[發明專利]一種用于直接采集高溫高壓尾氣的裝置及方法

在審

• 申請號: 201710271546.4
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN106940261A
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 周華;景曉軍;銀增輝;顏燕
• 申請（專利權）人: 中國汽車技術研究中心
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 薛萌萌

技術領域

本發明屬于高溫尾氣處理領域，尤其是涉及一種用于直接采集高溫高壓尾氣的裝置及方法。

背景技術

近些年來，霧霾天氣已經嚴重了影響了人們的生活和健康，發動機尾氣排放對霧霾的貢獻也得到廣泛的重視。發動機尾氣測試一般采集排氣管末端混合氣進行取樣分析，隨著國家排放法規的日益嚴格，三效催化轉化器、顆粒捕集器、選擇性催化轉化器等后處理裝置成了發動機必須的選擇。為了進一步降低發動機的原始排放和研究后處理裝置的轉化效率，在排氣末端采樣的同時，科研工作者也需要在排氣始端，后處理裝置之前檢測排氣污染物成分變化。相對于排氣末端而言，在排氣始端的采樣點位置一般溫度更高，排氣壓力也大于末端，尤其是增壓汽油機上的差別更加明顯，這種條件下，原本正常使用的采樣分析儀器因為溫度過高、以及氣體壓力過高而不能正常工作。

實驗結果表明汽油機排氣口的溫度能達到850℃、在高轉速高負荷的情況下排氣壓力也超過了40kpa，這樣高的溫度和壓力超出了尾氣排放設備正常的溫度和壓力，比如AVL MOVE在測試顆粒物排放濃度PN的時候，其正常工作最大壓力為6kpa，當壓力過高會造成稀釋比偏小，測量結果出現誤差。同樣，如果采用限壓閥裝置來進行調壓，較小的通過縫隙也會加劇顆粒的碰撞和團聚，干擾最終的測量結果。此外，過高的排氣溫度下，普通橡膠密封材料已經不能使用，金屬材料的密封材料，其調壓范圍級別遠遠大于試驗所需量程，給試驗結果造成較大誤差。因此，解決高溫高壓下尾氣直接采集條件下冷卻和靈活調壓的問題十分必要。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種用于直接采集高溫高壓尾氣的裝置及方法，以解決高溫高壓尾氣易對現有的尾氣排放設備造成損壞、使測量結果出現誤差、及使用限壓閥裝置來進行調壓易干擾最終的測量結果等問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種用于直接采集高溫高壓尾氣的裝置，包括高溫接頭、采樣設備接頭、冷卻液腔及與所述冷卻液腔進行熱交換的冷卻管路；

所述冷卻管路兩端分別連接高溫接頭及采樣設備接頭，所述冷卻液腔上設有循環液入口及循環液出口；

所述冷卻管路出口處設有根據液位高度調節壓力的排氣壓力調節裝置。

進一步的，所述冷卻管路為聚四氟乙烯管路。

進一步的，所述高溫接頭為耐高溫金屬接頭；

優選的，所述高溫接頭為不銹鋼接頭。

進一步的，所述冷卻管路的出口端傾斜向上設置。

進一步的，所述高溫接頭靠近循環液出口；所述循環液入口靠近采樣設備接頭。

進一步的，所述裝置還包括為所述冷卻液腔提供冷源的微型循環泵。

優選的，所述微型循環泵設置在循環液入口與冷卻液腔之間。

進一步的，所述壓力調節裝置包括與所述冷卻管路出口端連通的壓力腔、調節所述壓力腔內液體量的排液電磁閥及補液電磁閥；

所述壓力腔頂端設有排氣口；

所述壓力腔底端所在位置位于所述冷卻管路的出氣孔所在位置之下；

優選的，所述壓力腔整體位于所述冷卻管路的出氣孔所在位置之下。

優選的，與所述壓力腔連通的冷卻管路的出氣孔向下設置。進一步的，所述壓力調節裝置還包括控制器，所述壓力腔內設有壓力傳感器，所述壓力傳感器、排液電磁閥、補液電磁閥及微型循環泵均與所述控制器相連；

優選的，所述控制器為PLC控制器。

進一步的，所述冷卻管路出口端通過排氣支管連接壓力腔，所述壓力傳感器與所述排氣支管的排氣口處于同一水平位置；

優選的，所述排氣支管的排氣口處設有固定塊。

進一步的，所述壓力腔的一側為透明設計；

進一步的，所述壓力腔上印刷有液面標尺。

相對于現有技術，本發明所述的用于直接采集高溫高壓尾氣的裝置具有以下優勢：

(1)本發明所述的用于直接采集高溫高壓尾氣的裝置采用高溫接頭和循環冷卻液包裹的聚四氟乙烯的冷卻管路組合的方式，解決了尾氣高溫的問題，同時也避免了顆粒物的粘附；

(2)冷卻管路的出口端傾斜向上設置能夠使防止發動機排氣中的凝結水分進入分析設備，進而避免對對分析設備帶來影響；

(3)采用冷卻液循環冷卻的同時，基于壓力腔內冷卻水不同液位高度帶來的壓力差的變化，有效保證了采樣管路的壓力范圍和精度，基于排液電池閥、和補液電磁閥的開閉靈活實現采樣壓力的實時調節；