本发明专利技术公开了一种模拟柴油机排气颗粒流的混合气溶胶发生装置，可溶性有机物发生装置基于碳黑气溶胶发生装置而设置，灰分气溶胶发生装置包括三段，混合溶液产生段：灰分盛放杯、蒸馏水盛放杯与混合溶液盛放杯相连，混合溶液搅拌器出口与混合溶液过滤网、漏斗、过滤溶液盛放杯、过滤溶液搅拌器、搅拌器阀门、喷射器三通、溶液喷射器依次相连。混合溶液蒸发段：喷射器三通连接到溶液喷射器，溶液喷射器与混合管、加热线管、加热线管三通依次相连。灰分气溶胶稀释沉积段：加热线管三通与空气过滤器、第二浮子流量计、稀释段三通一入口依次相连。本发明专利技术结构简单，通过多种调节方式来控制混合气溶胶发生浓度，更真实地模拟柴油机排气颗粒流。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及柴油机汽车尾气处理装置领域，特别涉及一种模拟柴油机排气颗粒流的混合气溶胶发生装置。
技术介绍
柴油机具有较高的热效率和经济性，较低的CO2排放等优点，被广泛应用于运输业。但其颗粒物排放量大(排放量为同排量汽油机的30倍～80倍)，会对环境造成严重的污染。严格的排放标准就要求有效的、可靠的技术以减少颗粒物排放。从控制技术上来看，仅靠柴油机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”排放法规的柴油机都普遍需要采用后处理技术，并且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(Diesel Particulate Filter，DPF)是降低柴油机排气颗粒物的重要手段，也是目前后处理技术中商业应用前景最好的技术之一。其中，壁流式DPF由于其交错式的结构，具有极高的捕集效率(物理捕集柴油机颗粒，颗粒捕集效率常常高于95％)而得到了广泛的应用。目前，在实验室研究DPF中，使用碳黑气溶胶模拟柴油机排气颗粒流是一种比较常用的做法，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。但由于柴油机排气颗粒流中含有一定量的可溶性有机物及灰分，可溶性有机物可与碳烟颗粒结合，而灰分的沉积会增加DPF的过滤压降，纯粹使用碳黑气溶胶模拟柴油机排气颗粒流的方法不太合理，因此，使用柴油与润滑油混合液模拟柴油机排气颗粒流中可溶性有机物，和使用商业飞灰模拟柴油机排气颗粒流中灰分进行快速灰沉积显得很有必要。在粉尘气溶胶发生装置上，国内常用的几款产品多为国外研发，价格上普遍偏高，动辄上十万元人民币。其中，德国PALAS公司RBG系列粉尘气溶胶发生装置通过使用旋转电刷均匀的移除一定粉末从而产生气溶胶，其浓度稳定，能有效地用于产生碳黑气溶胶，但由于灰分颗粒粒径及质量原因，直接利用灰分与气体形成气溶胶后极易沉淀，因此使用粉尘气溶胶发生装置产生灰分气溶胶的方法达不到良好的灰分悬浮效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题提供一种模拟柴油机排气颗粒流的混合气溶胶发生装置，本装置结构简单、成本低廉，模拟柴油机排气颗粒流中碳烟颗粒、可溶性有机物以及灰分的混合气溶胶发生装置，通过多种调节方式来控制碳烟颗粒与可溶性有机物的混合浓度、灰分发生浓度得到混合气溶胶，更真实地模拟柴油机排气颗粒流。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种模拟柴油机排气颗粒流的混合气溶胶发生装置，包括碳黑气溶胶发生装置、可溶性有机物发生装置、灰分气溶胶发生装置；所述可溶性有机物发生装置基于碳黑气溶胶发生装置而设置，其包括喷油器、喷油器控制单元，所述喷油器的喷头密封安装于所述碳黑气溶胶发生装置的气溶胶发生段与气溶胶稀释段之间的管路上；所述碳黑气溶胶发生装置的采样接口连接到混合气溶胶三通一入口；所述灰分气溶胶发生装置包括混合溶液产生段、混合溶液蒸发段及灰分气溶胶稀释沉积段；混合溶液产生段：灰分盛放杯通过灰分盛放杯阀门连接到混合溶液盛放杯，蒸馏水盛放杯与气动管三通、蒸馏水盛放杯阀门、混合溶液盛放杯依次相连，所述混合溶液盛放杯设有混合溶液搅拌器，所述混合溶液搅拌器出口与混合溶液过滤网、漏斗、过滤溶液盛放杯、过滤溶液搅拌器、搅拌器阀门、喷射器三通、溶液喷射器依次相连，在所述过滤溶液盛放杯上设有过滤溶液搅拌器；混合溶液蒸发段：喷射器三通出口连接到溶液喷射器，所述溶液喷射器与混合管、加热线管、加热线管三通依次相连，所述混合管还连接到加热器，还与第一浮子流量计、空气过滤器、空气压缩机依次相连，所述溶液喷射器还连接到用于控制溶液喷射器的喷射量、喷射间隔的单片机；灰分气溶胶稀释沉积段：所述加热线管三通一出口与空气过滤器、第二浮子流量计、稀释段三通一入口依次相连，加热线管三通另一出口通过稀释段阀门连接到所述稀释段三通另一个入口，所述稀释段三通出口连接到混合气溶胶三通入口，所述混合气溶胶三通出口连接到DPF。进一步的，所述气动管三通另一个出口通过喷射器清洗阀门连接到喷射器三通另一个入口。进一步的，所述混合溶液过滤网由不同孔目数的304不锈钢滤网组成，从上到下依次为200目、300目、400目、500目和600目。进一步的，所述溶液喷射器的喷头与混合管密封连接。进一步的，所述喷油器控制单元用于控制喷油器的喷射量、喷射间隔以及喷射持续时间。进一步的，所述空气过滤器一端通过Ф8mm316不锈钢钢管连接加热管线三通，另一端通过Ф8mm气动管连接。进一步的，所述稀释段阀门一端通过Ф8mm316不锈钢钢管连接加热管线三通，另一端通过Ф8mm316不锈钢钢管连接稀释段三通。进一步的，所述灰分气溶胶稀释沉积段还设置有加热保温装置。进一步的，所述空气过滤器采用三级空气过滤器，第一级采用FC级离心式油水分离器，
第二级采用FT级主管路过滤器，第三级采用的是FA微油雾过滤器。进一步的，所有所述的通路均采用Ф8mm管进行连接，Ф8mm管包括气动管与316不锈钢钢管。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)结构简单可靠，设计独特，可长时间运行。使用常用的仪器、设备即可搭建；2)能连续提供稳定量的混合气溶胶。利用喷油器控制单元控制可溶性有机物发生装置喷油器混合液喷出量、喷射间隔以及喷射持续时间；利用电控控制灰分蒸馏水混合溶液高压喷射器喷出量，具有相同的灰分送出量，能保证稳定的灰分浓度并长时间连续提供；3)混合气溶胶浓度范围广。基于碳黑气溶胶发生装置，可溶性有机物发生装置能提供不同混合百分比，浓度范围广的初次混合气溶胶，模拟柴油机在不同工况下的排气颗粒流中可溶性有机物量，多种方式相互协调；在不改变结构情况下，可以通过调节蒸馏水量、灰分蒸馏水混合溶液高压喷射器喷出量、喷射间隔、空气量以及气体分流稀释比这些方式来改变灰分在出口端的浓度，模拟柴油机在不同工况下的排气颗粒流中灰分量，多种方式相互协调；4)混合溶液产生段可单次提供足量的混合溶液实现溶液定浓度，也可持续性提供混合溶液实现溶液变浓度，这样可模拟柴油机在定工况或变工况下排气颗粒流中灰分；5)灰分气溶胶稀释沉积段采用了常用的分流稀释原理，基于一个平行的灰分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(总流量减去灰分气溶胶稀释沉积段过滤部分流量)的比值；6)本专利技术装置具有良好的经济、节能、环保效果。使用柴油与润滑油混合液喷雾模拟可溶性有机物，并基于碳黑气溶胶发生装置与碳黑气溶胶相结合形成初次混合气溶胶，使用商业飞灰模拟柴油机排气颗粒流中灰分进行灰分气溶胶发生，有利于节约资金及时间，整套系统耗电量低，在过滤灰分与蒸馏水的混合溶液时，过滤网可回收多余灰分循环再利用，不会产生排放物质，同时过滤网可拆卸更换、循环使用，使用三级过滤方式过滤空气以及灰分气溶胶，从而最后排空；7)本专利技术装置操作简单，应用性强，由于其灰分气溶胶浓度范围广，除了能用于模拟柴油机颗粒流中灰分外，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。附图说明图1是本专利技术一种模拟柴油机排气颗粒流的混合气溶胶发生装置的结构示意图。图中：碳黑气溶胶发生装置Ⅰ、可溶性有机物发生装置Ⅱ与灰分气溶胶发生装置Ⅲ，可溶性有机物发生装置Ⅱ基于碳黑气溶胶发生装置而设置Ⅰ，其包括喷油器1、喷油器控制单元2；而灰分气溶胶发生装置包括混本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模拟柴油机排气颗粒流的混合气溶胶发生装置，其特征在于，包括碳黑气溶胶发生装置、可溶性有机物发生装置、灰分气溶胶发生装置；所述可溶性有机物发生装置基于碳黑气溶胶发生装置而设置，其包括喷油器(1)、喷油器控制单元(2)，所述喷油器(1)的喷头密封安装于所述碳黑气溶胶发生装置的气溶胶发生段与气溶胶稀释段之间的管路上；所述碳黑气溶胶发生装置的采样接口连接到混合气溶胶三通(31)一入口；所述灰分气溶胶发生装置包括混合溶液产生段、混合溶液蒸发段及灰分气溶胶稀释沉积段；混合溶液产生段：灰分盛放杯(3)通过灰分盛放杯阀门(5)连接到混合溶液盛放杯(8)，蒸馏水盛放杯(4)与气动管三通(6)、蒸馏水盛放杯阀门(7)、混合溶液盛放杯(8)依次相连，所述混合溶液盛放杯(8)设有混合溶液搅拌器(9)，所述混合溶液搅拌器(9)出口与混合溶液过滤网(10)、漏斗(11)、过滤溶液盛放杯(12)、过滤溶液搅拌器(13)、搅拌器阀门(14)、喷射器三通(16)、溶液喷射器(17)依次相连，在所述过滤溶液盛放杯(12)上设有过滤溶液搅拌器(13)；混合溶液蒸发段：喷射器三通(16)出口连接到溶液喷射器(17)，所述溶液喷射器(17)与混合管(19)、加热线管(21)、加热线管三通(22)依次相连，所述混合管(19)还连接到加热器(20)，还与第一浮子流量计(25)、空气过滤器(24)、空气压缩机(23)依次相连，所述溶液喷射器(17)还连接到用于控制溶液喷射器(17)的喷射量、喷射间隔的单片机(15)；灰分气溶胶稀释沉积段：所述加热线管三通(22)一出口与空气过滤器(26)、第二浮子流量计(27)、稀释段三通(30)一入口依次相连，加热线管三通(22)另一出口通过稀释段阀门(28)连接到所述稀释段三通(30)另一个入口，所述稀释段三通(30)出口连接到混合气溶胶三通(31)入口，所述混合气溶胶三通(31)出口连接到DPF。...
【技术特征摘要】
1.一种模拟柴油机排气颗粒流的混合气溶胶发生装置，其特征在于，包括碳黑气溶胶发生装置、可溶性有机物发生装置、灰分气溶胶发生装置；所述可溶性有机物发生装置基于碳黑气溶胶发生装置而设置，其包括喷油器(1)、喷油器控制单元(2)，所述喷油器(1)的喷头密封安装于所述碳黑气溶胶发生装置的气溶胶发生段与气溶胶稀释段之间的管路上；所述碳黑气溶胶发生装置的采样接口连接到混合气溶胶三通(31)一入口；所述灰分气溶胶发生装置包括混合溶液产生段、混合溶液蒸发段及灰分气溶胶稀释沉积段；混合溶液产生段：灰分盛放杯(3)通过灰分盛放杯阀门(5)连接到混合溶液盛放杯(8)，蒸馏水盛放杯(4)与气动管三通(6)、蒸馏水盛放杯阀门(7)、混合溶液盛放杯(8)依次相连，所述混合溶液盛放杯(8)设有混合溶液搅拌器(9)，所述混合溶液搅拌器(9)出口与混合溶液过滤网(10)、漏斗(11)、过滤溶液盛放杯(12)、过滤溶液搅拌器(13)、搅拌器阀门(14)、喷射器三通(16)、溶液喷射器(17)依次相连，在所述过滤溶液盛放杯(12)上设有过滤溶液搅拌器(13)；混合溶液蒸发段：喷射器三通(16)出口连接到溶液喷射器(17)，所述溶液喷射器(17)与混合管(19)、加热线管(21)、加热线管三通(22)依次相连，所述混合管(19)还连接到加热器(20)，还与第一浮子流量计(25)、空气过滤器(24)、空气压缩机(23)依次相连，所述溶液喷射器(17)还连接到用于控制溶液喷射器(17)的喷射量、喷射间隔的单片机(15)；灰分气溶胶稀释沉积段：所述加热线管三通(22)一出口与空气过滤器(26)、第二浮子流量计(27)、稀释段三通(30)一入口依次相连，加热线管三通(22)另一出口通过稀释段阀门(28)连接到所述稀释段三通(30)另一个入口，所述稀释段三通(30)出口连接到混合气溶胶三通(31)入口，所述混合气溶胶三通(31)出...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒲云飞，刘铁，刘巧燕，王青春，
申请(专利权)人：成都航空职业技术学院，
类型：发明
国别省市：四川;51
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