[发明专利]一种基于节气门控制与涡流管加热相结合的DPF再生装置和方法

权利要求书

1.一种基于节气门控制与涡流管加热相结合的DPF再生装置，包括颗粒过滤器滤芯(2)、气体(3)、涡流管冷端排气管单向阀(4)、涡流管涡流发生器(5)、涡流管冷端排气管(6)、发动机(8)、发动机进气管(9)、电控节气门(10)、空气滤清器(11)、再生装置控制单元(13)、空气压缩机(14)、压缩空气储气罐(15)、安全阀(16)、电磁阀(17)、螺旋进气管(18)、涡流管热端(19)、涡流管热端调节阀(20)、第一温度传感器(21)、压力传感器(22)、高温气体(23)、第二温度传感器(24)和压力传感器(25)，其特征在于：所述空气滤清器(11)固定连接在发动机进气管(9)的一端，所述发动机(8)固定连接在发动机进气管(9)的另一端，所述电控节气门(10)固定安装在发动机进气管(9)的内部，所述再生装置控制单元(13)设置在发动机进气管(9)的外侧，且所述再生装置控制单元(13)与电控节气门(10)之间无线信号连接，所述空气滤清器(11)的内部流动进入有空气(12)，所述颗粒过滤器滤芯(2)固定设在在发动机(8)远离发动机进气管(9)的一侧内壁，所述涡流管涡流发生器(5)固定安装在颗粒过滤器滤芯(2)与发动机(8)之间，所述发动机(8)上产生的发动机排气(7)向颗粒过滤器滤芯(2)的方向移动，所述涡流管冷端排气管(6)固定安装在涡流管涡流发生器(5)上，所述涡流管冷端排气管单向阀(4)固定连接在涡流管冷端排气管(6)上，所述涡流管冷端排气管(6)的内部输送有气体(3)，所述螺旋进气管(18)与涡流管涡流发生器(5)固定连接，所述空气压缩机(14)固定连接在发动机(8)的一侧，所述压缩空气储气罐(15)与空气压缩机(14)固定连接，所述安全阀(16)和电磁阀(17)与压缩空气储气罐(15)固定连接，所述第一温度传感器(21)和压力传感器(22)固定设置在颗粒过滤器滤芯(2)的一侧，所述涡流管热端(19)固定连接在涡流管涡流发生器(5)远离涡流管冷端排气管(6)的一端，所述第二温度传感器(24)和压力传感器(25)固定设置在颗粒过滤器滤芯(2)的另一侧，由所述涡流管热端(19)中排出的气体为高温气体(23)，所述高温气体(23)经过颗粒过滤器滤芯(2)过滤后形成的废气(1)由发动机(8)的末端排出。

2.根据权利要求1所述的一种基于节气门控制与涡流管加热相结合的DPF再生装置，其特征在于：所述气体(3)由涡流管冷端排气管(6)的冷端排出。

3.根据权利要求2所述的一种基于节气门控制与涡流管加热相结合的DPF再生装置，其特征在于：所述第一温度传感器(21)和压力传感器(22)设置在颗粒过滤器滤芯(2)的前端位置处。

4.根据权利要求3所述的一种基于节气门控制与涡流管加热相结合的DPF再生装置，其特征在于：所述第二温度传感器(24)和压力传感器(25)设置在颗粒过滤器滤芯(2)的后端位置处。

5.根据权利要求4所述的一种基于节气门控制与涡流管加热相结合的DPF再生装置，其特征在于：所述螺旋进气管(18)与高温气体(23)接触。

6.一种基于节气门控制与涡流管加热相结合的DPF再生装置的方法，适用于权利要求1-5任意一项所述的一种基于节气门控制与涡流管加热相结合的DPF再生装置，其特征在于：该方法的具体步骤如下：

步骤一：电控节气门(10)对发动机(8)的进气量进行控制，涡流管加热系统，空气压缩机(14)由发动机驱动产生高压气体，高压气体储存在压缩空气储气罐(15)中，由电磁阀(17)控制压缩空气储气罐(15)向涡流管涡流发生器(5)的供气，涡流管涡流发生器(5)通高压气体后在涡流管热端(19)产生高温排气，涡流管冷端排气管(6)产生冷气，涡流管热端(19)内管壁进行处理提高热端管内壁的粗糙度，以便增加高压气体与内管壁的摩擦，提高排气温度；

步骤二：涡流管的高压气体入口连接有一段金属螺旋进气管(18)，螺旋进气管(18)与发动机(8)的高温排气接触，可以加热流进螺旋进气管(18)道高压压缩空气，以便提涡流管热端(19)出口排气的温度，涡流管冷端出口连接一涡流管冷端排气管单向阀(4)，外面空气不能进入涡流管冷端排气管(6)，只有当冷端气体具有一定压力时才能打开涡流管冷端排气管单向阀(4)排出到大气；

步骤三：发动机(8)排气管中未完全燃烧的柴油被涡流管产生的高温气体点燃随排气流进颗粒过滤器滤芯(2)中，燃烧颗粒过滤器滤芯(2)中的碳烟颗粒物，颗粒过滤器滤芯(2)进行再生，当柴油机工作时，颗粒过滤器滤芯(2)将要堵塞，第一温度传感器(21)和压力传感器(22)以及第二温度传感器(24)和压力传感器(25)将信号传递给控制系统，再生装置控制单元(13)发出指令电磁阀(17)接通，压缩空气储气罐(15)中高压气体通过螺旋进气管(18)边受热边加速流进涡流管涡流发生器(5)中，高压气体通过涡流管分离出高温气体和低温气体，低温气体通过涡流管冷端排气管(6)排到大气中，涡流管热端(19)排出高温气体；

步骤四：接着控制系统发出指令电控节气门(10)在电机带动下部分关闭，由于发动机进气管(9)中电控节气门(10)关闭，进气流量减少，发动机(8)燃烧室中混合气浓度变浓，有部分没有燃烧的柴油随排气流进发动机进气管(9)，当接触涡流管热端(19)排出的高温气体时，排气中柴油被点燃燃烧，产生的高温气体(23)流进颗粒过滤器滤芯(2)孔道中，将颗粒过滤器滤芯(2)中沉积的碳烟颗粒燃烧掉，颗粒过滤器滤芯(2)便得以再生，在再生过程中不影响施工机械的正常工作。