CN215953531U - 一种用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统，该系统安装于非道路移动机械，用于监测预警非道路移动机械的尾气排放；包括智能尾气净化器、车载监视器、通信模块和远程终端；所述智能尾气净化器与车载监视器电连接；所述车载监视器上设置有通信模块；所述远程终端与车载监视器通过通信模块通信连接；所述车载监视器安装于非道路移动机械驾驶室内；所述智能尾气净化器与非道路移动机械的排气管相连接，且智能尾气净化器与车载监视器电连接。本实用新型具有尾气净化率高、尾气降噪效果好、可远程监测尾气排放等特点。

Description

一种用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统

技术领域

本实用新型涉及环保工程技术领域，尤其涉及一种用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统。

背景技术

非道路移动机械包含各种由内燃式引擎驱动的移动机械或车辆，主要包括挖掘机、推土机和压路机等，这些非道路移动机械主要以柴油和重油为主要燃料，非道路移动机械工作时会排放很多尾气黑烟，这些黑烟包含大量的碳氢化合物、氮氧化物、黑烟颗粒和贵金属颗粒等污染物，而非道路移动机械大多在各种交变工况、工作环境恶劣、地区偏远等情况下工作，这大大了加了非道路移动机械的尾气排放监控。因此，为了更好的监测非道路移动机械的尾气黑烟排放，需要设计一种非道路移动机械尾气黑烟监测预警系统，以便判断尾气黑烟的污染程度，以及开展尾端初步处理。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术缺陷，提供一种用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统，能够有效净化发动机尾气，实时监测非道路移动机械的尾气排放情况。

为了实现上述本实用新型的目的，采取如下技术方案：

一种用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统，该系统安装于非道路移动机械，用于监测预警非道路移动机械的尾气排放；包括智能尾气净化器、车载监视器、通信模块和远程终端；所述智能尾气净化器与车载监视器电连接；所述车载监视器上设置有通信模块；所述远程终端与车载监视器通过通信模块通信连接；所述车载监视器安装于非道路移动机械驾驶室内；所述智能尾气净化器与非道路移动机械的排气管相连接，且智能尾气净化器与车载监视器电连接。

作为技术方案的进一步改进，所述智能净化器包括：壳体、传感器和控制器；所述壳体上安装有多个传感器；所述壳体外壳上安装有控制器；所述多个传感器均与控制器电连接；所述控制器与车载监视器电连接。

作为技术方案的进一步改进，所述壳体包括；加热壳体、催化滤芯壳体、过滤壳体、第一卡箍、第二卡箍、进气管、出气管和颗粒物捕集部；所述加热壳体与催化滤芯壳体通过第一卡箍连接；所述催化滤芯壳体与过滤壳体通过第二卡箍连接；所述催化滤芯壳体内安装颗粒物捕集部；所述加热壳体上开设有进气口，且该进气口与进气管的第一端口相连通；所述进气管的第二端口与非道路移动机械的排气管相连接；所述过滤壳体上开设有出气口，且该出气口与出气管相连通。

作为技术方案的进一步改进，所述传感器包括第一温度传感器、第二温度传感器、第一压力传感器和第二压力传感器；所述第一温度传感器安装于进气管，用于监测尾气进气温度；所述第二温度传感器安装于出气管，用于监测尾气出气温度；所述第一压力传感器安装于加热壳体的尾端侧壁上，用于监测尾气进气压力；所述第二压力传感器安装于过滤壳体的尾端侧壁上，用于监测尾气出气压力。

作为技术方案的进一步改进，所述颗粒物捕集部包括CDPF系统和黑烟颗粒捕集器；所述CDPF系统安装于催化滤芯壳体的前部；所述黑烟颗粒捕集器安装于催化滤芯壳体的后部。

作为技术方案的进一步改进，本实用新型一种用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统还包括催化控制单元；所述催化控制单元安装于催化滤芯壳体内，且该催化控制单元与控制器电连接。

作为技术方案的进一步改进，本实用新型一种用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统还包括辅助电加热装置；所述辅助电加热装置安装于加热壳体的中部内侧，且其与控制器电连接。

作为技术方案的进一步改进，本实用新型一种用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统还包括消音管和气流分布板；所述消音管开设有多个消音孔；所述消音管的一端与加热壳体的进气口相连通；所述气流分布板安装于加热壳体内部。

作为技术方案的进一步改进，本实用新型一种用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统还包括金属颗粒物过滤器；所述金属颗粒物过滤器安装于过滤壳体的内部。

作为技术方案的进一步改进，所述的远程终端为计算机或者手持智能终端设备。

本实用新型相对于现有技术所具有的进步：

1.本实用新型在使用时，工作人员能实时监测非道路移动机械的尾气处理状况；尾气黑烟通过排气管进入到智能尾气净化器内，智能尾气净化器对尾气黑烟进行检测分析并将尾气黑烟净化处理后排放，智能尾气净化器将数据传输至车载监视器，驾驶员可以通过车载监视器实时了解非道路移动机械的尾气排放情况，同时车载监视器上的通信模块将监测数据上传至远程终端，远程终端的操作者可以实时了解非道路移动机械尾气的处理情况。

2.本实用新型的催化控制单元与控制器电连接，当控制器监测排气背压较大时，说明颗粒物捕集部的颗粒物载量堆积较大，控制器启动催化控制单元，催化控制单元将尾气中的一氧化碳和碳氢化合物被氧化成二氧化碳和水蒸气，一氧化氮被氧化成二氧化氮，生成的二氧化氮可作为CDPF系统中的氧化剂，使颗粒物燃烧生成无害的二氧化碳和水等化合物，同时实现CDPF系统和黑烟捕集器利用废气的余热使颗粒物充分燃烧，减少颗粒物在颗粒物捕集部内堆积，延长颗粒物捕集部的使用性能，降低维修次数。

3.本实用新型的加热辅助装置与控制器电连接，当控制器监测到温度较低时，控制器启动加热辅助装置，智能净化器内的温度升高，为CDPF系统和黑烟捕集器提供适宜的温度，提高尾气的催化转化率和被动再生率，同时减少外界天气对智能尾气净化器的影响，增加智能尾气净化器的稳定性。

4.本实用新型的消音管和气流分布板起到了降噪作用，消音管和气流分布板减缓尾气的流速，降低尾气流经壳体的噪音，同时气流分布板使尾气均匀流入颗粒物捕集部，提高颗粒物捕集部对颗粒物的拦截率，减缓颗粒物捕集部的颗粒物堆积，提高尾气的催化转化率和被动再生率。

5.本实用新型的金属颗粒物过滤器能有效拦截金属颗粒物；在颗粒物捕集部过滤后，仍有一些金属颗粒物未被过滤，且难以催化转化，金属颗粒物过滤器能有效将金属颗粒物拦截，防止其排放至大气中污染环境。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型一种用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统的示意图；

图2为本实用新型的智能尾气净化器的结构示意图；

图3为本实用新型的壳体的结构示意图；

图4为本实用新型的智能尾气净化器的剖视图；

图5为本实用新型的智能尾气净化器的结构示意图；

图6为本实用新型的智能尾气净化器的系统示意图；

图7为本实用新型的消音管的结构示意图；

图中各部件名称及序号：1-智能尾气净化器，11-壳体，111-加热壳体，112-催化滤芯壳体，113-过滤壳体，114-第一卡箍，115-第二卡箍，116-进气管，117-出气管，118-颗粒物捕集部，1181-CDPF系统，1182-黑烟颗粒捕集器，12-传感器，121-第一温度传感器，122第二温度传感器，123-第一压力传感器，124-第二压力传感器，13-控制器，2-车载监视器，3-通信模块，4-远程终端，5-催化控制单元，6-辅助电加热装置，7-消音管，71-消音孔，8- 气流分布板，9-金属颗粒物过滤器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本申请中的技术方案，下面将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例1：

如图1所示，一种用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统，该系统安装于非道路移动机械，用于监测预警非道路移动机械的尾气排放；其特征在于：包括智能尾气净化器1、车载监视器2、通信模块3和远程终端4；所述智能尾气净化器1与车载监视器2电连接；所述车载监视器2上设置有通信模块3；所述远程终端4与车载监视器3通过通信模块3通信连接；所述车载监视器2安装于非道路移动机械驾驶室内；所述智能尾气净化器1与非道路移动机械的排气管相连接，且智能尾气净化器1与车载监视器2电连接。

工作方式：

车载监视器2安装于非道路移动机械驾驶室内，车载监视器2的取电路线与非道路移动机械的供电系统相连接，车载监视器2的通电由非道路移动机械启动控制，车载监视器2上安装有通信模块3，通信模块3与远程终端4通信连接，智能尾气净化器1与非道路移动机械的排气管相连接，智能尾气净化器1与车载监视器2电连接；当非道路移动机械启动时，车载监视器2与智能尾气净化器同时启动，非移动道路机械工作时排放的尾气黑烟通过排气管进入到智能尾气净化器1内，智能尾气净化器1对尾气黑烟进行检测分析，并将尾气黑烟净化处理后排放，同时智能尾气净化器1将监测数据传输至车载监视器2，驾驶员可以通过车载监视器2实时了解非道路移动机械的尾气排放情况，车载监视器2上的通信模块3同时将监测数据传输给远程终端4，远程终端4的操作者可以同时了解非道路移动机械的排放情况。

实施例2：

如图2所示，与实施例1相比，区别之处在于：所述智能净化器1包括：壳体11、传感器12和控制器13；所述壳体11上安装有多个传感器12；所述壳体11外壳上安装有控制器13；所述多个传感器12均与控制器13电连接；所述控制器13与车载监视器2电连接。

实施例3：

如图3所示，与实施例2相比，区别之处在于：所述壳体11包括加热壳体111、催化滤芯壳体112、过滤壳体113、第一卡箍114、第二卡箍115、进气管116、出气管117和颗粒物捕集部118；所述加热壳体111与催化滤芯壳体112通过第一卡箍114连接；所述催化滤芯壳体112与过滤壳体113通过第二卡箍115连接；所述催化滤芯壳体112内安装颗粒物捕集部 118；所述加热壳体111上开设有进气口，且该进气口与进气管116的第一端口相连通；所述进气管116的第二端口与非道路移动机械的排气管相连接；所述过滤壳体113上设有出气口，且该出气口与出气管117相连通。

工作方式：

加热壳体111和过滤壳体113均呈筒状形结构，催化滤芯壳体112呈管道状结构，加热壳体111、催化滤芯壳体112和过滤壳体113的直径相同，加热壳体111与催化滤芯壳体112通过第一卡箍114连接，催化滤芯壳体112与过滤壳体113通过第二卡箍连接，加热壳体111的底部中心开设有进气口，进气口的直径与进气管116的直径相同，进气管116与进气口相连通，过滤壳体113的底部中心开设有出气口，出气口的直径与出气管117的直径相同，出气管117与出气口相连通，催化滤芯壳体112内安装有颗粒物捕集部118；尾气黑烟通过进气管116进入到加热壳体111内，依次通过催化滤芯壳体112和过滤壳体113，尾气黑烟经过颗粒物捕集部118的催化处理后形成无害气体，随后通过出气管117排出，实现净化黑烟尾气排放的目标。

实施例4：

如图4和图6所示，与实施例2相比，区别之处在于：所述传感器12包括第一温度传感器121、第二温度传感器122、第一压力传感器123和第二压力传感器124；所述第一温度传感器121安装于进气管116，用于监测尾气进气温度；所述第二温度传感器122安装于出气管117，用于监测尾气出气温度；所述第一压力传感器123安装于加热壳体111的尾端侧壁上，用于监测尾气进气压力；所述第二压力传感器124安装于过滤壳体113的尾端侧壁上，用于监测尾气出气压力。

工作方式：

第一温度传感器121监测尾气的进气温度，第二温度传感器122监测尾气的出气温度，第一压力传感器123监测尾气的进气压力，第二压力传感器124监测尾气的出气压力，这些传感器均与控制器13电连接，同时将监测数据传输至控制器13，控制器13将监测数据处理，计算尾气的进气与出气的温度差和尾气的进气与出气的压力差，通过压力差分析壳体11内的颗粒物载量和工况，压力差大表示出气的背压增加，颗粒物捕集部118内部颗粒物堆积过大，同时控制器13将这些数据传送至车载监视器2，驾驶员在驾驶室内便可以实时了解尾气的排放情况，当压力差过大时，车载监视器2将发出警示，提醒驾驶员需及时维修处理。

实施例5：

与实施例3相比，区别之处在于：所述颗粒物捕集部118包括CDPF系统1181和黑烟颗粒捕集器1182；所述CDPF系统1181安装于催化滤芯壳体112的前部；所述黑烟颗粒捕集器1182安装于催化滤芯壳体112的后部。

工作方式：

黑烟颗粒物捕集器1182安装在CDPF系统1181的后方，CDPF系统1181采用催化型光滑壁流式颗粒物捕集器，尾气黑烟经过CDPF系统1181时，CDPF系统1181拦截并存储尾气中的颗粒物(PM)，CDPF系统1181未处理的黑烟颗粒物随后被黑烟颗粒物捕集器1182 过滤下来，利用发动机的废气余热将过滤的黑烟颗粒物充分燃烧。

实施例6：

与实施例3相比，区别之处在于：增加安装有催化控制单元5。

所述催化控制单元5安装于催化滤芯壳体112内，且该催化控制单元5与控制器13电连接。

工作方式：

催化控制单元5安装于CDPF系统1181的中部，且催化控制单元5与控制器13电连接，控制器13根据进气端和出气端的压力差判断是否将黑烟颗粒物被动再生，当压力差达到设定值时，控制器13启动催化控制单元5，催化控制单元5将尾气中的一氧化碳和碳氢化合物被氧化成二氧化碳和水蒸气，一氧化氮被氧化成二氧化氮，生成的二氧化氮可作为CDPF系统 1181中的氧化剂，使颗粒物燃烧生成无害的二氧化碳和水等化合物，同时实现CDPF系统1181 的被动再生功能。

实施例7：

与实施例6相比，区别之处在于：增加安装有辅助电加热装置6。

所述辅助电加热装置6安装于加热壳体111的中部内侧，且其与控制器13电连接。

工作方式：

发动机的废气余热较低时，不利于催化转化和被动再生，当控制器13分析处理的废气余热达不到催化指定的温度阈值时，控制器13启动辅助电加热装置6，提高壳体11内的温度，当达到指定温度时，辅助电加热装置6开启保温模式，维持催化转化和被动再生所需的温度。

实施例8：

如图7所示，与实施例7相比，区别之处在于：增加安装有消音管7和气流分布板8，给出了一种消音结构。

所述消音管7开设有多个消音孔71；所述消音管7的一端与加热壳体111的进气口相连通；所述气流分布板8安装于加热壳体111内部。

工作方式：

消音管7位于加热壳体111内部，其一端与加热壳体111的进气口相连通，消音管7上开设有多个消音孔71，且消音孔71呈矩阵分布，气流分布板8安装于解热壳体内部的后端；当发动机尾气通过进气管116进入到消音管7，尾气从消音管7上的消音孔71扩散，消音孔 71增大了尾气的流通面积，尾气得到了缓冲，流速减慢，噪音衰减，流速减慢后的尾气流经气流分布板8时，尾气的流通路径更多，尾气分流时流速减慢，提高了降噪效果，同时气流分布板8能使尾气均匀扩散至催化滤芯壳体112，提高颗粒物捕集部118对颗粒物的拦截率。

实施例9：

如图5所示，与实施例8相比，区别之处在于：增加安装有金属颗粒物过滤器9，给出一种过滤结构。

所述金属颗粒物过滤器9安装于过滤壳体113的内部。

工作方式：

金属颗粒物过滤器9安装于过滤壳体113的底端，且与出气管117相连通，尾气中的颗粒物经过颗粒物捕集部118后仍有一些金属颗粒未被拦截，金属颗粒物过滤器9能够将颗粒物捕集部118未捕集到的颗粒物进行再次捕集，减少金属颗粒污染物的排放，实现净化尾气排放目标。

实施例10：

与实施例1相比，区别之处在于：所述的远程终端4为计算机或者手持智能终端设备。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统，该系统安装于非道路移动机械，用于监测预警非道路移动机械的尾气排放；其特征在于：包括智能尾气净化器(1)、车载监视器(2)、通信模块(3)和远程终端(4)；

所述智能尾气净化器(1)与车载监视器(2)电连接；

所述车载监视器(2)上设置有通信模块(3)；

所述远程终端(4)与车载监视器(2)通过通信模块(3)通信连接；

所述车载监视器(2)安装于非道路移动机械驾驶室内；

所述智能尾气净化器(1)与非道路移动机械的排气管相连接，且智能尾气净化器(1)与车载监视器(2)电连接。

2.根据权利要求1所述的用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统，其特征在于：所述智能尾气净化器(1)包括壳体(11)、传感器(12)和控制器(13)；

所述壳体(11)上安装有多个传感器(12)；

所述壳体(11)外壳上安装有控制器(13)；

所述多个传感器(12)均与控制器(13)电连接；

所述控制器(13)与车载监视器(2)电连接。

3.根据权利要求2所述的用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统，其特征在于：所述壳体(11)包括加热壳体(111)、催化滤芯壳体(112)、过滤壳体(113)、第一卡箍(114)、第二卡箍(115)、进气管(116)、出气管(117)和颗粒物捕集部(118)；

所述加热壳体(111)与催化滤芯壳体(112)通过第一卡箍(114)连接；

所述催化滤芯壳体(112)与过滤壳体(113)通过第二卡箍(115)连接；

所述催化滤芯壳体(112)内安装颗粒物捕集部(118)；

所述加热壳体(111)上开设有进气口，且该进气口与进气管(116)的第一端口相连通；

所述进气管(116)的第二端口与非道路移动机械的排气管相连接；

所述过滤壳体(113)上设有出气口，且该出气口与出气管(117)相连通。

4.根据权利要求2所述的用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统，其特征在于：所述传感器(12)包括第一温度传感器(121)、第二温度传感器(122)、第一压力传感器(123)和第二压力传感器(124)；

所述第一温度传感器(121)安装于进气管(116)，用于监测尾气进气温度；

所述第二温度传感器(122)安装于出气管(117)，用于监测尾气出气温度；

所述第一压力传感器(123)安装于加热壳体(111)的尾端侧壁上，用于监测尾气进气压力；

所述第二压力传感器(124)安装于过滤壳体(113)的尾端侧壁上，用于监测尾气出气压力。

5.根据权利要求3所述的用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统，其特征在于：所述颗粒物捕集部(118)包括CDPF系统(1181)和黑烟颗粒捕集器(1182)；

所述CDPF系统(1181)安装于催化滤芯壳体(112)的前部；

所述黑烟颗粒捕集器(1182)安装于催化滤芯壳体(112)的后部。

6.根据权利要求3所述的用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统，其特征在于：还包括催化控制单元(5)；

所述催化控制单元(5)安装于催化滤芯壳体(112)内，且该催化控制单元(5)与控制器(13)电连接。

7.根据权利要求6所述的用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统，其特征在于：还包括辅助电加热装置(6)；

所述辅助电加热装置(6)安装于加热壳体(111)的中部内侧，且其与控制器(13)电连接。

8.根据权利要求7所述的用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统，其特征在于：还包括消音管(7)和气流分布板(8)；

所述消音管(7)开设有多个消音孔(71)；

所述消音管(7)的一端与加热壳体(111)的进气口相连通；

所述气流分布板(8)安装于加热壳体(111)内部。

9.根据权利要求8所述的用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统，其特征在于：还包括金属颗粒物过滤器(9)；

所述金属颗粒物过滤器(9)安装于过滤壳体(113)内部。

10.根据权利要求1所述的用于非道路移动机械的尾气黑烟排放监测预警系统，其特征在于：所述的远程终端(4)为计算机或者手持智能终端设备。

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