本实用新型专利技术公开了一种防爆柴油机排气装置，此装置是由无叶片式涡轮机及其排气系统和水冷却系统构成，所述无叶片式涡轮机是位于防爆柴油机水夹套排气管与排气栅栏之间；所述排气系统是将防爆柴油机排出气体分为两路，并分别对称、切向切入无叶片式涡轮机壳体内，再依次通过排气栅栏和排气尾管排出；所述水冷却系统是在防爆柴油机自身冷却水循环系统的基础上，与水夹套排气管路、无叶片式涡轮机冷却水套构成冷却循环。本装置整体体积小，结构简单，动力性、排放性和经济性较高，排放气体指标符合MT990-2006的要求。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种防爆柴油机的冷却排气装置，尤其是一种应用无叶片式涡轮机降低排气温度和背压、减小排气系统体积的防爆柴油机自冷却排气整体装置。
技术介绍
防爆柴油机是一种用于爆炸性气体环境的柴油机，具有防爆性能，在爆炸性环境中工作不会点燃环境气体，且排放气体指标符合MT990-2006的要求。现有防爆柴油机排气系统是由水夹套排气歧管、水夹套排气管、冷却水洗箱以及阻火器等构成。其中，冷却水洗箱在排气系统中用水做介质，其主要作用是消焰除尘，特别是降温是不可或缺的重要作用。因此，特别需要较大体积的储水箱来满足柴油机的排气降温需求。由此，防爆柴油机排气系统由于冷却水洗箱的存在，导致总体积过大，排气背压增大，这使得柴油机燃料燃烧效率下降，燃油经济性降低，同时降低了柴油机的输出功率，动力性下降。因此，降低防爆柴油机总体积和排气系统阻力会大幅度改善和提高防爆柴油机的使用性能。公开报道的现有技术，如授权公告号为CN202645697U的一种“矿用干式防爆柴油机排气系统”的技术专利；公开号为CN103758624A的一种“煤矿用防爆柴油机冷却循环系统”的专利技术专利；公开号为CN103603717A的一种“内外双循环水冷却系统大功率防爆柴油机”的专利技术专利；请开布号为CN103233799A的“一种大功率防爆柴油机”的专利技术专利以及其他公开的一些现有技术；这些公开报道的现有技术大都集中在原机系统基础上所进行的改进，如在防爆柴油机原机冷却系统的基础上，采用单独的散热器，采用水泵对排气系统进行冷却；研宄排气冷却系统中的废气净化箱结构，并对废气净化箱内的排气管半径进行优化设计等原机结构进行改进，并未对防爆柴油机的排气系统做出改进。现有无叶片式涡轮机以“流体边界层效应”作为工作原理，靠近圆盘壁面的流体速度很低，流体速度方向平行于壁面，避免了粒子与转子的直接冲击。实验表明:经过合理设计的无叶片式涡轮机效率高达75%以上。将无叶片式涡轮机引入防爆柴油机的排气系统中，特别是用于冷却排气系统中，排气进入冷却系统，驱动无叶片式涡轮机工作，消耗排气能量，降低排气温度，与水洗箱相比，进一步降低排气背压，减少排气系统体积，尾气最终经过排气栅栏排出，有望改善排放性、动力性和经济性等多方面的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种防爆柴油机排气装置，以解决防爆柴油机系统总体积过大、动力性、排放性和经济性较差的问题。本技术上述目的及问题是通过以下技术方案实现的。一种防爆柴油机排气装置，包括无叶片式涡轮机及其排气系统和水冷却系统，其特征在于:所述无叶片式涡轮机是位于防爆柴油机水夹套排气管与排气栅栏之间连通于一体；所述排气系统是防爆柴油机的排气管经水夹套排气管由水夹套排气软管分设为两路，两路水夹套排气软管端头分别设置有排气入口插头，并将两个排气入口插头分别对称、切向切入于无叶片式涡轮机壳体外圆周面上，将高温气体排入无叶片式涡轮机壳体内进行冷却降尘，再经无叶片式涡轮机出口设置的无叶片式涡轮机水夹套出口管依次通过排气栅栏、排气尾管及其排气温度传感器排出；所述水冷却系统是防爆柴油机的冷却水进出口通过管道连通有水夹套排气管、无叶片式涡轮机冷却水套和无叶片式涡轮机水夹套出口管进行循环冷却。进一步地，上述技术方案的附加技术特征如下。所述水夹套排气软管是由至少两路水夹套排气软管分别对称、切向切入设置构成。所述无叶片式涡轮机、水夹套排气管、水夹套排气软管、无叶片式涡轮机水夹套出口管、排气栅栏和排气尾管工作的外表面温度< 150°C。所述排气栅栏是水平设置的。所述防爆柴油机排气装置的控制方法是启动防爆柴油机时，监测排气温度传感器的排气温度，若低于上限值，防爆柴油机正常工作，无叶片式涡轮机内部转子在排气剪切力作用下进行排气，排气经过排气栅栏和排气尾管排出；若接近上限值，ECU控制加大冷却水套内供水量进行冷却；若超出上限值，ECU控制防爆柴油机停止工作。实施上述本技术所提供的一种防爆柴油机排气装置，以冷却排气装置替代水洗箱，利用排气所携带的能量驱动无叶片式涡轮机旋转，无叶片式涡轮机高速旋转的转子冷却排气，并产生排气负压，降低排气阻力，对防爆柴油机排出的高温气体进行降温处理，其排放气体指标符合MT990-2006的要求。与现有防爆柴油机相比，本技术省去了庞大的水洗箱结构，减小了体积，因此也降低了排气背压和排气温度；同时也使防爆柴油机的动力性、经济性和排放性得到了大大地改善，进一步提高了防爆柴油机的技术含量，拓宽了防爆柴油机的应用市场。【附图说明】图1是本防爆柴油机与防爆排气装置一体化结构示意图。 图2是本防爆排气装置结构示意图。图3是本防爆排气装置中无叶片式涡轮机的结构示意图。图4是图3无叶片式涡轮机沿A-A线的剖视结构示意图。图5是图2防爆排气装置中排气栅栏的内部结构示意图。图6是图5排气栅栏沿B-B线的剖视结构示意图。图中:1:防爆柴油机；2:防爆排气装置；3:水夹套排气管；4:水夹套排气软管；5:排气入口插头；6:无叶片式涡轮机；7:无叶片式涡轮机水夹套出口管；8:排气栅栏；9:排气尾管；10:排气温度传感器；11:水套进水管；12:水套出水管；13:无叶片式涡轮机冷却水套；14:无叶片式涡轮机出口 ；15:无叶片式涡轮机输出轴；16:水套进水接口 ；17:水套出水接口 ；18:排气入口 ；19:排气栅栏入口 ；20:排气栅栏出口 ；21:排气栅栏壳体；22:排气栅栏栅格；23:E⑶。【具体实施方式】下面结合附图对本技术的【具体实施方式】作出进一步的详细说明，以使本专业的中等技术人员能够实现为准。【具体实施方式】I如附图1、附图2、附图3、附图4、附图5和附图6所述，实施本技术上述所提供的一种防爆柴油机排气装置，包括无叶片式涡轮机及其排气系统和水冷却系统，其中，水夹套排气管3安装在发动机排气管3与排气栅栏8之间并连通固定于一体，水夹套排气管3上连通的两条水夹层排气软管4的一端连通到水夹层排气管3，另一端连通设置的排气入口插头5分别安装在无叶片式涡轮机6的排气入口 18上，两条无叶片式涡轮机水夹层出口管7连通有两个无叶片式涡轮机出口 14，以及排气栅栏8的排气栅栏入口 19、排气栅栏出口 20和排气尾管9。水套进水管11连通有发动机冷却水套和水套进水接口 16，水套出水管12连通有发动机冷却水套和水套出水接口 17。排气温度传感器10安装于排气尾管9的末端，排气温度传感器10和发动机I与ECU 23线路连接检测并控制采油机自冷却系统工作。在上述【具体实施方式】中，所述水夹套排气软管4是由至少两路水夹套排气软管4分别对称、切向切入设置构成，水夹层排气软管4在安装时，不能过大扭曲、过大弯曲，无叶片式涡轮机6固定安装在发动机I上，排气栅栏8安装车架上，排气栅栏8安装时应当水平设置。在工作时，无叶片式涡轮机6、水夹套排气管3、水夹套排气软管4、无叶片式涡轮机水夹套出口管7、排气栅栏8和排气尾管10工作的外表面温度< 150°C，排气尾管9排出的环境温度< 70°C，而且排气栅栏当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种防爆柴油机排气装置，包括无叶片式涡轮机及其排气系统和水冷却系统，其特征在于：所述无叶片式涡轮机[6]是位于防爆柴油机水夹套排气管[3]与排气栅栏[8]之间连通于一体；所述排气系统是防爆柴油机[1]的排气管经水夹套排气管[3]由两路水夹套排气软管[4]分设为两路，两路水夹套排气软管[4]端头分别设置有排气入口插头[5]，并将两个排气入口插头[5]分别对称、切向切入于无叶片式涡轮机[6]的壳体外圆周面并向内延伸，将高温气体排入无叶片式涡轮机[6]的壳体内进行冷却降尘，再经无叶片式涡轮机出口[14]设置的无叶片式涡轮机水夹套出口管[7]依次通过排气栅栏[8]、排气尾管[9]及其排气温度传感器[10]排出；所述水冷却系统是防爆柴油机[1]的冷却水进出口通过管道连通有水夹套排气管[3]、无叶片式涡轮机冷却水套[13]和无叶片式涡轮机水夹套出口管[7]进行循环冷却。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱建军，白宏峰，王铁，王东飞，王伟林，韩卫，
申请(专利权)人：山西潞安矿业集团有限责任公司，太原理工大学，
类型：新型
国别省市：山西;14
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