分段式金属氧化还原装置

技术领域

本发明涉及氧化还原领域，具体而言，涉及分段式金属氧化还原装置。

背景技术

煤矿井下空气质量差,柴油机单轨吊NOx、CO、HC、碳烟加剧了环境的污染，尤其是井下一氧化碳传感器报警一直是广为关注且难以解决的问题，同时一氧化碳超限也容易引发安全事故，据悉，造成环境CO传感器报警的有一个主要原因为井下柴油单轨吊等动力设备运行，报警次数占比超过50％。这就使得提升柴油机单轨吊等动力设备的排放质量，减少其污染变得尤为紧迫。随着煤矿第四批淘汰设备目录的出台，原先大批国二排放的柴油机单轨吊等动力设备也急需提升排放达到国三水平。随着辅助运输技术的快速发展，柴油机单轨吊等动力设备，运力大，单次运载能力强，效率高等优势进一步突出，但目前对其高污染的尾气排放仍没有很切实有效的处理办法。随着矿区单轨吊数量的增多，如何提升柴油机单轨吊等动力设备的尾气排放质量是目前急需解决的技术难题。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了分段式金属氧化还原装置，旨在改善现有的柴油机在使用的时候，容易产生大量的废气，容易造成对环境进行污染等问题。

本发明实施例提供了分段式金属氧化还原装置，包括底座，所述底座的上部固定安装有柴油机，所述柴油机的尾气输出端连通有第一尾气管，所述第一尾气管的一端固定连接有DOC机构，所述第一尾气管上还连通有EGR机构，所述DOC机构用于实现对所述柴油机排出的尾气进行过滤处理，降低所述柴油机排出的尾气污染环境，所述EGR机构用于将一定燃烧后的废气通过循环机构与新鲜气体混合后进入所述柴油机的气缸燃烧，惰性废气减缓燃烧速度，降低最高燃烧温度，起到减少NOx的作用；

所述EGR机构包括有连通在所述第一尾气管上的循环管，所述循环管的一端连接有输气管，所述输气管的一端与所述柴油机的气缸连通；

所述DOC机构包括有连接在所述第一尾气管一端的催化壳体，所述催化壳体的内部安装有还原剂滤芯、催化剂滤芯和氧化剂滤芯，所述催化剂滤芯以铂和钯贵金属作为催化剂，主要降低微粒排放中的SOF的含量从而降低PM的排放，所述氧化剂滤芯的氧化原理与汽油机三效催化器氧化HC和CO的原理基本一样，同时有效减少排气中的HC和CO，所述氧化剂滤芯还用于除去90％的SOF，从而使PM排放减少40％～50％，其对HC和CO的处理效率分别达到88％，68％，所述还原剂滤芯用于消除废气中的NOx。

在上述实现过程中，本发明设有DOC机构和EGR机构实现对尾气进行处理，将原车的排气波纹管拿掉，利用排气波纹管周边的空间，将DOC机构布置在原车波纹管位置，利用改造后的波纹管进行连接，同时接入EGR机构，催化剂滤芯以铂和钯贵金属作为催化剂，主要降低微粒排放中的SOF的含量从而降低PM的排放，氧化剂滤芯的氧化原理与汽油机三效催化器氧化HC和CO的原理基本一样，同时有效减少排气中的HC和CO，氧化剂滤芯还用于除去90％的SOF，从而使PM排放减少40％～50％，其对HC和CO的处理效率分别达到88％，68％；EGR机构对降低发动机NOx排放效果明显，且EGR机构的应用很容易实现，技术要求不高，自身成本低。

在一种具体的实施方案中，所述柴油机的底部四角处分别焊接有固定耳，四个所述固定耳上分别通过两个第一沉头螺栓与所述底座固定连接。

在上述实现过程中，固定耳的设定便于通过第一沉头螺栓将柴油机进行固定安装，保持结构的稳定性。

在一种具体的实施方案中，所述底座的一端固定安装有散热风机壳体，所述散热风机壳体对应设置在所述柴油机的一端，所述柴油机的另一端通过输出轴连接有转动盘。

在上述实现过程中，散热风机壳体的设定便于实现对柴油机进行散热处理，降低柴油机运行时候产生的热量，并且通过转动盘实现对柴油机的动力进行输出。

在一种具体的实施方案中，所述散热风机壳体的底端焊接有固定环，所述固定环通过第二沉头螺栓固定安装在所述底座上，所述散热风机壳体的两端面开设有若干散热孔。

在上述实现过程中，固定环和第二沉头螺栓的设定便于实现将散热风机壳体进行固定安装，保持稳定性，并且散热孔便于空气进行流动。

在一种具体的实施方案中，所述底座的四角处分别焊接有防护支撑柱，所述防护支撑柱的顶端焊接有防护顶板。

在上述实现过程中，防护支撑柱的设定便于实现对防护顶板进行安装固定，通过防护支撑柱和防护顶板实现对柴油机进行安全防护。

在一种具体的实施方案中，所述柴油机的上端连通有加油管，所述加油管的端部螺纹连接有油管盖，所述加油管和所述输气管均贯穿所述防护顶板，所述输气管的顶端连通有过滤器。

在上述实现过程中，加油管的设定便于实现对柴油机进行加油，且油管盖便于实现密封安装，过滤器的设定便于实现对空气进行过滤处理防止杂物进入。

在一种具体的实施方案中，所述催化壳体的另一端固定连接有第二尾气管，所述第二尾气管的一端固定连接有消音器。

在上述实现过程中，第二尾气管的设定便于实现对催化壳体的气体进行排出，且消音器的设定可以减少柴油机的噪声。

在一种具体的实施方案中，所述催化壳体的内部两端分别开设有进气孔和出气孔，所述催化壳体的内部两端固定安装有限位环，所述还原剂滤芯、所述催化剂滤芯和所述氧化剂滤芯得外侧均设有外壳网。

在上述实现过程中，进气孔和出气孔的设定便于实现对尾气进行输送，且限位环便于对还原剂滤芯、催化剂滤芯和氧化剂滤芯进行固定限位安装，且外壳网便于实现对还原剂滤芯、催化剂滤芯和氧化剂滤芯进行防护。

在一种具体的实施方案中，所述第一尾气管和所述第二尾气管的端部均焊接有连接法兰，所述催化壳体的两端均开设有螺纹孔，所述连接法兰通过第三沉头螺栓和所述螺纹孔与所述催化壳体固定连接。

在上述实现过程中，连接法兰的设定便于通过第三沉头螺栓和螺纹孔实现对第一尾气管、第二尾气管与催化壳体进行固定连接。

在一种具体的实施方案中，还包括有以下使用方法：

S1、柴油机进行运行使用：将加油管上的加油管盖取下，然后通过加油管进行加油，然后启动柴油机进行运行；

S2、通过散热风机壳体实现对柴油机进行散热：在柴油机进行运行的时候，通过底座一端的散热风机壳体进行散热处理，且柴油机的另一端输出轴上连接有转动盘，实现动力的输出；

S3、对柴油机排出的尾气进行处理：在柴油机的尾气输出端连通有第一尾气管，且第一尾气管上连接有DOC机构的催化壳体，以及催化壳体的另一端连接有第二尾气管，且在第二尾气管的一端连接有消音器，通过DOC机构实现对尾气进行净化处理；

S4、DOC机构的尾气净化处理过程：催化壳体的内部包括有还原剂滤芯、催化剂滤芯和氧化剂滤芯，催化剂滤芯以铂和钯贵金属作为催化剂，主要降低微粒排放中的SOF的含量从而降低PM的排放，氧化剂滤芯的氧化原理与汽油机三效催化器氧化HC和CO的原理基本一样，同时有效减少排气中的HC和CO，氧化剂滤芯还用于除去90％的SOF，从而使PM排放减少40％～50％，其对HC和CO的处理效率分别达到88％，68％，还原剂滤芯用于消除废气中的NOx；

S5、EGR机构实现气体循环：在第一尾气管连接EGR机构，实现对尾气和空气混合输入到柴油机中，一部分惰性废气可减缓燃烧速度，降低最高燃烧温度，起到减少NOx的作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明设有DOC机构和EGR机构实现对尾气进行处理，将原车的排气波纹管拿掉，利用排气波纹管周边的空间，将DOC机构布置在原车波纹管位置，利用改造后的波纹管进行连接，同时接入EGR机构，催化剂滤芯以铂和钯贵金属作为催化剂，主要降低微粒排放中的SOF的含量从而降低PM的排放，氧化剂滤芯的氧化原理与汽油机三效催化器氧化HC和CO的原理基本一样，同时有效减少排气中的HC和CO，氧化剂滤芯还用于除去90％的SOF，从而使PM排放减少40％～50％，其对HC和CO的处理效率分别达到88％，68％；EGR机构对降低发动机NOx排放效果明显，且EGR机构的应用很容易实现，技术要求不高，自身成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的结构示意图；

图2为本发明实施方式提供的部分俯视结构示意图；

图3为本发明实施方式提供的催化壳体剖视图；

图4为本发明实施方式提供的步骤流程示意图。

图中：10-底座；110-柴油机；111-第一尾气管；112-第二尾气管；113-消音器；120-连接法兰；121-第三沉头螺栓；130-防护支撑柱；131-防护顶板；140-散热风机壳体；141-固定环；142-第二沉头螺栓；143-散热孔；150-加油管；151-油管盖；160-转动盘；170-固定耳；171-第一沉头螺栓；20-EGR机构；210-循环管；220-输气管；230-过滤器；30-DOC机构；310-催化壳体；311-外壳网；312-还原剂滤芯；313-催化剂滤芯；314-氧化剂滤芯；315-限位环；316-进气孔；317-螺纹孔；318-出气孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本发明设有DOC机构30和EGR机构20实现对尾气进行处理，将原车的排气波纹管拿掉，利用排气波纹管周边的空间，将DOC机构30布置在原车波纹管位置，利用改造后的波纹管进行连接，同时接入EGR机构20，催化剂滤芯313以铂和钯贵金属作为催化剂，主要降低微粒排放中的SOF的含量从而降低PM的排放，氧化剂滤芯314的氧化原理与汽油机三效催化器氧化HC和CO的原理基本一样，同时有效减少排气中的HC和CO，氧化剂滤芯314还用于除去90％的SOF，从而使PM排放减少40％～50％，其对HC和CO的处理效率分别达到88％，68％；EGR机构20对降低发动机NOx排放效果明显，且EGR机构20的应用很容易实现，技术要求不高，自身成本低；改善现有的柴油机在使用的时候，容易产生大量的废气，容易造成对环境进行污染等问题。

请参阅图1-4，本发明提供分段式金属氧化还原装置，包括底座10，所述底座10的上部固定安装有柴油机110，所述柴油机110的尾气输出端连通有第一尾气管111，所述第一尾气管111的一端固定连接有DOC机构30，所述第一尾气管111上还连通有EGR机构20，所述DOC机构30用于实现对所述柴油机110排出的尾气进行过滤处理，降低所述柴油机110排出的尾气污染环境，所述EGR机构20用于将一定燃烧后的废气通过循环机构与新鲜气体混合后进入所述柴油机110的气缸燃烧，惰性废气减缓燃烧速度，降低最高燃烧温度，起到减少NOx的作用；

所述EGR机构20包括有连通在所述第一尾气管111上的循环管210，所述循环管210的一端连接有输气管220，所述输气管220的一端与所述柴油机110的气缸连通；

所述DOC机构30包括有连接在所述第一尾气管111一端的催化壳体310，所述催化壳体310的内部安装有还原剂滤芯312、催化剂滤芯313和氧化剂滤芯314，所述催化剂滤芯313以铂和钯贵金属作为催化剂，主要降低微粒排放中的SOF的含量从而降低PM的排放，所述氧化剂滤芯314的氧化原理与汽油机三效催化器氧化HC和CO的原理基本一样，同时有效减少排气中的HC和CO，所述氧化剂滤芯314还用于除去90％的SOF，从而使PM排放减少40％～50％，其对HC和CO的处理效率分别达到88％，68％，所述还原剂滤芯312用于消除废气中的NOx。

具体的，所述柴油机110的底部四角处分别焊接有固定耳170，四个所述固定耳170上分别通过两个第一沉头螺栓171与所述底座10固定连接，固定耳170的设定便于通过第一沉头螺栓171将柴油机110进行固定安装，保持结构的稳定性。

在具体设置时，所述底座10的一端固定安装有散热风机壳体140，所述散热风机壳体140对应设置在所述柴油机110的一端，所述柴油机110的另一端通过输出轴连接有转动盘160，散热风机壳体140的设定便于实现对柴油机110进行散热处理，降低柴油机110运行时候产生的热量，并且通过转动盘160实现对柴油机110的动力进行输出。

在一种具体的实施方案中，所述散热风机壳体140的底端焊接有固定环141，所述固定环141通过第二沉头螺栓142固定安装在所述底座10上，所述散热风机壳体140的两端面开设有若干散热孔143，固定环141和第二沉头螺栓142的设定便于实现将散热风机壳体140进行固定安装，保持稳定性，并且散热孔143便于空气进行流动。

在本实施例中，所述底座10的四角处分别焊接有防护支撑柱130，所述防护支撑柱130的顶端焊接有防护顶板131，防护支撑柱130的设定便于实现对防护顶板131进行安装固定，通过防护支撑柱130和防护顶板131实现对柴油机110进行安全防护。

可选地，所述柴油机110的上端连通有加油管150，所述加油管150的端部螺纹连接有油管盖151，所述加油管150和所述输气管220均贯穿所述防护顶板131，所述输气管220的顶端连通有过滤器230，加油管150的设定便于实现对柴油机110进行加油，且油管盖151便于实现密封安装，过滤器230的设定便于实现对空气进行过滤处理防止杂物进入。

在一种具体的实施方案中，所述催化壳体310的另一端固定连接有第二尾气管112，所述第二尾气管112的一端固定连接有消音器113，第二尾气管112的设定便于实现对催化壳体310的气体进行排出，且消音器113的设定可以减少柴油机110的噪声，所述催化壳体310的内部两端分别开设有进气孔316和出气孔318，所述催化壳体310的内部两端固定安装有限位环315，所述还原剂滤芯312、所述催化剂滤芯313和所述氧化剂滤芯314得外侧均设有外壳网311，进气孔316和出气孔318的设定便于实现对尾气进行输送，且限位环315便于对还原剂滤芯312、催化剂滤芯313和氧化剂滤芯314进行固定限位安装，且外壳网311便于实现对还原剂滤芯312、催化剂滤芯313和氧化剂滤芯314进行防护，所述第一尾气管111和所述第二尾气管112的端部均焊接有连接法兰120，所述催化壳体310的两端均开设有螺纹孔317，所述连接法兰120通过第三沉头螺栓121和所述螺纹孔317与所述催化壳体310固定连接，连接法兰120的设定便于通过第三沉头螺栓121和螺纹孔317实现对第一尾气管111、第二尾气管112与催化壳体310进行固定连接。

该分段式金属氧化还原装置的工作原理：

第一步、柴油机110进行运行使用：将加油管150上的加油管盖151取下，然后通过加油管150进行加油，然后启动柴油机110进行运行；

第二步、通过散热风机壳体140实现对柴油机110进行散热：在柴油机110进行运行的时候，通过底座10一端的散热风机壳体140进行散热处理，且柴油机110的另一端输出轴上连接有转动盘160，实现动力的输出；

第三步、对柴油机110排出的尾气进行处理：在柴油机110的尾气输出端连通有第一尾气管111，且第一尾气管111上连接有DOC机构30的催化壳体310，以及催化壳体310的另一端连接有第二尾气管112，且在第二尾气管112的一端连接有消音器113，通过DOC机构30实现对尾气进行净化处理；

第四步、DOC机构30的尾气净化处理过程：催化壳体310的内部包括有还原剂滤芯312、催化剂滤芯313和氧化剂滤芯314，催化剂滤芯313以铂和钯贵金属作为催化剂，主要降低微粒排放中的SOF的含量从而降低PM的排放，氧化剂滤芯314的氧化原理与汽油机三效催化器氧化HC和CO的原理基本一样，同时有效减少排气中的HC和CO，氧化剂滤芯314还用于除去90％的SOF，从而使PM排放减少40％～50％，其对HC和CO的处理效率分别达到88％，68％，还原剂滤芯312用于消除废气中的NOx；

第五步、EGR机构20实现气体循环：在第一尾气管111连接EGR机构20，实现对尾气和空气混合输入到柴油机110中，一部分惰性废气可减缓燃烧速度，降低最高燃烧温度，起到减少NOx的作用。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。