一種柴油機(jī)排氣微粒過濾裝置的制造方法
【專利說明】一種柴油機(jī)排氣微粒過濾裝置
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于柴油機(jī)排氣凈化處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柴油機(jī)排氣微粒過濾技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003]柴油機(jī)的微粒排放量較高，是大氣中可吸入微粒的重要來源，嚴(yán)重威脅著人們的身體健康。為了有效控制柴油機(jī)的微粒排放，需要在機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)措施的基礎(chǔ)上，采用后處理技術(shù)及裝置對柴油機(jī)排氣進(jìn)行治理。微粒過濾技術(shù)可以有效降低柴油機(jī)微粒的排放，這項(xiàng)技術(shù)也是目前國際上最接近商品化的柴油機(jī)微粒后處理技術(shù)。然而當(dāng)采用微粒過濾技術(shù)去除柴油機(jī)微粒時(shí)，在工作過程中微粒會(huì)積存在過濾體內(nèi)，導(dǎo)致柴油機(jī)排氣背壓增加，當(dāng)超過一定數(shù)值時(shí)，柴油機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性將明顯降低，工作惡化，因此必須及時(shí)除去沉積在過濾體內(nèi)的微粒，才能使柴油機(jī)繼續(xù)正常工作，上述過程稱為過濾體的再生。過濾體的再生是微粒過濾技術(shù)能否在柴油機(jī)上正常使用的關(guān)鍵。
[0004]目前的柴油機(jī)微粒過濾裝置，過濾體一般都采用各種結(jié)構(gòu)形式的陶瓷材料，其再生方法可分為主動(dòng)再生和被動(dòng)再生兩類。主動(dòng)再生主要為各種類型的熱再生方式，如噴油助燃再生、噴氣助燃再生、電加熱再生、微波加熱再生等，被動(dòng)再生主要有燃油添加劑再生、催化再生、連續(xù)再生等三種。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，采用熱再生方式的柴油機(jī)微粒過濾裝置，容易因過濾體加熱不均勻或局部溫度過高而引起過濾體的燒熔、炸裂或疲勞損壞；采用燃油添加劑再生的柴油機(jī)微粒過濾裝置，添加劑燃燒后形成的金屬氧化物的灰燼都保留在過濾體內(nèi)，無法在線清除從而導(dǎo)致過濾裝置不能正常使用；而采用催化再生和連續(xù)再生的柴油機(jī)微粒過濾裝置，燃油中的硫元素會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒，因而不適用于高含硫量的柴油。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種柴油機(jī)排氣微粒過濾裝置，實(shí)現(xiàn)在低溫下對過濾裝置再生，避免過濾體燒熔、炸裂或疲勞損壞，并降低再生時(shí)的能耗，且適用于過濾高含硫量柴油燃燒形成的排氣。
[0007]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下:
一種柴油機(jī)排氣微粒過濾裝置，包括高壓電源(I)、前屏蔽罩(4)、高壓導(dǎo)線(5)、絕緣端子(8)、前穩(wěn)壓箱(10)、一個(gè)柴油機(jī)微粒過濾再生單元或兩個(gè)以上并聯(lián)的柴油機(jī)微粒過濾再生單元、后穩(wěn)壓箱(19)、后屏蔽罩(20)和支撐殼(21);其特征在于:高壓電源(I)輸出的交變高壓為10?20kHz，高壓電源(I)通過高壓導(dǎo)線(5)與中心電極(9)相連接，夕卜電極(14)接地；所述柴油機(jī)微粒過濾再生單元由中心電極(9)、泡沫陶瓷(12)、阻擋介質(zhì)管
(13)、外電極(14)、密封塊(15)、彈簧(16)組成；所述的中心電極(9)、泡沫陶瓷(12)、阻擋介質(zhì)管(13)、外電極(14)從內(nèi)至外同軸布置，使得泡沫陶瓷(12)置于中心電極(9)外表面及阻擋介質(zhì)管(13)內(nèi)壁之間的放電區(qū)域；
所述外電極(14)緊密貼合并固定于阻擋介質(zhì)管(13)的外表面；外電極(14)及阻擋介質(zhì)管(13)通過固定部件A和密封塊(15)可拆卸地固定于支撐殼(21)上；
泡沫陶瓷(12)通過兩端的彈簧(16)及固定部件B固定并軸向定位于中心電極(9)上；泡沫陶瓷(12)的中心有通孔，中心電極(9)穿過所述通孔。
[0008]所述中心電極(9)通過固定部件C、彈簧(7)及絕緣端子⑶定位并同時(shí)固定于前穩(wěn)壓箱(10)和后穩(wěn)壓箱(19)上。
[0009]彈簧(7)及彈簧(16)起到防止松動(dòng)、吸收振動(dòng)能量、補(bǔ)償熱膨脹的作用。
[0010]所述中心電極(9)采用不銹鋼材料，外徑為2?3mm，以增加柴油機(jī)排氣有效流通截面積、使裝置更易擊穿放電產(chǎn)生低溫等離子體。
[0011]所述阻擋介質(zhì)管(13)為高純度AL2O3陶瓷材料，內(nèi)徑為40?50mm，厚度為3?4mm，軸向長度為300?400mm ;所述泡沫陶瓷(12)為SiC — AL2O3復(fù)合陶瓷材料，平均孔徑為0.5?1.5mm，孔隙率為75?90%;泡沫陶瓷(12)與阻擋介質(zhì)管(13)的徑向配合間隙為0.2?1.0mm,泡沫陶瓷(12)的軸向長度為200?300mm,以保證阻擋介質(zhì)管(13)兩端面與泡沫陶瓷(12)的兩端面均留有50mm的軸向距離作為安全絕緣距離；外電極(14)及泡沫陶瓷(12)的軸向長度相同，且位置在軸向?qū)?yīng)。
[0012]所述高壓電源(I)采用蓄電池供電，輸出為交流高壓，其頻率可在10?20kHz范圍內(nèi)手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)整，從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓幅值及裝置放電功率的目的。
[0013]本發(fā)明的工作過程為:柴油機(jī)排氣通過前穩(wěn)壓箱上的進(jìn)氣口流入裝置，經(jīng)過柴油機(jī)微粒過濾再生功能單元凈化后，通過后穩(wěn)壓箱的出氣口流出該裝置。過濾過程中利用較低的放電功率，產(chǎn)生少量低溫等離子體，對排氣中的微粒進(jìn)行荷電以增強(qiáng)泡沫陶瓷過濾體對微粒的過濾效率。當(dāng)過濾體中累積了大量微粒使柴油機(jī)排氣背壓升高時(shí)，采用較大的放電功率氧化分解過濾體中累積的微粒以實(shí)現(xiàn)過濾體的再生。
[0014]本發(fā)明的工作原理為:當(dāng)柴油機(jī)排氣流經(jīng)微粒過濾再生功能單元時(shí)，排氣中的微粒被過濾并沉積在泡沫陶瓷過濾體內(nèi)，介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的低溫等離子體中含有大量高能電子，可以對流經(jīng)泡沫陶瓷過濾體的微粒荷電，因而在交變電場的作用下可以有效提高泡沫陶瓷過濾體對微粒的過濾效率，另一方面，低溫等離子體中還包含正負(fù)離子、激發(fā)態(tài)粒子、自由基等活性物質(zhì)，可以有效氧化分解柴油機(jī)排氣微粒，裝置過濾柴油機(jī)排氣微粒時(shí)，采用較小的放電功率是為了降低裝置的能耗，而再生時(shí)采用較大的放電功率是為了提高再生速度和效果。
[0015]本發(fā)明具有有益效果。本發(fā)明通過采用氣體放電產(chǎn)生的低溫等離子體氧化分解柴油機(jī)排氣微粒。由于低溫等離子體中電子溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于離子溫度的非平衡特性，所以過濾體再生過程中溫度較低，從而避免了熱再生所導(dǎo)致的過濾體損壞。另一方面，低溫等離子體很難將柴油機(jī)排氣中的SO2轉(zhuǎn)化為SO3，從而避免了硫酸鹽的生成及在過濾體中的沉積，適用于高含硫量的柴油。適用于高含硫量的柴油。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是安裝了本發(fā)明的柴油機(jī)系統(tǒng)示意框圖。
[0018]圖中:1.高壓電源，2.連接螺栓，3.連接螺母，4.前屏蔽罩，5.高壓導(dǎo)線，6.螺母，7.彈簧，8.絕緣端子，9.中心電極，10.前穩(wěn)壓箱，11.緊固螺釘，12.泡沫陶瓷，
13.阻擋介質(zhì)管，14.外電極，15.密封塊，16.彈簧，17.緊固螺母，18.排氣法蘭，19.后穩(wěn)壓箱，20.后屏蔽罩,21.支撐殼,22.進(jìn)氣法蘭,23.柴油機(jī),24.排氣管,25.蓄電池，26.柴油機(jī)排氣微粒過濾裝置，27.控制器，28.壓力傳感器，29.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳