CN110159399B - 特种车辆的消声消烟装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种特种车辆的消声消烟装置，属于特种车辆尾气处理领域。消声消烟装置外箱体下端设置有用于与特种车辆排烟管连通的进气口，顶部设置有排气口，内箱***于外箱体内部，排水管上端与位于外箱体上方的储水箱连通，下端伸入至外箱体内，位于内箱体上方；支撑环套装在内箱体外，与外箱体内壁接触，以使外箱体被分隔成第一腔室与第二腔室，支撑环上端具有多个第一通孔，外箱体进气口、排水管下端与沉降出口位于第一腔室内，外箱体排气口、氮氧化物浓度检测头与尿素泵均位于第二腔室顶部；氮氧化物浓度检测头用于检测第二腔室内氧化物浓度信息，传递至控制器；控制器用于根据氮氧化物浓度信息，控制尿素泵向第二腔室内喷射尿素。

Description

特种车辆的消声消烟装置
技术领域
本发明涉及车辆尾气处理领域，特别涉及一种特种车辆的消声消烟装置。
背景技术
特种车辆在作业过程中，会产生大量尾气并伴有噪声，这不仅会污染环境，也会带来噪声污染，因此有必要提供一种特种车辆的消声消烟装置。
目前，特种车辆的消声消烟装置包括：顺次连通的***、消烟器；其中，***包括：由内至外依次设置的玻璃纤维层和保护层，***套装在特种车辆的排烟管上。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
上述特种车辆的消声消烟装置的***不能有效降低尾气的噪音。
发明内容
本发明实施例提供了一种特种车辆的消音消烟装置，可以解决上述问题。所述技术方案如下：
一种特种车辆的消声消烟装置，所述消声消烟装置包括：外箱体、内箱体、储水箱、排水管、支撑环、氮氧化物浓度检测头、尿素泵与控制器；
所述外箱体的下端设置有用于与所述特种车辆的排烟管连通的进气口，顶部设置有排气口；
所述内箱***于所述外箱体的内部，所述内箱体的内部沿远离所述外箱体进气口的方向通过隔板被顺次分隔成一级消声室、二级消声室、三级消声室和四级消声室，所述一级消声室与所述外箱体的进气口连通，所述二级消声室的底壁上设置有沉降出口,且所述一级消声室与所述三级消声室之间连通有第一导流管,所述二级消声室与所述四级消声室之间连通有第二导流管，所述三级消声室与所述四级消声室之间连通有第三导流管；
所述排水管的上端与位于所述外箱体上方的所述储水箱连通，所述排水管的下端伸入至所述外箱体内，并位于所述内箱体的上方；
所述支撑环套装在所述内箱体上，并与所述外箱体的内壁接触，以使所述外箱体被分隔成第一腔室与第二腔室，所述支撑环的上端具有多个第一通孔，所述外箱体的进气口、所述排水管的下端与所述沉降出口位于所述第一腔室中，所述外箱体的排气口、所述氮氧化物浓度检测头与所述尿素泵位于所述第二腔室中；
所述述氮氧化物浓度检测头用于检测所述第二腔室内的氮氧化物浓度信息，并传递至所述控制器；
所述控制器用于根据所述氮氧化物浓度信息，控制所述尿素泵向所述第二腔室内喷射尿素。
在一种可能的设计中，所述氮氧化物浓度检测头与所述尿素泵均位于所述内箱体的上方；
所述氮氧化物浓度检测头与所述外箱体的排气口沿远离所述支撑环的方向依次设置。
在一种可能的设计中，所述第一导流管、所述第二导流管与所述第三导流管由下至上依次设置；
所述第一导流管的进口与所述外箱体的进气口错开设置。
在一种可能的设计中，所述排水管包括：顺次连通的第一竖直段、第一弧形段、第一水平段、第二弧形段、第二竖直段、第三弧形段与第二水平段；
所述第一竖直段的上端与所述储水箱的出水口连通；
所述第一竖直段的下端、所述第一弧形段、所述第一水平段、所述第二弧形段、所述第二竖直段、所述第三弧形段与所述第二水平段位于所述外箱体内，并均具有多个第二通孔。
在一种可能的设计中，每个第二通孔的孔径为1.5mm～2.5mm。
在一种可能的设计中，所述排水管的上端上设置有排液阀。
在一种可能的设计中，所述外箱体的底壁具有放空口，所述放空口处设置有放空阀。
在一种可能的设计中，所述外箱体为卧式筒体，且所述卧式筒体的端盖为弧形端盖。
在一种可能的设计中，所述支撑环上的每个第一通孔的孔径均为2.5mm～3.5mm。
在一种可能的设计中，所述消声消烟装置还包括：与所述外箱体出气口连通的排气软管。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本发明实施例提供的特种车辆的消声消烟装置，通过隔板将内箱体分隔成一级消声室、二级消声室、三级消声室和四级消声室，并利用第一导流管、第二导流管和第三导流管可对尾气进行逐级消音，可有效降低尾气的噪音。另外，通过排水管可将储水箱中的水流入至内箱体上，以利用尾气高温的特点蒸腾成雾状蒸汽，可对由内箱体沉降出的尾气进行净化；并通过氮氧化物浓度检测头、控制器与尿素泵的配合，使得排放至大气中的尾气达到环保要求。综上，本发明实施例所提供的特种车辆的消声消烟装置具有结构简单、安装便捷的特点，而且也可有效降低尾气的噪音，大大消除尾气中的有害气体及烟尘，且能熄灭尾气中的火星，消除了安全隐患，达到环保要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的特种车辆的消声消烟装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的内箱体内部的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的特种车辆的消声消烟装置在图1的A-A方向上的剖面示意图；
图4是本发明实施例提供的排水管的结构示意图。
其中，附图中的各个标号说明如下：
1-外箱体；
1A-第一腔室，1B-第二腔室，11-进气口，12-出气口，13-放空阀；
2-内箱体；
2A-一级消声室，2B-二级消声室，2C-三级消声室，2D-四级消声室，21-沉降出口；
3-储水箱；
4-排水管；
41-第一竖直段，42-第一弧形段，43-第一水平段，44-第二弧形段，45-第二竖直段，46-第三弧形段，47-第二水平段，48-排液阀，4a-第二通孔；
5-支撑环；
5a-第一通孔；
6-氮氧化物浓度检测头；
7-尿素泵；
8-控制器；
9-隔板；
91-第一隔板，92-第二隔板，93-第三隔板；
101-第一导流管，102-第二导流管，103-第三导流管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种特种车辆的消声消烟装置，如附图1所示，该特种车辆的消声消烟装置包括：外箱体1、内箱体2、储水箱3、排水管4、支撑环5、氮氧化物浓度检测头6、尿素泵7与控制器8。其中，外箱体1的下端设置有用于与特种车辆的排烟管连通的进气口11，顶部设置有排气口12；内箱体2位于外箱体1的内部，内箱体2的内部沿远离外箱体1进气口11的方向通过隔板6被顺次分隔成一级消声室2A、二级消声室2B、三级消声室2C和四级消声室2D(参见附图2)，一级消声室2A与外箱体1的进气口11连通，二级消声室2B的底壁上设置有沉降出口21,且一级消声室2A与三级消声室2C之间连通有第一导流管101,二级消声室2B与四级消声室2D之间连通有第二导流管102，三级消声室2C与四级消声室2D之间连通有第三导流管103；排水管4的上端与位于外箱体1上方的储水箱3连通，排水管4的下端伸入至外箱体1内，并位于内箱体2的上方；支撑环5套装在内箱体2上，并与外箱体1的内壁接触，以使外箱体1被分隔成第一腔室1A与第二腔室1B，支撑环5的上端具有多个第一通孔5a(参见附图3)，外箱体1的进气口11、排水管4的下端与沉降出口21位于所述第一腔室1A中，外箱体1的排气口12、氮氧化物浓度检测头6与尿素泵7位于第二腔室1B中；氮氧化物浓度检测头6用于检测第二腔室1B内的氮氧化物浓度信息，并传递至控制器8；控制器8根据氮氧化物浓度信息，控制尿素泵7向第二腔室1B内喷射尿素。
需要说明的是，支撑环5的上端是指位于外箱体1上端与内箱体2上端之间的部分，支撑环5的下端是指位于外箱体1下端与内箱体2下端之间的部位。另外，尿素泵7的进液口与位于外箱体1外部的尿素罐连通。
可以理解的是，隔板9包括：沿远离外箱体1进气口11的方向间隔设置有第一隔板91、第二隔板92和第三隔板93(参见附图2)，以使内箱体2被对应分隔成一级消声室2A、二级消声室2B、三级消声室2C和四级消声室2D；第一导流管101连通于第一隔板91与第二隔板92之间，第二导流管102连通于第二隔板92与第三隔板93之间，第三导流管103设置在第三隔板93上。
下面就本发明实施例提供的特种车辆的消声消烟装置的工作原理给予描述：
在应用时，先将特种车辆的消声消烟装置与特种车辆的排烟管连通，具体为，将外箱体1安装在与特种车辆的排烟管高度一致的管架上，并将外箱体1的进气口11与特种车辆的排烟管出口连接。
在特种车辆作业过程中，特种车辆所排放的尾气经外箱体1的进气口11流入至内箱体2的一级消声室2A中，部分尾气经第一隔板91阻挡之后，使得全部尾气的流动速度降低。然后降速后的尾气通过第一导流管101进入三级消声室2C中，部分尾气经第三隔板93阻挡之后，再次使得全部尾气的流动速度降低。然后降速后的尾气通过第三导流管103进入四级消声室2D中，在四级消声室2D内减速、沉降后，通过第二导流管102进入二级消声室2B中，然后通过沉降出口21排出内箱体2，进入到内箱体2与外箱体1所形成的环形空间中。与此同时，储水箱3中的水经排水管4流入至内箱体2上，由于尾气的温度高达400℃～500℃，该部分水瞬间蒸腾成雾状蒸汽。由内箱体2沉降出的尾气流向至外箱体1的上部，与雾状蒸汽发生反应，使得尾气中的杂质沉降。最后，被雾状蒸汽“洗”过的尾气通过支撑环5上端的第一通孔5a由外箱体1的第一腔室1A流入至第二腔室1B。此时，利用氮氧化物浓度检测头6检测第二腔室1B中的氮氧化物浓度信息，便并将该氮氧化物浓度信息传递至控制器8。若第二腔室1B中的氮氧化物浓度大于预设浓度(例如0.10mg/m3)，控制器8便使尿素泵7向第二腔室1B内喷射尿素；若第二腔室1B中的氮氧化物浓度小于或等于该预设浓度，尿素泵7不向第二腔室1B内喷射尿素，尾气直接从第二腔室1B顶部的出气口12排出。
可见，本发明实施例提供的特种车辆的消声消烟装置，通过隔板9将内箱体2分隔成一级消声室2A、二级消声室2B、三级消声室2C和四级消声室2D，并利用第一导流管101、第二导流管102和第三导流管103可对尾气进行逐级消音，可有效降低尾气的噪音。另外，通过排水管4可将储水箱3中的水流入至内箱体2上，以利用尾气高温的特点蒸腾成雾状蒸汽，可对由内箱体2沉降出的尾气进行净化；并通过氮氧化物浓度检测头6、控制器8与尿素泵7的配合，使得排放至大气中的尾气达到环保要求。综上，本发明实施例所提供的特种车辆的消声消烟装置具有结构简单、安装便捷的特点，而且也可有效降低尾气的噪音，大大消除尾气中的有害气体及烟尘，且能熄灭尾气中的火星，消除了安全隐患，达到环保要求。
为了能保证排放至大气中的尾气达到环保要求，如附图1所示，本发明实施例中，氮氧化物浓度检测头6与尿素泵7均位于内箱体2的上方；氮氧化物浓度检测头6与外箱体1的排气口12沿远离支撑环5的方向依次设置。
其中，氮氧化物浓度检测头6安装在外箱体1的顶壁上，尿素泵7安装在外箱体1的侧壁上。
为了能对尾气进行有效消音，本发明实施例中，如附图2所示，第一导流管101、第二导流管102与第三导流管103由下至上依次设置；第一导流管101的进口与外箱体1的进气口11错开设置。
关于排水管4的结构，本发明实施例给出一种结构，如附图4所示，排水管4包括：顺次连通的第一竖直段41、第一弧形段42、第一水平段43、第二弧形段44、第二竖直段45、第三弧形段46与第二水平段47；第一竖直段41的上端与储水箱3的出水口连通；第一竖直段41的下端、第一弧形段42、第一水平段43、第二弧形段44、第二竖直段45、第三弧形段46与第二水平段47位于外箱体1内，并均具有多个第二通孔4a。
通过如此设置，既可以增大排水管4的长度，也可使由储水箱3流出的水可滴落在内箱体2的上表面上，可使该部分水快速生成大量的雾状蒸汽，以对尾气的杂质进行有效清洗。
其中，上述第一竖直段41、第一弧形段42、第一水平段43、第二弧形段44、第二竖直段45、第三弧形段46与第二水平段47可通过一体化成型的方式进行连接，这样设置可以保证排水管4的强度。
上述第一竖直段41、第一弧形段42、第一水平段43、第二弧形段44、第二竖直段45、第三弧形段46与第二水平段47的管径可以为90mm～110mm，举例来说，可以为90mm、95mm、100mm、105mm、110mm等。
另外，上述第二通孔4a的孔径为1.5mm～2.5mm，举例来说，可以为1.5mm、2.0mm、2.5mm等。通过如此设置，既可以使由储水箱3排出的水能够滴落在内箱体2的表面上，又可以保证排水管4的强度。
关于第二通孔4a的分布方式，可沿着排水管4的轴向均匀设置多个第二通孔组，且每个第二通孔组中的多个第二通孔4a绕着排水管4的周向均匀分布。
本发明实施例中，内箱体2的材质可以为锅炉钢，该类材质的内箱体2具有良好的焊接性能、一定的高温强度和耐碱性腐蚀、耐氧化等特点。
为了利于储水箱3的维修，本发明实施例中，如附图1所示，排水管4的上端上设置有排液阀48。通过关闭排液阀48，可对储水箱3进行维修。
需要说明的是，排水管4的连接端为排水管4中与储水箱3连接的一端，即位于外箱体1外部的一端。
其中，排液阀48可以为球阀，该类排液阀48便于获取，且价格低廉。
如上所述，尾气中的杂质经雾状蒸汽“洗”过之后沉降至内箱体2与外箱体1所形成的空间中(即外箱体1的底部)。为了避免外箱体1内的尾气杂质过多而影响雾状蒸汽对尾气杂质的清洗效果，本发明实施例中，如附图1所示，外箱体1的底壁具有放空口，放空口处设置有放空阀13。通过打开放空阀13，可以排放外箱体1底部的杂质。
其中，上述放空阀13可以为球阀，该类放空阀13便于获取，且价格低廉。
为了便于特种车辆的消声消烟装置的更换、维修，本发明实施例中，外箱体1的进气口11与特种车辆的排烟管法兰连接。
其中，外箱体1的进气口11上设置有与特种车辆排烟管相适配的第一法兰盘。
可以理解的是，上述第一法兰盘上的螺栓通孔与特种车辆排烟管上的法兰盘的螺栓通孔一一对应，这里的对应不仅指位置对应，而且也指尺寸对应。
上述，第一法兰盘可以焊接在外箱体1的进气口11上。
本发明新型实施例中，如附图1所示，该特种车辆的消声消烟装置还包括：与外箱体1的出气口12连通的排气软管。
通过如上设置，可以通过排气软管调整经雾状蒸汽“洗”过的尾气的排出方向，避免该尾气直喷操作人员，可防止操作人员受伤。
进一步地，本发明实施例中，排气软管与外箱体1的出气口12法兰连接。通过如此设置，便于更换排气软管。
可以理解的是，排气软管的连接端口上设置有第二法兰盘，外箱体1的出气口12处设置有与第二法兰盘相适配的第三法兰盘，且第二法兰盘上的螺栓通孔与第三法兰盘上的螺栓通孔一一对应。
其中，第二法兰盘可焊接在排气软管上的连接端口上，第三法兰盘可焊接在外箱体1的出气口12处。
本发明实施例中，外箱体1的进气口11、出气口12的孔径可为90mm～110mm，举例来说，可以为90mm、95mm、100mm、105mm、110mm等。
本发明实施例中，外箱体1可通过304不锈钢制备获取，该类材质的外箱体1具有防腐蚀的特点。
本发明实施例中，外箱体1为卧式筒体，且卧式筒体的端盖为弧形端盖。通过如上设置，可增大外箱体1的承压面积，可使外箱体1承受10MPa的压强，也可提高抗冲击能力。
其中，上述端盖可采用焊接的方式进行安装，例如采用506或507碱性焊条进行焊接。
本发明实施例中，第一隔板91、第二隔板92和第三隔板93均可采用焊接的方式安装在内箱体2中，例如采用506或507碱性焊条进行焊接。
本发明实施例中，支撑环5的厚度可以为3.5mm～4.5mm，例如可以为3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm、4.0mm、4.1mm、4.2mm、4.3mm、4.4mm、4.5mm等。
上述支撑环5的内壁与内箱体2的外壁焊接，例如采用506或507碱性焊条进行焊接。同样地，上述支撑环5的外壁与外箱体1的内壁焊接，例如采用506或507碱性焊条进行焊接。
另外，上述支撑环5上的第一通孔5a的孔径为2.5mm～3.5mm。例如可以为2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm等。通过如此设置，既可以使经雾状蒸汽“洗”过的尾气顺利排出，又可以保证支撑环5上端的强度。
本发明实施例中，储水箱3的材质可以为304不锈钢，该类材质的储水箱3具有防腐蚀的特点。
本发明实施例中，控制器8可以为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制器。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的说明性实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种特种车辆的消声消烟装置，其特征在于，所述消声消烟装置包括：外箱体(1)、内箱体(2)、储水箱(3)、排水管(4)、支撑环(5)、氮氧化物浓度检测头(6)、尿素泵(7)与控制器(8)；
所述外箱体(1)的下端设置有用于与所述特种车辆的排烟管连通的进气口(11)，顶部设置有排气口(12)；
所述内箱体(2)位于所述外箱体(1)的内部，所述内箱体(2)的内部沿远离所述外箱体(1)进气口(11)的方向通过隔板(9)被顺次分隔成一级消声室(2A)、二级消声室(2B)、三级消声室(2C)和四级消声室(2D)，所述一级消声室(2A)与所述外箱体(1)的进气口(11)连通，所述二级消声室(2B)的底壁上设置有沉降出口(21),且所述一级消声室(2A)与所述三级消声室(2C)之间连通有第一导流管(101),所述二级消声室(2B)与所述四级消声室(2D)之间连通有第二导流管(102)，所述三级消声室(2C)与所述四级消声室(2D)之间连通有第三导流管(103)；
所述排水管(4)的上端与位于所述外箱体(1)上方的所述储水箱(3)连通，所述排水管(4)的下端伸入至所述外箱体(1)内，并位于所述内箱体(2)的上方；
所述支撑环(5)套装在所述内箱体(2)上，并与所述外箱体(1)的内壁接触，以使所述外箱体(1)被分隔成第一腔室(1A)与第二腔室(1B)，所述支撑环(5)的上端具有多个第一通孔(5a)，所述外箱体(1)的进气口(11)、所述排水管(4)的下端与所述沉降出口(21)均位于所述第一腔室(1A)中，所述外箱体(1)的排气口(12)、所述氮氧化物浓度检测头(6)与所述尿素泵(7)位于所述第二腔室(1B)中；
所述氮氧化物浓度检测头(6)用于检测所述第二腔室(1B)内的氮氧化物浓度信息，并传递至所述控制器(8)；
所述控制器(8)用于根据所述氮氧化物浓度信息，控制所述尿素泵(7)向所述第二腔室(1B)内喷射尿素；
所述排水管(4)包括：顺次连通的第一竖直段(41)、第一弧形段(42)、第一水平段(43)、第二弧形段(44)、第二竖直段(45)、第三弧形段(46)与第二水平段(47)；
所述第一竖直段(41)的上端与所述储水箱(3)的出水口连通；
所述第一竖直段(41)的下端、所述第一弧形段(42)、所述第一水平段(43)、所述第二弧形段(44)、所述第二竖直段(45)、所述第三弧形段(46)与所述第二水平段(47)位于所述外箱体(1)内，并均具有多个第二通孔(4a)；
每个第二通孔(4a)的孔径为1.5mm～2.5mm；
所述消声消烟装置还包括：与所述外箱体(1)的出气口(12)连通的排气软管。
2.根据权利要求1所述的消声消烟装置，其特征在于，所述氮氧化物浓度检测头(6)与所述尿素泵(7)均位于所述内箱体(2)的上方；
所述氮氧化物浓度检测头(6)与所述外箱体(1)的排气口(12)沿远离所述支撑环(5)的方向依次设置。
3.根据权利要求1所述的消声消烟装置，其特征在于，所述第一导流管(101)、所述第二导流管(102)与所述第三导流管(103)由下至上依次设置；
所述第一导流管(101)的进口与所述外箱体(1)的进气口(11)错开设置。
4.根据权利要求1所述的消声消烟装置，其特征在于，所述排水管(4)的上端上设置有排液阀(48)。
5.根据权利要求1所述的消声消烟装置，其特征在于，所述外箱体(1)的底壁具有放空口，所述放空口处设置有放空阀(13)。
6.根据权利要求1所述的消声消烟装置，其特征在于，所述外箱体(1)为卧式筒体，且所述卧式筒体的端盖为弧形端盖。
7.根据权利要求1所述的消声消烟装置，其特征在于，所述支撑环(5)上的每个第一通孔(5a)的孔径均为2.5mm～3.5mm。
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