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

申请日：2022-07-07

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN115142937B

主分类号：F01N9/00

分类号：F01N9/00;F01N11/00;F01N3/025;F01N3/027

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2022.10.25#实质审查的生效;2022.10.04#公开

摘要：本发明属于煤矿井下用防爆柴油发动机的碳颗粒排放技术领域，具体涉及一种矿用低排气温下智能复合颗粒捕集装置的再生及控制方法，解决了矿井下用防爆柴油发动机工作时产生碳颗粒排放对井下作业人员危害较大，且现有同类型装置的捕集效果、使用寿命较差，无法有效实现再生的问题，再生及控制方法是通过围绕复合颗粒捕集装置构建的系统实现的，该系统包括复合颗粒捕集装置、防爆ECU、防爆电源箱、防爆电动进气系统、防爆电动散热系统、防爆柴油机、防爆柴油机进气系统。本发明能够实现低排气温度环境下智能复合颗粒捕集装置的再生，提高智能复合颗粒捕集装置的循环利用次数和使用寿命，能够实现智能复合颗粒捕集装置表面温度的智能控制。

主权项：1.一种矿用低排气温下智能复合颗粒捕集装置的再生及控制方法，其特征在于：再生及控制方法是通过围绕复合颗粒捕集装置1构建的系统实现的，该系统包括复合颗粒捕集装置1、防爆ECU2、防爆电源箱3、防爆电动进气系统4、防爆电动散热系统5、防爆柴油机6、防爆柴油机进气系统10，防爆ECU2的一端与防爆电源箱3连接，防爆ECU2的另一端与防爆柴油机6连接，防爆柴油机6连接有防爆水冷双层排气管23，防爆水冷双层排气管23和复合颗粒捕集装置1相连接，防爆电动进气系统4通过防爆柴油机进气系统10的进气管路连接，防爆电动散热系统5连接有复合颗粒捕集装置1的水套，复合颗粒捕集装置1的水套内设置有本安型水温传感器19，复合颗粒捕集装置1的芯部设置有本安型捕集器芯部温度传感器21，复合颗粒捕集装置1表面设置有本安型表面温度传感器20，复合颗粒捕集装置1上还设置有本安型压力差传感器22，防爆柴油机6上设置有本安型转速传感器7、本安型温度传感器8、本安型扭矩仪9并通过阻燃电缆与防爆ECU2连接，防爆柴油机进气系统10的一端与防爆柴油机6连接，防爆柴油机进气系统10的另一端与复合颗粒捕集装置1连接，复合颗粒捕集装置1的内部设置有不锈钢高压喷头12，不锈钢高压喷头12连接有不锈钢燃油管11的一端，不锈钢燃油管11的另一端与防爆柴油机6相连接，防爆水冷双层排气管23的内部设置有本安型流量传感器13和本安型氧浓度传感器14，本安型流量传感器13和本安型氧浓度传感器14分别通过阻燃电缆与防爆ECU2连接，复合颗粒捕集装置1内部还设置有火花生成器16和远红外加热装置17，火花生成器16和远红外加热装置17分别通过阻燃电缆与防爆ECU2连接；不同部位连接用阻燃电缆包括阻燃电缆Ⅰ15、阻燃电缆Ⅱ18、阻燃电缆Ⅲ24、阻燃电缆Ⅳ25、阻燃电缆Ⅴ26、阻燃电缆Ⅵ27、阻燃电缆Ⅶ28、阻燃电缆Ⅷ29和阻燃电缆Ⅸ30；防爆车辆行驶时，防爆柴油机6处于工作状态，设置在防爆柴油机6上的本安型转速传感器7、本安型温度传感器8、本安型扭矩仪9分别将检测到的防爆柴油机6的转速、水温、扭矩参数，通过阻燃电缆Ⅲ24把数据传输至防爆ECU2；本安型流量传感器13、本安型氧浓度传感器14将检测到的防爆水冷双层排气管23内废气流量和氧气浓度，分别通过阻燃电缆Ⅳ25和阻燃电缆Ⅴ26把数据传输至防爆ECU2；本安型水温传感器19检测到复合颗粒捕集装置1中循环冷却水的温度，通过阻燃电缆Ⅸ30将数据传输至防爆ECU2，本安型表面温度传感器20检测到的复合颗粒捕集装置1表面温度，通过阻燃电缆Ⅷ29将数据传输至防爆ECU2，本安型捕集器芯部温度传感器21将检测到的复合颗粒捕集装置1的芯部温度，通过阻燃电缆Ⅶ28将数据传输至防爆ECU2，本安型压力差传感器22检测到的复合颗粒捕集装置1中芯部前后压力差，通过阻燃电缆Ⅵ27将数据传输至防爆ECU2，其中压差为t1t2t3；当压差大于t2时：本安型压力差传感器22通过阻燃电缆Ⅵ27将数据传输至防爆ECU2，此时防爆ECU2把检测到复合颗粒捕集装置1的表面温度，水温、防爆柴油机转速参数进行比较计算，当复合颗粒捕集装置1的表面温度超过150℃或者水温超过100℃，防爆ECU2不会给防爆柴油机6和不锈钢高压喷头12发送输送燃油指令，再生不发生；当复合颗粒捕集装置1的表面温度不超过150℃且水温不超过100℃时，防爆ECU2给防爆柴油机6发送指令，指令防爆柴油机6通过不锈钢燃油管11向不锈钢高压喷头12输送高压燃油，输送燃油的多少由表面温度、水温和防爆柴油机转速综合决定，防爆ECU2给防爆柴油机6发送指令，指令防爆柴油机6通过防爆柴油机进气系统10向复合颗粒捕集装置1输送新鲜空气，输送新鲜空气的多少由防爆水冷双层排气管23内的废气流量和氧气浓度综合决定，不锈钢高压喷头12喷出高压燃油后和防爆柴油机进气系统10输送的新鲜空气混合后，防爆ECU2通过阻燃电缆Ⅰ15给火花生成器16发送指令，使火花生成器16发出火花点燃高压燃油和空气的混合物，复合颗粒捕集装置1腔内温度升高并加热防爆水冷双层排气管23输送过来的废气，被加热的高温废气经过复合颗粒捕集装置1的芯部时，复合颗粒捕集装置1捕集的碳颗粒发生燃烧生成二氧化碳气体，最终随废气共同从复合颗粒捕集装置1排出；当压差大于t3时：ECU强制车辆处于静止状态，此时防爆柴油机继续运行，本安型压力差传感器22通过阻燃电缆Ⅵ27把这个数据传输至防爆ECU2，此时防爆ECU2把检测到复合颗粒捕集装置1的表面温度，水温、防爆柴油机转速等参数进行比较计算，如果复合颗粒捕集装置1的表面温度不超过150℃且水温不超过100℃时，防爆ECU2同时给防爆柴油机6和远红外加热装置17发送指令，指令防爆柴油机6通过不锈钢燃油管11向不锈钢高压喷头12输送高压燃油，指令防爆柴油机6通过防爆柴油机进气系统10向复合颗粒捕集装置1输送新鲜空气，指令远红外加热装置17发出与碳颗粒波长相近的远红外光，燃油燃烧和远红外同时加热复合颗粒捕集装置1芯部的碳颗粒，碳颗粒物温度升高发生燃烧生成二氧化碳气体，随废气一起从复合颗粒捕集装置1排出；当压差小于t1时，如果防爆柴油机处于工作状态，防爆ECU2给防爆柴油机6发送指令，使防爆柴油机6停止向不锈钢高压喷头12输送高压燃油，使防爆柴油机进气系统10停止向复合颗粒捕集装置1输送新鲜空气，再生停止；如果防爆柴油机处于停止状态，防爆ECU2给远红外加热装置17发送指令，使远红外加热装置17停止发出远红外光，防爆ECU2给防爆电动进气系统4和防爆电动散热系统5发送指令，使防爆电动进气系统4停止向复合颗粒捕集装置1提供新鲜空气，使防爆电动散热系统5停止工作，再生停止。

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