一种固定源发动机黑烟金属过滤单元制造技术

本实用新型专利技术公开了一种固定源发动机黑烟金属过滤单元，包括壳体（10），所述壳体（10）中部设有成型滤芯（9），所述成型滤芯（9）包括筒状成型滤材（2），所述筒状成型滤材（2）的上端和下端分别通过定型嵌槽采用氩弧焊接手段焊接有端盖（1）和底座（3），所述成型滤芯（9）的端盖（1）安装于壳体（10）中部内壁的成型滤芯安装法兰（8）处。本实用新型专利技术特别适用于柴油发动机的台架试验和研制工作中的黑烟去除，具有碳载量大、排气背压小、比表面积大、可循环再生使用及过滤效率高等特点，满足用户对柴油发动机黑烟处理的长效稳定运行特点，实用性强，方便推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种固定源发动机黑烟金属过滤单元
本技术涉及尾气排放过滤
，具体为一种固定源发动机黑烟金属过滤单元。
技术介绍
近年来，我国对大气污染高度重视，国家和地方政府出台了一系列法律法规，尾气排放法规也在逐步升级，要求碳黑颗粒物、VOCs、氮氧化物及硫化物等污染物重点整治。大型柴油车、非道路车及汽车的保有量逐年增加，发动机的生产调试也在相应增加。目前，发动机试验站排出的碳黑烟尘中还含有油分、水蒸汽及腐蚀性气体等，市场上针对该类尾气主要采用DPF微粒捕集器进行过滤处理，采用的是堇青石、碳化硅等陶瓷材料，通过造型、烧结及后期加工形成壁流式载体作为过滤单元，DPF微粒捕集器存在排气背压大、过滤精度低、清灰再生困难及碳载量低等缺点，尤其是在新研制的发动机调校过程中，对于油分含量较多的尾气容易堵塞DPF陶瓷载体的微孔组织，从而影响发动机的排气背压和过滤效率。
技术实现思路
针对上述发动机试验站排出尾气过滤存在的问题，本技术目的是提供一种新型的固定源发动机黑烟过滤单元。本技术是采用如下技术方案实现的：一种固定源发动机黑烟金属过滤单元，包括壳体，所述壳体中部设有成型滤芯，所述成型滤芯包括筒状成型滤材，所述筒状成型滤材的上端和下端分别通过定型嵌槽采用氩弧焊接手段焊接有端盖和底座，所述成型滤芯的端盖安装于壳体中部内壁的成型滤芯安装法兰处；所述壳体底部设有进气口，所述进气口内安装进气口气动密闭阀，所述壳体下部设有高压空气出气口，所述高压空气出气口内安装高压空气出气气动密闭阀；所述壳体顶部设有出气口，所述出气口内安装出气口气动密闭阀，所述壳体上部设有高压空气进气口，所述高压空气进气口内安装高压空气进气气动密闭阀。优选的，所述筒状成型滤材的过滤材料采用金属纤维烧结毡或金属粉末烧结毡，横截面形状为密褶式波纹状结构。具体应用时，在固定源发动机黑烟金属过滤单元工作时，发动机排出的含碳黑颗粒物的高温烟气由底部进入金属过滤单元进气口，然后通过成型滤芯的四周由外向内穿过过滤材料，由三维过滤材质对碳黑颗粒物进行逐级过滤处理，净化后的洁净空气由出气口排出，经过长时间的碳黑颗粒物在成型滤芯表面累积，排气背压逐渐增加，此时关闭进气口气动密闭阀、出气口气动密闭阀，切断净化路径，开启再生路径的高压空气进气气动密闭阀、高压空气出气气动密闭阀，依靠高压空气对成型滤芯进行逆向反吹再生处理，将反吹后的碳黑集中收集在箱体内部，反吹完成的成型滤芯可再次用于发动机尾气净化处理，如此循环。本技术具有如下特点：1、成型滤材采用密褶式波纹状结构，确保气流能够均匀通过过滤材料，提高了过滤材料的有效利用率，降低排气背压。2、成型滤材采用金属纤维烧结毡材质作为主要过滤材料，先后进行无纺铺毡和真空烧结，形成无纺三维过滤材质，可频繁清洗再生。3、过滤单元设计了高压空气脉冲反吹再生系统，可有效解决低密度碳黑无法独立收集处理的特点，避免了设备难以长期运行、排气背压大及维保周期短的弊端。4、设计了独立的金属过滤单元，成型滤芯与壳体为一体性结构，有利于气流分布，采用模块化安装配套，缩减了非标产品设计加工周期，极大的满足了用户对固定源发动机尾气净化的使用要求。本技术特别适用于柴油发动机的台架试验和研制工作中的黑烟去除，具有碳载量大、排气背压小、比表面积大、可循环再生使用及过滤效率高等特点，满足用户对柴油发动机黑烟处理的长效稳定运行特点，实用性强，方便推广应用。附图说明图1表示金属过滤单元的工作气流走向示意图。图2表示金属过滤单元的组成示意图。图3表示金属过滤单元的成型滤芯组成示意图。图4表示金属过滤单元的成型滤材成型横截面示意图。图中：1-端盖，2-筒状成型滤材，3-底座，4-出气口，5-出气口气动密闭阀，6-高压空气进气气动密闭阀，7-高压空气进气口，8-成型滤芯安装法兰，9-成型滤芯，10-壳体，11-高压空气出气气动密闭阀，12-高压空气出气口，13-进气口气动密闭阀，14-进气口，15-快速接头。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施例进行详细说明。一种固定源发动机黑烟金属过滤单元，如图2所示，包括壳体10，壳体10由上部壳体、中部壳体及下部壳体通过快速接头15组装而成。壳体10中部设有成型滤芯9，成型滤芯9包括筒状成型滤材2，筒状成型滤材2的过滤材料采用金属纤维烧结毡或金属粉末烧结毡，横截面形状为密褶式波纹状结构（如图4所示）；如图3所示，筒状成型滤材2的上端和下端分别通过定型嵌槽采用氩弧焊接手段焊接有端盖1和底座3，成型滤芯9的端盖1安装于壳体10中部内壁的成型滤芯安装法兰8处。如图1、2所示，壳体10底部设有进气口14（含碳尾气进入），进气口14内安装进气口气动密闭阀13，壳体10下部设有高压空气出气口12（反吹后气流送入收尘箱），高压空气出气口12内安装高压空气出气气动密闭阀11；壳体10顶部设有出气口4（洁净气流流出），出气口4内安装出气口气动密闭阀5，壳体10上部设有高压空气进气口7（高压空气反吹气流进入），高压空气进气口7内安装高压空气进气气动密闭阀6。实际应用时，出气口4、出气口气动密闭阀5、高压空气进气气动密闭阀6、高压空气进气口7与上部壳体焊接组装成型；成型滤芯安装法兰8与中部壳体焊接组装成型，成型滤芯9固定安装于成型滤芯安装法兰8上；高压空气出气气动密闭阀11、高压空气出气口12、进气口气动密闭阀13、进气口14与下部壳体焊接组装成型；上部壳体、中部壳体及下部壳体通过快速接头15密封组装而成完整壳体10，同时将成型滤芯9压紧。固定源发动机黑烟金属过滤单元主要用于发动机试验台架测试过程中产生的碳黑净化，成型滤材2采用金属纤维烧结毡或金属粉末烧结毡作为过滤材料，加工成筒状结构，可频繁清洗再生，其横截面采用密褶式波纹状结构，具有独立的气流通道，成型滤材2的上下端口部位分别通过定型嵌槽将端盖1及底座3依靠氩弧焊接手段焊接形成成型滤芯9（如图3所示），过滤方式为由四周向中间轴线位置穿过成型金属滤材，将高温烟尘过滤净化处理，在顶部端盖排出洁净气流（如图1所示），由于发动机排出的碳黑烟尘密度小、粒径小、黏性低、容易扩散的特点，采用金属纤维烧结毡作为主要过滤材质，先后进行无纺铺毡和真空烧结，形成无纺三维过滤材质，具有纳污容量大、气流阻力小、耐高温高湿、耐腐蚀、使用寿命长及可频繁清洗再生等特点。在成型滤芯的外部独立设置过滤壳体，保证气流的独立性，配套脉冲阀、气动密闭阀等结构，形成独立的金属过滤单元（如图1所示）。采用压缩空气定期对金属过滤单元进行反吹再生，保证成型滤芯的低阻力运行。具有单位体积内过滤面积大、排气背压小、安装便捷、清灰简单及使用寿命长等特点。在固定源发动机黑烟金属过滤单元工作时，如图1所示，发动机排出的含碳黑颗粒物的高温烟气由底部进入金属过滤单元进气口14，然后通过成型滤芯9的四周由外向内穿过过滤材料，由三维过滤材质对碳黑颗粒物进行逐级过滤处理，净化后的洁净空气由出气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固定源发动机黑烟金属过滤单元，其特征在于：包括壳体（10），所述壳体（10）中部设有成型滤芯（9），所述成型滤芯（9）包括筒状成型滤材（2），所述筒状成型滤材（2）的上端和下端分别通过定型嵌槽采用氩弧焊接手段焊接有端盖（1）和底座（3），所述成型滤芯（9）的端盖（1）安装于壳体（10）中部内壁的成型滤芯安装法兰（8）处；所述壳体（10）底部设有进气口（14），所述进气口（14）内安装进气口气动密闭阀（13），所述壳体（10）下部设有高压空气出气口（12），所述高压空气出气口（12）内安装高压空气出气气动密闭阀（11）；所述壳体（10）顶部设有出气口（4），所述出气口（4）内安装出气口气动密闭阀（5），所述壳体（10）上部设有高压空气进气口（7），所述高压空气进气口（7）内安装高压空气进气气动密闭阀（6）。/n

【技术特征摘要】
1.一种固定源发动机黑烟金属过滤单元，其特征在于：包括壳体（10），所述壳体（10）中部设有成型滤芯（9），所述成型滤芯（9）包括筒状成型滤材（2），所述筒状成型滤材（2）的上端和下端分别通过定型嵌槽采用氩弧焊接手段焊接有端盖（1）和底座（3），所述成型滤芯（9）的端盖（1）安装于壳体（10）中部内壁的成型滤芯安装法兰（8）处；所述壳体（10）底部设有进气口（14），所述进气口（14）内安装进气口气动密闭阀（13），所述壳体（10）下部设有高压空气出气口（12），所述高压空气出气口（12）内安装高压空气出气气动密闭阀（11）；所述壳体（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘仁凯，张重杰，史文涛，魏玉娟，苏向东，张继朋，李洪祥，邓峰，
申请(专利权)人：山西新华防化装备研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14