一种可自动控制的收割机柴油机余热回收装置的制作方法

本实用新型属于农业机械柴油机余热回收领域，具体涉及一种可自动控制的收割机柴油机余热回收装置。

背景技术：

据相关研究表明，柴油机燃料燃烧所释放的能量只有30％～40％转化为机械功，其余60％左右的能量以热能的形式被冷却液和尾气带走，而收割机一般采用大马力柴油机，可回收利用的热量较高，余热回收具有重要的意义。现有技术中的收割机柴油机余热回收装置只是简单的利用换热器对尾气和冷却液余热进行回收没有对散热器出口热风加以利用，未考虑回收冷却液余热对收割机柴油机功率的影响，换热空气的温度和流量不能随不同粮食的干燥特性而改变，适用范围有限。

中国专利文献公开的公开号为CN204466779U，名为“收割机余热回收烘干装置”，其余热回收装置采用鼓风机、冷却水换热装置和尾气换热装置回收冷却水和尾气余热，没有安装温度和流量控制系统，换热空气温度和流量不能调控。

中国专利文献公开的公开号为CN105009787A，名为“一种利用联合收割机余热在收获过程中干燥粮食的装置”，未考虑冷却液温度对柴油机功率的影响，将第一换热器直接与冷却水箱连接，当水温较低时，会因余热回收而降低柴油机功率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了在不影响柴油机功率的情况下，高效地回收冷却液、尾气和散热器热风余热，并使换热空气的温度和流量随不同粮食干燥特性变化，而提供了一种可自动控制的收割机柴油机余热回收装置。

本实用新型包括有收割机柴油机、三通控制阀、导风罩、进风管道、风机、交流电机、变频器、第一换热器、第二换热器、出风管道、缓存罐、电磁阀、膨胀水箱、水箱、散热器、控制柜、第四温度传感器、第一压力传感器；其中导风罩、进风管道、风机、第二温度传感器、第一换热器、第三温度传感器、第二换热器、第四温度传感器、第一压力传感器、出风管道依次相连通，进风管道、风机与交流电机同轴，风机通过由变频器控制的电机带动转动；第一温度传感器和三通控制阀依次安装在柴油机的冷却液出口，三通控制阀的两个出口分别与第一换热器的冷却液入口端和水箱连通，第一换热器的冷却液出口管道上安装第五温度传感器并与水箱连通，膨胀水箱上部用细软管与水箱加水口连通，第六温度传感器和第二压力传感器设置在散热器的出口管线上；缓存罐的入口与尾气出口连接，缓存罐的一个出口与电磁阀连接，另一出口与第二换热器的尾气入口端连接，第二换热器的尾气出口端与大气连通；所述控制柜内设置有电磁阀调节器、电机转速调节器、三通阀调节器、PID控制器、电源开关、冷却液温度异常蜂鸣器、空气温度异常蜂鸣器、冷却液温度显示器、空气温度显示器、冷却液压力显示器、空气压力显示器、信号连接端口，电磁阀调节器与电磁阀相连，电机转速调节器与变频器相连，三通阀调节器与三通控制阀相连，PID控制器输入端与第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器和电源开关连接，PID控制器输出端与电磁阀调节器、电机转速调节器、三通阀调节器相连，冷却液温度异常蜂鸣器与第六温度传感器连接，空气温度异常蜂鸣器与第四温度传感器连接，冷却液温度显示器与第六温度传感器连接，空气温度显示器与第四温度传感器连接，冷却液压力显示器与压力传感器连接，空气压力显示器与第一压力传感器连接；所述导风罩安装在散热器的热风出口，导风罩为圆柱形壳体，其一端为带孔钢板，另一端与散热器焊接连接，侧面开有一出风口；所述第一换热器和第二换热器为两股流板翅式换热器，流道采用逆流布置。利用风机产生的压差将导风罩内的热风吸入风机，通过风机将热风依次通过第一换热器和第二换热器，实现热风与冷却液和尾气换热，经两级加热后的热风由出风管道排出，用于粮食干燥；当第一温度传感器检测到冷却液温度较低时，PID控制器控制三通控制阀与水箱连通，不进行冷却液余热回收，直到冷却液温度达到预设温度后，控制三通控制阀与第一换热器连通，进行余热回收；当热风温度偏高或偏低时，PID控制器根据相关温度传感器的温度信号来调节三通控制阀和电磁阀，将热风温度控制在正常范围。热风流量大小调节是通过变频器调节电机转速实现的；温度故障是通过在管线上加温度传感器以及相应的蜂鸣器，当冷却液和热风温度异常时，相应蜂鸣器发出报警声，及时发现并排除故障；导风罩安装在散热器热风出口，是为了便于收集散热器热风和阻挡作物碎屑进入风机堵塞换热器。

本实用新型的有益效果：

1.增加了对散热器热风余热回收，可以提高余热的回收效率。

2.可以在不影响柴油机功率的条件下高效地回收柴油机余热。

3.通用性好，可以根据不同粮食的干燥特性调节热空气温度和流量，达到最佳粮食干燥效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的控制柜结构示意图。

图3为本实用新型实施例的导风罩结构示意图。

其中：1—柴油机；2—三通控制阀；3—第一温度传感器；4—导风罩； 5—进风管道；6—风机；7—交流电机；8—变频器；9—第二温度传感器；10—第一换热器；11—第三温度传感器；12—第二换热器；13—第四温度传感器； 14—第一压力传感器；15—缓存罐；16—电磁阀；17—出风管道；18—膨胀水箱；19—水箱；20—第五温度传感器；21—散热器；22—第六温度传感器； 23—第二压力传感器；24—控制柜；25—电磁阀调节器；26—电机转速调节器；27—三通阀调节器；28—PID控制器；29—电源开关；30—冷却液温度异常蜂鸣器；31—空气温度异常蜂鸣器；32—冷却液温度显示器；33—空气温度显示器；34—信号输入端口；35—冷却液压力显示器；36—空气压力显示器；37—出风口；38—带孔钢板。

具体实施方式

请参阅图1、图2和图3所示，本实施例包括有收割机柴油机1、三通控制阀2、导风罩4、进风管道5、风机6、交流电机7、变频器8、第一换热器 10、第二换热器12、出风管道17、缓存罐15、电磁阀16、膨胀水箱18、水箱19、散热器21、控制柜24、第四温度传感器13、第一压力传感器14；其中导风罩4、进风管道5、风机6、第二温度传感器9、第一换热器10、第三温度传感器11、第二换热器12、第四温度传感器13、第一压力传感器14、出风管道17依次相连通，进风管道5、风机6与交流电机7同轴，风机6通过由变频器8控制的电机7带动转动；第一温度传感器3和三通控制阀2依次安装在柴油机1的冷却液出口，三通控制阀2的两个出口分别与第一换热器10的冷却液入口端和水箱19连通，第一换热器10的冷却液出口管道上安装第五温度传感器20并与水箱19连通，膨胀水箱18上部用细软管与水箱19 加水口连通，第六温度传感器22和第二压力传感器23设置在散热器21的出口管线上；缓存罐15的入口与尾气出口连接，缓存罐15的一个出口与电磁阀16连接，另一出口与第二换热器12的尾气入口端连接，第二换热器12的尾气出口端与大气连通；所述控制柜24设置在驾驶室内，便于操作管理和及时发现异常情况，控制柜24内设置有电磁阀调节器25、电机转速调节器26、三通阀调节器27、PID控制器28、电源开关29、冷却液温度异常蜂鸣器30、空气温度异常蜂鸣器31、冷却液温度显示器32、空气温度显示器33、冷却液压力显示器35、空气压力显示器36、信号连接端口34，电磁阀调节器25与电磁阀16相连，电机转速调节器26与变频器8相连，三通阀调节器27与三通控制阀2相连，PID控制器28输入端与第一温度传感器3、第二温度传感器9、第三温度传感器11、第四温度传感器13、第五温度传感器20、第六温度传感器22和电源开关29连接，PID控制器28输出端与电磁阀调节器25、电机转速调节器26、三通阀调节器27相连，冷却液温度异常蜂鸣器30与第六温度传感器22连接，空气温度异常蜂鸣器31与第四温度传感器13连接，冷却液温度显示器32与第六温度传感器22连接，空气温度显示器33与第四温度传感器13连接，冷却液压力显示器35与第二压力传感器23连接，空气压力显示器36与第一压力传感器14连接；所述导风罩4安装在散热器21的热风出口，导风罩4为圆柱形壳体，其一端为带孔钢板38，另一端与散热器 21焊接连接，侧面开有一出风口37；所述第一换热器10和第二换热器12为两股流板翅式换热器，流道采用逆流布置；利用风机6产生的压差将导风罩4 内的热风吸入风机，通过风机6将热风依次通过第一换热器10和第二换热器12，实现热风与冷却液和尾气换热，经两级加热后的热风由出风管道17排出，用于粮食干燥。当柴油机刚开始工作时，第一温度传感器3检测到冷却液温度较低，PID控制器控制三通控制阀2与水箱19连通，不进行冷却液余热回收，直到冷却液温度达到预设温度后，控制三通控制阀2与第一换热器10连通，进行余热回收；当热风温度偏高或偏低时，控制器根据相关温度传感器的温度情况来调节三通控制阀2和电磁阀16，将热风温度控制在正常范围。收割机对不同粮食收获时，通过变频器8调节电机转速来改变热风流量，将风量调节到最佳风量范围；通过调节三通控制阀2和电磁阀16，将热风温度调节到最佳干燥温度范围。