本發(fā)明涉及一種柴油發(fā)動機助燃裝置，屬于地下礦開采領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

以石油產(chǎn)品等為燃料的內(nèi)燃機（包括汽油機、柴油機等）在運載設(shè)備、工程機械以及小型發(fā)電設(shè)備方面的廣泛應(yīng)用，一方面為生活、生產(chǎn)帶來極大的方便和效率的顯著提高；而另一方面，由于技術(shù)方面的原因，礦物燃燒產(chǎn)生的廢氣則包含著大量有毒有害成分，對環(huán)境帶來較大的污染。

尤其是在一些特殊行業(yè)、特殊環(huán)境中，內(nèi)燃機在應(yīng)用時，由于其工作負荷特點及工作環(huán)境空間的特殊性，排放尾氣的常規(guī)凈化治理方法受到制約，處理能力明顯降低。礦山井下較為突出的例子就是用柴油發(fā)動機為動力的裝運設(shè)備。這些設(shè)備在給礦山生產(chǎn)帶來極大便利的同時，其嚴苛的工作環(huán)境條件也限制了其推廣應(yīng)用速度。其中的主要問題表現(xiàn)在兩個方面，即燃料效率的低下和地下有限空間的空氣更新不暢。較為突出的是用于進路式礦石開采的鏟運機和斜坡道礦石運輸車。鏟運機的工作負荷特點使得其絕大多數(shù)情況下是處于急變的瞬態(tài)工況狀態(tài)，導致其燃油效率下降，排放尾氣的HC、CO及顆粒物增加，并且由于通風條件所限，空氣對流不暢，進入發(fā)動機的空氣含氧量不足，導致燃料燃燒不全，既影響鏟運機的動力性能，又使得工作環(huán)境空氣循環(huán)加重惡化。而斜坡道礦石運輸車的工作特點是重車上坡，這通常導致排放尾氣中碳煙含量大大增加，并且生成的碳煙與一氧化氮的濃度之間存在此消彼長的特點。正是由于這些急待解決的相關(guān)問題，限制了鏟運機、運礦汽車等高效率設(shè)備在地下礦山的有效應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種柴油發(fā)動機助燃裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種柴油發(fā)動機助燃裝置，包括投料裝置、供氣及用氣裝置和測控裝置；

所述投料裝置包括投料電機2、電機調(diào)速器3、制氧劑料倉5、螺旋輸送桿6、一級電磁門7、轉(zhuǎn)儲小倉8和二級電磁門9；制氧劑料倉5頂部設(shè)有進料口4，進料口4具有良好的密封性能；投料電機2和螺旋輸送桿6設(shè)于制氧劑料倉5底部，制氧劑料倉5底部傾斜設(shè)置；螺旋輸送桿6一端與投料電機2連接，另一端與一級電磁門7連接，一級電磁門7通過轉(zhuǎn)儲小倉8與二級電磁門9連接；電機調(diào)速器3設(shè)于制氧劑料倉5外，通過導線與投料電機2連接；

優(yōu)選地，投料電機2外部設(shè)有電機保護罩1；

優(yōu)選地，制氧劑料倉5上部為規(guī)則的柱體，如圓柱體、長方體、正方體等，下部為規(guī)則或不規(guī)則的漏斗狀，下部開口與螺旋輸送桿6相適應(yīng)；制氧劑料倉5底部與水平面所成的夾角角度大于制氧劑粒料的安息角；

優(yōu)選地，一級電磁門7、轉(zhuǎn)儲小倉8和二級電磁門9為直線連接；

所述供氣及用氣裝置包括反應(yīng)儲氣倉14、輸氣管16、電動節(jié)流閥17、濾清器20、柴油機23和排氣管27；反應(yīng)儲氣倉14頂部設(shè)有安全閥10和壓力傳感器13，底部設(shè)有卸料口15；反應(yīng)儲氣倉14與二級電磁門9連通；反應(yīng)儲氣倉14通過輸氣管16與濾清器20連通，輸氣管16上設(shè)有電動節(jié)流閥17，電動節(jié)流閥17由直流減速電機28、連軸器29和節(jié)流閥30通過連接管33連接組成；濾清器20、柴油機23和排氣管27依次連通；

優(yōu)選地，在反應(yīng)儲氣倉14周圍設(shè)置防爆安全金屬網(wǎng)罩；

所述測控裝置包括功率轉(zhuǎn)換器Ⅰ11、功率轉(zhuǎn)換器Ⅱ12、功率轉(zhuǎn)換執(zhí)行部件18、單片機測-控單元19、信號放大器21、電流/電壓轉(zhuǎn)換器22和取樣倉32；取樣倉32中設(shè)有取樣風機24、碳煙傳感器25、NO傳感器26和降溫管31，降溫管31位于取樣倉32進口端，碳煙傳感器25和NO傳感器26位于取樣倉32中部，取樣風機24位于取樣倉32出口端；

優(yōu)選地，降溫管31可采用水冷或風冷工作方式，必要時可輔以半導體制冷原件強化制冷；

單片機測-控單元19通過導線與電機調(diào)速器3、壓力傳感器13、取樣風機24連接；單片機測-控單元19通過導線與一級電磁門7連接，導線上設(shè)有功率轉(zhuǎn)換器Ⅰ11，用于傳導并放大單片機測-控單元19傳出的信號；單片機測-控單元19通過導線與二級電磁門9連接，導線上設(shè)有功率轉(zhuǎn)換器Ⅱ12，用于傳導并放大單片機測-控單元19傳出的信號；單片機測-控單元19通過導線與電動節(jié)流閥17連接，導線上設(shè)有功率轉(zhuǎn)換執(zhí)行部件18，用于傳導并放大單片機測-控單元19傳出的信號；單片機測-控單元19通過導線與碳煙傳感器25連接，導線上設(shè)有電流/電壓轉(zhuǎn)換器22；單片機測-控單元19通過導線與NO傳感器26連接，導線上設(shè)有信號放大器21。

本發(fā)明工作過程：首先通過進料口4向制氧劑料倉5內(nèi)放入制氧劑；在工作過程中，當單片機測-控單元19通過壓力傳感器13檢測到反應(yīng)儲氣倉14內(nèi)的氧氣壓力低于設(shè)定值時，控制投料電機2開啟，同時通過功率轉(zhuǎn)換器Ⅰ11開啟一級電磁門7，投料電機2帶動螺旋輸送桿6將制氧劑通過一級電磁門7輸送至轉(zhuǎn)儲小倉8，然后暫時關(guān)閉一級電磁門7和投料電機2，通過功率轉(zhuǎn)換器Ⅱ12開啟二級電磁門9，將制氧劑投入反應(yīng)儲氣倉14，完成后，關(guān)閉二級電磁門9，制氧劑在反應(yīng)儲氣倉14內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生氧氣；然后再開啟投料電機2和一級電磁門7，循環(huán)進行投料，直至壓力傳感器13顯示反應(yīng)儲氣倉14內(nèi)的氧氣壓力達到或高于設(shè)定值，單片機測-控單元19控制電機調(diào)速器3，關(guān)停或減慢投料電機2工作，中斷或減緩投料速度；當反應(yīng)儲氣倉14內(nèi)的氧氣壓力高于設(shè)定值時，安全閥10開始工作降低壓力以保證安全；反應(yīng)后的制氧劑通過卸料口15排出；反應(yīng)儲氣倉14內(nèi)的氧氣通過輸氣管16和濾清器20供給柴油機23，燃燒后的尾氣通過排氣管27排出；

排出的尾氣在取樣風機24（取樣風機通過單片機測-控單元19提供電源進行工作）的抽吸作用下，被吸入降溫管31經(jīng)降溫處理，然后由碳煙傳感器25和NO傳感器26進行檢測，并通過電流/電壓轉(zhuǎn)換器22和信號放大器21將檢測信號傳輸給單片機測-控單元19。當碳煙含量高于設(shè)定值、NO含量低于設(shè)定值時，單片機測-控單元19通過功率轉(zhuǎn)換執(zhí)行部件18控制電動節(jié)流閥17，以事先設(shè)定的最大有效富氧率為上限，加大柴油機供氧量；當碳煙含量低于設(shè)定值、NO含量高于設(shè)定值時，單片機測-控單元19通過功率轉(zhuǎn)換執(zhí)行部件18控制電動節(jié)流閥17，減小柴油機供氧量；循環(huán)運行整個系統(tǒng)。

本發(fā)明具有的有益效果：

1、單片機測-控單元19根據(jù)測控裝置反饋的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的控制，使得不同工作狀態(tài)中的發(fā)動機可達到合適的油氣比；

2、可通過單片機測-控單元19控制制氧原料的供給速度，控制生成氧氣速率；

3、可通過設(shè)定壓力傳感器13和安全閥10將壓力保持在安全范圍，同時可根據(jù)反饋數(shù)值由單片機測-控單元19控制氧氣反應(yīng)生產(chǎn)速率；

4、采用電磁閥門，實現(xiàn)了兩級閥門的自動開關(guān)控制；且為使物料具有良好的通過性，兩級閥門設(shè)計為直線連接形式；

5、用微型節(jié)流閥加直流微型減速電機組合成電動節(jié)流閥，實現(xiàn)進氣量自動調(diào)節(jié)；

6、排氣管排出的高溫尾氣，僅少量通過取樣風機抽吸，通過降溫管強制降溫至允許工作溫度范圍內(nèi)后，再與傳感器接觸；

7、本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，簡潔，過程自動化控制，安全環(huán)保，方便安裝。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為電動節(jié)流閥17結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-電機保護罩，2-投料電機，3-電機調(diào)速器，4-進料口，5-制氧劑料倉，6-螺旋輸送桿，7-一級電磁門，8-轉(zhuǎn)儲小倉，9-二級電磁門，10-安全閥，11-功率轉(zhuǎn)換器Ⅰ，12-功率轉(zhuǎn)換器Ⅱ，13-壓力傳感器，14-反應(yīng)儲氣倉，15-卸料口，16-輸氣管，17-電動節(jié)流閥，18-功率轉(zhuǎn)換執(zhí)行部件，19-單片機測-控單元，20-濾清器，21-信號放大器，22-電流/電壓轉(zhuǎn)換器，23-柴油機，24-取樣風機，25-碳煙傳感器，26-NO傳感器，27-排氣管，28-直流減速電機，29-連軸器，30-節(jié)流閥，31-降溫管，32-取樣倉，33-連接管。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)作性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護范圍。

實施例1

一種柴油發(fā)動機助燃裝置，包括投料裝置、供氣及用氣裝置和測控裝置；

所述投料裝置包括投料電機2、電機調(diào)速器3、制氧劑料倉5、螺旋輸送桿6、一級電磁門7、轉(zhuǎn)儲小倉8和二級電磁門9；制氧劑料倉5頂部設(shè)有進料口4，投料電機2和螺旋輸送桿6設(shè)于制氧劑料倉5底部，制氧劑料倉5底部傾斜設(shè)置；螺旋輸送桿6一端與投料電機2連接，另一端與一級電磁門7連接，一級電磁門7通過轉(zhuǎn)儲小倉8與二級電磁門9連接；電機調(diào)速器3設(shè)于制氧劑料倉5外，通過導線與投料電機2連接；制氧劑料倉5上部為圓柱體，下部為不規(guī)則漏斗狀，下部開口與螺旋輸送桿6相適應(yīng)；制氧劑料倉5底部與水平面所成的夾角角度大于制氧劑粒料的安息角；

所述供氣及用氣裝置包括反應(yīng)儲氣倉14、輸氣管16、電動節(jié)流閥17、濾清器20、柴油機23和排氣管27；反應(yīng)儲氣倉14頂部設(shè)有安全閥10和壓力傳感器13，底部設(shè)有卸料口15；反應(yīng)儲氣倉14與二級電磁門9連通；反應(yīng)儲氣倉14通過輸氣管16與濾清器20連通，輸氣管16上設(shè)有電動節(jié)流閥17，電動節(jié)流閥17主要由直流減速電機28、連軸器29和節(jié)流閥30通過連接管33連接組成；濾清器20、柴油機23和排氣管27依次連通；

所述測控裝置包括功率轉(zhuǎn)換器Ⅰ11、功率轉(zhuǎn)換器Ⅱ12、功率轉(zhuǎn)換執(zhí)行部件18、單片機測-控單元19、信號放大器21、電流/電壓轉(zhuǎn)換器22和取樣倉32；取樣倉32中設(shè)有取樣風機24、碳煙傳感器25、NO傳感器26和降溫管31，降溫管31位于取樣倉32進口端，碳煙傳感器25和NO傳感器26位于取樣倉32中部，取樣風機24位于取樣倉32出口端；降溫管31采用水冷工作方式制冷；

單片機測-控單元19通過導線與電機調(diào)速器3、壓力傳感器13、取樣風機24連接；單片機測-控單元19通過導線與一級電磁門7連接，導線上設(shè)有功率轉(zhuǎn)換器Ⅰ11；單片機測-控單元19通過導線與二級電磁門9連接，導線上設(shè)有功率轉(zhuǎn)換器Ⅱ12；單片機測-控單元19通過導線與電動節(jié)流閥17連接，導線上設(shè)有功率轉(zhuǎn)換執(zhí)行部件18；單片機測-控單元19通過導線與碳煙傳感器25連接，導線上設(shè)有電流/電壓轉(zhuǎn)換器22；單片機測-控單元19通過導線與NO傳感器26連接，導線上設(shè)有信號放大器21。

實施例2

一種柴油發(fā)動機助燃裝置，包括投料裝置、供氣及用氣裝置和測控裝置；

所述投料裝置包括投料電機2、電機調(diào)速器3、制氧劑料倉5、螺旋輸送桿6、一級電磁門7、轉(zhuǎn)儲小倉8和二級電磁門9；制氧劑料倉5頂部設(shè)有進料口4，投料電機2和螺旋輸送桿6設(shè)于制氧劑料倉5底部，制氧劑料倉5底部傾斜設(shè)置；螺旋輸送桿6一端與投料電機2連接，另一端與一級電磁門7連接，一級電磁門7通過轉(zhuǎn)儲小倉8與二級電磁門9成直線連接；電機調(diào)速器3設(shè)于制氧劑料倉5外，通過導線與投料電機2連接；投料電機2外部設(shè)有電機保護罩1；制氧劑料倉5上部為長方體，下部為規(guī)則的漏斗狀，下部開口與螺旋輸送桿6相適應(yīng)；制氧劑料倉5底部與水平面所成的夾角角度大于制氧劑粒料的安息角；

所述供氣及用氣裝置包括反應(yīng)儲氣倉14、輸氣管16、電動節(jié)流閥17、濾清器20、柴油機23和排氣管27；反應(yīng)儲氣倉14頂部右側(cè)設(shè)有安全閥10，頂部左側(cè)設(shè)有壓力傳感器13，底部設(shè)有卸料口15，在反應(yīng)儲氣倉14周圍設(shè)有防爆安全金屬網(wǎng)罩；反應(yīng)儲氣倉14與二級電磁門9連通；反應(yīng)儲氣倉14通過輸氣管16與濾清器20連通，輸氣管16上設(shè)有電動節(jié)流閥17，電動節(jié)流閥17主要由直流減速電機28、連軸器29和節(jié)流閥30通過連接管33連接組成；濾清器20、柴油機23和排氣管27依次連通；

所述測控裝置包括功率轉(zhuǎn)換器Ⅰ11、功率轉(zhuǎn)換器Ⅱ12、功率轉(zhuǎn)換執(zhí)行部件18、單片機測-控單元19、信號放大器21、電流/電壓轉(zhuǎn)換器22和取樣倉32；取樣倉32中設(shè)有取樣風機24、碳煙傳感器25、NO傳感器26和降溫管31，降溫管31位于取樣倉32進口端，碳煙傳感器25和NO傳感器26位于取樣倉32中部，取樣風機24位于取樣倉32出口端；降溫管31采用風冷輔以半導體制冷原件強化制冷；

單片機測-控單元19通過導線與電機調(diào)速器3、壓力傳感器13、取樣風機24連接；單片機測-控單元19通過導線與一級電磁門7連接，導線上設(shè)有功率轉(zhuǎn)換器Ⅰ11；單片機測-控單元19通過導線與二級電磁門9連接，導線上設(shè)有功率轉(zhuǎn)換器Ⅱ12；單片機測-控單元19通過導線與電動節(jié)流閥17連接，導線上設(shè)有功率轉(zhuǎn)換執(zhí)行部件18；單片機測-控單元19通過導線與碳煙傳感器25連接，導線上設(shè)有電流/電壓轉(zhuǎn)換器22；單片機測-控單元19通過導線與NO傳感器26連接，導線上設(shè)有信號放大器21。