本發(fā)明涉及柴油車尾氣處理技術(shù)領域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種尾氣顆粒物捕集裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
為了滿足日益嚴格的排放控制目標，柴油車尾氣后處理技術(shù)作為柴油發(fā)動機排放控制系統(tǒng)的一個重要組成部分，越來越受到關注。顆粒物捕集器技術(shù)被認為是目前凈化柴油機顆粒物最直接、最有效的方法，也是國際上商品化的柴油機顆粒后處理技術(shù)之一?，F(xiàn)有顆粒捕集器能濾去尾氣中大部分顆粒，其顆粒捕集效率一般在70-90％，但捕集器在工作過程中，微粒會積存在過濾器內(nèi)，導致柴油機排氣背壓增加，當排氣背壓超過一定值時，柴油機工作開始明顯惡化，導致發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性等性能降低，必須及時除去沉積的微粒，才能使顆粒捕集器正常工作，即顆粒捕集器再生?，F(xiàn)有的顆粒捕集器再生通常采用將過濾器內(nèi)的微粒通過外部熱源直接加熱燃燒的方式實現(xiàn)，其存在過濾體(濾芯)熱應力大、使用壽命短，再生能耗高等問題，此外，燃燒再生只能夠?qū)㈩w粒捕集器內(nèi)部的碳顆粒燒掉，但顆粒捕集器內(nèi)部捕集的灰分不能燃燒去除，其會在顆粒捕集器中累積導致顆粒捕集器前后壓差上升，從而影響顆粒捕集器的工作壽命，需要對顆粒捕集器進行人工清灰，一般清灰方法是將顆粒捕集器拆卸下來，通過高壓氣體反吹或者用水清洗來將顆粒捕集器內(nèi)部的灰分清掉，很不方便。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種捕集效率高，使用壽命長，再生能耗低，清灰方便的尾氣顆粒物捕集裝置。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種尾氣顆粒物捕集裝置的控制方法。
為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種尾氣顆粒物捕集裝置，包括：
第一殼體，其豎直設置，其包括一體成型的第一圓柱部和第一圓錐部，所述第一圓柱部位于所述第一圓錐部的正上方并上下貫通設置；
第二殼體，其豎直設置，其包括一體成型的第二圓柱部和第二圓錐部，所述第二圓柱部位于所述第二圓錐部的正下方并上下貫通設置，所述第二圓柱部設于第一圓柱部的內(nèi)部，且第二圓柱部的上部與第一圓柱部的上部軸承連接；
濾芯，其填充于所述第二圓柱部內(nèi)，所述濾芯為壁流式蜂窩陶瓷濾芯，其通道形狀為正六棱柱；
進氣管，其沿第一圓柱部側(cè)面的切線方向設置在第一圓柱部的中上部，并與第一圓柱部連通，所述進氣管上設有第一進氣閥；
第一排氣管，其豎直設置在第二圓錐部的頂部，并與第二圓錐部連通，所述第一排氣管上設有第一排氣閥；
以及，排灰管，其豎直設置在第一圓錐部的底部，并與第一圓錐部連通，排灰管的上部設有第一排灰閥，排灰管的下部設有集灰盒，其中，
所述第二殼體由一電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)方向與進氣管尾氣在第一殼體內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)方向一致。
優(yōu)選的是，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，還包括：真空泵，其通過一連通管與排灰管的中下部連通；第一過濾網(wǎng)，其設于所述連通管與所述排灰管的連接處。
優(yōu)選的是，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，還包括：連通管，其一端與排灰管的中下部連通，另一端與一三通接頭連通，所述連通管與所述排灰管的連接處設有第一過濾網(wǎng)；真空泵，其通過所述三通接頭與所述連通管連通，所述真空泵與所述三通接頭間設有真空閥；氧氣泵，其通過所述三通接頭與所述連通管連通，所述氧氣泵與所述三通接頭間設有第二進氣閥；第二排灰閥，其設于所述排灰管與所述集灰盒的連接處；第二排氣管，其一端與所述排灰管的中上部連通，所述第二排氣管與所述排灰管連接處設有第二過濾網(wǎng)，所述第二排氣管上還設有第二排氣閥；以及，微波發(fā)生器，其設于集灰盒的內(nèi)部下方。
優(yōu)選的是，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，還包括，擋板，其為中空倒圓錐臺形，所述擋板設于第二圓柱部與第一圓柱部軸承連接處的下方，且擋板的小端與所述于第二圓柱部的外壁固定連接，擋板的大端與所述第一圓柱部的內(nèi)壁抵接。
優(yōu)選的是，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，還包括，壓力傳感器，其設于第一圓柱部的內(nèi)壁。
優(yōu)選的是，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，第二圓柱部的外壁上還間隔設有多條凸起，任一凸起豎直設置，凸起為半圓柱體且其上端面向下傾斜設置并與所述第二圓柱部的外壁形成145°交角，凸起的頂部與所述進氣管的高度平齊。
優(yōu)選的是，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，所述第一進氣閥、第一排氣閥、第一排灰閥、真空閥、第二進氣閥、第二排灰閥和第二排氣閥均為電磁閥。
優(yōu)選的是，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，所述微波發(fā)生器包括微波管和微波管電源，所述微波管伸入到集灰盒的內(nèi)部，所述微波管的表面裝有過熱保護器和石英保護罩，所述微波管電源設于集灰盒的外部。
優(yōu)選的是，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，所述微波管與所述集灰盒的連接處設有微波隔熱環(huán)。
一種尾氣顆粒物捕集裝置的控制方法，包括以下步驟：
步驟一：顆粒物捕集，打開第一進氣閥、第一排氣閥、第一排灰閥和第二排灰閥，尾氣經(jīng)第一進氣閥進入尾氣顆粒物捕集裝置并沿第一圓柱部和第二圓柱部的間歇向下旋轉(zhuǎn)運動，使尾氣中的較大的顆粒物在離心力和重力的作用下沉降經(jīng)第一排灰閥和第二排灰閥落入集灰盒中，接著，尾氣由壁流式蜂窩陶瓷濾芯的底部進入濾芯，尾氣中的較小的顆粒物僅濾芯過濾后被截留在濾芯中，過濾后的尾氣經(jīng)第一排氣閥排出；
步驟二：濾芯再生，當壓力傳感器檢測到的氣壓大于氣壓閾值時，關閉第一進氣閥、第一排氣閥和第二排灰閥，打開真空閥和真空泵，使第一殼體和第二殼體的內(nèi)部形成負壓，被截留在濾芯中的較小的顆粒物在負壓和重力的作用下經(jīng)第一排灰閥落入第二排灰閥上方或吸附在第一過濾網(wǎng)上；
步驟三：顆粒物燃燒凈化，關閉第一排灰閥、真空閥和真空泵，打開第一進氣閥、第一排氣閥、第二排灰閥、第二進氣閥和氧氣泵，使氧氣經(jīng)第二進氣閥進入排灰管，將第一過濾網(wǎng)上的較小顆粒吹掃下來，完成過濾網(wǎng)再生，提高排灰管和集灰盒中氧氣濃度，然后關閉第二進氣閥和氧氣泵，被吹掃下來的較小顆粒和第二排灰閥上方的較小顆粒在重力的作用下沉降經(jīng)第二排灰閥落入集灰盒中，打開微波發(fā)生器和第二排氣閥，使集灰盒中的顆粒物充分燃燒，燃燒產(chǎn)生的氣體經(jīng)第二過濾網(wǎng)過濾后由第二排氣閥排出；
步驟四：燃燒完成后，關閉微波發(fā)生器和第二排氣閥，打開第一排灰閥，并重復步驟一到步驟三的過程。
本發(fā)明至少包括以下有益效果：
第一、通過將第二殼體設置為由電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)方向與進氣管尾氣在在第一殼體內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)方向一致，一方面可提高尾氣在第一殼體內(nèi)部和濾芯中的流速，提高尾氣顆粒物的捕集效率，另一方面可促進尾氣顆粒物與第一殼體和第二殼體間碰撞和摩擦，使尾氣中的大顆粒物在離心力和重力的作用下掉落進入排灰管，實現(xiàn)尾氣中大顆粒物和小顆粒物的分離，進一步降低進入濾芯中的尾氣顆粒物濃度，減少濾芯的再生次數(shù)，使濾芯的使用壽命大大延長；
第二、通過設置真空泵，可使濾芯內(nèi)部形成負壓，使吸附在濾芯上的微粒在負壓的作用下掉落進入排灰管，實現(xiàn)濾芯再生，與直接將過濾器內(nèi)的微粒通過外部熱源直接加熱燃燒的方式再生相比，本發(fā)明的再生方式對濾芯的傷害小，能耗低，可大大延長濾芯的使用壽命；
第三、通過設置氧氣泵和微波發(fā)生器，可使集灰盒中收集的尾氣顆粒物充分燃燒凈化，減少對大氣的污染，且燃燒后的殘留灰分被截留在集灰盒中，清灰時只需將集灰盒拆下將灰分倒出即可，方便快捷；
第四、通過將擋板設置為中空倒圓錐臺形，與常規(guī)中空圓錐臺形相比，可更有效的阻擋尾氣上揚，避免尾氣從第一圓柱部和第二圓柱部的連接處泄露，導致捕集效率降低；
第五、通過設置多條凸起，并將凸起的上端面向下傾斜設置并與所述第二圓柱部的外壁形成145°交角，一方面可進一步提高尾氣在第一殼體內(nèi)部和濾芯中的流速，提高尾氣顆粒物的捕集效率，另一方面可避免尾氣顆粒物在凸起的上端面積存，導致捕集效率降低；
第六、本發(fā)明的尾氣顆粒物捕集裝置的顆粒物捕集效率高，可達95％，且使用壽命長，再生能耗低，清灰方便。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領域的技術(shù)人員所理解。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的主要結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
需要說明的是，下述實施方案中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法，所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得；在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“橫向”、“縱向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，并不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
實施例1：
如圖1所示，本發(fā)明提供一種尾氣顆粒物捕集裝置，包括：
第一殼體1，其豎直設置，其包括一體成型的第一圓柱部11和第一圓錐部12，所述第一圓柱11部位于所述第一圓錐部12的正上方并上下貫通設置；
第二殼體2，其豎直設置，其包括一體成型的第二圓柱部21和第二圓錐部22，所述第二圓柱部21位于所述第二圓錐部22的正下方并上下貫通設置，所述第二圓柱部21設于第一圓柱部11的內(nèi)部，且第二圓柱部21的上部與第一圓柱部11的上部通過軸承13連接；
濾芯3，其填充于所述第二圓柱部21內(nèi)，所述濾芯3為壁流式蜂窩陶瓷濾芯，其通道形狀為正六棱柱；
進氣管4，其沿第一圓柱部11側(cè)面的切線方向設置在第一圓柱部11的中上部，并與第一圓柱部11連通，所述進氣管4上設有第一進氣閥41；
第一排氣管5，其豎直設置在第二圓錐部22的頂部，并與第二圓錐部22連通，所述第一排氣管5上設有第一排氣閥51；
以及，排灰管6，其豎直設置在第一圓錐部12的底部，并與第一圓錐部12連通，排灰管6的上部設有第一排灰閥61，排灰管6的下部設有集灰盒62，集灰盒62與排灰管6可拆卸設置，其中，
所述第二殼體2由一電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)方向與進氣管4尾氣在第一殼體1內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)方向一致。所述第二殼體由一電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，其可以是通過在第二圓錐部的外部套設第一齒輪，在電機傳動桿上套設與第一齒輪嚙合的第二齒輪，電機通過帶動第二齒輪轉(zhuǎn)動，以使第二齒輪帶動第一齒輪驅(qū)動第二殼體旋轉(zhuǎn)；其也可以是通過在第二圓錐部的外部套設第一皮帶輪，在電機傳動桿上套設與第二皮帶輪，并在第一皮帶輪和第二皮帶輪之間套設皮帶，電機通過帶動第二皮帶輪轉(zhuǎn)動，以使第二皮帶輪帶動第一皮帶輪驅(qū)動第二殼體旋轉(zhuǎn)。
通過將第二殼體設置為由電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)方向與進氣管尾氣在在第一殼體內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)方向一致，一方面可提高尾氣在第一殼體內(nèi)部和濾芯中的流速，提高尾氣顆粒物的捕集效率，另一方面可促進尾氣顆粒物與第一殼體和第二殼體間碰撞和摩擦，使尾氣中的大顆粒物在離心力和重力的作用下掉落進入排灰管，實現(xiàn)尾氣中大顆粒物和小顆粒物的分離，進一步降低進入濾芯中的尾氣顆粒物濃度，減少濾芯的再生次數(shù)，使濾芯的使用壽命大大延長。
在另一技術(shù)方案中，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，還包括：真空泵7，其通過一連通管8與排灰管6的中下部連通；第一過濾網(wǎng)81，其設于所述連通管8與所述排灰管6的連接處。通過設置真空泵，可使濾芯內(nèi)部形成負壓，使吸附在濾芯上的微粒在負壓的作用下掉落進入排灰管，實現(xiàn)濾芯再生，與直接將過濾器內(nèi)的微粒通過外部熱源直接加熱燃燒的方式再生相比，本發(fā)明的再生方式對濾芯的傷害小，能耗低，可大大延長濾芯的使用壽命。
在另一技術(shù)方案中，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，還包括：連通管8，其一端與排灰管6的中下部連通，另一端與一三通接頭82連通，所述連通管8與所述排灰管6的連接處設有第一過濾網(wǎng)81；真空泵7，其通過所述三通接頭82與所述連通管8連通，所述真空泵7與所述三通接頭82間設有真空閥71；氧氣泵9，其通過所述三通接頭82與所述連通管8連通，所述氧氣泵9與所述三通接頭82間設有第二進氣閥91；第二排灰閥63，其設于所述排灰管6與所述集灰盒62的連接處；第二排氣管64，其一端與所述排灰管6的中上部連通，所述第二排氣管64與所述排灰管6連接處設有第二過濾網(wǎng)66，所述第二排氣管64上還設有第二排氣閥65；以及，微波發(fā)生器10，其設于集灰盒62的內(nèi)部下方。通過設置真空泵、氧氣泵和微波發(fā)生器，可使吸附在濾芯上的微粒在負壓的作用下掉落進入集灰盒，實現(xiàn)濾芯再生，并使尾氣顆粒物在集灰盒中充分燃燒凈化，減少對大氣的污染，且燃燒后的殘留灰分被截留在集灰盒中，清灰時只需將集灰盒拆下將灰分倒出即可，方便快捷。
在另一技術(shù)方案中，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，還包括，擋板14，其為中空倒圓錐臺形，所述擋板14設于第二圓柱部21與第一圓柱部11軸承連接處的下方，且擋板14的小端與所述于第二圓柱部21的外壁固定連接，擋板14的大端與所述第一圓柱部11的內(nèi)壁抵接。通過將擋板設置為中空倒圓錐臺形，與常規(guī)中空圓錐臺形相比，可更有效的阻擋尾氣上揚，避免尾氣從第一圓柱部和第二圓柱部的連接處泄露，導致捕集效率降低。
在另一技術(shù)方案中，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，還包括，壓力傳感器15，其設于第一圓柱部11的內(nèi)壁。
在另一技術(shù)方案中，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，第二圓柱部21的外壁上還間隔設有多條凸起23，任一凸起23豎直設置，凸起23為半圓柱體且其上端面向下傾斜設置并與所述第二圓柱部21的外壁形成145°交角，凸起23的頂部與所述進氣管4的高度平齊。通過設置多條凸起，并將凸起的上端面向下傾斜設置并與所述第二圓柱部的外壁形成145°交角，一方面可進一步提高尾氣在第一殼體內(nèi)部和濾芯中的流速，提高尾氣顆粒物的捕集效率，另一方面可避免尾氣顆粒物在凸起的上端面積存，導致捕集效率降低。
在另一技術(shù)方案中，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，所述第一進氣閥41、第一排氣閥51、第一排灰閥61、真空閥71、第二進氣閥91、第二排灰閥63和第二排氣閥66均為電磁閥。
在另一技術(shù)方案中，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，所述微波發(fā)生器10包括微波管和微波管電源，所述微波管伸入到集灰盒62的內(nèi)部，所述微波管的表面裝有過熱保護器和石英保護罩，所述微波管電源設于集灰盒62的外部。
在另一技術(shù)方案中，所述的尾氣顆粒物捕集裝置，所述微波管與所述集灰盒62的連接處設有微波隔熱環(huán)。
本發(fā)明的尾氣顆粒物捕集裝置的控制方法，包括以下步驟：
步驟一：顆粒物捕集，打開第一進氣閥、第一排氣閥、第一排灰閥和第二排灰閥，尾氣經(jīng)第一進氣閥進入尾氣顆粒物捕集裝置并沿第一圓柱部和第二圓柱部的間歇向下旋轉(zhuǎn)運動，使尾氣中的較大的顆粒物在離心力和重力的作用下沉降經(jīng)第一排灰閥和第二排灰閥落入集灰盒中，接著，尾氣由壁流式蜂窩陶瓷濾芯的底部進入濾芯，尾氣中的較小的顆粒物僅濾芯過濾后被截留在濾芯中，過濾后的尾氣經(jīng)第一排氣閥排出；
步驟二：濾芯再生，當壓力傳感器檢測到的氣壓大于氣壓閾值時，關閉第一進氣閥、第一排氣閥和第二排灰閥，打開真空閥和真空泵，使第一殼體和第二殼體的內(nèi)部形成負壓，被截留在濾芯中的較小的顆粒物在負壓和重力的作用下經(jīng)第一排灰閥落入第二排灰閥上方或吸附在第一過濾網(wǎng)上；選擇在發(fā)動機不工作或低速運行時進行濾芯再生；
步驟三：顆粒物燃燒凈化，關閉第一排灰閥、真空閥和真空泵，打開第一進氣閥、第一排氣閥、第二排灰閥、第二進氣閥和氧氣泵，使氧氣經(jīng)第二進氣閥進入排灰管，將第一過濾網(wǎng)上的較小顆粒吹掃下來，完成過濾網(wǎng)再生，提高排灰管和集灰盒中氧氣濃度，然后關閉第二進氣閥和氧氣泵，被吹掃下來的較小顆粒和第二排灰閥上方的較小顆粒在重力的作用下沉降經(jīng)第二排灰閥落入集灰盒中，打開微波發(fā)生器和第二排氣閥，使集灰盒中的顆粒物充分燃燒，燃燒產(chǎn)生的氣體經(jīng)第二過濾網(wǎng)過濾后由第二排氣閥排出；
步驟四：燃燒完成后，關閉微波發(fā)生器和第二排氣閥，打開第一排灰閥，并重復步驟一到步驟三的過程。
盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。