碳;通过将经由柴油氧化催化器1处理后的气体经由颗粒捕捉器2处理,有效的去除了混杂在废气中的微粒排放物质,微粒排放物质主要是碳或碳化物的微小颗粒(尺寸小于4-20μm)所组成的,极大的减少了柴油机发动机7产生废气中的固体烟灰颗粒;通过设置选择性催化还原反应器3,实现了将经由第二腔室排出的混合气体中的氮氧化合物经过还原反应转化为氮气和水,实现了柴油发动机7产生废气的有效脱硝,具有较高的脱除率,在合理的布置和温度范围内,可以达到80%-90%的脱除率,同时还产生较小的二次污染;经过三者的处理后,柴油发动机7中的尾气中的固体颗粒物以及有害气体得到了有效的控制。
如图6至图9所示,在一些可选的实施例中的一种后置式尾气后处理系统,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的中心线相同且排布成直线型结构。
采用上述实施例的有益效果:通过将柴油氧化催化器1、颗粒捕捉器2和选择性催化还原反应器3设置为直线型结构,安装简单便捷,加工制造容易,成本较低,极大的精简了机具横向长度,适用于高度较高或者机具宽度较宽的收获机。
优选的,在一些可选的实施例中,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3三者可以封装在一个管路中,也可以通过卡箍实现其相互之间的连接。
如图1至图6所示,在一些可选的实施例中的一种后置式尾气后处理系统,还包括连接管;连接管的一端和颗粒捕捉器2连接且连通,另一端和选择性催化还原反应器3连通;柴油氧化催化器1和颗粒捕捉器2呈直线排布,选择性催化还原反应器3并列设置在柴油氧化催化器1和颗粒捕捉器2整体的一侧。
采用上述实施例的有益效果:通过使用连接管将颗粒捕捉器2和选择性催化还原反应器3连通,增长了尾气处理路径,减少了因尾气进入柴油氧化催化器1中过快导致的尾气处理洁净度差的现象;同时将选择性催化还原反应器3并列设置在柴油氧化催化器1和颗粒捕捉器2连接体的一侧,减少了整个尾气后处理装置的长度结构尺寸,提高了固定连接强度,减少了长度过长导致的的弯曲失稳的现象。
如图1至图3所示,在一些可选的实施例中的一种后置式尾气后处理系统,柴油氧化催化器1、颗粒捕捉器2、连接管和选择性催化还原反应器3排布成U字形结构。
优选的,在一些可选的实施例中,连接管位于U字形结构的底部,颗粒捕捉器2的排气口与选择性催化还原反应器3的进气口相邻设置且通过连接管连接,柴油氧化催化器1和选择性催化还原反应器3的一端分别为U字形结构的两个敞口端,其中,在柴油氧化催化器1的侧壁上设置有与发动机7排气口连接的尾气入口,在选择性催化还原反应器3的侧壁或者敞口端设置有排气尾管。
采用上述实施例的有益效果:通过将柴油氧化催化器1、颗粒捕捉器2、连接管和选择性催化还原反应器3排布成U字形结构,减少了长度过长导致的弯曲失稳,同时,结构更加紧凑,具备较高的机械强度;连接管起到增加尾气处理路径的作用外,还能够起到较好的固定支撑作用,增强了尾气后处理装置整体的强度。
如图4至图6所示,在一些可选的实施例中的一种后置式尾气后处理系统,柴油氧化催化器1、颗粒捕捉器2、连接管和选择性催化还原反应器3排布成S字形结构。
优选的,在一些可选的实施例中,颗粒捕捉器2上远离柴油氧化催化器1的一端侧壁上和连接管连接,选择性催化还原反应器3上靠近柴油氧化催化器1的一端和连接管连接,选择性催化还原反应器3上远离柴油氧化催化器1的一端设置有排气尾管。
采用上述实施例的有益效果:通过将柴油氧化催化器1、颗粒捕捉器2、连接管和选择性催化还原反应器3排布成S字形结构,减少了因增加连接管长度导致的弯曲失稳,S字形布置的结构在不改变整体尺寸的前提下提高了连接管的长度,节省了安装空间,整体结构更紧凑,较好的利用了整机空间,简化了布置难度,同时,增加了尾气处理的路径,尾气处理的纯净度更高。
如图1至图9所示,在一些可选的实施例中的一种后置式尾气后处理系统,还包括减震连接件6;减震连接件6的一端与尾气后处理装置连接,另一端通过连接在收获机上。
优选的,在一些可选的实施例中,减震连接件6为双效减震结构,可以是橡胶减震材料、金属减震材料、弹簧减震器、气弹簧或者采用液压减震中的任意一种形式,不局限于上述减震结构。
采用上述实施例的有益效果:通过在尾气后处理装置和收获机机架之间设置有减震连接件6,避免了发动机7及整车的震动传动至后处理装置,减少了后处理装置中处理模块的不稳定性,减少了因震动产生的尾气后处理装置的内部松动,有助于延长尾气后处理装置的使用寿命,减少维修更换的频率。
如图1至图9所示,在一些可选的实施例中的一种后置式尾气后处理系统,还包括尾气连接管5和减震连接管,尾气连接管5的一端和发动机7的排气口可拆卸连接且连通,尾气连接管5的另一端和减震连接管的一端可拆卸连接且连通,减震连接管的另一端和柴油氧化催化器1连接且连通。
优选的,在一些可选的实施例中,减震连接管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者耐高温材质制成的管件。
采用上述实施例的有益效果:通过在尾气连接管5和柴油氧化催化器1之间设置有减震连接管,减少了发动机7震动对柴油氧化催化器1以及尾气后处理装置上的其他部件的震动的影响,提高了柴油氧化催化器1、颗粒捕捉器2、连接管和选择性催化还原反应器3的使用寿命。
如图1至图9所示,在一些可选的实施例中的一种后置式尾气后处理系统,还包括防护罩8;防护罩8包覆在尾气后处理装置的外周侧。
优选的,在一些可选的实施例中,防护罩8可以是金属板焊接而成的结构,可以是一体铸造成型的金属壳体,还可以是耐高温非金属材质制成的防护罩8,在防护罩8上可以开设用于散热的微小孔。
采用上述实施例的有益效果:通过在尾气后处理装置的外周侧设置有防护罩8,有效防止秸秆、树叶等杂物干扰尾气后处理装置的正常性能,减少了秸秆、树叶等易燃物接触高温的尾气后处理装置产生的火星及火花,防止尾气后处理装置在使用过程中温度较高造成杂物附着引起失火或人员烫伤,起到较好的安全防护的作用。
优选的,在一些可选的实施例中后处理系统中DOC、DPF(或CDPF)、选择性催化装置(SCR或SSCR)采用S形、U形或一字形布置方式,放于发动机7的右侧(从发动机7的飞轮端看);以发动机7轴线为X轴,建立X轴、Y轴、Z轴坐标系,后处理的模块的角度可以根据整车布置要求,绕X轴、Y轴、Z轴旋转;尿素泵罐总成4在整车上单独布置,离后处理模块距离不超过3米,垂直高度差不超过1米,其好处是,更加适应收获机械的结构布置特点,能良好的利用整机空间,简化布置难度。
本实用新型解决上述技术问题第二方面的实施例如下,一种收获机,包括本实用新型第一方面任一实施例中的一种后置式尾气后处理系统。
本实施例的有益效果是:本实用新型第二方面的实施例采用了本实用新型第一方面实施例中的任意一种后置式尾气后处理系统,因而,具备上述任一实施例中的有益效果,在此不一一赘述。
在本说明书的描述中,参考术语“实施例一”、“实施例二”、“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方法、装置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、方法、装置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。
以上仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。