一种用于隧道施工机械的尾气净化装置

1.本发明涉及尾气净化设备技术领域，具体为一种用于隧道施工机械的尾气净化装置。


背景技术：

2.在铁路和公路建设当中，隧道施工占有相当大的比例，隧道工程在施工过程中会产生污染，污染源主要包括安装内燃机作为动力的施工机械排放的有害气体和爆破产生的烟尘，由于施工机械作业时间较长，因而成为隧道施工污染的主要污染源，隧道施工机械属于非道路移动机械，国家有相应的排放标准限制，因而在出厂时非道路移动机械安装了后处理系统满足非道路的排放标准；
3.但是目前对于隧道施工的机械，由于隧道内氧浓度低，空气流通差，导致发动机的燃烧不充分，从而使得排放污染更严重，需要加装一套尾气净化机构，降低排放污染，保护施工人员身体健康。


技术实现要素：

4.本发明提供一种用于隧道施工机械的尾气净化装置，可以有效解决上述背景技术中提出对于隧道施工的机械，由于隧道内氧浓度低，空气流通差，导致发动机的燃烧不充分，从而使得排放污染更严重的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于隧道施工机械的尾气净化装置，包括装载机，所述装载机的顶部设置有尾气净化机构，所述尾气净化机构包括净化箱、净化箱排气管、第一排气管道、控制系统、空气压缩机、第一压缩空气支路管道、第二压缩空气支路管道、燃料系统、温度传感器、燃烧腔室和第二排气管道；
6.所述装载机顶端一侧安装有装有净化箱，所述净化箱的顶端连接有净化箱排气管，所述净化箱的顶部一侧连接有第一排气管道，所述净化箱顶部一侧设置有控制系统，且控制系统一侧连接有空气压缩机，所述空气压缩机的出气管端部一侧连接有第一压缩空气支路管道，所述空气压缩机的出气管底部连接有第二压缩空气支路管道，且空气压缩机通过其底部的第二压缩空气支路管道与燃料系统相连；
7.所述燃料系统的底部连接有燃烧腔室，且燃烧腔室顶部一侧安装有温度传感器，所述燃烧腔室一侧边部连接有第二排气管道；
8.所述装载机的发动机顶部一侧连接有发动机进气管，所述发动机进气管一侧位于装载机发动机顶部位置处连接有发动机排气管；
9.所述燃料系统包括火花塞、电子点火系统、压力传感器、安全阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第一气管支路、燃料箱压缩空气腔室、弹性膜片、燃料加注管、燃料箱燃料腔室、燃料喷射器、第二气管支路、预燃室和气体管路；
10.所述燃料系统的内侧顶部设置有燃料箱压缩空气腔室，所述燃料箱压缩空气腔室的底部连接有燃料箱燃料腔室，所述燃料箱压缩空气腔室与燃料箱燃料腔室之间设置有弹
性膜片，所述燃料箱燃料腔室一侧边部连接有燃料加注管，所述燃料箱燃料腔室底端连接有燃料喷射器，且燃料箱燃料腔室通过其底端的燃料喷射器与预燃室相连，所述预燃室底端通过气体管路与燃烧腔室相连，所述预燃室一侧边部通过第二气管支路与空气压缩机相连，且第二气管支路与空气压缩机之间安装有第一电磁阀；
11.所述预燃室另一侧边部与第二气管支路对应处安装有火花塞，且火花塞的一侧连接有电子点火系统，所述燃料箱压缩空气腔室一侧边部安装有压力传感器，所述燃料箱压缩空气腔室顶部一侧安装有安全阀，所述燃料箱压缩空气腔室顶部另一侧安装有第一气管支路，第一气管支路另一端与空气压缩机相连，所述第一气管支路靠近空气压缩机处安装有第二电磁阀。
12.根据上述技术方案，所述空气压缩机、温度传感器、电子点火系统、压力传感器、第一电磁阀、第二电磁阀和燃料喷射器均与控制系统之间通过各种控制线路相连，且控制系统包括单片机，单片机控制各个部件之间相互协调工作。
13.根据上述技术方案，所述燃烧腔室和净化箱之间通过第一排气管道相连，所述空气压缩机与发动机进气管之间通过第一压缩空气支路管道相连，所述空气压缩机与预燃室之间通过第二压缩空气支路管道相连，所述燃烧腔室与发动机排气管之间通过第二排气管道相连。
14.根据上述技术方案，所述空气压缩机与燃料箱压缩空气腔室之间通过第一气管支路相连，所述空气压缩机与预燃室之间通过第二气管支路相连，所述燃烧腔室与预燃室之间通过气体管路相连。
15.根据上述技术方案，所述温度传感器监测燃烧腔室内的温度，并且，温度传感器将温度信号传输至控制系统，燃烧腔室内部温度低于600℃时，控制系统控制燃料系统工作，从而产生的高温燃气喷入到燃烧腔室，燃烧掉由发动机排气产生的碳烟颗粒和其它有害气体。
16.根据上述技术方案，所述空气压缩机为燃烧腔室和发动机进气管提供充足的空气，且空气压缩机为燃料箱燃料腔室中的燃料提供压力。
17.根据上述技术方案，所述燃料箱压缩空气腔室与燃料箱燃料腔室共同组成燃料箱，且燃料箱压缩空气腔室与燃料箱燃料腔室之间通过弹性膜片相隔；
18.所述燃料箱压缩空气腔室内储存具有一定压力的压缩空气，燃料箱燃料腔室内储存有燃料，燃料可以为酒精、汽油或柴油。
19.根据上述技术方案，所述燃料喷射器与燃料箱燃料腔室之间相连接，所述燃料喷射器中安装有电磁阀，且电磁阀受控制系统控制，电磁阀打开，燃料在压缩空气的压力下从燃料喷射器的喷口喷出。
20.根据上述技术方案，所述电子点火系统是带有火花塞的电子点火器，且电子点火系统受控制系统控制；
21.所述燃料箱压缩空气腔室与燃料箱燃料腔室内部的空气和燃料在预燃室中混合，最终经火花塞点火燃烧。
22.根据上述技术方案，所述净化箱与燃烧腔室之间通过排气管道相连接，且净化箱内部存有弱碱性液体，净化由燃烧腔室导入的气体，最后净化的气体从净化箱顶部的净化箱排气管排入大气。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便：
24.1、发动机排气污染物进入尾气净化机构燃烧腔室，控制系统检测若温度低于600℃，便喷射燃料点火燃烧，维持燃烧腔室温度在600℃以上，发动机排气中碳烟颗粒和有害物在燃烧腔室中充分燃烧后，排入到净化箱中，排气再经过弱碱性液体的吸收和净化，转化成干净的气体排入到隧道的大气中，保持了隧道的空气清洁，保障了施工人员的身体健康，通过简单结构，实现了精确的控制，不仅使隧道内净化效率提高，同时使得生产成本低，便于推广实施。
25.2、通过空气压缩机给发动机进气管提供充足的空气，减少隧道内氧浓度不足对发动机燃烧的影响，从源头减轻排气污染物的产生，同时，空气压缩机在控制系统的控制下，在需要的时候给燃料箱压缩空气腔室，以便产生燃料喷射所需的压力，给预燃室提供压缩空气，以满足燃料燃烧的需要。
附图说明
26.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
27.在附图中：
28.图1是本发明的结构示意图；
29.图2是本发明燃料系统的结构示意图；
30.图中标号：1、装载机；2、尾气净化机构；3、净化箱；4、净化箱排气管；5、第一排气管道；6、控制系统；7、空气压缩机；8、第一压缩空气支路管道；9、第二压缩空气支路管道；10、燃料系统；11、温度传感器；12、燃烧腔室；13、第二排气管道；14、发动机进气管；15、发动机排气管；16、火花塞；17、电子点火系统；18、压力传感器；19、安全阀；20、第一电磁阀；21、第二电磁阀；22、第一气管支路；23、燃料箱压缩空气腔室；24、弹性膜片；25、燃料加注管；26、燃料箱燃料腔室；27、燃料喷射器；28、第二气管支路；29、预燃室；30、气体管路。
具体实施方式
31.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
32.实施例：如图1-2所示，本发明提供一种技术方案，一种用于隧道施工机械的尾气净化装置，包括装载机1，装载机1的顶部设置有尾气净化机构2，尾气净化机构2包括净化箱3、净化箱排气管4、第一排气管道5、控制系统6、空气压缩机7、第一压缩空气支路管道8、第二压缩空气支路管道9、燃料系统10、温度传感器11、燃烧腔室12和第二排气管道13；
33.装载机1顶端一侧安装有装有净化箱3，净化箱3的顶端连接有净化箱排气管4，净化箱3的顶部一侧连接有第一排气管道5，净化箱3顶部一侧设置有控制系统6，且控制系统6一侧连接有空气压缩机7，空气压缩机7的出气管端部一侧连接有第一压缩空气支路管道8，空气压缩机7的出气管底部连接有第二压缩空气支路管道9，且空气压缩机7通过其底部的第二压缩空气支路管道9与燃料系统10相连；
34.燃料系统10的底部连接有燃烧腔室12，净化箱3与燃烧腔室12之间通过排气管道相连接，且净化箱3内部存有弱碱性液体，净化由燃烧腔室12导入的气体，最后净化的气体
从净化箱3顶部的净化箱排气管4排入大气，方便对气体进行净化处理，且燃烧腔室12顶部一侧安装有温度传感器11，温度传感器11监测燃烧腔室12内的温度，并且，温度传感器11将温度信号传输至控制系统6，燃烧腔室12内部温度低于600℃时，控制系统6控制燃料系统10工作，从而产生的高温燃气喷入到燃烧腔室12，燃烧掉由发动机排气产生的碳烟颗粒和其它有害气体，便于对燃烧腔室12内的温度进行监测，从而便于对气体进行有效的燃烧处理，燃烧腔室12一侧边部连接有第二排气管道13；
35.装载机1的发动机顶部一侧连接有发动机进气管14，发动机进气管14一侧位于装载机1发动机顶部位置处连接有发动机排气管15；
36.燃料系统10包括火花塞16、电子点火系统17、压力传感器18、安全阀19、第一电磁阀20、第二电磁阀21、第一气管支路22、燃料箱压缩空气腔室23、弹性膜片24、燃料加注管25、燃料箱燃料腔室26、燃料喷射器27、第二气管支路28、预燃室29和气体管路30；
37.燃料系统10的内侧顶部设置有燃料箱压缩空气腔室23，燃料箱压缩空气腔室23的底部连接有燃料箱燃料腔室26，空气压缩机7为燃烧腔室12和发动机进气管14提供充足的空气，且空气压缩机7为燃料箱燃料腔室26中的燃料提供压力，方便燃料系统10的充分燃烧，燃料箱压缩空气腔室23与燃料箱燃料腔室26之间设置有弹性膜片24，燃料箱燃料腔室26一侧边部连接有燃料加注管25，燃料箱燃料腔室26底端连接有燃料喷射器27，且燃料箱燃料腔室26通过其底端的燃料喷射器27与预燃室29相连，燃料箱压缩空气腔室23与燃料箱燃料腔室26共同组成燃料箱，且燃料箱压缩空气腔室23与燃料箱燃料腔室26之间通过弹性膜片24相隔，燃料箱压缩空气腔室23内储存具有一定压力的压缩空气，燃料箱燃料腔室26内储存有燃料，燃料可以为酒精、汽油或柴油，预燃室29底端通过气体管路30与燃烧腔室12相连，预燃室29一侧边部通过第二气管支路28与空气压缩机7相连，且第二气管支路28与空气压缩机7之间安装有第一电磁阀20，燃料箱压缩空气腔室23与燃料箱燃料腔室26内部的空气和燃料在预燃室29中混合，最终经火花塞16点火燃烧；
38.预燃室29另一侧边部与第二气管支路28对应处安装有火花塞16，且火花塞16的一侧连接有电子点火系统17，电子点火系统17是带有火花塞16的电子点火器，且电子点火系统17受控制系统6控制，燃料箱压缩空气腔室23一侧边部安装有压力传感器18，燃料箱压缩空气腔室23顶部一侧安装有安全阀19，燃料箱压缩空气腔室23顶部另一侧安装有第一气管支路22，第一气管支路22另一端与空气压缩机7相连，第一气管支路22靠近空气压缩机7处安装有第二电磁阀21。
39.空气压缩机7、温度传感器11、电子点火系统17、压力传感器18、第一电磁阀20、第二电磁阀21和燃料喷射器27均与控制系统6之间通过各种控制线路相连，且控制系统6包括单片机，单片机控制各个部件之间相互协调工作，便于通过控制系统6来控制电子点火系统17和燃料系统10的运行。
40.燃烧腔室12和净化箱3之间通过第一排气管道5相连，空气压缩机7与发动机进气管14之间通过第一压缩空气支路管道8相连，空气压缩机7与预燃室29之间通过第二压缩空气支路管道9相连，燃烧腔室12与发动机排气管15之间通过第二排气管道13相连；
41.空气压缩机7与燃料箱压缩空气腔室23之间通过第一气管支路22相连，空气压缩机7与预燃室29之间通过第二气管支路28相连，燃烧腔室12与预燃室29之间通过气体管路30相连，方便净化装置内各部件之间的气体连接。
42.燃料喷射器27与燃料箱燃料腔室26之间相连接，燃料喷射器27中安装有电磁阀，且电磁阀受控制系统6控制，电磁阀打开，燃料在压缩空气的压力下从燃料喷射器27的喷口喷出。
43.本发明的工作原理及使用流程：该用于隧道施工机械的尾气净化装置在实际应用过程中，控制系统6控制燃料系统10的喷射、燃料系统10点火燃烧以及空气压缩机7的工作，而燃料系统10点火燃烧后，保持燃烧腔室12内的温度在600℃以上，空气压缩机7为燃烧腔室12和发动机进气管14提供充足的空气，为燃料箱燃料腔室26中的燃料提供压力；
44.燃烧腔室12与发动机排气管15相连，温度传感器11监测燃烧腔室12内的温度，并将温度信号传送给控制系统6，当燃烧腔室12内的温度低于600℃时，燃料系统10产生高温燃气喷入到燃烧腔室12，燃烧掉由发动机排气产生的碳烟颗粒和其它有害气体；
45.装载机1在隧道中只要开始作业后，空气压缩机7便启动，开始给发动机进气管14提供充足的空气，减少隧道内氧浓度不足对发动机燃烧的影响，从源头减轻排气污染物的产生，并且，空气压缩机7在控制系统6的控制下，在需要的时候给燃料箱压缩空气腔室23，以便产生燃料喷射所需的压力，给预燃室29提供压缩空气，以满足燃料燃烧的需要；
46.装载机1在隧道中作业时，发动机产生的碳烟和污染气体从发动机排气管15排出，经连接发动机排气管15和燃烧腔室12的第二排气管道13排入到燃烧腔室12，燃烧腔室12中安装有温度传感器11，温度传感器11将燃烧腔室12中的温度信息传给控制系统6；
47.当燃烧腔室12中温度低于600℃时，控制系统6便发出指令，控制第一电磁阀20打开供气、燃料喷射器27打开喷燃料以及电子点火系统17和火花塞16工作点火，这时预燃室29产生高温高压燃气，通过通往燃烧腔室12的气体管路30喷入到燃烧腔室12内，此时燃烧腔室12内温度瞬间达到600℃以上，迅速燃烧掉碳颗粒和污染排放物，转变为无害气体通过连接燃烧腔室12和净化箱3的第一排气管道5排入到净化箱3内，净化箱3内装有弱碱性液体，净化由燃烧腔室12导入的排气，净化箱3顶部安装有净化箱排气管4，最后净化的排气从顶部排气管排入大气；
48.另外，燃料箱分成燃料箱压缩空气腔室23和燃料箱燃料腔室26两个密封腔室，两个腔室之间通过弹性膜片24隔开，燃料箱压缩空气腔室23内安装有压力传感器18、安全阀19和通往燃料箱压缩空气腔室23的第一气管支路22，第二电磁阀21受控制系统6控制，从而控制往燃料箱压缩空气腔室23供气，当燃料箱压缩空气腔室23内气压过高时，安全阀19打开排气；
49.燃料箱燃料腔室26内安装有燃料喷射器27和燃料加注管25，当燃料喷射器27的阀门打开时，燃料箱压缩空气腔室23内高压空气便压缩弹性膜片24，弹性膜片24便挤压燃料箱压缩空气腔室23内的燃料，燃料便喷射进入预燃室29参与燃烧。
50.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。