CN209875266U - 一种铁路柴油机车尾气净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁路柴油机车尾气净化装置，包括氧化催化器（2）、颗粒捕集器（1）和还原催化器（3），颗粒捕集器（1）的进气管路连接氧化催化器（2），颗粒捕集器（1）的出气管路连接还原催化器（3），进气总管（4）连接各个进气支管（6），进气支管（6）通过压力换向阀（7）连接颗粒捕集器（1），出气总管（10）通过旁通阀（11）连接有旁通管（12），旁通管（12）通过多通换向阀（15）连接反吹管（20），反吹管（20）连接颗粒捕集器（1）反吹口，多通换向阀（15）包括与旁通管（12）相连的主进气口和与反吹管（20）相连的出气口。本实用新型结构尺寸小，能避免反吹气体影响正常尾气排放，并能防止其直接排出造成二次污染。

Description

一种铁路柴油机车尾气净化装置

技术领域

本实用新型涉及尾气净化领域，尤其涉及一种铁路柴油机车尾气净化装置。

背景技术

为了适应铁路高速、重载及轨道结构重型化的发展，各国铁路竞相采用了大型养护车辆。现有大型养护车辆大多属于铁路柴油机车，功率大但是尾气和噪声比较严重。在铁路隧道施工作业时，施工空间小并且排放含有大量的碳烟颗粒物以及有害气体的废气，严重污染了环境，并给作业人员的健康造成了较大伤害。对社会而言加剧了环境污染必须对尾气进行净化处理。

现在较成熟的净化系统采用氧化型催化器、颗粒捕集器和还原催化器依次进行氧化催化反应、微小颗粒捕集和还原催化反应处理废气中的一氧化碳、固体颗粒和氮氧化物及硫化物的净化，净化效果不错。但在该系统中颗粒捕集器中的过滤器使用一段时间后容易堵塞，加大了尾气的排气背压，引起发动机效率下降，甚至造成机车故障。现在常使用的反吹再生系统，因为需要设置空压机、压缩空气罐，因此设备结构尺寸较大，同时这种再生装置必须在机车停止运行时才能使用，使用时汽车无法正常排放。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种铁路柴油机车尾气净化装置，结构尺寸小，能避免反吹气体影响正常尾气排放，并能防止其直接排出造成二次污染。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种铁路柴油机车尾气净化装置，包括氧化催化器、颗粒捕集器和还原催化器，颗粒捕集器的进气管路连接到所述氧化催化器，颗粒捕集器的出气管路连接到所述还原催化器，颗粒捕集器有两个或多个，进气管路包括进气总管和与各颗粒捕集器对应的进气支管，进气总管连接各个进气支管，进气支管通过压力换向阀连接到对应的颗粒捕集器的进气口，出气管路包括分别连接到各颗粒捕集器的出气口的出气支管和与各出气支管连通的出气总管，出气总管侧面通过旁通阀连接有旁通管，旁通管通过多通换向阀分别连接各个反吹管，反吹管连接到对应各颗粒捕集器的反吹口，多通换向阀包括与旁通管相连的主进气口和多个与反吹管相连的出气口。

进一步的，还包括增压泵，所述旁通管连接到增压泵，增压泵的出气口通过热气管路连接到所述多通换向阀。

进一步的，还包括加热器，加热器的加热板上布置有S形的热交换管，热交换管一端连接到旁通管，另一端连接到增压泵。

进一步的，还包括燃烧室、油液管道和连接气源的空气管道和混合器，液油管道通过调节阀与油箱相连，油液管道和空气管道连接到混合器，混合器的出口通过混合油气管路连接到燃烧室，燃烧室中设有点火器，燃烧室的出口通过热气管路连接到多通换向阀。

进一步的，出气总管外套接有环形导热管，一端端面设有与热气管路相连通的热气进气口，另一端端面设有多个热气排气口，热气排气口分别与对应的反吹管相连，环形导热管与出气总管接触部分为导热板，其他部分采用隔热板制造。

进一步的，环形导热管内设有通过径向设置的隔板分隔的若干导热管腔和多通换向阀，导热管腔与热气排气口一一对应，导热管腔与多通换向阀对应的出气口相连，多通换向阀的进气口连接到热气进气口。

进一步的，气源为储气罐，储气罐连接有从外界大气进气的空气压缩机。

进一步的，进气总管上设有止回阀，出气支管上均设有截止阀。

与目前行业常用的技术相比，本专利技术方案具有下述明显优点：

（1） 通过旁通阀可以利用出气管路排气的废气由反吹管吹入颗粒捕集器，作为反吹再生装置的介质，以节约空压机、压缩空气罐等设备，缩小了净化装置的体积，同时通过多个颗粒捕集器，能轮流进行反吹再生，在一个颗粒捕集器进行反吹再生的同时还可以通过其他颗粒捕集器进行正常尾气排放和净化。另一方面这种结构通过进气支管上压力换向阀切换气流方向，令反吹再生后的气体通过其他进气支管和颗粒捕集器再进入尾气净化的过程，避免反吹气体影响正常尾气排放，并能防止其直接排出造成二次污染；

（2）采用加热器加热反吹气体到600度到700度，能在反吹过程中同时令过滤器上微型碳粒发生反应，去除碳粒。通过增压泵增压令对应颗粒捕集器中的气压达到一定压力令压力换向阀变换允许通过的气流方向，令通过颗粒捕集器的反吹气流经过进气主管与进气支管相连部分，从其他进气支管进入正在工作的颗粒捕集器中。进气主管上的止回阀能防止反吹气流通过进气主管向氧化催化器逆行；

（3）本装置也可通过燃烧室代替加热器和增压泵，这种方案将收集的空气通过混合器与柴油混合燃烧，与废气混合后产生高温高压气体，能起到更好的再生作用。缺点是需要设置气源，并且需要较多的设备；

（4）上述装置中都可通过环形导热管对出气总管中的气体进行换热，提高后者的温度，这有助于后续在还原型催化器中进行反应，减少了还原型催化器加热所需的能耗。而反吹气体也会对其他工作中颗粒捕集器的进气气体产生加热效果，增加微型碳粒的氧化反应效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的管路连接示意图；

图2为本实用新型颗粒捕集器部分的结构示意图；

图3为本实用新型环形导热管的结构示意图；

图4为本实用新型实施例2的管路连接示意图。

图中标记如下，1、颗粒捕集器，2、氧化催化器，3、还原催化器，4、进气总管，5、止回阀，6、进气支管，7、压力换向阀，8、截止阀，9、出气支管，10、出气总管，11、旁通阀，12、旁通管，13、加热器，14、增压泵，15、多通换向阀，16、燃烧室，17、油箱，18、气源，19、混合器，20、反吹管，21、环形导热管，22、导热管腔。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

实施例1：

如图1至3所示，一种铁路柴油机车尾气净化装置，包括氧化催化器2、颗粒捕集器1和还原催化器3，颗粒捕集器1的进气管路连接到所述氧化催化器2，颗粒捕集器1的出气管路连接到所述还原催化器3，所述颗粒捕集器1有四个，所述进气管路包括进气总管4和与各颗粒捕集器1对应的进气支管6，所述进气总管4连接各个进气支管6，所述进气支管6通过压力换向阀7连接到对应的所述颗粒捕集器1的进气口，所述出气管路包括分别连接到各颗粒捕集器1的出气口的出气支管9和与各出气支管9连通的出气总管10，所述出气总管10侧面通过旁通阀11连接有旁通管12，所述旁通管12通过多通换向阀15分别连接各个反吹管20，所述反吹管20连接到对应各颗粒捕集器1的反吹口，所述多通换向阀15包括与旁通管12相连的主进气口和多个与所述反吹管20相连的出气口。所述进气总管4上设有止回阀5，所述出气支管9上均设有截止阀8。多通换向阀15可以直接与旁通管12相连，也可以经过加热加压机构与旁通管12相连，反吹气体加热到600-700度能与微型碳粒反应将其氧化为无害的二氧化碳。

本净化装置中还包括增压泵14和加热器13，所述旁通管12经过加热器13连接到所述增压泵14，所述增压泵14的出气口通过热气管路连接到所述多通换向阀15。加热器13由车载电源供电，通过热电偶加热与之相连的加热板，加热器13的加热板上布置有S形的热交换管，所述热交换管一端连接到所述旁通管12，另一端连接到所述增压泵14。尾气经过热交换管受热再由增压泵14增压，输出到反吹管20中。

出气总管10外套接有环形导热管21，所述一端端面设有与所述热气管路相连通的热气进气口，另一端端面设有多个热气排气口，所述热气排气口分别与对应的反吹管20相连，所述环形导热管21与所述出气总管10接触部分为导热板，其他部分采用隔热板制造。所述环形导热管21内设有通过径向设置的隔板分隔的若干导热管腔22和所述多通换向阀15，所述导热管腔22对热气排气口一一对应，所述导热管腔22与所述多通换向阀15对应的出气口相连，所述多通换向阀15的进气口连接到所述热气进气口。

实施例2：

如图2至4所示，一种铁路柴油机车尾气净化装置，包括氧化催化器2、颗粒捕集器1和还原催化器3，颗粒捕集器1的进气管路连接到所述氧化催化器2，颗粒捕集器1的出气管路连接到所述还原催化器3，所述颗粒捕集器1有四个，所述进气管路包括进气总管4和与各颗粒捕集器1对应的进气支管6，所述进气总管4连接各个进气支管6，所述进气支管6通过压力换向阀7连接到对应的所述颗粒捕集器1的进气口，所述出气管路包括分别连接到各颗粒捕集器1的出气口的出气支管9和与各出气支管9连通的出气总管10，所述出气总管10侧面通过旁通阀11连接有旁通管12，所述旁通管12通过多通换向阀15分别连接各个反吹管20，所述反吹管20连接到对应各颗粒捕集器1的反吹口，所述多通换向阀15包括与旁通管12相连的主进气口和多个与所述反吹管20相连的出气口。所述进气总管4上设有止回阀5，所述出气支管9上均设有截止阀8。多通换向阀15可以直接与旁通管12相连，也可以经过加热加压机构与旁通管12相连。

本净化装置中包括燃烧室16、与通过调节阀与油箱17相连的油液管道、连接气源18的空气管道和混合器19，所述油液管道和所述空气管道连接到所述混合器19，所述混合器19的出口通过混合油气管路连接到所述燃烧室16，所述燃烧室16中设有点火器，所述燃烧室16的出口通过热气管路连接到所述多通换向阀15。所述气源18为储气罐，所述储气罐连接有从外界大气进气的空气压缩机。少量柴油和空气在混合器19中混合雾化后喷入燃烧室16点燃，旁通管12输出的尾气在燃烧室16加热加压后输出到反吹管20。

出气总管10外套接有环形导热管21，所述一端端面设有与所述热气管路相连通的热气进气口，另一端端面设有多个热气排气口，所述热气排气口分别与对应的反吹管20相连，所述环形导热管21与所述出气总管10接触部分为导热板，其他部分采用隔热板制造。所述环形导热管21内设有通过径向设置的隔板分隔的若干导热管腔22和所述多通换向阀15，所述导热管腔22对热气排气口一一对应，所述导热管腔22与所述多通换向阀15对应的出气口相连，所述多通换向阀15的进气口连接到所述热气进气口。

上述实施例中，多个颗粒捕集器1中采用轮流反吹再生的方式处理积聚在颗粒捕集器1微型碳粒，防止排气背压增大，同时又不影响正常行驶和净化尾气。使用时，至少有一个颗粒捕集器1处于反吹再生状态，其他的颗粒捕集器1正常进行净化，净化过程中，尾气从氧化催化器2到达进气总管4后在止回阀5作用下防止尾气逆行，尾气依次通过进气支管6、颗粒捕集器1、出气支管9和出气总管10输出到还原催化器3，颗粒捕集器1实现碳粒捕集。而对于反吹再生状态的颗粒捕集器1，出气总管10中已经过颗粒捕集的尾气从旁通阀11进入旁通管12，再依次经过加热加压机构、多通换向阀15、环形导热管21、反吹管20由反吹口进入颗粒捕集器1进行逆向的反吹再生，此时该颗粒捕集器1对应的出气支管9由截止阀8封闭，尾气作为反吹气体处理捕集的碳粒，碳粒被高温气体反应处理或随反吹气体喷出颗粒捕集器1，此后反吹气体由于压力较大，令原本朝颗粒捕集器1方向通气的压力换向阀7变换通气方向，改为从压力较大的颗粒捕集器1一侧向另一侧通气，由于进气总管4无法逆向通气，反吹气体从其他出气口到达正在进行尾气净化的颗粒捕集器1，未反应完的碳粒被其他颗粒捕集器1，正常排到还原催化器3。该过程通过多通换向阀15控制定期轮流对不同的颗粒捕集器1进行反吹再生，既能防止机车排气背压增大，有无须在再生过程中停止机车运行，还能通过环形导热管21提高进入还原催化器3的尾气温度，有利于进行催化还原反应。

本实用新型所提出的一种铁路柴油机车尾气净化装置，结构尺寸小，能避免反吹气体影响正常尾气排放，并能防止其直接排出造成二次污染。

Claims (8)

1.一种铁路柴油机车尾气净化装置，包括氧化催化器（2）、颗粒捕集器（1）和还原催化器（3），颗粒捕集器（1）的进气管路连接到所述氧化催化器（2），颗粒捕集器（1）的出气管路连接到所述还原催化器（3），其特征在于：所述颗粒捕集器（1）有两个或多个，所述进气管路包括进气总管（4）和与各颗粒捕集器（1）对应的进气支管（6），所述进气总管（4）连接各个进气支管（6），所述进气支管（6）通过压力换向阀（7）连接到对应的颗粒捕集器（1）的进气口，所述出气管路包括分别连接到各颗粒捕集器（1）的出气口的出气支管（9）和与各出气支管（9）连通的出气总管（10），所述出气总管（10）侧面通过旁通阀（11）连接有旁通管（12），所述旁通管（12）通过多通换向阀（15）分别连接各个反吹管（20），所述反吹管（20）连接到对应各颗粒捕集器（1）的反吹口，所述多通换向阀（15）包括与旁通管（12）相连的主进气口和多个与反吹管（20）相连的出气口。

2.根据权利要求1所述的一种铁路柴油机车尾气净化装置，其特征在于：还包括增压泵（14），所述旁通管（12）连接到增压泵（14），增压泵（14）的出气口通过热气管路连接到所述多通换向阀（15）。

3.根据权利要求2所述的一种铁路柴油机车尾气净化装置，其特征在于：还包括加热器（13），加热器（13）的加热板上布置有S形的热交换管，热交换管一端连接到旁通管（12），另一端连接到增压泵（14）。

4.根据权利要求1所述的一种铁路柴油机车尾气净化装置，其特征在于：还包括燃烧室（16）、油液管道和连接气源（18）的空气管道和混合器（19），液油管道通过调节阀与油箱（17）相连，油液管道和空气管道连接到混合器（19），混合器（19）的出口通过混合油气管路连接到燃烧室（16），燃烧室（16）中设有点火器，燃烧室（16）的出口通过热气管路连接到多通换向阀（15）。

5.根据权利要求1所述的一种铁路柴油机车尾气净化装置，其特征在于：所述出气总管（10）外套接有环形导热管（21），一端端面设有与热气管路相连通的热气进气口，另一端端面设有多个热气排气口，热气排气口分别与对应的反吹管（20）相连，环形导热管（21）与出气总管（10）接触部分为导热板，其他部分采用隔热板制造。

6.根据权利要求5所述的一种铁路柴油机车尾气净化装置，其特征在于：所述环形导热管（21）内设有通过径向设置的隔板分隔的若干导热管腔（22）和多通换向阀（15），导热管腔（22）与热气排气口一一对应，导热管腔（22）与多通换向阀（15）对应的出气口相连，多通换向阀（15）的进气口连接到热气进气口。

7.根据权利要求4所述的一种铁路柴油机车尾气净化装置，其特征在于：所述气源（18）为储气罐，储气罐连接有从外界大气进气的空气压缩机。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种铁路柴油机车尾气净化装置，其特征在于：进气总管（4）上设有止回阀（5），出气支管（9）上均设有截止阀（8）。