防爆柴油机补水箱控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于防爆柴油机领域，特别涉及一种防爆柴油机补水箱控制系统。
【背景技术】
[0002]目前，以柴油机为动力的矿用运输车辆需要进行尾气处理，为了使柴油机的温度低于70°C，要将柴油机的尾气通入水洗箱中。另一方面，在柴油机运行过程中，由于水洗箱中的水不断被带出，因此，水洗箱中的水位会越来越低，而当水洗箱中的水位过低时，柴油机的温度就会超过70°C这时，则需要再增设一个补水箱，将补水箱中的水补入水洗箱即可。现在矿用车辆防爆柴油机中，从补水箱到水洗箱大部分是通过人工操作，采用机械式浮球阀进行补水控制，不能及时进行补水。防爆柴油机未经稀释的排气中，其有害气体成分一氧化碳(C0)与氮氧化物(NOx)的体积浓度很高，这对于矿井作业而言是不允许的。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种防爆柴油机尾气处理系统。
[0004]一种防爆柴油机补水箱控制系统，包括:排气总管1、水洗箱2、补水箱5和E⑶4 ；
[0005]所述排气总管1与水洗箱2相连，补水箱5通过管道向水洗箱2内补水；所述水洗箱2内设置有电子液位传感器3，ECU4与液位传感器3和电磁阀6相连，电子液位传感器3用于获取水洗箱2的水位信息，ECU4用于根据水位信息和预定的水位阈值控制电磁阀6的开启或关闭；所述电磁阀6设置于补水箱5与水洗箱2之间的水管管路上；
[0006]所述排气总管1包括有依次连接的废气固体颗粒处理管1.1、有害气体处理管1.2和废气冷却管1.3 ;所述废气固体颗粒处理管1.1的内腔设有氧化型催化转化器(D0C)和颗粒过滤器(DPF);所述有害气体处理管1.2内设有选择性催化还原器(SCR)；
[0007]所述水洗箱2包括装有水的箱体2.8，箱体2.8上设有尾气进气口 2.2、和连接气水分离机构的排气口 2.1，箱体2.8内依尾气运动路径至少设有一个气水混合板2.3，所述的气水混合板2.3包括骨架2.6，骨架2.6内填充有填料2.7，所述排气口 2.1下部设有导流板2.10，所述箱体2.8的底部设置有排污口 2.5。
[0008]可选的，所述气水混合板2.3上设有波形过滤板2.9。
[0009]本发明的有益效果是:水洗箱补水装置增加了控制器，在液位传感器获取水洗箱的水位信息后，由控制器根据该水位信息确定补水用阀门的开启或关闭，进而实现在需要的时候为水洗箱补水，从而使水洗箱中的水位得到控制；通过利用颗粒过滤器(DPF)处理防爆柴油机排放废气的固体颗粒物(PM)，并利用氧化型催化器(D0C)辅助颗粒过滤器(DPF)的再生然后利用选择性催化还原器(SCR)减少废气中的有害气体成分氮氧化物(NOx)含量；水洗箱结构简单，由于使尾气与水得到充分混合接触，对颗粒物的捕捉和有害气体的吸收效果明显优于其它型式的水洗净化箱，气水分离装置有效减少了水的消耗，且运行成本低且可靠。
【附图说明】
[0010]图1是本发明防爆柴油机补水箱控制系统的结构示意图；
[0011]图2是排气总管的结构示意图；
[0012]图3是水洗箱的结构示意图；
[0013]图4是气水混合板的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
[0015]下面结合图1，对本发明的优选实施例进行详细说明。防爆柴油机尾气处理系统，包括与水洗箱2相连的排气总管1，补水箱5用于向水洗箱2内补水。水洗箱2内设置有电子液位传感器3，柴油机的ECU4与液位传感器3和电磁阀6相连。其中，电子液位传感器3用于获取水洗箱2的水位信息；ECU4与液位传感器3相连接，用于根据水位信息和预定的水位阈值确定电磁阀6的开启或关闭；并且，电磁阀6设置于补水箱5与水洗箱2之间的水管管路上。
[0016]电子液位传感器3通过信号线与E⑶4的信号输入端相连接，E⑶4的信号输出端通过控制线与电磁阀3的控制线圈相连接。ECU4通过电子液位传感器2采集水位信息，并将该水位信息反馈给电控箱中的ECU4，ECU4根据水位信息对加装的电磁阀6的通断进行控制，从而可以根据水洗箱2的水位实际高度以及预先设定的水位阈值判断电磁阀的电磁阀6通断，实现是否从补水箱5到水洗箱2的补水。具体而言，当水洗箱2中水位低于设定水位值时，电子液位传感器3可以将电信号传给ECU4, ECU4控制电磁阀6,使电磁阀6打开，补水箱5中的水可以通过电磁阀6补入水洗箱1中，当水洗箱1中的水位值高于设定水位值时，电磁阀6关闭，从而可以控制水洗箱1中的水位。
[0017]为了实现对尾气的有效处理，排气总管1包括有依次连接的废气固体颗粒处理管
1.1、有害气体处理管1.2和废气冷却管1.3(图2)。废气排放前经过废气固体颗粒处理管
1.1减少微细颗粒(PM)，经过有害气体处理管1.2减少氮氧化物(NOx)的浓度，经过废气冷却管1.3降低温度，并稀释一氧化碳浓度。废气固体颗粒处理管1.1的内腔设有氧化型催化转化器(D0C)和颗粒过滤器(DPF)处理废气中的微细颗粒(PM)，颗粒过滤器(DPF)微粒捕集技术是目前公认的最为有效的微粒净化技术，也是目前商用前景最好的技术之一。为了处理废气中氮氧化物NOx采用的是选择性催化还原器(SCR)处理技术，即利用尿素溶液(水溶液浓度为32.5% ±0.5% )，在排气中喷入尿素、氨水等还原性物质，将氮氧化物N0x(90%左右是N0)还原为氮气(N2)和水(H20)。它无毒、洁净、无气味、不易着火、无爆炸危险。由于防爆柴油机使用工况的特殊性，如作为煤矿运输车辆中的动力源，防爆柴油机安全标准要求其表面温度不能超过150°C、尾气温度不能超过70°C等特殊要求。本发明的实施例中还设置了废气冷却管3，通过废气冷却管使得排气总管内的废气温度降低。
[0018]排气总管1与水洗箱2相连，排气总管1排出的废气只有经过水洗箱2进一步水洗处理后才能通过水洗箱上的尾气排放管排出，请参阅图3、4。
[0019]具体而言，水洗箱2包括装有水的箱体2.8，箱体2.8上设有尾气进气口 2.2、连接有气水分离机构的排气口 2.1，箱体2.8内依尾气运动路径至少设有一个气水混合板2.3，所述的气水混合板2.3包括骨架2.6，骨架2.6内填充有由耐温、耐腐蚀材料制备的填料
2.7，所述填料2.7由长条状材料无规则转曲缠绕而成，长条状材料的截面为非流线型截面；尾气经气水混合板2.3将大气泡破解为微小泡沫，充分与水结合净化，再经气水分离机构实现气水分离后从排气口 2.1排出。本实施例长条状材料的截面为矩形，材料为不锈钢，长条状材料的厚度(短边)为0.05_，宽度(长边)为2_。为使气水有效分离，本发明所述气水分离机构包括安装在箱体2.8内、排气口 2.1下部的导流板2.10，在导流板2.10作用下，含水尾气做螺旋上升运动，水分在离心力的作用下抛向排气口 2.1的筒体内壁，实现气水分离，尾气在排气口 2.1内做螺旋上升运动排出。为进一步促进汽水混合接触并捕获颗粒物，本发明的气水混合板2.3上还可以设有波形过滤板2.9，以进一步促进气水混合。发动机尾气从进气口 2.2进入箱体2.8底部与水接触，当尾气通过气水混合板2.3的填料
2.7时，大气泡被填料2.7切割成很多被液体包围的小气泡，形成泡沫。由于填料2.7是无规则随意缠绕的，使小气泡在箱体2.8内作总体向上的无规则运动，无规则运动时又与其它气泡或液体发生冲击、碰撞，进一步促进气体与液体的充分混合，使尾气中的碳尘等颗粒物和有害气体被液体捕获、吸收，留在箱体2.8内，波形过滤板2.9进一步促进汽水混合接触并捕获颗粒物；排污时，捕获的颗粒物随污水由排污口 2.5排出。
[0020]在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种防爆柴油机补水箱控制系统，其特征在于，包括:排气总管(1)、水洗箱(2)、补水箱(5)和 ECU (4)； 所述排气总管(1)与水洗箱(2)相连，补水箱(5)通过水管管路向水洗箱(2)内补水；所述水洗箱(2)内设置有电子液位传感器(3)，ECU(4)与电子液位传感器(3)和电磁阀(6)相连，所述电磁阀(6)设置于补水箱(5)与水洗箱(2)之间的水管管路上；电子液位传感器(3)用于获取水洗箱(2)的水位信息，ECU(4)用于根据水位信息和预定的水位阈值控制电磁阀(6)的开启或关闭； 所述排气总管(1)包括有依次连接的废气固体颗粒处理管(1.1)、有害气体处理管(1.2)和废气冷却管(1.3);所述废气固体颗粒处理管(1.1)的内腔设有氧化型催化转化器(DOC)和颗粒过滤器(DPF);所述有害气体处理管(1.2)内设有选择性催化还原器(SCR)；所述水洗箱(2)包括装有水的箱体(2.8)，箱体(2.8)上设有尾气进气口(2.2)、和连接气水分离机构的排气口(2.1)，箱体(2.8)内依尾气运动路径至少设有一个气水混合板(2.3)，所述的气水混合板(2.3)包括骨架(2.6)，骨架(2.6)内填充有填料(2.7)，所述排气口(2.1)下部设有导流板(2.10)，所述箱体(2.8)的底部设置有排污口(2.5)。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气水混合板(2.3)上设有波形过滤板(2.9)。
【专利摘要】本发明公开了一种防爆柴油机补水箱控制系统，包括：排气总管(1)、水洗箱(2)、补水箱(5)和ECU(4)所述排气总管(1)与水洗箱(2)相连，补水箱(5)通过管道向水洗箱(2)内补水；所述水洗箱(2)内设置有电子液位传感器(3)，ECU(4)与液位传感器(3)和电磁阀(6)相连，电子液位传感器(3)用于获取水洗箱(2)的水位信息，ECU(4)用于根据水位信息和预定的水位阈值控制电磁阀(6)的开启或关闭。本发明大幅提高了防爆柴油机尾气处理的效果。
【IPC分类】F01N3/035, F01N3/28, F01N3/04, F01N9/00, F01N3/023
【公开号】CN105275556
【申请号】CN201410326850
【发明人】沈鉴伟
【申请人】无锡国煤重工机械有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年7月10日