防爆柴油机智能控制精准缸温减少NO制造技术

本发明专利技术涉及防爆柴油机排放物环保处理；目前国内防爆柴油机排放技术严重滞后，含有大量氮氧化物NO

【技术实现步骤摘要】
防爆柴油机智能控制精准缸温减少NOX装置及标定方法
本专利技术涉及防爆柴油机排放物环保处理，更具体的说，涉及一种防爆柴油机智能控制精准缸温减少NOX装置及方法。
技术介绍
防爆胶轮车已经成为煤矿井下无轨辅助运输的主要设备，而防爆柴油机作为防爆胶轮车的主要动力源，越来越多的应用在井下防爆胶轮车上。目前国内防爆柴油机的排放要求较工程机械用柴油机和道路用柴油机要低的多，排放技术严重滞后于其他动力设备。排放物对煤矿井下作业人员的身体健康有很大的危害，尤其是排放物中含有大量的氮氧化物NOX，氮氧化物对作业人员的眼睛和呼吸道危害极大，严重时造成视力下降和呼吸困难，甚至危害人的生命。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种防爆柴油机智能控制精准缸温减少NOX装置及方法，该专利技术针对煤矿井下用的防爆柴油机的排放物中的NOX（氮氧化物）进行有效处理，降低排放物中的NOX，净化井下工作环境，保护井下作业人员身体健康。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种防爆柴油机智能控制精准缸温减少NOX的装置，包括防爆智能集中控制系统、控制低温气体流量的流体通量控制系统、传感器检测系统和控制防爆动力系统的气体温度的防爆电控阀，防爆智能集中控制系统通过控制线束与防爆电控阀连接，防爆智能集中控制系统包括实现接收、转换和传输传感器检测系统信号的安全隔爆型信号隔离装置和中央控制器；防爆电控阀配置开度传感器，防爆电控阀和气体降温装置安装于水冷波纹管与新鲜气体运输系统之间，防爆电控阀的防爆电机固定在电控阀隔爆箱体上；流体通量控制系统位于新鲜气体运输系统的传输管中；传感器检测系统包括转速传感器、水温传感器、气温传感器、压力传感器和流量传感器，在流体通量控制系统气体入口处安装检测气体流量的流量传感器、检测气体压力的压力传感器和检测气体温度的气温传感器；水冷连接管的气体入口处安装检测气体流量的流量传感器；在气体降温装置的降温出气腔安装检测气体压力的压力传感器和检测气体温度的气温传感器，气体降温装置的出水收集腔上安装检测冷却水温度的水温传感器；防爆动力系统的飞轮壳上安装检测曲轴转速的转速传感器。进一步，还包括并联多循环混合降温冷却系统，并联多循环混合降温冷却系统包括：用于动力核心降温冷却的第一循环水路、用于动力附件降温冷却的第二循环水路和用于防爆电控阀降温冷却的第三循环水路。进一步，流体通量控制系统的气体入口处连接新鲜气体运输系统。进一步，防爆电控阀置于电控阀隔爆箱体内，安全隔爆型信号隔离装置和中央控制器分别置于第一隔爆箱体和第二隔爆箱体内。进一步，电控阀隔爆箱体内设有控制阀吸气腔、控制阀出气腔和控制阀冷却腔，控制阀出气腔和降温气体运输管连接，控制阀冷却腔一端连接控制阀进水管，另一端连接控制阀出水管。进一步，控制阀出水管与多流体冷却装置连接。进一步，安全隔爆型信号隔离装置包括光电转换模块和光信号接收模块。一种防爆柴油机智能控制精准缸温减少NOX的标定方法，包括以下步骤：步骤1.以油门位置为X坐标，防爆动力系统转速为Y坐标，在与X坐标和Y坐标对应的工况条件下的废气循环利用率为Z坐标，建立防爆柴油机智能控制精准缸温减少NOX的装置的工况运行MAP图的坐标系。步骤2.对防爆柴油机智能控制精准缸温减少NOX的装置进行初步运行，测量防爆柴油机每个工况条件下的功率、油耗和排放值，绘制初步工况运行MAP图，并记录每个工况的NOX、HC、CO和烟度排放值。步骤3.根据步骤2中所得的工况运行MAP图，将NOX、HC、CO和烟度排放值与预设的标准值对比，通过防爆智能集中控制系统调整防爆电控阀的开度，调整冷却水的流量，并记录调整后的废气循环利用率、NOX、HC、CO和烟度排放值，绘制调整后工况运行MAP图。步骤4.判断步骤3中所得的调整后的各项指标数值与预设的标准值进行对比，若不符合预设的标准值则重复步骤3的操作；若符合预设的标准值，绘制满足标准值的工况运行MAP图，并记录在此条件下的最优的废气循环利用率。进一步，预设的标准值为柴油机的输出功率P=70kW，NOx≤3.3g/kWh，HC≤0.19g/kWh，CO≤5.0g/kWh，烟度≤0.025g/kWh。综上所述，专利技术具有以下有益效果：本专利技术中的防爆动力系统、水冷排气歧管、水冷增压装置、水冷波纹管、防爆电控阀、防爆智能集中控制系统和流体通量控制系统均进行了隔爆尺寸结构的设计，符合防爆柴油机技术条件的相关规定和要求，具有良好的防爆性能；防爆电控阀的表面问题能够处于低温状态，避免引入的气体温度过高导致的防爆电控阀表面发热，防爆电控阀能够有效降低动力系统缸内的循环气体的温度，防爆智能集中控制系统利用传感器检测系统和气动流量控制系统自动控制调节多流体冷却装置内气体的压力和流量，多流体冷却装置内的气体的压力、温度和流量实现精准控制，通过控制循环气体的流量实现动力系统缸内燃烧温度的精准控制，降低NOx的排放量；分担了冷却的负担，提高了冷却的效率，增加了可靠性，每个循环水路自成一个回路，即使出了故障，也不影响其他回路的冷却，由于有三个水泵，提高了循环效率，解决了防爆柴油机经常高温的问题；将电信号转换为光信号，能够切断电流传输可能带来的电火花，提高本专利技术的安全性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的防爆电控阀的结构示意图。图3为水冷波纹管结构图。图4为降温装置结构图。图5为装置控制系统原理图。图6为安全型信号传输装置原理图。图7为流体通量控制系统组成图。图8为气动流量控制器结构原理图。图中：1-防爆动力系统，2-水冷排气歧管，3-水冷增压装置，4-水冷波纹管，5-水冷连接弯管，6-防爆智能集中控制系统，7-控制线束，8-防爆电控阀，9-降温气体运输管，10-气体降温装置，11-新鲜气体运输系统，12-流体通量控制系统，13-多流体冷却装置，14-防爆电机，15-控制阀进水管，16-控制阀冷却腔，17-控制阀吸气腔，18-精确密封阀座，19-控制阀出水管，20-控制阀出气腔，21-螺杆，22-锥齿Ⅰ，23-电控阀隔爆箱体，24锥齿Ⅱ，25-法兰Ⅰ，26-表面波纹层，27-波纹冷却腔，28-里层波纹层，29-波纹进水管，30-法兰Ⅱ，31-波纹引气管，32-波纹出水管，33-降温进水口，34-降温出水口，35-外壳体，36-降温冷却芯体，37-降温出气腔，38-出气法兰，39-冷却水收集腔，40-降温进气腔，41-进气法兰，42-进水收集腔，43-出水收集腔，44-波纹管气腔，45-降温气体转输腔，52-降温冷却循环泵Ⅰ，53-降温冷却循环泵Ⅱ，54-降温冷却循环泵Ⅲ，55-第一隔爆箱体，57-光电转换模块，60-光信号接收模块，61-第二隔爆箱体，62-中央控制器，64-气管，65-油水分离器，66-压力控制阀，67-防爆电控阀出气压力信号连接点，68-不绣钢波纹管，69-杆a，70-节流孔，71-放大器，72-喷嘴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防爆柴油机智能控制精准缸温减少NO

【技术特征摘要】
1.一种防爆柴油机智能控制精准缸温减少NOX的装置，其特征在于：包括防爆智能集中控制系统（6）、控制低温气体流量的流体通量控制系统（12）、传感器检测系统和控制防爆动力系统（1）的气体温度的防爆电控阀（8），所述防爆智能集中控制系统（6）通过控制线束（7）与防爆电控阀（8）连接，防爆智能集中控制系统（6）包括实现接收、转换和传输传感器检测系统信号的安全隔爆型信号隔离装置和中央控制器（62）；
所述防爆电控阀（8）配置开度传感器，防爆电控阀（8）和气体降温装置（10）安装于水冷波纹管（4）与新鲜气体运输系统（11）之间，防爆电控阀（8）的防爆电机（14）固定在电控阀隔爆箱体（23）上；
所述流体通量控制系统（12）位于新鲜气体运输系统（11）的传输管中；
所述传感器检测系统包括转速传感器、水温传感器、气温传感器、压力传感器和流量传感器，在流体通量控制系统（12）气体入口处安装检测气体流量的流量传感器、检测气体压力的压力传感器和检测气体温度的气温传感器；水冷连接管（5）的气体入口处安装检测气体流量的流量传感器；在气体降温装置（10）的降温出气腔（37）安装检测气体压力的压力传感器和检测气体温度的气温传感器，气体降温装置（10）的出水收集腔上安装检测冷却水温度的水温传感器；防爆动力系统（1）的飞轮壳上安装检测曲轴转速的转速传感器。


2.根据权利要求1所述的防爆柴油机智能控制精准缸温减少NOX的装置，其特征在于：还包括并联多循环混合降温冷却系统，所述并联多循环混合降温冷却系统包括：用于动力核心降温冷却的第一循环水路、用于动力附件降温冷却的第二循环水路和用于防爆电控阀降温冷却的第三循环水路。


3.根据权利要求1所述的防爆柴油机智能控制精准缸温减少NOX的装置，其特征在于：所述流体通量控制系统（12）的气体入口处连接新鲜气体运输系统（11）。


4.根据权利要求1所述的防爆柴油机智能控制精准缸温减少NOX的装置，其特征在于：所述防爆电控阀（8）置于电控阀隔爆箱体（23）内，安全隔爆型信号隔离装置和中央控制器（62）分别置于第一隔爆箱体（55）和第二隔爆箱体（61）内。


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【专利技术属性】
技术研发人员：王晓，刘德宁，陈寇忠，杨建勇，陈利东，马艳卫，姚志功，何景强，贾二虎，任肖丽，兰春亮，仇博，赵瑞萍，陈贤忠，
申请(专利权)人：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西天地煤机装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14