一种基于动力装置余热的矿用车辆暖风及发电控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术属于煤矿无轨辅助运输技术领域，提供了一种基于动力装置余热的矿用车辆暖风及发电控制系统，解决了发动机冷却水余热和尾气余热循环再利用的问题。包括发动机、吸收式循环发电单元、驾驶室暖风单元和PLC集中控制器；发动机冷却水路包括内循环水路和外循环水路，其中内循环水路通过内循环泵、内循环散热器实现发动机机体的冷却散热，外循环水路通过外循环泵、发动机排气歧管、涡轮增压器、外循环散热器实现发动机尾气温度的降低；本发明专利技术利用发动机冷却水的余热及尾气余热用于封闭驾驶室供暖、发电、除雾和暖车，能够提高发动机余热利用率，满足车辆在井下快速暖车和供暖等使用需求，有效地回收利用剩余发动机余热，防止其直接排放到环境中。接排放到环境中。接排放到环境中。

【技术实现步骤摘要】
一种基于动力装置余热的矿用车辆暖风及发电控制系统


[0001]本专利技术属于煤矿无轨辅助运输
，具体涉及一种基于动力装置余热的矿用车辆暖风及发电控制系统。

技术介绍

[0002]现阶段，无轨辅助运输已经成为现代化矿井运输的主要选择。煤矿井下环境恶劣、存在大量有害气体、灰尘和噪声，驾乘人员又长时间暴露在井下有限封闭空间中，越来越多的煤矿井下车辆选择使用全封闭驾驶室，用于改善驾乘人员的作业环境。
[0003]其中温度是驾驶室环境的重要影响因素，井下环境气温不均匀分布、车辆自身热量及驾驶室自身调节能力有限，造成驾驶室内部温度不稳定，影响驾乘人员的舒适性。
[0004]同时由于煤矿井下柴油机驱动车辆，需要进行发动机的冷却及尾气的排放，由于煤矿井下存在瓦斯，为防止尾气温度过高带来安全隐患，一般需要对尾气温度进行控制，需要增加外循环系统对尾气进行冷却降温，导致发动机功率的损失与能量的浪费。
[0005]如何将发动机冷却水余热和尾气余热循环再利用实现矿用车辆的暖风和发电成为目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了解决现有技术中存在的上述至少一个技术问题，提供了一种基于动力装置余热的矿用车辆暖风及发电控制系统。
[0007]本专利技术采用如下的技术方案实现：一种基于动力装置余热的矿用车辆暖风及发电控制系统，包括发动机、吸收式循环发电单元、驾驶室暖风单元和PLC集中控制器；发动机包括发动机机体、发动机排气歧管、涡轮增压器、内循环散热器和外循环散热器，发动机冷却水路包括内循环水路和外循环水路，其中内循环水路通过内循环泵、内循环散热器实现发动机机体的冷却散热，外循环水路通过外循环泵、发动机排气歧管、涡轮增压器、外循环散热器实现发动机尾气温度的降低；涡轮增压器的涡轮机端设置有第一冷却水道，涡轮增压器的压气机端设置有第二冷却水道，第一冷却水道和第二冷却水道用于对涡轮增压器冷却降温，第一冷却水道和第二冷却水道与外循环水路连通；发动机机体与内循环散热器之间的第一内循环水路上依次设置内循环温度传感器、第一两位三通电磁阀和第二两位三通电磁阀，发动机机体与内循环散热器之间的第二内循环水路上设置内循环泵；涡轮增压机与外循环散热器之间的第一外循环水路上设置有第三两位三通电磁阀和外循环温度传感器，发动机排气歧管与外循环散热器之间的第二外循环水路上设置有外循环泵；其中第一两位三通电磁阀的a口与第二两位三通电磁阀的a口连接，b口通过内循环温度传感器与发动机机体连接，c口经电加热换热器与内循环水泵和发动机机体之间的第二内循环水路连接，电加热换热器与第二蓄电池连接；
第二两位三通电磁阀的b口与内循环散热器连接，c口经第一电控余热泵、第四两位三通电磁阀与第一发生器中的热源管连接，第一发生器中的热源管的另一端连接在内循环水泵和发动机机体之间的第二内循环水路上；第四两位三通电磁阀的a口与第一发生器中的热源管连接，b口与第一电控余热泵连接；第三两位三通电磁阀的a口与涡轮增压器连接，b口与外循环散热器连接，c口经第二电控余热泵、第五两位三通电磁阀与第二发生器中的热源管连接，第二发生器中的热源管的另一端连接在外循环散热器和外循环泵之间的第二外循环水路上；第五两位三通电磁阀的a口与第二发生器中的热源管连接，b口与第二电控余热泵连接；吸收式循环发电单元包括吸收器、溶液泵、溶液热交换器、第一发生器、第二发生器和余热发电机，其中吸收器放置有溴化锂稀溶液，从吸收器中流出的稀溶液经溶液泵升压，升压后的稀溶液经溶液热交换器升温进入第一发生器和第二发生器中，稀溶液经第一发生器和第二发生器中的热源管加热至沸腾，产生高温高压的冷剂蒸气和浓溶液，其中两股冷剂蒸气从第一发生器和第二发生器中流出后并通过第一分流器进入余热发电机，第二蓄电池与余热发电机连接，高温高压的冷剂蒸气带动余热发电机做功为第二蓄电池储能，做功后形成两股低温低压的冷剂蒸气经第一合流器回流至吸收器，浓溶液从第一发生器和第二发生器流出并经溶液热交换器降温后回流至吸收器；驾驶室暖风单元包括驾驶室热交换器和双控电风扇，第四两位三通电磁阀和第五两位三通电磁阀的c口经第二合流器与驾驶室热交换器进口端连接，驾驶室热交换器的出口端经第二分流器分别与第一发生器和第二发生器中的热源管的出口端所在的水路连接；通过双控电风扇配合驾驶室热交换器实现驾驶室的供热；PLC集中控制器用于接收传感器的输入信号和输出对电磁阀的控制信号。
[0008]优选地，余热发电机包括余热发电机机体、第一涡轮、第二涡轮、转轴、永磁电机转子和永磁电机绕组，其中永磁电机转子布置在转轴正中位置，永磁电机绕组镶嵌于机体内腔与永磁电机转子对应的位置，第一涡轮和第二涡轮分别固定在转轴的两端，第一涡轮的涡壳处设置有第一进气口和第一出气口，第二涡轮的涡壳处设置有第二进气口和第二出气口；第一进气口和第二进气口均为对称布置的两个入口，在第一发生器和第二发生器中产生的两股高温高压的冷剂蒸气经第一分流器分为四股气流，其中两股进入第一进气口，另外两股进入第二进气口，高温高压的冷剂蒸气通过涡壳的渐缩管，推动第一涡轮和第二涡轮旋转做功，带动同轴的永磁电机转子旋转，永磁电机绕组切割旋转的永磁电机转子的磁场磁力线发电，做功后形成两股低温低压的冷剂蒸气由第一出气口和第二出气口排出。
[0009]优选地，余热发电机还包括第一永磁悬浮轴承、第二永磁悬浮轴承、第一角接触球轴承和第二角接触球轴承，第一永磁悬浮轴承和第二永磁悬浮轴承分别固定于机壳内腔的两端，第一角接触球轴承和第二角接触球轴承设置在第一永磁悬浮轴承和第二永磁悬浮轴承之间的转轴上，第一角接触球轴承和第二角接触球轴承对转轴进行轴向和径向支撑，第一永磁悬浮轴承和第二永磁悬浮轴承对转轴提供径向辅助支撑。
[0010]优选地，第一冷却水道中冷却液的流向与涡轮增压器涡轮机端的叶轮的旋向相反，第二冷却水道中冷却液的流向与涡轮增压器压气机端的叶轮的旋向相反；内循环散热
器与内循环泵之间设置有内循环单向阀，外循环散热器与外循环泵之间设置有外循环单向阀。
[0011]优选地，驾驶室内外分别设置有驾驶舱温度传感器和环境温度传感器，矿用车辆上设置有用于检测车辆运行状态的转速传感器和车速传感器；内循环温度传感器、外循环温度传感器、驾驶舱温度传感器、环境温度传感器、转速传感器和车速传感器均连接在PLC集中控制器的信号输入端，第一两位三通电磁阀、第二两位三通电磁阀、第三两位三通电磁阀、第四两位三通电磁阀和第五两位三通电磁阀均连接在PLC集中控制器的信号输出端。
[0012]优选地，第一电控余热泵和第二电控余热泵处各连接有一双控两位两通电磁阀；溶液泵上连接有一两位两通电磁阀；双控电风扇上连接有一双控电磁阀，两个双控两位两通电磁阀、两位两通电磁阀和双控电磁阀均连接在PLC集中控制器的信号输出端。
[0013]优选地，还包括驾驶室除雾单元，驾驶室除雾单元包括通风口安装板、通风口移动板、电动气缸、进气导流罩、导流管道、除雾干燥器和暖风喷射管；电动气缸带动通风口移动板与通风口安装板配合或分离，热流经进气导流罩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动力装置余热的矿用车辆暖风及发电控制系统，其特征在于：包括发动机、吸收式循环发电单元、驾驶室暖风单元和PLC集中控制器（5）；发动机包括发动机机体（1.1）、发动机排气歧管（1.2）、涡轮增压器（1.3）、内循环散热器（1.4）和外循环散热器（1.5），发动机冷却水路包括内循环水路和外循环水路，其中内循环水路通过内循环泵（1.6）、内循环散热器（1.4）实现发动机机体（1.1）的冷却散热，外循环水路通过外循环泵（1.7）、发动机排气歧管（1.2）、涡轮增压器（1.3）、外循环散热器（1.5）实现发动机尾气温度的降低；涡轮增压器（1.3）的涡轮机端设置有第一冷却水道（1.31），涡轮增压器（1.3）的压气机端设置有第二冷却水道（1.32），第一冷却水道（1.31）和第二冷却水道（1.32）用于对涡轮增压器（1.3）冷却降温，第一冷却水道（1.31）和第二冷却水道（1.32）与外循环水路连通；发动机机体（1.1）与内循环散热器（1.4）之间的第一内循环水路上依次设置内循环温度传感器（1.83）、第一两位三通电磁阀（1.81）和第二两位三通电磁阀（1.82），发动机机体（1.1）与内循环散热器（1.4）之间的第二内循环水路上设置内循环泵（1.6）；涡轮增压机（1.3）与外循环散热器（1.5）之间的第一外循环水路上设置有第三两位三通电磁阀（1.84）和外循环温度传感器（1.85），发动机排气歧管（1.2）与外循环散热器（1.5）之间的第二外循环水路上设置有外循环泵（1.7）；其中第一两位三通电磁阀（1.81）的a口与第二两位三通电磁阀（1.82）的a口连接，b口经内循环温度传感器（1.83）与发动机机体（1.1）连接，c口经电加热换热器（1.10）与内循环水泵（1.6）和发动机机体（1.1）之间的第二内循环水路连接，电加热换热器（1.10）与第二蓄电池（7）连接；第二两位三通电磁阀（1.82）的b口与内循环散热器（1.4）连接，c口经第一电控余热泵（1.11）、第四两位三通电磁阀（1.86）与第一发生器（2.4）中的热源管连接，第一发生器（2.4）中的热源管的另一端连接在内循环水泵（1.6）和发动机机体（1.1）之间的第二内循环水路上；第四两位三通电磁阀（1.86）的a口与第一发生器（2.4）中的热源管连接，b口与第一电控余热泵（1.11）连接；第三两位三通电磁阀（1.84）的a口与涡轮增压器（1.3）连接，b口与外循环散热器（1.5）连接，c口经第二电控余热泵（1.12）、第五两位三通电磁阀（1.87）与第二发生器（2.5）中的热源管连接，第二发生器（2.5）中的热源管的另一端连接在外循环散热器（1.5）和外循环泵（1.7）之间的第二外循环水路上；第五两位三通电磁阀（1.87）的a口与第二发生器（2.5）中的热源管连接，b口与第二电控余热泵（1.12）连接；吸收式循环发电单元包括吸收器（2.1）、溶液泵（2.2）、溶液热交换器（2.3）、第一发生器（2.4）、第二发生器（2.5）和余热发电机，其中吸收器（2.1）放置有溴化锂稀溶液，从吸收器（2.1）中流出的稀溶液经溶液泵（2.2）升压，升压后的稀溶液经溶液热交换器（2.3）升温进入第一发生器（2.4）和第二发生器（2.5）中，稀溶液经第一发生器（2.4）和第二发生器（2.5）中的热源管加热至沸腾，产生高温高压的冷剂蒸气和浓溶液，其中两股冷剂蒸气从第一发生器（2.4）和第二发生器（2.5）中流出后并通过第一分流器（2.6）进入余热发电机，第二蓄电池（7）与余热发电机连接，高温高压的冷剂蒸气带动余热发电机做功为第二蓄电池（7）储能，做功后形成两股低温低压的冷剂蒸气经第一合流器（2.7）回流至吸收器（2.1），浓溶液从第一发生器（2.4）和第二发生器（2.5）流出并经溶液热交换器（2.3）降温后回流至吸
收器（2.1）；驾驶室暖风单元包括驾驶室热交换器（3.1）和双控电风扇（3.2），第四两位三通电磁阀（1.86）和第五两位三通电磁阀（1.87）的c口经第二合流器（3.3）与驾驶室热交换器（3.1）进口端连接，驾驶室热交换器（3.1）的出口端经第二分流器（3.4）分别与第一发生器（2.4）和第二发生器（2.5）中的热源管的出口端所在的水路连接；通过双控电风扇（3.2）配合驾驶室热交换器（3.1）实现驾驶室的供热；PLC集中控制器（5）用于接收传感器的输入信号和输出对电磁阀的控制信号。2.根据权利要求1所述的一种基于动力装置余热的矿用车辆暖风及发电控制系统，其特征在于：所述余热发电机包括余热发电机机体（4.1）、第一涡轮（4.2）、第二涡轮（4.3）、转轴（4.4）、永磁电机转子（4.5）和永磁电机绕组（4.6），其中永磁电机转子（4.5）布置在转轴（4.4）正中位置，永磁电机绕组（4.6）镶嵌于机体内腔与永磁电机转子（4.5）对应的位置，第一涡轮（4.2）和第二涡轮（4.3）分别固定在转轴（4.4）的两端，第一涡轮（4.2）的涡壳处设置有第一进气口（4.7）和第一出气口（4.8），第二涡...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫凯，王娜，陈利东，何景强，王治伟，姚志功，潘成杰，任肖利，王庆祥，张国栋，赵远，陈双达，
申请(专利权)人：山西天地煤机装备有限公司，
类型：发明
国别省市：