一种带有热管理的小型化的DPF系统技术方案

本发明专利技术为一种带有热管理的小型化的DPF系统，包括质量流量计、空气调控装置、加热装置、控制核心和DPF主体再生段以及冷却装置，所述空气调控装置为实验室装置或车载装置；所述DPF冷却装置采用“水冷缸套式”结构，包括冷却水腔、冷却水箱、水泵、冷却器以及温度传感器，冷却水腔套在DPF主体再生段上，冷却水腔中填充冷却液；所述DPF主体的过滤体包括两端开口中间设有隔板的开放通道及两端堵住的封闭通道；所述隔板将开放通道分隔成两个空间，封闭通道具有过滤腔，过滤腔的横跨开放通道的两个空间；多个封闭通道以开放通道为中心沿长度方向围绕开放通道布置，开放通道的壁面均为过滤面。该系统采用迷宫式过滤，保证DPF能及时再生，实现DPF系统的小型化。

【技术实现步骤摘要】
一种带有热管理的小型化的DPF系统
本专利技术涉及发动机的排放的尾气的小型收集与处理装置，具体涉及一种带有热管理的小型化的DPF系统。
技术介绍
柴油发动机具有燃油消耗低，动力强以及可靠性高的特点被广泛应用于交通运输，工程机械以及农业机械等领域。但柴油发动机的排气微粒对环境和人类健康具有极大的威胁，必须降低其排放量。从技术层面上看，仅靠改进机内燃烧过程和燃油品质等措施来降低柴油机微粒的排放量已趋于极限，必须要对柴油机加装后处理装置——排气微粒捕集器，而颗粒物捕集器是目前提出的控制微粒物排放的最有效最具有发展前景的后处理技术之一。通过特殊的过滤材料制成具有特殊结构的过滤体，进行过滤并对过滤的颗粒物进行处理，以减少排气对空气的污染与人体健康的危害。专利号为ZL201721037931.4的中国专利提出了一种带有环状冷却装置的DPF主动再生系统。该系统带有氧气瓶，不能用在实际工况中，环状冷却装置通过控制中心控制DPF核心体在一个合适的温度工作，能及时高效的处理颗粒物，使DPF能再生，该系统体积较大，对于一些要求体积较小的工作场所不能适用，其适用情况受限。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的问题是，提供一种带有热管理的小型化的DPF系统。该系统采用迷宫式过滤，使过滤效率提高，同时也减小了过滤体体积，排气阻力变大，但由于微孔孔径的减小，DPF更容易被颗粒物阻塞，因此需要加装泵气装置，在DPF再生段主体加装压力测量装置，保证较低的排气阻力，并进行DPF再生控制，保证DPF能及时再生，实现DPF系统的小型化。本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案：一种带有热管理的小型化的DPF系统，包括质量流量计、空气调控装置、加热装置、控制核心和DPF主体再生段以及冷却装置，所述质量流量计安装在柴油机排气管道上，在质量流量计后方的柴油机排气管道上依次安装空气调控装置和加热装置，其特征是在于，该系统还包括泵气装置，加热装置通过泵气装置后再接DPF主体再生段的进气口，在DPF主体再生段外安装DPF冷却装置；DPF主体再生段以及冷却装置、泵气装置、空气调控装置、质量流量计、加热装置均与控制核心相连接，由控制核心控制各部件的运行状态；所述空气调控装置为实验室装置或车载装置；所述DPF冷却装置采用“水冷缸套式”结构，包括冷却水腔、冷却水箱、水泵、冷却器以及温度传感器，所述冷却水腔包裹在DPF主体再生段之外，即冷却水腔套在DPF主体再生段上，冷却水腔中填充冷却液，在冷却水腔外表面设有保温层，所述冷却水箱的出水管道上再连接水泵，冷却水箱的进水口连接冷却器；在冷却水箱进水口安装温度传感器；所述DPF主体的过滤体包括两端开口中间设有隔板的开放通道及两端堵住的封闭通道；所述隔板将开放通道分隔成两个空间，封闭通道具有过滤腔，过滤腔的横跨开放通道的两个空间；多个封闭通道以开放通道为中心沿长度方向围绕开放通道布置，开放通道的壁面均为过滤面。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术系统较现有系统体积减小了很多,主要体积缩减在于DPF主体结构上，采用了迷宫式过滤，能将DPF主体结构直径明显减小，并且由于微孔孔径较小使DPF主体结构的长度大大降低，但过滤速度并没有因此降低，通过减小微孔孔径，以及通过增加泵气装置使该DPF主体再生段在减小体积的情况下仍有较高的过滤速度，并且过滤效率有明显提升。2、本专利技术系统由于新型DPF采用增氧和加热的方式强化再生过程，而且结构变小，导致DPF热负荷较高，所以采用了“水冷缸套式”结构的冷却装置，并对冷却水箱增加了水泵，以提高冷却液流速，加快换热，增强换热效果。3、本专利技术系统可以用于车上，在车上使用时，用空气管道代替空气瓶，使整个系统的体积进一步减小，并由抽气机，单向阀以及电控阀在控制核心的控制下合理控制空气进气量，使DPF再生主体在氧含量较高状态下再生。附图说明图1是本专利技术DPF再生控制系统实验室装置版的一种实施例的结构框图。图2是本专利技术DPF再生控制系统车载装置版的一种实施例的结构框图。图3是本专利技术DPF再生装置的再生主体段的示意图。图1中，1、质量流量计，2、加热装置，3、泵气装置，4、空气调控装置，5、控制核心，6、数据采集卡，7、DPF主体再生段以及冷却装置，8、DPF主体再生段压力传感器，9、DPF主体再生段温度传感器，401、流量控制装置，402、电控阀，403、空气瓶，404、单向阀，405、抽气机，406、恒温器，407压力传感器，701、冷却水腔，702、DPF主体再生段，703、水泵，704、温度传感器，705、冷却水箱，706、冷却器图2中，406、恒温器，404、单向阀，405、抽气机，407、压力传感器。具体实施方式下面将结合实施例及附图进一步叙述本专利技术，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。本专利技术带有热管理的小型化的DPF系统包括质量流量计1、空气调控装置4、加热装置2、控制核心5、泵气装置3和DPF主体再生段以及冷却装置7，所述质量流量计1安装在柴油机排气管道上，在质量流量计后方的柴油机排气管道上依次安装空气调控装置4和加热装置2，加热装置通过泵气装置后再接DPF主体再生段702的进气口，在DPF主体再生段外安装DPF冷却装置；DPF主体再生段以及冷却装置7、泵气装置3、空气调控装置4、质量流量计1、加热装置2、水泵703均与控制核心5相连接，由控制核心5控制各部件的运行状态；所述空气调控装置可分别设置为实验室装置(图1中的4)与车载装置(图2中的4)两种形式，其中实验室装置可用于测试时做测试时使用，但由于存在空气瓶装置导致体积较大，所以在实际使用时改为车载装置。实验室装置包括流量控制装置401、电控阀402、空气瓶403、单向阀404、抽气机405，恒温器406、压力传感器407，所述空气瓶装有空气，可由压力传感器检测压力，然后直接由抽气机405从空气中补充，在空气瓶外加装恒温器406，通过恒温器406控制空气瓶内的温度，而空气瓶的开度由单向阀404控制，流量控制装置401的出口连接电控阀402，流量控制装置401的进口与柴油机排气口连接，从而使DPF再生主体段在合适的条件下达到再生条件。恒温器安装在空气瓶外部。实验室装置的设置能在实验室条件下模拟实际汽车工况，在实际条件下的进气条件，以便能通过实验室装置来获得实验数据，来获得车载装置的数据，比如风压大小，温度等等数据，进而保证能将该系统用在汽车上进行实际使用。车载装置包括流量控制装置401、电控阀402、恒温器406、单向阀404、抽气机405以及压力传感器407，所述压力传感器407用于检测压力，压力传感器407、抽气机405以及单向阀404均与控制核心连接，抽气机405以及单向阀404可由控制核心5保证进气量，在空气管道处安装恒温器406，恒温器安装在空气管道上，通过恒温器406控制空气管道上端内的温度，在恒温器管道后安装电控阀402，在电控阀后连接流量控制装置401，在流量控制装置后连接柴油机排气口，从而使DPF再生主体段在氧含量增高的条件下再生。车载装置直接将恒温器安装在管道外部，去掉了空气瓶，可以有效减小体积。所述DPF冷却装置采用“水冷缸套式”结构代替环形冷却装置，并加装了水泵以加速冷却水流速，增强换热效果，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有热管理的小型化的DPF系统，包括质量流量计、空气调控装置、加热装置、控制核心和DPF主体再生段以及冷却装置，所述质量流量计安装在柴油机排气管道上，在质量流量计后方的柴油机排气管道上依次安装空气调控装置和加热装置，其特征是在于，该系统还包括泵气装置，加热装置通过泵气装置后再接DPF主体再生段的进气口，在DPF主体再生段外安装DPF冷却装置；DPF主体再生段以及冷却装置、泵气装置、空气调控装置、质量流量计、加热装置均与控制核心相连接，由控制核心控制各部件的运行状态；所述空气调控装置为实验室装置或车载装置；所述DPF冷却装置采用“水冷缸套式”结构，包括冷却水腔、冷却水箱、水泵、冷却器以及温度传感器，所述冷却水腔包裹在DPF主体再生段之外，即冷却水腔套在DPF主体再生段上，冷却水腔中填充冷却液，在冷却水腔外表面设有保温层，所述冷却水箱的出水管道上再连接水泵，冷却水箱的进水口连接冷却器；在冷却水箱进水口安装温度传感器；所述DPF主体的过滤体包括两端开口中间设有隔板的开放通道及两端堵住的封闭通道；所述隔板将开放通道分隔成两个空间，封闭通道具有过滤腔，过滤腔的横跨开放通道的两个空间；多个封闭通道以开放通道为中心沿长度方向围绕开放通道布置，开放通道的壁面均为过滤面。...

【技术特征摘要】
1.一种带有热管理的小型化的DPF系统，包括质量流量计、空气调控装置、加热装置、控制核心和DPF主体再生段以及冷却装置，所述质量流量计安装在柴油机排气管道上，在质量流量计后方的柴油机排气管道上依次安装空气调控装置和加热装置，其特征是在于，该系统还包括泵气装置，加热装置通过泵气装置后再接DPF主体再生段的进气口，在DPF主体再生段外安装DPF冷却装置；DPF主体再生段以及冷却装置、泵气装置、空气调控装置、质量流量计、加热装置均与控制核心相连接，由控制核心控制各部件的运行状态；所述空气调控装置为实验室装置或车载装置；所述DPF冷却装置采用“水冷缸套式”结构，包括冷却水腔、冷却水箱、水泵、冷却器以及温度传感器，所述冷却水腔包裹在DPF主体再生段之外，即冷却水腔套在DPF主体再生段上，冷却水腔中填充冷却液，在冷却水腔外表面设有保温层，所述冷却水箱的出水管道上再连接水泵，冷却水箱的进水口连接冷却器；在冷却水箱进水口安装温度传感器；所述DPF主体的过滤体包括两端开口中间设有隔板的开放通道及两端堵住的封闭通道；所述隔板将开放通道分隔成两个空间，封闭通道具有过滤腔，过滤腔的横跨开放通道的两个空间；多个封闭通道以开放通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓日，李玉杰，沈伯雄，封硕，付佳乐，张铁臣，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12