煤矿井下防爆柴油机无动力SCR尾气净化系统的制作方法

本发明涉及矿用柴油机尾气净化系统，尤其是煤矿井下实现多级防爆消声的无动力干式尾气排气系统。

背景技术：

1、目前，工业化的煤矿井下需采用重工设备来参与生产，柴油机作为机械设备的重要组成部分，需要应对煤矿井下环境具有的高瓦斯、高粉尘、高温度等特点，因此，具有高效、可靠、安全等优点的井下防爆柴油机在煤矿井下的通风、排水、运输和提升等作业中得到广泛应用。

2、鉴于煤矿井下因瓦斯环境下的安全要求，须保证工作区域环境空气质量满足现场人员的工作条件，因此柴油机工作过程中尾气排放中氮氧化物一氧化碳（co）、碳氢化合物（hc）、（nox）及碳烟颗粒（pm）的含量必须低于一定浓度以保证巷道内避免有较高的刺激成分，针对这个技术问题可采用scr尾气后处理技术实现井下柴油机排放污染问题，通过水洗箱尾气净化、消除尾气中可能残余火焰的方式进行柴油机尾气净化，但目前常规车辆柴油发动机采用的scr尿素需要单独配制高压泵额外动力，而且需要配合车载ecu电控系统强制喷射尿素水溶液才能实现对尾气的净化，因此该系统和设备不适合目前井下的防爆柴油机尾气排放系统，其动力系统的布设对有限的空间和井下电气防爆要求等工作条件提出了一定的要求，对煤矿井下作业现场的适应能力较差。

技术实现思路

1、为了克服现有通用车辆的scr系统技术的柴油机尾气净化系统需要独立配设额外动力驱动高压泵及ecu电控喷射系统，对煤矿井下作业现场的车辆适应能力较差等问题发明了该技术。

2、鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供了煤矿井下防爆柴油机无动力scr尾气净化系统，应用于煤矿井下具有可燃气体的环境下使用的防爆柴油机，是将进入排气系统后的柴油发动机尾气通过催化scr水溶液喷射管后混合雾化均匀的尿素水溶液，氧化降温排出，实现低于一定温度的干式尾气净化排放，具体技术方案如下：

3、煤矿井下防爆柴油机无动力scr尾气净化系统，包括：

4、反应液补给箱，所述反应液补给箱下方设有浮子控液器；所述反应液补给箱的上部设有注液通道，所述注液通道配设有盖件；所述反应液补给箱的底部设有出液路；所述浮子控液器顶部设有补液口，所述补液口液路连通所述出液路；所述浮子控液器包括针阀控制组件，所述针阀控制组件配用于所述补液口；所述浮子控液器配设有高度调节组件；

5、喷施喉管，所述浮子控液器底部与所述喷施喉管的中部之间配接有连通器管路，所述连通器管路配设有控制阀；所述喷施喉管的一端配接柴油机排气口，另一端配接有消声器，所述消声器外端配接防爆阻火器。

6、在本公开的一些实施例中，所述注液通道是注液管，所述盖件是单向泄压密封盖；所述注液管的管口设有外翻边，所述外翻边周向设置有数个卡口；所述单向泄压密封盖包括盖体，所述盖体的盖沿设有与所述卡口配用的卡子；所述盖体内表面竖向设有中心杆；所述中心杆由根部向端部依次穿设有线圈弹簧ⅰ，透气压盖，弹性密封片和线圈弹簧ⅱ，所述中心杆端部设有弹簧限位组件；所述注液管管口的投影处于所述透气压盖底面的内部，并且所述透气压盖在该投影以内的区域设有透气通孔；所述透气通孔的投影处于所述弹性密封片的内部，所述弹性密封片的投影处于所述注液管管口的内部；所述注液管管口与所述透气压盖的接触面配设有密封件。

7、在本公开的一些实施例中，所述注液管管口外侧设有密封环槽，所述密封件处于所述密封环槽内，所述密封件是o型密封圈。

8、在本公开的一些实施例中，所述补液口是下大上小的变径通道；所述浮子控液器包括溶液腔；所述针阀控制组件包括浮子和阀针，所述浮子设于所述溶液腔内，所述阀针设于所述浮子的上部，所述阀针是上尖的锥形结构。

9、在本公开的一些实施例中，所述变径通道是同心阶梯管。

10、在本公开的一些实施例中，所述连通器管路包括类l形的管路ⅰ，所述管路ⅰ的上端对接所述溶液腔，所述管路ⅰ的下端与所述控制阀呈丝式法兰连接，其中一个法兰盘的螺栓孔为圆弧长孔；所述控制阀通过配接管路ⅱ连接所述喷施喉管，所述管路ⅱ外端的管口垂直于所述喷施喉管的轴线。

11、在本公开的一些实施例中，所述喷施喉管的中部设有同心变径的曲面内喉管，所述曲面内喉管的内径尺寸由中部向两端渐大，所述管路ⅱ外端的管口低于所述喷施喉管的轴线。

12、在本公开的一些实施例中，所述浮子控液器左右两侧相对各设有高度调节组件，所述高度调节组件包括固定板，所述固定板承托有耳板，所述耳板内侧固定连接于所述浮子控液器外侧面，所述耳板与固定板之间竖向连接有螺栓组件，所述耳板竖向设有螺纹通孔，所述螺纹通孔配设有作用于所述固定板上表面的顶丝。

13、在本公开的一些实施例中，所述消声器包括一端与所述喷施喉管对接的消声管，所述消声管的内腔设有两个互相平行的隔板和两个互相平行的消声筒，两个隔板分别是板ⅰ和板ⅱ，两个消声筒分别是筒ⅰ和筒ⅱ；所述隔板与所述消声管的轴线垂直，所述消声筒与所述消声管的轴线平行；所述板ⅰ上设有孔ⅰ，所述板ⅱ上设有孔ⅱ；所述筒ⅰ一端连接于所述板ⅰ，另一端从所述孔ⅱ中伸出；所述筒ⅱ一端连接于所述板ⅱ，另一端从所述孔ⅰ中伸出；所述消声管另一端对接所述防爆阻火器。

14、在本公开的一些实施例中，所述防爆阻火器包括阻火管，所述阻火管内配设有波纹型阻火滤芯，所述波纹型阻火滤芯的滤火间隙的宽度为1～2mm，长度为40～300mm。

15、相比较现有技术而言，上述的煤矿井下防爆柴油机无动力scr尾气净化系统具有以下有益效果：

16、本发明中尿素水溶液的供给不需要外部动力源配合，凭尿素水溶液自身的重力，依靠针阀控制组件保证由连通器管路进入喷施喉管内的液体稳定供给，可以通过浮子控液器内液面高度按需调整工作状态下尿素水溶液的供给量，由柴油机燃烧室排出的燃烧气体实现尿素水溶液的汽化，该气体与气态的尿素水溶液混合后发生氧化中和反应，尾气中酸性的氮氧化物被还原弱碱性的盐，经过防爆阻火器阻火降温后实现干式尾气净化排放的目的，节能环保；

17、本系统尿素水溶液的补充便捷，可以根据现场情况由控制阀直接控制本系统的启停，操作方式简单，使用时不需要对操作人员进行大量额外的使用方法培训；

18、设计的结构直观，不存在繁琐的机械传动配合和精密部件，适用于井下卫生条件较差的作业环境，对井下柴油机的适配程度高，便于即时推广使用；

19、可装备于井下具有瓦斯爆炸环境条件下的柴油发动机的无轨胶轮运输车、井下柴油发电机等设备的防爆动力排气装置，为煤矿井下设备的尾气净化系统的净化方式提出了新的技术启示。

技术特征：

1.煤矿井下防爆柴油机无动力scr尾气净化系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的煤矿井下防爆柴油机无动力scr尾气净化系统，其特征在于，所述注液通道（11）是注液管，所述盖件（3）是单向泄压密封盖；所述注液管的管口设有外翻边（111），所述外翻边（111）周向设置有数个卡口；所述单向泄压密封盖包括盖体（31），所述盖体（31）的盖沿设有与所述卡口配用的卡子；所述盖体（31）内表面竖向设有中心杆（32）；所述中心杆（32）由根部向端部依次穿设有线圈弹簧ⅰ（33），透气压盖（34），弹性密封片（35）和线圈弹簧ⅱ（36），所述中心杆（32）端部设有弹簧限位组件（37）；所述注液管管口的投影处于所述透气压盖（34）底面的内部，并且所述透气压盖（34）在该投影以内区域设有透气通孔（341）；所述透气通孔（341）的投影处于所述弹性密封片（35）的内部，所述弹性密封片（35）的投影处于所述注液管管口的内部；所述注液管管口与所述透气压盖（34）的接触面配设有密封件（38）。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下防爆柴油机无动力scr尾气净化系统，其特征在于，所述注液管管口外侧设有密封环槽，所述密封件（38）处于所述密封环槽内，所述密封件（38）是o型密封圈。

4.根据权利要求1所述的煤矿井下防爆柴油机无动力scr尾气净化系统，其特征在于，所述补液口（21）是下大上小的变径通道；所述浮子控液器（2）包括溶液腔（24），所述针阀控制组件（22）包括浮球（221）和阀针（222），所述浮球（221）设于所述溶液腔（24）内，所述阀针（222）设于所述浮球（221）的上部，所述阀针（222）是上尖的锥形结构。

5.根据权利要求4所述的煤矿井下防爆柴油机无动力scr尾气净化系统，其特征在于，所述变径通道是同心阶梯管。

6.根据权利要求4所述的煤矿井下防爆柴油机无动力scr尾气净化系统，其特征在于，所述连通器管路（5）包括类l形的管路ⅰ（52），所述管路ⅰ（52）的上端对接所述溶液腔（24），所述管路ⅰ（52）的下端与所述控制阀（51）呈丝式法兰连接，其中一个法兰盘的螺栓孔为圆弧长孔；所述控制阀（51）通过配接管路ⅱ（53）连接所述喷施喉管（4），所述管路ⅱ（53）外端的管口垂直于所述喷施喉管（4）的轴线。

7.根据权利要求6所述的煤矿井下防爆柴油机无动力scr尾气净化系统，其特征在于，所述喷施喉管（4）的中部设有同心变径的曲面内喉管（41），所述曲面内喉管（41）的内径尺寸由中部向两端渐大，所述管路ⅱ（53）外端的管口低于所述喷施喉管（4）的轴线。

8.根据权利要求1所述的煤矿井下防爆柴油机无动力scr尾气净化系统，其特征在于，所述浮子控液器（2）左右两侧相对各设有高度调节组件（23），所述高度调节组件（23）包括固定板（231），所述固定板（231）承托有耳板（232），所述耳板（232）内侧固定连接于所述浮子控液器（2）外侧面，所述耳板（232）与固定板（231）之间竖向连接有螺栓组件（233），所述耳板（232）竖向设有螺纹通孔，所述螺纹通孔配设有作用于所述固定板（231）上表面的顶丝（234）。

9.根据权利要求1所述的煤矿井下防爆柴油机无动力scr尾气净化系统，其特征在于，所述消声器（6）包括一端与所述喷施喉管（4）对接的消声管（61），所述消声管（61）的内腔设有两个互相平行的隔板和两个互相平行的消声筒，两个隔板分别是板ⅰ（62）和板ⅱ（63），两个消声筒分别是筒ⅰ（64）和筒ⅱ（65）；所述隔板与所述消声管（61）的轴线垂直，所述消声筒与所述消声管（61）的轴线平行；所述板ⅰ（62）上设有孔ⅰ，所述板ⅱ（63）上设有孔ⅱ；所述筒ⅰ（64）一端连接于所述板ⅰ（62），另一端从所述孔ⅱ中伸出；所述筒ⅱ（65）一端连接于所述板ⅱ（63），另一端从所述孔ⅰ中伸出；所述消声管（61）另一端对接所述防爆阻火器（7）。

10.根据权利要求1所述的煤矿井下防爆柴油机无动力scr尾气净化系统，其特征在于，所述防爆阻火器（7）包括阻火管（71），所述阻火管（71）内配设有波纹型阻火滤芯（72），所述波纹型阻火滤芯（72）的滤火间隙的宽度为1～2mm，长度为40～300mm。

技术总结本发明公开了煤矿井下防爆柴油机无动力SCR尾气净化系统，属于矿用柴油机尾气净化系统技术领域，凭尿素水溶液自身的重力，依靠针阀控制组件保证由连通器管路进入喷施喉管内的液体稳定供给，使用时可以通过浮子控液器内液面高度按需调整工作状态下尿素水溶液的供给量，由柴油机燃烧室排出的燃烧气体实现尿素水溶液的汽化，该柴油机尾气与气态的尿素水溶液混合后发生氧化中和反应，尾气中酸性的氮氧化物被还原弱碱性的盐，经过防爆阻火器阻火降温后实现无动力干式尾气净化排放的目的，节能环保。技术研发人员：史志远,罗毅,陈翀,李宝林,张连军,刘永亮,冯海涛受保护的技术使用者：安标国家矿用产品安全标志中心有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11