[實用新型]發動機排氣微粒采樣裝置

有效

• 申請號: 201220055352.3
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN202467980U
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 孟忠偉;干平;彭俊涵;楊冬;康朝國
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: F01N3/021
• 分類號: F01N3/021;F01N11/00
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

技術領域

本實用新型屬于發動機廢氣后處理采樣設備，具體涉及一種采用濾紙對發動機排氣微粒進行過濾采樣的裝置。

背景技術

目前，汽車排放的顆粒物是大氣中可吸入顆粒物的主要來源，對車用發動機排氣微粒實現減排、滿足排放法規的要求是發動機行業迫切需要解決的關鍵技術問題之一。發動機排放的顆粒物是由燃料不完全燃燒產生的直徑大約在25?nm左右的微小碳基顆粒聚集而成，形成直徑不等、形狀各異的聚集體，其粒徑主要分布在100?nm～300?nm的范圍內。這一范圍的顆粒物全部為可入肺顆粒。碳基顆粒在表面吸附一層未完全燃燒產生的碳氫類物質（通常指SOF），以及一些由燃油和潤滑油中含硫物質產生的硫酸鹽。顆粒物具有極大的比表面積，可達100?m²/g以上，通常富集發動機燃燒過程中產生的各種有毒痕量元素（如As、Se、Pb、Cr等）和有機污染物（稠環芳烴PAHs，二惡英PCDD/Fs）等，且吸附多種有機化合物，如C1-C20的烴類、酚類、胺、致癌物苯并芘（BaP）及其他含氧化合物，這些物質具有“三致”性，對人體危害極大。

發動機排氣微粒特性分析是研究柴油機燃燒過程的一個重要手段，同時也是顆粒物的后處理裝置（如顆粒捕集器）的捕集性能與再生性能研究所必需的一項重要特性參數。目前對微粒的采集通常是將排氣進行稀釋，并冷卻到51.7?℃，然后采用帶聚四氟乙烯樹脂的濾紙對顆粒進行采集。這種取樣方法存在以下不足：（1）由于排氣經過稀釋后，微粒濃度降低，通常微粒的采樣量不滿足微粒分析要；（2）由于氣流的稀釋會在一定程度上引起微粒特性的改變，造成對微粒特性分析的誤差；（3）現有的濾紙的安裝裝置只能實現一次采集，不能實現濾紙的連續更換；由于根據實驗需求要研究的發動機工況點，需要頻繁啟停采樣系統、拆裝裝置更換濾紙，造成極大的實驗工作量和能源浪費。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種操作方便，能實現濾紙在線連續更換的一種發動機排氣微粒采樣裝置。

本新型的目的是這樣是實現的：一種發動機排氣微粒采樣裝置，用作引入發動機尾氣的上蓋固定在機架上，上蓋的下端面的凹槽內設置有上蓋濾紙O型密封圈，用作排出發動機尾氣的下蓋位于上蓋正下方，下蓋下部的管節以滑動配合方式伸入底座套管內，且下蓋下部的管節與底座套管之間設置有O型密封圈，下蓋的上端面的凹槽內設置有下蓋濾紙O型密封圈，下蓋濾紙O型密封圈與上蓋濾紙O型密封圈相同，底座套管上套有彈簧，彈簧被壓縮在底座套管與下蓋之間，底座套管固定在機架上；軸承安裝在豎向設置的固定軸上，轉盤安裝在軸承上；轉盤上開有位于同一圓周上的多個沉頭通孔，每個沉頭通孔內放置有一個用作安裝濾紙的濾紙安裝盤，濾紙安裝盤上均布有氣流通孔；轉盤位于上蓋與下蓋之間，轉盤上的濾紙安裝盤能夠位于上蓋的正下方，下蓋濾紙O型密封圈的外徑小于轉盤上沉頭通孔的內徑；下蓋上固定有多個定位銷釘，轉盤上對應有多個供下蓋上的定位銷釘插入的定位銷孔。

上述上蓋和下蓋的外表面上均設有加熱保溫層：由電加熱器埋設在保溫材料內構成；上蓋內設置有溫度傳感器。

上述上蓋為大口朝下的喇叭形管，下蓋為大口朝上的喇叭形管。

上述O型密封圈為兩個。

上述上蓋、下蓋、底座套管、濾紙安裝盤以及轉盤的材質均為耐高溫的316不銹鋼。

上述兩個O型密封圈，上蓋濾紙O型密封圈和下蓋濾紙O型密封圈均為全氟橡膠O型密封圈，耐溫達310℃。

上述濾紙為玻璃纖維濾紙，耐溫達500℃。

上述彈簧為耐高溫的圓柱彈簧，耐溫達500℃。

上述轉盤上安裝的濾紙安裝盤數量為2～6個。

本裝置包括上蓋和下蓋，下蓋安裝于底座套管內可上下移動；上、下蓋由彈簧進行自動壓緊；上、下蓋之間有濾紙安裝盤，濾紙放置在安裝盤上；上、下蓋上分別安裝有O型密封圈，在彈簧壓緊時，將上蓋、濾紙、濾紙安裝盤和下蓋進行密封；發動機排氣經上蓋流入，由濾紙過濾排氣中的微粒，并經下蓋、底座套管流出；濾紙安裝盤被放置在一個轉盤上，可繞平行于上、下蓋中軸線的固定軸旋轉；轉盤上放置有多個濾紙安裝盤；當采集到一定量的微粒，繼續壓緊彈簧使上蓋、濾紙、濾紙安裝盤和下蓋分離，旋轉轉盤，將放有潔凈濾紙的安裝盤旋轉到上、下蓋之間，松開彈簧，再次實現濾紙的密封，進行微粒采樣，并取下已采集了微粒的濾紙以備分析。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1、結構簡單、有效、成本低。本實用新型的目的是對發動機排氣微粒進行采集，無取樣稀釋及控制系統，結構簡單，降低了設備成本。