一种防爆柴油机尾气综合处理装置的制作方法

1.本发明涉及一种防爆柴油机尾气综合处理装置，属于煤矿防爆柴油机技术领域。


背景技术：

2.目前，煤矿井下作业的移动设备仍大量采用防爆柴油机为原动机，因其在具有爆炸性气体的环境中运行，按照行业标准《mt990防爆柴油机通用技术条件》及《煤矿安全规程》对防爆柴油机的规定，除严格的隔爆要求、阻火要求、表面温度要求、排气温度要求外，在新的行业排放要求推行后，尾气排放更是必须达到国家非道路国iii的排放要求。为满足以上要求，在新型的防爆柴油机设计制造过程中，防爆柴油机的尾气处理便成了重点方向。目前采用的水洗式尾气处理装置，存在尾气处理效率低、排气温度控制能力低、阻塞后难清洗、耗水量大、续航差、酸碱性的废水随尾气排放到巷道空气中造成深度二次污染、噪音大、停机倒转淹缸等问题。


技术实现要素：

3.为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防爆柴油机尾气综合处理装置，解决了现有技术中净化能力低、降温能力差、噪音大、回水淹缸、冷却液消耗大续航不持久、机械球阀式水位监控及补水的不准确可靠的问题。
4.为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种防爆柴油机尾气综合处理装置，包括箱体、水气分离装置、消音装置和止回水装置；箱体包括外壳、净化载体腔体、水洗腔防浪板、内部管道、第一扰气罩、第二扰气罩、水洗腔竖隔板、水位监控腔竖隔板、水位监控腔防浪板和冷却管；外壳内部从左往右依次间隔设有水位监控腔竖隔板和水洗腔竖隔板，水位监控腔防浪板两端分别连接水位监控腔竖隔板和外壳左侧面，水洗腔防浪板两端分别连接水洗腔竖隔板和外壳右侧面；水位监控腔防浪板、外壳左侧面、外壳顶面和水位监控腔竖隔板之间形成冷却水收集腔，水位监控腔防浪板、外壳左侧面、外壳底面和水位监控腔竖隔板之间形成水位监控腔，水洗腔竖隔板、外壳顶面、外壳底面和水位监控腔竖隔板之间形成消音止回水腔，水洗腔竖隔板、外壳右侧面、外壳顶面和水洗腔防浪板之间形成初步水气分离腔，水洗腔竖隔板、外壳右侧面、外壳底面和水洗腔防浪板之间形成水洗腔；净化载体腔体、水气分离装置设置在初步水气分离腔内，消音装置和止回水装置设置在消音止回水腔底部，第一扰气罩、第二扰气罩设置在水洗腔内，第一扰气罩一端连接外壳内部右侧面，另一端连接第二扰气罩，第二扰气罩通过内部管道连接止回水装置，止回水装置另一端通过内部管道连接消音装置，消音装置通过内部管道连接净化载体腔体底端。
5.进一步地，前述第一扰气罩和第二扰气罩下部均设有透气孔。
6.进一步地，前述消音止回水腔顶端设有冷却管，冷却管连通水气分离腔和冷却水收集腔，冷却管下方设有风扇导风罩，风扇导风罩下方设有变量马达风扇。
7.进一步地，前述外壳内部左侧设有模拟量液位计防护罩，的模拟量液位计防护罩贯穿水位监控腔和冷却水收集腔。
8.进一步地，前述冷却水收集腔内设有横置导向板和竖直导向板，竖直导向板顶端连接外壳内部顶面，横置导向板位于竖直导向板下方，横置导向板侧边固定连接水位监控腔竖隔板，竖直导向板的竖直面为粗糙结构面。
9.进一步地，前述水洗腔防浪板和水位监控腔防浪板上均设有阵列的通孔。
10.进一步地，前述水洗腔竖隔板和水位监控腔竖隔板顶部和底部均设有通口。
11.进一步地，前述外壳外侧顶面设有双层冷却腔结构的尾气净化单元压盖，的尾气净化单元压盖形状呈喇叭口式，尾气净化单元压盖连接净化载体腔体顶端，净化载体腔体内部设有净化载体，尾气净化单元压盖侧边设有尾气背压传感器。
12.进一步地，前述外壳外侧顶面还设有模拟量液位计，模拟量液位计下端位于模拟量液位计防护罩中，模拟量液位计上还设有浮球。
13.进一步地，前述外壳外侧顶面还设有排气阻火器，排气阻火器与冷却水收集腔连通，排气阻火器顶部还连接有排气帽，排气帽侧边设有排温传感器。
14.进一步地，前述外壳左侧面连接有电控关断阀。
15.进一步地，前述外壳的前侧面分别连接有水气分离器检视盖板、前进风罩、止回水装置检视盖板，外壳的后侧面分别连接有后进风罩、消音器检视盖板，外壳的顶面中间连接有排风口。
16.进一步地，前述外壳外侧顶面还设有电控处理箱，用于对水位和排温进行监控调节。
17.本发明所达到的有益效果：1、本发明采用箱体集成方式，通过巧妙结构和布置，多级综合处理，极大解决了防爆柴油的尾气处理问题，具体的能够对防爆柴油机的尾气进行化学净化、溶解消焰、充分湿式降温与自适应式干式降温、三层水气分离、自动报警四档液位调节、内置消音、防回水淹缸、净化载体堵塞维保报警等；2、具有部件防护以及检视维修能力，充分解决了现有防爆柴油机尾气处理装置净化能力低、降温能力差、噪音大、回水淹缸、冷却液消耗大续航不持久、机械球阀式水位监控及补水的不准确可靠等问题，同时具备电气监控、数据计算、智能调节和便捷维保能力。
附图说明
18.图1是本发明的整体外观示意图；图2是本发明的内部示意图一；图3是本发明的内部示意图二；图4是本发明的平面示意图；图5是本发明的工作示意图一；图6是本发明的工作示意图二；图7是本发明电控系统示意图；
图8是本发明安装示意图一；图9是本发明安装示意图二。
19.图中附图标记的含义：1
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箱体；2
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尾气净化单元压盖；3
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净化载体；4
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水气分离装置；5
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变量马达风扇；6
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消音装置；7
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止回水装置；8
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电控关断阀；9
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模拟量液位计；10
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排温传感器；11
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尾气背压传感器；12
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排气帽；13
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排气阻火器；14
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电控处理箱；15
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水气分离器检视盖板；16
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前进风罩；17
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止回水装置检视盖板；18
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后进风罩；19
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排风口；20
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消音器检视盖板；1.1
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水气分离腔；1.2
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外壳；1.3
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净化载体腔体；1.4
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水洗腔防浪板；1.5
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内部管道；1.6
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第一扰气罩；1.7
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第二扰气罩；1.8
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水洗腔；1.9
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水洗腔竖隔板；1.10
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消音止回水腔；1.11
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水位监控腔竖隔板；1.2
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水位监控腔；1.13
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水位监控腔防浪板；1.14
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模拟量液位计防护罩；1.15
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横置导向板；1.16
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液位计工作腔；1.17
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冷却水收集腔；1.18
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竖直导向板；1.19
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风扇导风罩；1.20
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冷却管；2.1
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双层冷却腔；9.1
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浮球。
实施方式
20.下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
21.本实施例公开了一种防爆柴油机尾气综合处理装置，如图8、图9所示，包括箱体1、尾气净化单元压盖2、净化载体3、水气分离装置4、变量马达风扇5、消音装置6、止回水装置7、电控关断阀8、模拟量液位计9、排温传感器10、尾气背压传感器11、排气帽12、排气阻火器13、电控处理箱14、水气分离器检视盖板15、前进风罩16、止回水装置检视盖板17、后进风罩18、排风口19、消音器检视盖板20。
22.结合图1至图4，箱体1包括初步水气分离腔1.1、外壳1.2、净化载体腔体1.3、水洗腔防浪板1.4、内部管道1.5、第一扰气罩1.6、第二扰气罩1.7、水洗腔1.8、水洗腔竖隔板1.9、消音止回水腔1.10、水位监控腔竖隔板1.11、水位监控腔1.12、水位监控腔防浪板1.13、模拟量液位计防护罩1.14、横置导向板1.15、液位计工作腔1.16、冷却水收集腔1.17、竖直导向板1.18、风扇导风罩1.19、冷却管1.20。
23.箱体1由不锈钢板焊接而成，能够耐腐蚀防锈能力，且能够承受0.8mpa内部压力不发生变形或破裂，形状呈“凹”型结构。箱体1的外围为外壳1.2，外壳1.2内部从左往右依次设有间隔的竖向板：水位监控腔竖隔板1.11和水洗腔竖隔板1.9，将外壳1.2分为左、中、右三个腔室，其中中腔室为消音止回水腔1.10；水位监控腔竖隔板1.11和外壳1.2左侧面之间设有横向板：水位监控腔防浪板1.13，将左腔室分为左上腔室（冷却水收集腔1.17）和左下腔室（水位监控腔1.12），水位监控腔防浪板1.13有阵列的通孔，以便阻隔水浪和冷却液喷溅同时使得排气和冷凝后的水通过；水洗腔竖隔板1.9和外壳1.2右侧面之间设有横向板：水洗腔防浪板1.4，将右腔室分为右上腔室（初步水气分离腔1.1）和右下腔室（水洗腔1.8），水洗腔防浪板1.4有阵列的通孔，以便阻隔水浪和冷却液喷溅同时使得排气和冷凝后的水通过。
24.水洗腔竖隔板1.9和水位监控腔竖隔板1.11顶部和底部都有通口，使水洗腔1.8、消音止回水腔1.10、水位监控腔1.12三腔联通，确保冷却液的流通。
25.水洗腔1.8内设有第一扰气罩1.6、第二扰气罩1.7，第一扰气罩1.6一端连接外壳1.2内部右侧面，另一端连接第二扰气罩1.7，第一扰气罩1.6和第二扰气罩1.7均下部开透气孔，向下呈伞型导气。
26.外壳1.2内部左侧设有模拟量液位计防护罩1.14，所述的模拟量液位计防护罩1.14贯穿水位监控腔1.12、冷却水收集腔1.17，模拟量液位计防护罩1.14内部为液位计工作腔1.16。冷却水收集腔1.17内设有横置导向板1.15和竖直导向板1.18，竖直导向板1.18顶端连接外壳1.2内部顶面，横置导向板1.15位于竖直导向板1.18下方，横置导向板1.15侧边固定连接水位监控腔竖隔板1.11，竖直导向板1.18的竖直面为粗糙结构面，增大水气的附着性，横置导向板1.15对排气进一步导向使得排气不会再次吹向水面。
27.消音止回水腔1.10顶端设有冷却管1.20，连通水气分离腔1.1和冷却水收集腔1.17，冷却管1.20下方设有风扇导风罩1.19。
28.尾气净化单元压盖2、电控处理箱14分别连接在箱体1顶面右侧，尾气净化单元压盖2侧边设有尾气背压传感器11，尾气净化单元压盖2具有双层冷却腔2.1，与防爆柴油机的冷却循环系统进行串联后对尾气净化单元压盖2进行冷却降温，使其表面温度低于150℃，尾气净化单元压盖2形状呈喇叭口式，能够减小因排气穿过所述的净化载体3而产生的背压。
29.模拟量液位计9、排气阻火器13分别连接在箱体1顶面左侧，模拟量液位计9上设有浮球9.1，模拟量液位计9位于液位计工作腔1.16内，排气阻火器13顶部连接有排气帽12，排气帽12侧边设有排温传感器10，箱体1顶面中间处设有开孔，开孔处连接有排风口19。箱体1的左侧面连接有电控关断阀8。箱体1的前侧面分别连接有水气分离器检视盖板15、前进风罩16、止回水装置检视盖板17。箱体1的后侧面分别连接有后进风罩18、消音器检视盖板20。
30.箱体1内部右侧设有净化载体3，净化载体3顶端与尾气净化单元压盖2连接，净化载体3底端通过内部管道1.5连接消音装置6，净化载体3形状尺寸能够刚好插入到净化载体腔体1.3内，净化载体3根据净化需求由不同材质制作，作用包含颗粒捕捉、氮氧化合物、一氧化碳催化等。
31.箱体1内部且位于电控处理箱14下方，设有水气分离装置4，水气分离装置4中间有扇叶结构，可随排气进行旋转，当水气经过时，扇叶会将排气向周壁甩出，水分溅到周壁下落回所述的水洗腔，气体继续向上漂浮，达到水气分离的作用。
32.箱体1内部，风扇导风罩1.19下方设有变量马达风扇5；箱体1内部底面前侧设有止回水装置7，箱体1内部底面后侧设有消音装置6，止回水装置7一端通过内部管道1.5与消音装置6连接，另一端连接第二扰气罩1.7。
33.电控处理箱14、电控关断阀8、模拟量液位计9、排温传感器10、尾气背压传感器11、变量马达风扇5组成电控系统，对水位和排温进行监控调节，对所述的净化载体3的状态进行监控。
34.工作工程及原理：本发明安装于防爆柴油机的排气管道上，排气管道与净化单元压盖2的法兰对接，如图5、图6所示，尾气会先经过净化载体3对尾气中的颗粒及氮氧化合物、一氧化碳进行吸收和化学处理，后沿着内部管道1.5经过消音装置6进行降噪处理，同时这一步部分因浸没在冷却液中，尾气得到湿式降温，在经过止回水装置7后到达水洗腔1.8，在水洗腔1.8内的
第一扰气罩1.6和第二扰气罩1.7作用下，与冷却液接触，并通过扇形孔洞向下排出，充分接触后到达消焰和进一步溶解可溶有害气体的目的。在排气压力的作用下，尾气会携带部分水向向喷溅，此时水洗腔防浪板1.4对水进行阻隔，尾气可继续通过孔洞向上运动，经过水气分离装置4的分离作用，将尾气中的大部分水分分离并流回箱体1底部，排气分散经过冷却管1.20，若排温传感器10测定的排气口温度超过标定值，变量马达风扇5便会工作，通过空冷的方式继续对尾气进行降温，并在降温的同时加快水蒸气的冷凝，尾气喷出冷却管1.20后碰触到竖直导向板1.18尾气方向向下改向，同时由于竖直导向板1.18表面的粗糙结构进一步促进水蒸气的冷凝形成水珠，随排气向下的推动力流回箱体1底部，通过充分湿式降温与自适应式干式降温和三层水气分离完成了尾气的降温和冷却液的回收，达到了尾气净化、消焰、降温的作用和冷却液低消耗的能力。后经过横置导向板1.15的再次导向，排气不会再次吹向水面，向上经过排气阻火器13、排气帽12排放到环境中。
35.本发明中电控处理箱14、电控关断阀8、模拟量液位计9、排温传感器10、尾气背压传感器11、变量马达风扇5组成电控系统，对水位和排温进行监控调节，对所述的净化载体3的状态进行监控，其中如图7所示模拟量液位计9会标定abcd四个位置，当其浮球9.1的位置到达b处时，会通过电控处理箱14的plc处理使得电控关断阀8打开进行补水，当浮球9.1的到达a处位置时，电控关断阀8关闭停止补水，使得正常工作时的冷却液页面保持在ab之间，当补水箱中的水耗完后，浮球9.1会越过b位置到达c位置，此时通过电控处理箱14将信息传达到车辆显示器并进行报警，提示驾驶员进行补水工作，当浮球9.1继续降低至d位置时，电控处理箱14输出信号进行保护停机。智能补水机制避免了机械简单补水的不可控及低可靠性。通过排温传感器10监控排气口的温度，并通过电控处理箱14控制变量马达风扇5的开闭以及转速，进一步的改善高温或者低温环境单纯湿式降温的能力不足或超出，使得在多种条件下都能保证尾气的排温不超标。尾气背压传感器检测尾气在尾气净化单元压盖2出的背压情况，通过电控处理箱14反馈净化载体3的阻塞情况，为发动机良性工作提供保证。
36.模拟量液位计防护罩1.14保证模拟量液位计9的浮球9.1不受冷却液流动的影响。
37.水气分离器检视盖板15、止回水装置检视盖板17、消音器检视盖板20可进行相应部件的检修更换。
38.前进风罩16、后进风罩18、排风口19防护变量马达风扇5，阻挡异物对其损伤。
39.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种防爆柴油机尾气综合处理装置，其特征在于，包括箱体（1）、水气分离装置（4）、消音装置（6）和止回水装置（7）；所述箱体（1）包括外壳（1.2）、净化载体腔体（1.3）、水洗腔防浪板（1.4）、内部管道（1.5）、第一扰气罩（1.6）、第二扰气罩（1.7）、水洗腔竖隔板（1.9）、水位监控腔竖隔板（1.11）、水位监控腔防浪板（1.13）和冷却管（1.20）；所述外壳（1.2）内部从左往右依次间隔设有水位监控腔竖隔板（1.11）和水洗腔竖隔板（1.9），所述水位监控腔防浪板（1.13）两端分别连接水位监控腔竖隔板（1.11）和外壳（1.2）左侧面，所述水洗腔防浪板（1.4）两端分别连接水洗腔竖隔板（1.9）和外壳（1.2）右侧面；所述水位监控腔防浪板（1.13）、外壳（1.2）左侧面、外壳（1.2）顶面和水位监控腔竖隔板（1.11）之间形成冷却水收集腔（1.17），所述水位监控腔防浪板（1.13）、外壳（1.2）左侧面、外壳（1.2）底面和水位监控腔竖隔板（1.11）之间形成水位监控腔（1.12），所述水洗腔竖隔板（1.9）、外壳（1.2）顶面、外壳（1.2）底面和水位监控腔竖隔板（1.11）之间形成消音止回水腔（1.10），所述水洗腔竖隔板（1.9）、外壳（1.2）右侧面、外壳（1.2）顶面和水洗腔防浪板（1.4）之间形成初步水气分离腔（1.1），所述水洗腔竖隔板（1.9）、外壳（1.2）右侧面、外壳（1.2）底面和水洗腔防浪板（1.4）之间形成水洗腔（1.8）；所述净化载体腔体（1.3）、水气分离装置（4）设置在初步水气分离腔（1.1）内，所述消音装置（6）和止回水装置（7）设置在消音止回水腔（1.10）底部，所述第一扰气罩（1.6）、第二扰气罩（1.7）设置在水洗腔（1.8）内，所述第一扰气罩（1.6）一端连接外壳（1.2）内部右侧面，另一端连接第二扰气罩（1.7），所述第二扰气罩（1.7）通过内部管道（1.5）连接止回水装置（7），所述止回水装置（7）另一端通过内部管道（1.5）连接消音装置（6），所述消音装置（6）通过内部管道（1.5）连接净化载体腔体（1.3）底端。2.根据权利要求1所述的一种防爆柴油机尾气综合处理装置，其特征在于，所述第一扰气罩（1.6）和第二扰气罩（1.7）下部均设有透气孔。3.根据权利要求1所述的一种防爆柴油机尾气综合处理装置，其特征在于，所述消音止回水腔（1.10）顶端设有冷却管（1.20），所述冷却管（1.20）连通水气分离腔（1.1）和冷却水收集腔（1.17），所述冷却管（1.20）下方设有风扇导风罩（1.19），所述风扇导风罩（1.19）下方设有变量马达风扇（5）。4.根据权利要求1所述的一种防爆柴油机尾气综合处理装置，其特征在于，所述外壳（1.2）内部左侧设有模拟量液位计防护罩（1.14），所述的模拟量液位计防护罩（1.14）贯穿水位监控腔（1.12）和冷却水收集腔（1.17）。5.根据权利要求1所述的一种防爆柴油机尾气综合处理装置，其特征在于，所述冷却水收集腔（1.17）内设有横置导向板（1.15）和竖直导向板（1.18），所述竖直导向板（1.18）顶端连接外壳（1.2）内部顶面，所述横置导向板（1.15）位于竖直导向板（1.18）下方，所述横置导向板（1.15）侧边固定连接水位监控腔竖隔板（1.11），所述竖直导向板（1.18）的竖直面为粗糙结构面。6.根据权利要求1所述的一种防爆柴油机尾气综合处理装置，其特征在于，所述水洗腔防浪板（1.4）和水位监控腔防浪板（1.13）上均设有阵列的通孔。7.根据权利要求1所述的一种防爆柴油机尾气综合处理装置，其特征在于，所述水洗腔竖隔板（1.9）和水位监控腔竖隔板（1.1）顶部和底部均设有通口。
8.根据权利要求1所述的一种防爆柴油机尾气综合处理装置，其特征在于，所述外壳（1.2）外侧顶面设有双层冷却腔结构的尾气净化单元压盖（2），所述的尾气净化单元压盖（2）形状呈喇叭口式，所述尾气净化单元压盖（2）连接净化载体腔体（1.3）顶端，所述净化载体腔体（1.3）内部设有净化载体（3），所述尾气净化单元压盖（2）侧边设有尾气背压传感器（11）。9.根据权利要求4所述的一种防爆柴油机尾气综合处理装置，其特征在于，所述外壳（1.2）外侧顶面还设有模拟量液位计（9），所述模拟量液位计（9）下端位于模拟量液位计防护罩（1.14）中，所述模拟量液位计（9）上还设有浮球（9.1）。10.根据权利要求1所述的一种防爆柴油机尾气综合处理装置，其特征在于，所述外壳（1.2）外侧顶面还设有排气阻火器（13），所述排气阻火器（13）与冷却水收集腔（1.17）连通，所述排气阻火器（13）顶部还连接有排气帽（12），所述排气帽（12）侧边设有排温传感器（10）。11.根据权利要求1所述的一种防爆柴油机尾气综合处理装置，其特征在于，所述外壳（1.2）左侧面连接有电控关断阀（8）。12.根据权利要求1所述的一种防爆柴油机尾气综合处理装置，其特征在于，所述外壳（1.2）的前侧面分别连接有水气分离器检视盖板（15）、前进风罩（16）、止回水装置检视盖板（17），所述外壳（1.2）的后侧面分别连接有后进风罩（18）、消音器检视盖板（20），所述外壳（1.2）的顶面中间连接有排风口（19）。13.根据权利要求1-12任一项所述的一种防爆柴油机尾气综合处理装置，其特征在于，所述外壳（1.2）外侧顶面还设有电控处理箱（14），用于对水位和排温进行监控调节。

技术总结
本发明公开了一种防爆柴油机尾气综合处理装置，包括箱体、尾气净化单元压盖、净化载体、水气分离装置、变量马达风速、消音装置、止回水装置、电控关断阀、模拟量液位计、排温传感器、尾气背压传感器、排气帽、排气阻火器、电控处理箱、水气分离器检视盖板、前进风罩、止回水装置检视盖板、后进风罩、排放口、消音器检视盖板，通过各部件的合理安置，组成一种防爆柴油机用尾气综合处理装置。机用尾气综合处理装置。机用尾气综合处理装置。


技术研发人员：陈军全 宋雨 仝静 王坤 杨宏昊
受保护的技术使用者：徐州徐工能源装备有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/8/31