[發明專利]可移動式多功能柴油機尾氣顆粒捕集裝置及應用

有效

• 申請號: 202110284317.2
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113198269B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 沈照杰;喬奉亮;康玉霞;林波
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: B01D46/24
• 分類號: B01D46/24;B01D46/80;B01D46/84;B01D46/72;B01D46/44;B01D46/46
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 初姣姣

本發明涉及顆粒捕集裝置制造技術領域，具體的說是一種濾芯受熱均勻、再生效率高、適應性廣、精準再生時刻判斷、適用于室內作業柴油機的可移動式多功能柴油機尾氣顆粒捕集裝置及應用，其特征在于，箱體內設置顆粒捕集器底座，顆粒捕集器底座具有上部開口的圓柱狀主體，顆粒捕集器底座主體上開設進氣管接口、排氣管接口以及旁通管接口，所述顆粒捕集器進氣管接口中設有單向閥，所述顆粒捕集器底座的上端設有用于固定金屬濾芯的凸緣，并由內而外同心設置有金屬濾芯、電磁線圈和濾芯外殼，所述濾芯外殼呈上端封閉的圓柱狀筒體，濾芯外殼的上端面開設用于將氣流送入集煙罩的圓孔陣列。

技術領域：

本發明涉及顆粒捕集裝置制造技術領域，具體的說是一種濾芯受熱均勻、再生效率高、適應性廣、精準再生時刻判斷、適用于室內作業柴油機的可移動式多功能柴油機尾氣顆粒捕集裝置及應用。

背景技術：

柴油發動機尾氣中含有多種有害物質，尤其是在相對密閉的場地中，尾氣對人體的危害更大。目前柴油機尾氣主要采用氧化催化器和顆粒捕集器進行處理。發動機尾氣進入顆粒捕集器后，顆粒物會被濾芯吸附，實現凈化。隨著使用時間的增加，吸附的顆粒物會堵塞濾芯，使發動機背壓升高，降低發動機功率。所以為防止濾芯堵塞，必須對濾芯進行清潔再生。

常用的濾芯清潔再生方法有水洗、反吹和加熱再生。水洗和反吹的方式效率較低，有時需要拆卸濾芯后進行再生。加熱再生主要包括在顆粒捕集器進氣口處噴油點火加熱、電加熱、紅外加熱和微波加熱。噴油點火加熱是指在顆粒捕集器前端設置噴油器和火花塞，通過點燃尾氣使氣體升溫，高溫尾氣將熱量帶入顆粒捕集器中實現再生，該方式需要的輔助機構較多，噴油加熱控制復雜。電加熱方式是指在顆粒捕集器前端或濾芯內部布置電熱絲，電熱絲加熱尾氣后使顆粒物溫度達燃點實現再生，但會使濾芯受熱不均導致濾芯開裂。紅外加熱是指采用熱輻射的方式加熱顆粒物使其燃燒，具有控制方便、實現容易的優點，但熱效率較低，升溫緩慢。微波加熱是采用微波技術加熱顆粒物，但需要有特殊的氣道設計且微波發生裝置結構復雜。

再生時刻是顆粒捕集器主動再生的重要指標。恰當的再生時刻既可保證捕集器高效工作，又能減少非必要再生導致的能量浪費。再生時刻的判斷是根據顆粒捕集器進出氣口的壓力差、溫度差、碳顆粒質量流量、碳載量檢測信號等參數協同計算并估計濾芯堵塞情況，算法復雜。

當濾芯堵塞達到一定值時，開啟再生，保證柴油機可靠工作。如果不包含柴油發動機的排量和工況等信息，僅僅由壓力差變化、溫度差和排氣流量信號判斷再生時刻，容易導致再生時刻誤判，引發錯誤動作。采用多傳感器信號融合判斷再生時刻的方法又會增加成本。對于可移動再生捕集器，與柴油機電控系統進行信號傳輸、共享與控制，需要開發專門接口與協議，使用時需外接，操作復雜。

柴油機顆粒物中的灰分為不可燃物質，采用熱原理方法再生不能去除灰分，大部分現有再生捕集器沒有考慮到灰分的去除問題，灰分長時間累積會導致顆粒捕集器濾芯堵塞不能正常使用。此外，灰分在捕集器內部附著，多次再生后捕集效率較初始效率大大降低，縮短捕集器使用壽命。現有技術一種是將捕集器拆卸后利用專用反吹設備對濾芯實施反吹再生，反吹過程復雜，耗時長。一種是免拆卸反吹，灰分流經氧化催化器，收集到具有一定真空度的集塵袋內，再集中處理，反吹時需要外接專門的高壓空氣設備，操作復雜，并且污染氧化催化器。

此外，室內作業的柴油機如發電機組、船舶主機、特種車輛柴油機等，往往同時配備多臺，但依據能量需求或工作需求僅開啟部分機器，每一臺均配備一套顆粒捕集器會造成資源浪費，提高生產成本。本專利是一種具有自適應特征的、適用于具有不同排氣管口的直徑和高度柴油機的、無需與柴油機進行數據交互的、準確判斷捕集器碳載量的、再生效率高、再生可靠性高的可移動式柴油顆粒捕集器。

發明內容：

本發明針對現有技術中存在的缺點和不足，提出了一種采用電磁生熱再生，具有濾芯堵塞程度判斷、反吹去除灰分、可視化交互、升降平臺、堵塞報警、液壓接口夾緊排氣管口等功能的可移動式多功能柴油機尾氣顆粒捕集裝置及應用。

本發明通過以下措施達到：