专利名称：机械式高温静电柴油机尾气颗粒物净化器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种柴油机尾气颗粒物净化装置，具体说是一种机械式高温静电柴油机尾气颗粒物净化器。
背景技术：
汽车尾气排放是城市大气的重要污染源之一。在常见的机械车辆中，柴油机车占据着重要的位置。其中3.5t以上的载重车辆、大运量带空调的大型公交车、工地施工机械和车辆都离不开柴油机。在欧洲，90%以上的出租车以及30%以上的轿车是柴油车，且比例仍在上升。柴油机排气微粒的粒径在O. flym之间，远小于一般的悬浮颗粒，不易捕集，且很容易通过呼吸系统进入肺泡中并沉积下来，较小的微粒甚至可以进入血液中，可能引起癌症等疾病，对人体健康的威胁巨大。因此，开展车用柴油机排放控制技术的研究对于保护生态环境，维护人类健康有着重要的意义。
自上世纪70年代，柴油机尾气微粒排放的控制技术日益为人们所重视。经过40 多年的研究和努力，目前所利用的技术主要包括机前处理技术、机内净化技术和排气后处理装置。现在普遍认为，排气后处理装置必将成为柴油柴油机的标准配置。现在通过排气后处理装置来降低颗粒物排放的技术主要有两种，一类是催化氧化器，如三元催化器、SCR、 SNCR等；另一类是微粒捕集器DPF，如壁流式蜂窝陶瓷、陶瓷纤维、金属基过滤材料等材料制作的过滤式颗粒物捕集器。但这两种技术的使用都有一定的限制，催化氧化器可以去除柴油机排气中的HC、CO及微粒中的可溶有机成分S0F，却不能氧化固态的碳颗粒；颗粒物捕集器对颗粒物有高的捕集效率，但可再生性能差。
综上所述，由于目前的柴油机尾气颗粒物净化技术存在固态碳颗粒不易去除、可再生性能差等问题，亟待研发一种颗粒物捕集效率高、可再生性能好的柴油机尾气净化器。发明内容
为了克服现有的净化技术固态碳颗粒不易去除、可再生性能差等缺点，本发明提供一种机械式高温静电柴油机尾气颗粒物净化器，该净化器利用汽车排放的废气作为高温热源，激发阴极材料发出大量电子，使粉尘荷电，在荷电区以3000伏左右的电压，就能使颗粒物的捕集效率大大高于传统的柴油机尾气颗粒物净化器，并采用可实现往复式运动的曲柄滑块机构，使其带动除尘滑块以清除吸附于圆筒内壁的积尘，解决了传统的柴油机颗粒物净化器可再生性能差的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是一种机械式高温静电柴油机尾气颗粒物净化器，包括电机、变压装置、出气管、曲柄滑块机构、连杆、除尘滑块、进气管、金属筒体、电子发射柱，其特点是金属筒体下部横截面的切线方向上设置进气管，金属筒体上部设置出气管，金属筒体中心装有电子发射柱，金属筒体内装有除尘滑块，除尘滑块通过连杆连接曲柄滑块机构或四连杆机构，曲柄滑块机构或四连杆机构与电机驱动轴相连接。
电子发射柱与金属筒体之间通过绝缘子电绝缘连接，电子发射柱连接变压装置的负极。金属筒体(11)与大地连接。
本发明的有益效果I.本发明利用柴油机尾气作为高温热源加热电子发射柱，从而发射电子，使流经捕集器的颗粒物荷电。在荷电区以3000伏左右的电压，就能使颗粒物的捕集效率大大高于传统的柴油机尾气颗粒物净化器。
2.本发明在颗粒物捕集区能形成比常规静电除尘器高两个数量级以上的电流密度，大大提高了对柴油机尾气中细小颗粒的捕捉效率，解决了柴油机尾气颗粒粒径小，不易捕集的问题。
3.本发明选用的新型阴极材料，在长期的试用下仍能保持良好的性能特色，安装之后，坏损的概率极小，能够长久使用。
4.本发明利用曲柄滑块机构带动除尘滑块能够有效去除附着在圆筒内壁和电晕极的积尘，实现了颗粒物净化器的可再生性，解决了传统柴油机尾气颗粒物净化器可再生性差的难题。
图I是本发明的结构示意图；图2是本发明的结构右视图；图3是本发明中电子发射柱的结构示意图；图4是颗粒物净化器的曲柄滑块机构、连杆及电机结构布置的三维视图；图5是本发明在柴油机排气系统中的布置方式示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
如图1，2所示，本发明的机械式高温静电柴油机尾气颗粒物净化器，包括电机I、 变压装置2、电瓶3、出气管4、支架5、曲柄滑块机构6、连杆7、绝缘子8、除尘滑块9、进气管 10、金属筒体11、电子发射柱12、灰斗13等。
进气管10设置在金属筒体11下部横截面的切线方向上，形成切线进气方式；出气管4设置在金属筒体11上部；电子发射柱12位于金属筒体11的中心，绝缘子8将其与金属筒体11之间电绝缘，电子发射柱12连接变压装置2的高压电源的负极，高压电源是由变压装置将柴油机电瓶电压升高得到；电子发射柱12为耐高温金属制成的空心柱15，空心柱 15上刻有数个凹陷的小槽(图3)，小槽内安放的是在高温下易激发出电子的钪酸盐阴极材料14 ;除尘滑块9与连杆7连接，连杆架上部的横杆中空(如图4阴影所示)，曲柄和横杆由曲柄滑块连接构成移动副，除尘滑块9可随电机I所带动的曲柄滑块机构6上下滑动；金属筒体11接地。
如图4所示，本发明颗粒物去除机构的工作原理除尘滑块9与连杆7连接，曲柄和横杆由曲柄滑块连接移动副构成或四连杆机构构成，曲柄滑块可在横杆中空处(如图4 阴影所示)做往复运动，从而当电机I带动曲柄旋转运动时，经过曲柄滑块于横杆中空处(如图4阴影所示)作往复式运动的作用，除尘滑块9可随连杆7在曲柄的旋转过程中做上下滑动。
如图5所示，本发明在工作时需要激发阴极材料的高温热源，因此本装置安装在排气歧管B之后，前置管D之前。机械式高温静电柴油机尾气颗粒物净化器C的工作原理: 本净化器C安装在柴油机排气歧管B之后，当柴油机开始发动时，电子发射柱12接通电源， 在金属筒体11内形成一个高压电场。自柴油机气缸A排出的高温气体经过排气歧管B，沿切向方向随进气管10由圆筒内壁进入净化器C，置于净化器C中心的电子发射柱12会在其高温条件下稳定的发射电子，使粉尘荷电，然后在强电场下作用下，荷电的粉尘颗粒在圆筒外壁被捕集。上升的高温气体最后由集尘器上部进入出气口，经软管E和催化转换器F排出。当柴油发动机停止，外部的小型电机开始短时工作，在电机I带动曲柄旋转的作用下， 曲柄滑块机构6带动连杆7末端的除尘滑块9向下作往复式运动，去除附着在圆筒内壁和电晕极(电子发射柱12)的积尘，去除的积尘落于底部的灰斗13。
权利要求
1.一种机械式高温静电柴油机尾气颗粒物净化器，包括电机(I)、变压装置(2)、出气管(4)、曲柄滑块机构(6)、连杆(7)、除尘滑块(9)、进气管(10)、金属筒体(11)、电子发射柱(12)，其特征在于所述金属筒体(11)下部横截面的切线方向上设置进气管(10)，金属筒体(11)上部设置出气管(4)，金属筒体(11)中心装有电子发射柱(12)，金属筒体(11)内装有除尘滑块(9)，除尘滑块(9)通过连杆(7)连接曲柄滑块机构(6)或四连杆机构，曲柄滑块机构(6)或四连杆机构与电机(I)驱动轴相连接。
2.根据权利要求I所述的机械式高温静电柴油机尾气颗粒物净化器，其特征在于所述电子发射柱(12)与金属筒体(11)之间通过绝缘子(8)电绝缘连接，且电子发射柱(12)连接变压装置(2)的负极。
3.根据权利要求I所述的机械式高温静电柴油机尾气颗粒物净化器，其特征在于所述金属筒体(11)与大地连接。
全文摘要
本发明涉及一种机械式高温静电柴油机尾气颗粒物净化器，金属筒体侧面下部横截面的切线方向上设置进气管，金属筒体侧面上部设置出气管，金属筒体中心装有电子发射柱，金属筒体内装有除尘滑块，除尘滑块通过连杆连接曲柄滑块机构或四连杆机构，曲柄滑块机构或四连杆机构与电机驱动轴相连接。该净化器利用汽车排放的废气作为高温热源，激发阴极材料发出大量电子，使粉尘荷电，在荷电区以3000伏左右的电压，就能使颗粒物的捕集效率大大高于传统的柴油机尾气颗粒物净化器，并采用可实现往复式运动的曲柄滑块机构，使其带动除尘滑块以清除吸附于圆筒内壁的积尘，解决了传统的柴油机颗粒物净化器可再生性能差的问题。
文档编号F01N3/01GK102979599SQ20121048909
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者苗朋柯, 武卫东, 费天庠, 于子淼, 孟晓伟, 张春 申请人:上海理工大学