一种模拟柴油机排气颗粒流的气溶胶发生器制造技术

一种模拟柴油机排气颗粒流的气溶胶发生器，属汽车尾气后处理系统的过滤性能测试装置，包括进气段、气溶胶发生段、气溶胶稀释段以及采样段。进气段是用于提供流量稳定且可调节的干净空气，气溶胶发生段是用于提供浓度稳定且定量的气溶胶，气溶胶稀释段是用于按一定比例稀释气溶胶到需要的浓度，采样段是用于提供采集。由空气压缩机产生的气体依次通过进气段空气过滤器、质量流量计、旁通道与气溶胶发生部分、球阀与稀释段DPF、稀释段空气过滤器及浮子流量计、采样接口与浓度监测单元、采样段DPF等组成。本发明专利技术装置不仅节能、环保，结构简单、性能可靠，而且操作简单，设计独特，应用性强。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种模拟柴油机排气颗粒流的气溶胶发生器，属汽车尾气后处理系统的过滤性能测试装置，包括进气段、气溶胶发生段、气溶胶稀释段以及采样段。进气段是用于提供流量稳定且可调节的干净空气，气溶胶发生段是用于提供浓度稳定且定量的气溶胶，气溶胶稀释段是用于按一定比例稀释气溶胶到需要的浓度，采样段是用于提供采集。由空气压缩机产生的气体依次通过进气段空气过滤器、质量流量计、旁通道与气溶胶发生部分、球阀与稀释段DPF、稀释段空气过滤器及浮子流量计、采样接口与浓度监测单元、采样段DPF等组成。本专利技术装置不仅节能、环保，结构简单、性能可靠，而且操作简单，设计独特，应用性强。【专利说明】一种模拟柴油机排气颗粒流的气溶胶发生器
本专利技术属于汽车尾气后处理系统的过滤性能测试装置，具体涉及的是节能、环保领域的一种模拟柴油机排气颗粒流，且可实现浓度调节的气溶胶发生装置。
技术介绍
柴油机由于其高热效率、低CO2排放等优点，而被广泛的应用于运输业中。但是，其颗粒物排放量大(排放量为同排量汽油机的30倍?80倍)，对环境造成了严重污染，危害人类身体健康，从而严重限制了它的发展。因此，严格的排放标准要求有效、可靠的技术以减少颗粒物排放。从技术上看，仅靠机内净化和改善燃油品质已经难以满足目前的排放标准。目前，满足“国IV ”排放法规的柴油机普遍采用了后处理技术，未来更严格的排放法规将对后处理技术提出更高的要求。柴油机颗粒捕集器（DPF, Diesel Particulate Filter)是公认的最有效的颗粒物净化装置(物理捕集柴油机颗粒，效率常常高于95%)，也是目前净化技术中商用前景最好的技术之一。目前，在实验室研究DPF中，使用气溶胶模拟柴油机排气颗粒流是一种比较常用的做法。通过改变气溶胶浓度以模拟柴油机在不同工况下的排气颗粒量，免去了直接进行柴油机实验而带来的资金、人员以及台架的消耗。在气溶胶发生装置上，国内常用的几款产品多为国外研发，价格上普遍偏高。其中，美国ATI公司TDA系列气溶胶发生器通过使用Laskin喷嘴使溶液雾化产生气溶胶，其浓度稳定，但其浓度调节手段单一(仅调节空气的稀释比例)，与之相比，本专利技术通过使用旋转式颗粒发生与分流稀释原理稀释进行多方式结合、大范围调节，同时利用DPF回收颗粒进行循环利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单、成本低廉的模拟柴油机排气颗粒流的气溶胶发生器，以通过多种调节方式来控制气溶胶浓度，更真实地模拟柴油机排气颗粒流。本专利技术的目的是这样实现的：一种模拟柴油机排气颗粒流的气溶胶发生器，包括： 气溶胶发生部分结构为：压紧盘位于支撑盘上方，二者经螺栓固定在发生段基架上，转盘位于压紧盘与支撑盘之间，并与压紧盘和支撑盘形成转动配合关系，转盘轴与旋转电机轴通过销或联轴器连接，支撑盘的中心孔与转盘轴之间有间隙，支撑盘上开有进气孔，该进气孔上固定气溶胶进气道连接管，在对应于支撑盘进气孔的正上方的压紧盘位置上开有出气孔，该出气孔上固定气溶胶出气道连接管，在与支撑盘进气孔同一圆周的转盘位置上开有贯通孔，用作盛装气溶胶颗粒的圆锥形漏斗或底部开口的圆筒固定在压紧盘上表面，在与压紧盘出气孔同一圆周的支撑盘上开有下料孔，该圆锥形漏斗或底部开口的圆筒位于该下料孔上； 空气压缩机顺次连接进气段空气过滤器以及质量流量计，质量流量计出口连接上述气溶胶进气道连接管，上述气溶胶出气道连接管连接后通过气管顺次连接稀释段DPF、稀释段空气过滤器、浮子流量计以及采样接口，质量流量计出口同时通过气管连接稀释段DPF进口前管道而形成旁通路，另一气管连接在稀释段DPF进口前管道与浮子流量计出口之间，且该另一气管上连接有球阀，浓度监测单元设置在浮子流量计与采样接口之间的气管上，采样段DPF进口连接在采样接口之后的气管上。所述支撑盘上还开有第二进气孔，该第二进气孔与所述支撑盘进气孔左右对称设置，该第二进气孔上固定第二气溶胶进气道连接管，所述压紧盘上还开有第二出气孔，该第二出气孔与所述压紧盘出气孔左右对称设置，该第二出气孔上固定第二气溶胶出气道连接管；所述压紧盘上还开有第二下料孔，该第二下料孔上还设置有第二颗粒供给部分，该第二颗粒供给部分与所述颗粒供给部分结构相同、且上下对称设置。还具有与颗粒供给部分圆筒适配的其上开有小孔的圆筒盖。所述浓度监测单元采用AVL不透光烟度计。所述压紧盘下表面以及支撑盘上表面上均设置有凹形台阶。所述进气段空气过滤器、质量流量计以及旋转电机均安装在发生段基架上。所述所有气路均采用Φ8 _气管进行连接；所述进气段空气过滤器以及稀释段空气过滤器均采用三级空气过滤器；第一级FC级离心或油水分离器，第二级FT级主管路过滤器，第三级FA微油雾过滤器。所述发生段基架上安装有活动脚轮。所述转盘厚度为2 mm,转盘贯通孔的直径为4 mm,支撑盘进气孔和压紧盘出气孔的直径均为4 mm。所述空气压缩机流量控制在5(T300 L/min，旋转电机转速控制在3(T300 r/min。所述所有气路均采用Φ8 mm气管进行连接。本专利技术的有益效果是： I、本专利技术装置结构简单、可靠。使用常用的仪器、设备即可搭建。2、颗粒供给部分结构简单、可靠。利用颗粒自身重力进入转盘圆孔中，具有相同的气溶胶送出量，能保证稳定的气溶胶浓度并长时间连续提供。3、气溶胶浓度范围广。在不改变结构情况下，可以通过调节进气段流量、旋转电机转速以及气溶胶稀释段过滤部分流量这三种方式来改变气溶胶在采集接口的浓度，模拟柴油机在不同工况下的排气颗粒流，三种方式相互协调，最高浓度与最低浓度比可达到6000。4、气溶胶浓度范围可扩大。通过改变转盘的厚度及孔径来改变气溶胶送出量，并结合上述三种浓度调节方式，可扩大气溶胶浓度范围。5、气溶胶稀释段采用了常用的分流稀释原理，基于一个平行的气溶胶流量阻力和旁通的高效过滤系统，稀释比为总流量与球阀通过流量(总流量减去气溶胶稀释段过滤部分流量）的比值。6、对DPF提供颗粒加载。本专利技术去掉气溶胶稀释段及采样段，增加DPF加载段，可对DPF进行颗粒加载。该装置加载均匀，解决了目前颗粒加载难的问题。本专利技术中，稀释段、采样段DPF就起到了该作用。7、本专利技术装置经济、节能、环保。使用购买的颗粒物模拟柴油机颗粒物并产生相应的气溶胶，调节其浓度以模拟柴油机在不同工况下的排气颗粒量，节约了因直接进行柴油机实验而带来的资金、人员以及台架的消耗；整套系统耗电量低；使用三级过滤方式过滤空气，使用DPF对气溶胶进行过滤从而最后排空，并且装置运行期间所供给的颗粒物除采集外被全部过滤，并回收再利用。8、本专利技术装置操作简单，设计独特，应用性强，由于其气溶胶浓度范围广，除了能模拟柴油机颗粒流外，也可应用其他领域如化工的过滤系统性能测试、大气颗粒物研究等。【专利附图】【附图说明】图I是本专利技术的工艺设备示意图。图2-1是图I所示气溶胶发生部分结构示意图(是图2-2的横向部分剖视图，支撑盘与转盘轴之间有间隙)。图2-2是图2-1的俯视图(没有圆筒盖状态，示出压紧盘的下料孔)。【具体实施方式】图2-1、图2-2示出，气溶胶发生部分5结构为：压紧盘5_3位于支撑盘5_1上方，二者经螺栓5-7固定在发生段基架5-8上，转盘5-2位于压紧盘与支撑盘之间，并与压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟柴油机排气颗粒流的气溶胶发生器，其特征是，包括：气溶胶发生部分（5）结构为：压紧盘（5‑3）位于支撑盘（5‑1）上方，二者经螺栓固定在发生段基架上，转盘（5‑2）位于压紧盘与支撑盘之间，并与压紧盘和支撑盘形成转动配合关系，转盘轴与旋转电机（4）轴通过销或联轴器连接，支撑盘的中心孔与转盘轴之间有间隙，支撑盘上开有进气孔，该进气孔上固定气溶胶进气道连接管（5‑5），在对应于支撑盘（5‑1）进气孔的正上方的压紧盘位置上开有出气孔，该出气孔上固定气溶胶出气道连接管（5‑6），在与支撑盘进气孔同一圆周的转盘位置上开有贯通孔，压紧盘上开有下料孔，该下料孔与压紧盘出气孔位于以转盘中心为圆心的同一圆周上；颗粒供给部分组成为：用作盛装气溶胶颗粒的圆锥形漏斗或底部开口的圆筒（5‑4）固定在压紧盘上表面，且位于该压紧盘下料孔上；空气压缩机（1）顺次连接进气段空气过滤器（2）以及质量流量计（3），质量流量计（3）出口连接上述气溶胶进气道连接管（5‑5），上述气溶胶出气道连接管（5‑6）以及质量流量计出口均经旁通管路顺次连接稀释段DPF（6）、稀释段空气过滤器（7）、浮子流量计（8）以及采样接口（12），质量流量计（3）出口同时通过气管连接稀释段DPF（6）进口前管道而形成旁通路，另一气管连接在稀释段DPF（6）进口前管道与浮子流量计（8）出口之间，且该另一气管上连接有球阀（9），浓度监测单元（11）设置在浮子流量计（8）与采样接口（12）之间的气管上，采样段DPF（10）进口连接在采样接口（12）之后的气管上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟忠伟，蒲云飞，杨冬，李路，张靖，张川，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川;51