[发明专利]用于清洁柴油机微粒过滤器的装置和方法

说明书

一种用于清洁柴油机微粒过滤器的装置，包括交替地向过滤器的净侧和污侧供应增压气体脉冲的干式清洁系统和向过滤器的净侧和污侧交替地泵送液体液塞的湿式清洁系统。一种用于清洁柴油机微粒过滤器的方法，包括利用交替地施加到过滤器净侧和污侧的增压气体脉冲进行的过滤器干式清洁和从过滤器的净侧和污侧使液体液塞交替地通过过滤器而进行的过滤器的湿式清洁。

相关申请

本申请要求2015年9月15日申请的美国临时专利申请序列号62/283,952的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及用于清洁诸如柴油机微粒过滤器(DPF)、柴油机氧化催化器(DOC)以及类似的排放控制元件之类的柴油机排气微粒收集器的装置，更特别地，涉及使用施加到DPF、DOC或其他柴油机排气微粒收集器的端部的流体脉冲或浪涌来从所述收集器去除和移除聚集的材料的清洁系统。

背景技术

使用柴油机微粒过滤器和类似的排放元件来收集来自于柴油机的排出气流的有毒材料，该材料主要是由烟灰构成的微粒的形式。最常见的柴油机微粒过滤器(DPF)的类型包括在移除微粒方面非常高效的壁流式DPF以及往往效率不太高但操作成用以减少所收集的烟灰的有机成分的柴油机氧化催化器(DOC)。在下面的描述以及所附的权利要求中，这些元件共同使用术语柴油机微粒收集器、柴油机微粒过滤器、DPF(或DPF/DOC)来称谓，不管它们是与柴油机一起使用还是用于收集来自于其他排出气流的材料。

DPF的特征在于具有由陶瓷或能够经受住高的排气温度的其他过滤介质构成的过滤器本体，其具有交替地朝向废气入口(污)侧和出口(净)侧打开的细长管蜂巢结构。过滤器本体通常容纳在由金属或其他材料构成且具有入口和出口连接部的壳体内；在与卡车或公共汽车一起使用的DPF的情形中，壳体的入口端可以连接到发动机的排气管以便于将未处理过的废气引到过滤器的“污”侧，同时壳体的另一端可以具有从过滤器的“净”侧经由排气管或类似管道引到大气的连接部。

由于它们操作的性质，DPF快速地收集并移除来自于通常是烟灰和/或灰烬形式但有时包括金属材料颗粒的排出气流的微粒。由于排气系统的高压和高温，微粒材料被猛烈地向过滤器的“污”侧驱动，最终在那里聚集并加强到限制流动和降低发动机效率的程度。因此DPF需要定期清洁来移除聚集的物质，由于它们成本很高，所以通常不认为它们是可以按照惯常可以丢弃的物品。

因为许多聚集的材料易于紧紧地粘到过滤介质，所以有效地清洁过滤器是相当具有挑战性的。通常使用高压空气喷嘴，但是虽然在许多情况下是相当有效的，不过空气移除微粒的能力是受到流体的可压缩性和其他因素限制的。也使用水和其他液体，但是当试图迫使流体从净侧通过且形成足够的压力和流量以从介质的污侧移除沉积物时由设计成与气体而不是液体一起使用的过滤介质提供的阻力具有其自身的困难。然而，由于使单元壁破裂和断裂以及破坏过滤器的可能性，所以限制允许的压差的成本很高。因此，虽然使用空气/气体和水/液体方法来清洁DPF，但是迄今为止可行系统的效率显著地受上面的和其他的因素限制。

因此，需要一种用于清洁包括柴油机氧化催化器和类似元件的柴油机微粒过滤器的装置和方法，其提供了提高的沉积物移除水平，而不会对过滤介质造成破坏。此外，需要这种可以有效且快速地用来移除沉积物的装置和方法以便于当清洁用于卡车、公共汽车和类似的设备的过滤器时提供快速且经济的转变。

发明内容

本发明解决了上述问题，并提供了一种用于有效清洁包括柴油机氧化催化器和类似的微粒收集和/或反应元件的柴油机微粒过滤器的系统。本发明提供了一种用于使用水或水溶液或者可以与使用空气或其他气体的干式清洁系统一起使用的其他液体的湿式清洁系统的装置。干式清洁装置和湿式清洁装置可以作为单个组件的协作部段进行组合或者可以作为单独的系统安装或使用。