一种修井机大功率柴油机黑烟净化装置的制作方法

本发明涉及一种石油矿场修井机黑烟处理装置，具体的说是一种修井机大功率柴油机黑烟净化装置。

背景技术：

修井机是石油矿场修井的专用设备，额定载荷600kn，最大静载荷900kn。适用于井深4000m(2-7/8″外加厚油管)以内的修井作业。特点为：车载自行走、功率大、动力强劲、排气量大(8.9l/转)。缺点是尾气排放不达标，排放黑烟严重，污染环境，尤其是初始冷启动、作业时负荷频繁突变、排放黑烟更为明显。

目前，常用的柴油黑烟净化器，采用的是堇青石陶瓷过滤芯，简称dpf微粒捕集器，可以有效拦载柴油发动机产生的黑烟碳颗粒物(pm)。但排放的尾气成分较复杂，尤其是修井作业时负荷突变，排气量陡然增大，柴油在发动机内未充分燃烧，随废气携带除pm颗粒物等其他成分外，还有未充分燃烧的胶质油滴。这种胶质油滴随气流进入dpf捕集器，附着在陶瓷壁孔径上，随后的碳颗粒物(pm)附着在胶质油滴上，在很短的时间内造成陶瓷微粒捕集器堵塞，发动机背压升高，陶瓷微粒捕集器失效。

技术实现要素：

针对上述技术问题存在的不足，本发明的目的在于提供一种修井机大功率柴油机黑烟净化装置。

一种修井机大功率柴油机黑烟净化装置，其特征在于：包括蛇形排气管汇(1)、离心吸附装置(2)和dpf净化装置(3)，所述蛇形排气管汇(1)一端与柴油机的消音器(108)和排出弯管(105)连接，另一端依次连接有离心吸附装置(2)和dpf净化装置(3)，尾气通过蛇形排气管汇(1)进入离心吸附装置(2)，进入离心吸附装置(2)内的气体，在高速离心气流的作用下，将排出气体中未燃烧尽的胶质油滴进行击散、拦截、吸附、分离，吸附分离后的黑烟碳颗粒物在排出气流的推动下进入dpf净化装置(3)，进入dpf净化装置(3)的黑烟碳颗粒物经过陶瓷滤芯(305)的捕集过滤，形成无污染物达标的无色气体，排入空气中。

所述的蛇形排气管汇(1)包括由上而下依次连接的排气单向阀(106)、排气三通(107)、环抱弯管(109)、竖向减震管(110)、直管段(112)、垂直弯管(114)、横向减震管(115)、横向直管段(119)和加长软管(118)。

所述排气三通(107)的上端接口与排气单向阀(106)连接，该排气单向阀(106)与柴油机的排出弯管(105)连接，在排出弯管(105)的端部设有第一防火帽(104)排气三通(107)的下端接口与消音器(108)连接；排气三通(107)的旁通接口与环抱弯管(109)连接，在环抱弯管(109)的下端经法兰连接有竖向减震管(110)，竖向减震管(110)经法兰与直管段(112)连接，所述的直管段(112)经固定卡套(111)固定在发动机座(102)上，在直管段(112)的下端经连接卡箍(113)连接有垂直弯管(114)，所述的垂直弯管(114)经法兰与横向减震软管(115)连接，减震软管(115)经法兰与横向直管段(119)连接，所述的横向直管段(119)通过固定吊卡(116)固定在汽车大梁(103)上，横向直管段(119)端部的快速卡箍头(117)与加长软管(118)的快速接头连接，所述的加长软管(118)与离心吸附装置(2)连接。

所述的离心吸附装置(2)包括，离心吸附壳体(214)以及安装在离心吸附壳体(214)内部的轴流风扇组件和吸附衬套组件，离心吸附壳体(214)一端法兰经螺栓与进口变径法兰(201)连接，离心吸附壳体(214)另一端法兰经螺栓与出口变径法兰(216)连接，所述的进口变径法兰(201)经螺栓与加长软管(118)法兰连接，出口变径法兰(216)经螺栓与dpf净化装置(3)连接。

所述的轴流风扇组件包括风扇叶(207)、风扇轴(206)、第二螺母(217)、止退垫(208)、止退锁母(210)、轴承盒(204)、轴承(205)、第一螺母(209)、锥形轴承盖(203)和螺栓(202)，风扇叶(207)套装在风扇轴(206)上，在风扇轴(206)的端部固定有第二螺母(217)和止退锁母(210)，所述的第二螺母(217)与止退锁母(210)之间设有止退垫(208)，在轴承盒(204)内装有轴承(205)，风扇轴(206)的尾端嵌入轴承(205)内，经第一螺母(209)锁紧，轴承盖(203)经螺栓(202)固定在轴承盒(204)上，所述的轴承盒(204)经螺栓固定在离心吸附壳体(214)的法兰上。

所述的吸附衬套组件包括衬套体(213)、金属吸附毡(212)、金属固定网(211)和锥形过滤网(215)，吸附毡(212)经铆钉固定在衬套体(213)内，在吸附毡(212)内部加贴有金属固定网(211)，该金属固定网(211)一端与设置在衬套体(213)边缘内部的铁皮套连接固定，另一端与衬套体(213)的法兰连接固定，在衬套体(213)的法兰中部固定有锥形过滤网(215)。

所述的dpf净化装置(3)包括尾气净化箱(301)、进口法兰短接(302)、中间隔板(303)、固定螺栓(304)、陶瓷滤芯(305)、固定架(306)、拆卸盖(307)、出口法兰短接(310)、自动旁通装置(311)、排出管(312)和第二防火帽(313)，该尾气净化箱(301)为长方形，在长方形尾气净化箱(301)内部设有中间隔板(303)，所述的中间隔板(303)将尾气净化箱(301)隔离形成两个腔体，分别为净化过滤腔和排出腔，在中间隔板(303)上均布开设有六个通孔，陶瓷滤芯(305)安装在固定套(314)内，在固定套(314)外部焊接有变径板(315)，将带有变径板(315)的固定套(314)和陶瓷滤芯(305)安装在中间隔板(303)的通孔内，其固定套(314)外部的变径板(315)与中间隔板(303)贴合，为防止陶瓷滤芯(305)晃动，在陶瓷滤芯(305)上部设置有固定架(306)，其固定架(306)通过固定螺栓(304)与中间隔板(303)连接固定，用来将陶瓷滤芯(305)固定在中间隔板(303)上；在尾气净化箱(301)的上方中部焊接有出口法兰短接(310)，排出管(312)下端法兰经螺栓与出口法兰短接(310)连接，在排出管(312)的端部装有防火帽(313)，在排出管(312)一侧的尾气净化箱(301)上设有连接口，自动旁通装置(311)经螺栓固定在连接口上方。

在尾气净化箱(301)的后箱板下部焊接有进口法兰短接(302)，该进口法兰短接(302)经螺栓与离心吸附装置(2)的出口变径法兰(216)连接；在尾气净化箱(301)的前箱板中上部安装有可拆卸的密封盖(307)。

所述的自动旁通装置(311)包括，包括，旁通固定架(326)、电动推杆(324)、连接杆(309)和旁通阀板(308)，旁通固定架(326)经螺栓与尾气净化箱(301)上部的固定法兰座(317)连接，在旁通固定架(326)内部设有电动推杆(324)，其电动推杆(324)上端经螺栓与上铰链(325)连接，电动推杆(324)下端经螺栓与下铰链(318)连接，所述上铰链(325)上端穿过旁通固定架(326)上的孔，经锁母(328)锁紧固定，在上铰链(325)上套装有第一复位弹簧(327)，其第一复位弹簧(327)上端与旁通固定架(326)顶接，连接杆(309)上端穿过下铰链(318)上的孔，经螺母固定，连接杆(309)下端设有弹簧座(316)，弹簧座(316)下端穿过旁通阀板(308)上的孔经螺母固定，使连接杆(309)与旁通阀板(308)连接在一起，弹簧座(316)上套装的第二复位弹下端与旁通阀板(308)顶接，所述的旁通阀板(308)与中间隔板(303)密封接触，在尾气净化箱(301)的连接口处经连接螺母(335)固定有滑动套(336)，连接杆(309)与滑动套(336)滑动式摩擦配合。

在旁通固定架(326)一侧安装有电源控制箱(321)，另一侧安装有数显压力表(329)，压力检测管(332)上端与数显压力表(329)的接头(330)连接，下端依次穿过尾气净化箱(301)上的丝扣座(337)和中间隔板(303)经第三螺母(338)固定，使压力检测管(332)底部的压力传感器探头(339)位于净化过滤腔内，数显压力表(329)通过信号线缆(331)与安装在旁通固定架(326)上的绝缘接线板(333)连接，绝缘接线板(333)上的导线一端与电源控制箱(321)内的微电脑控制器(322)连接，另一端与电动推杆(324)的电机接线端连接，通过微电脑控制器(322)发出信号控制电动推杆(324)上的电机运转和停止，使电动推杆(324)带动连接杆(309)上下往复运动，进而使连接杆(309)带动旁通阀板(308)开启或关闭。

本发明的有益效果是：尾气通过蛇型排气管汇，进入离心吸附装置，通过安装在吸附装置内的轴流风扇在高速气流的推动下，产生离心气流，离心气流将排出气体中的未燃烧尽的胶质油滴击散、拦截、吸附、分离。吸附分离后的黑烟及气体中的其他化学成分在排出气流的推动下进入净化装置，延长了净化装置中的捕集器的使用寿命，提高了捕集过滤效果。实现了达标无污染物的无色的气体排入空气中的目的。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的蛇形排气管汇结构示意图；

图3是本发明的离心吸附装置结构示意图；

图4是图3的局部放大结构示意图；

图5是本发明的dpf净化装置结构示意图；

图6是本发明的自动旁通装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种修井机大功率柴油机黑烟净化装置，其特征在于：包括蛇形排气管汇1、离心吸附装置2和dpf净化装置3，所述蛇形排气管汇1一端与柴油机的消音器108和排出弯管105连接，另一端依次连接有离心吸附装置2和dpf净化装置3，尾气通过蛇形排气管汇1进入离心吸附装置2，进入离心吸附装置2内的气体，在高速离心气流的作用下，将排出气体中未燃烧尽的胶质油滴进行击散、拦截、吸附、分离，吸附分离后的黑烟碳颗粒物在排出气流的推动下进入dpf净化装置3，进入dpf净化装置3的黑烟碳颗粒物经过陶瓷滤芯305的捕集过滤，形成无污染物达标的无色气体，排入空气中。

如图2所示，所述的蛇形排气管汇1包括由上而下依次连接的排气单向阀106、排气三通107、环抱弯管109、竖向减震管110、直管段112、垂直弯管114、横向减震管115、横向直管段119和加长软管118。

所述排气三通107的上端接口与排气单向阀106连接，该排气单向阀106与柴油机的排出弯管105连接，在排出弯管105的端部设有第一防火帽104；排气三通107的下端接口与消音器108连接；排气三通107的旁通接口与环抱弯管109连接，在环抱弯管109的下端经法兰连接有竖向减震管110，竖向减震管110经法兰与直管段112连接，所述的直管段112经固定卡套111固定在发动机座102上，在直管段112的下端经连接卡箍113连接有垂直弯管114，所述的垂直弯管114经法兰与横向减震软管115连接，减震软管115经法兰与横向直管段119连接，所述的横向直管段119通过固定吊卡116固定在汽车大梁103上，横向直管段119端部的快速卡箍头117与加长软管118的快速接头连接，所述的加长软管118与离心吸附装置2连接。

如图3、图4所示，所述的离心吸附装置2包括，离心吸附壳体214以及安装在离心吸附壳体214内部的轴流风扇组件和吸附衬套组件，离心吸附壳体214一端法兰经螺栓与进口变径法兰201连接，离心吸附壳体214另一端法兰经螺栓与出口变径法兰216连接，所述的进口变径法兰201经螺栓与加长软管118法兰连接，出口变径法兰216经螺栓与dpf净化装置3连接。

所述的轴流风扇组件包括风扇叶207、风扇轴206、第二螺母217、止退垫208、止退锁母210、轴承盒204、轴承205、第一螺母209、锥形轴承盖203和螺栓202，风扇叶207套装在风扇轴206上，在风扇轴206的端部固定有第二螺母217和止退锁母210，所述的第二螺母217与止退锁母210之间设有止退垫208，在轴承盒204内装有轴承205，风扇轴206的尾端嵌入轴承205内，经第一螺母209锁紧，轴承盖203经螺栓202固定在轴承盒204上，所述的轴承盒204经螺栓固定在离心吸附壳体214的法兰上。

所述的吸附衬套组件包括衬套体213、金属吸附毡212、金属固定网211和锥形过滤网215，吸附毡212经铆钉固定在衬套体213内，在吸附毡212内部加贴有金属固定网211，该金属固定网211一端与设置在衬套体213边缘内部的铁皮套连接固定，另一端与衬套体213的法兰连接固定，在衬套体213的法兰中部固定有锥形过滤网215。

如图5所示，所述的dpf净化装置3包括尾气净化箱301、进口法兰短接302、中间隔板303、固定螺栓304、陶瓷滤芯305、固定架306、拆卸盖307、旁通阀板308、旁通杆309、出口法兰短接310、自动旁通装置311、排出管312和第二防火帽313，该尾气净化箱301为长方形，在长方形尾气净化箱301内部设有中间隔板303，所述的中间隔板303将尾气净化箱301隔离形成两个腔体，分别为净化过滤腔和排出腔，在中间隔板303上均布开设有六个通孔，陶瓷滤芯305安装在固定套314内，在固定套314外部焊接有变径板315，将带有变径板315的固定套314和陶瓷滤芯305安装在中间隔板303的通孔内，其固定套314外部的变径板315与中间隔板303贴合，为防止陶瓷滤芯305晃动，在陶瓷滤芯305上部设置有固定架306，其固定架306通过固定螺栓304与中间隔板303连接固定，用来将陶瓷滤芯305固定在中间隔板303上；在尾气净化箱301的上方中部焊接有出口法兰短接310，排出管312下端法兰经螺栓与出口法兰短接310连接，在排出管312的端部装有防火帽313；在排出管312一侧的尾气净化箱301上设有连接口，自动旁通装置311经螺栓固定在连接口上方，连接杆309上端与自动旁通装置311绞接在一起，下端连接旁通阀板308，所述的旁通阀板308与中间隔板303固定。

在尾气净化箱301的后箱板下部焊接有进口法兰短接302，该进口法兰短接302经螺栓与离心吸附装置2的出口变径法兰216连接；在尾气净化箱301的前箱板中上部安装有可拆卸的密封盖307，如出现陶瓷滤芯305堵塞现象，可将密封盖307打出，取出陶瓷滤芯305进行清洗。

如图6所示，所述的自动旁通装置311包括，包括，旁通固定架326、电动推杆324、连接杆309和旁通阀板308，旁通固定架326经螺栓与尾气净化箱301上部的固定法兰座317连接，在旁通固定架326内部设有电动推杆324，其电动推杆324上端经螺栓与上铰链325连接，电动推杆324下端经螺栓与下铰链318连接，所述上铰链325上端穿过旁通固定架326上的孔，经锁母328锁紧固定，在上铰链325上套装有第一复位弹簧327，其第一复位弹簧327上端与旁通固定架326顶接，连接杆309上端穿过下铰链318上的孔，经螺母固定，连接杆309下端设有弹簧座316，弹簧座316下端穿过旁通阀板308上的孔经螺母固定，使连接杆309与旁通阀板308连接在一起，弹簧座316上套装的第二复位弹下端与旁通阀板308顶接，所述的旁通阀板308与中间隔板303密封接触，在尾气净化箱301的连接口处经连接螺母335固定有滑动套336，连接杆309与滑动套336滑动式摩擦配合。

在旁通固定架326一侧安装有电源控制箱321，另一侧安装有数显压力表329，压力检测管332上端与数显压力表329的接头330连接，下端依次穿过尾气净化箱301上的丝扣座337和中间隔板303经第三螺母338固定，使压力检测管332底部的压力传感器探头339位于净化过滤腔内，数显压力表329通过信号线缆331与安装在旁通固定架326上的绝缘接线板333连接，绝缘接线板333上的导线一端与电源控制箱321内的微电脑控制器322连接，另一端与电动推杆324的电机接线端连接，导线经旁通固定架326上的固定卡334固定，通过微电脑控制器322发出信号控制电动推杆324上的电机运转和停止，使电动推杆324带动连接杆309上下往复运动，进而使连接杆309带动旁通阀板308开启或关闭。

工作时，将与消音器108连通的排气三通107上部的排气单向阀106关闭，排出气体由环抱弯管109向下排出，依次经过竖向减震管110、直管段112、垂直弯管114后，沿水平方向经过横向减震管115、横向直管段119、加长软管118排至到离心吸附装置2内，通过离心吸附装置2内的气体在高速离心气流的作用下，使轴流风扇组件的风扇叶207高速转动，将气体内未充分燃烧的胶质油滴甩至吸附衬套组件的金属吸附毡212上，由金属吸附毡212进行拦截、吸附，吸附分离后的黑烟碳颗粒物在排出气流的推动下进入dpf净化装置3，进入dpf净化装置3的黑烟碳颗粒物经过陶瓷滤芯305的捕集过滤，形成无污染物达标的无色气体，经排出管312排入空气中。

在使用该装置时，将dpf净化装置3上的电源控制箱321的电源线319接通，手动打开开关320，电源指示灯323亮起，如遇陶瓷滤芯305堵塞，进入dpf净化装置3内的黑烟碳颗粒物无法通过陶瓷滤芯305捕集过滤时，净化过滤腔内压力过大，压力传感器探头339会将检测到物理压力值通过压力检测管332传输到数显压力表329，由数显压力表329转变成电信号，经信号线缆331传输到电源控制箱321中的微电脑控制器322，通过微电脑控制器322发出信号控制电动推杆324带动连接杆309上移，使旁通阀板308开启，使dpf净化装置3内的气体由自动旁通装置311排出。