燃油火车尾气净化系统用单阀双控式阀门结构的制作方法

1.本实用新型涉及燃油火车技术领域，特别是涉及一种燃油火车尾气净化系统用单阀双控式阀门结构。


背景技术：

2.申请号为2021201379468，专利名称为“用于燃油火车的双通道尾气处理系统”的实用新型专利(申请日为2021年01月19日)，如图1所示，包括排气入口2’、主通路3’和第一旁路4’；其中，主通路3’内设置有第一尾气净化单元；第一旁路4’内设置有第二尾气净化单元；排气入口2’分别与主通路3’的入口端和第一旁路4’的入口端连通；主通路3’的入口端设置有用于启闭主通路3’的主通路阀门001’；第一旁路4’的入口端设置有用于启闭第一旁路4’的第一旁路阀门002’。
3.上述技术方案中，是通过两个阀门(即主通路阀门001’和第一旁路阀门002’)分别对应控制主通路3’和第一旁路4’的启闭的，需要分别配备相应的执行器以驱动阀门完成启闭动作，导致主通路阀门001’和第一旁路阀门002’的控制的联动性较差。


技术实现要素：

4.为了简化阀门结构，同时提高主通路和第一旁路启闭动作的联动互锁性，本实用新型提供的技术方案为：
5.本实用新型提供一种燃油火车尾气净化系统用单阀双控式阀门结构，包括三通管、排气入口、主通路和第一旁路；所述主通路内设置有第一尾气净化单元；所述第一旁路内设置有第二尾气净化单元；所述三通管的三个通路位于同一平面上；所述三通管的第一通路与所述排气入口连通，所述三通管的第二通路与所述主通路的入口端连通，所述三通管的第三通路与所述第一旁路的入口端连通；所述三通管内设置有可动作的阀片；所述阀片包括阀片固定端和阀片自由端；所述阀片固定端可转动地设置于所述第二通路与所述第三通路的连接处，所述阀片自由端可围绕所述阀片固定端在垂直于所述三通管的平面内转动；所述阀片可选择地阻断所述第二通路或者阻断所述第三通路。
6.进一步地，所述第一尾气净化单元包括沿尾气处理方向依次设置的doc单元和颗粒物处理器；所述第二尾气净化单元包括柴油颗粒物过滤器。
7.进一步地，所述颗粒物处理器为poc单元。
8.进一步地，所述燃油火车尾气净化系统用单阀双控式阀门结构还包括转轴通道和旋转驱动器；所述阀片固定端包括与所述阀片固定连接的转轴；所述阀片自由端可围绕所述转轴在垂直于所述三通管的平面内转动；所述转轴通道设置于所述第二通路与所述第三通路的连接处，所述转轴通道与所述三通管连通设置；所述转轴的一部分可通过所述转轴通道伸出所述三通管的外部；所述转轴与所述转轴通道的连接环隙设置有旋转密封件；所述旋转驱动器设置于所述三通管的外部，所述旋转驱动器与所述转轴传动连接。
9.进一步地，所述旋转驱动器为气动执行器或者电动执行器。
10.进一步地，所述第二通路内固设有第一限位密封件；所述第一限位密封件与所述阀片固定端的连线垂直于所述第二通路的延伸方向；所述第一限位密封件与所述阀片自由端的形状互补，所述第一限位密封件可密封所述阀片自由端与所述第二通路之间的间隙；所述第三通路内固设有第二限位密封件；所述第二限位密封件与所述阀片固定端的连线垂直于所述第三通路的延伸方向；所述第二限位密封件与所述阀片自由端的形状互补，所述第二限位密封件可密封所述阀片自由端与所述第三通路之间的间隙；所述第一限位密封件和所述第二限位密封件上均设置有第一限位部，所述第一限位部可作用于所述阀片自由端，以限制所述阀片的最大旋转行程。
11.进一步地，所述第二通路和所述第三通路内还分别固设有第二限位件；所述第二限位件可作用于所述阀片固定端，以限制所述阀片的最大旋转行程。
12.进一步地，所述阀片自由端还设置有弹性层；所述弹性层可与所述第一限位密封件或者所述第二限位密封件形成弹性密封结构。
13.进一步地，所述阀片自由端为以所述阀片固定端为圆心的圆弧面结构。
14.本实用新型具有的优点或者有益效果：
15.本实用新型提供的燃油火车尾气净化系统用单阀双控式阀门结构利用一个阀片在三通管内实现了主通路和第一旁路两个通道的同步控制，简化阀门结构，同时提高主通路和第一旁路启闭动作的联动互锁性。
附图说明
16.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
17.图1是申请号为2021201379468，专利名称为“用于燃油火车的双通道尾气处理系统”的实用新型专利提供的一种用于燃油火车的双通道尾气处理系统的结构示意图；
18.图2是本实用新型实施例1提供的燃油火车尾气净化系统用单阀双控式阀门结构的结构示意图；
19.图3是图2中a区的局部结构放大图。
具体实施方式
20.下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的说明，显然所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对附图中提供的本实用新型实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
22.此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.实施例1
25.为了简化阀门结构，同时提高主通路和第一旁路启闭动作的联动互锁性，实施例1提供一种燃油火车尾气净化系统用单阀双控式阀门结构01，如图2
‑
3所示，包括三通管1、排气入口2、主通路3和第一旁路4；主通路3内设置有第一尾气净化单元30；第一旁路4内设置有第二尾气净化单元40；三通管1的三个通路位于同一平面上；三通管1的第一通路10与排气入口2连通，三通管1的第二通路11与主通路3的入口端连通，三通管1的第三通路12与第一旁路4的入口端连通；三通管1内设置有可动作的阀片13；阀片13包括阀片固定端130和阀片自由端131；阀片固定端130可转动地设置于第二通路11与第三通路12的连接处，阀片自由端131可围绕阀片固定端130在垂直于三通管1的平面内转动；阀片13可选择地阻断第二通路11或者阻断第三通路12。
26.实施例1提供的燃油火车尾气净化系统用单阀双控式阀门结构01的工作原理如下：
27.通过控制阀片13在三通管1内部的旋转，阀片自由端131可围绕阀片固定端130在垂直于三通管1的平面内转动，进而得到目标状态一和目标状态二。
28.目标状态一：阀片13设置方向垂直于第二通路11的延伸方向，第二通路11和主通路3被阻断，主通路3关闭，此时，第三通路12和第一旁路4处于开启状态，第一旁路4与排气入口2接通。
29.目标状态二：阀片13设置方向垂直于第三通路12的延伸方向，第三通路12和第一旁路4被阻断，第一旁路4关闭，此时，第二通路11和主通路3处于开启状态，主通路3与排气入口2接通。
30.实施例1提供的燃油火车尾气净化系统用单阀双控式阀门结构01利用一个阀片13在三通管1内实现了主通路3和第一旁路4两个通道的同步控制，简化阀门结构，同时提高主通路3和第一旁路4启闭动作的联动互锁性。
31.发动机启动模式(发动机刚启动的几十秒之内)：可控制阀片13在三通管1内部的旋转，得到目标状态一。燃油火车发动机刚启动时其高浓度的颗粒物(pm)的尾气直接通过第一旁路4，在第二尾气净化单元40的作用下，尾气中的颗粒物(pm)被处理。
32.发动机正常运行模式：可控制阀片13在三通管1内部的旋转，得到目标状态二。燃油火车发动机正常运行时，尾气依次流经主通路3中的第一尾气净化单元30，经过第一尾气净化单元30处理，排放尾气能够达到良好的净化效果。
33.实施例1提供的燃油火车尾气净化系统用单阀双控式阀门结构01，可根据发动机运行工况在主通路3和第一旁路4之间进行切换，发动机启动时产生的高浓度颗粒物尾气通过第一旁路4进行单独处理，从而大大延长了燃油火车尾气净化系统发生堵塞的周期，进而
能够有效延长燃油火车尾气净化系统的检修周期。
34.进一步地，如图2
‑
3所示，第一尾气净化单元30包括沿尾气处理方向依次设置的doc单元和颗粒物处理器；第二尾气净化单元40包括柴油颗粒物过滤器400。通过doc单元和颗粒物处理器，尾气中的碳氢化合物(hc)、一氧化碳(co)和颗粒物(pm)得以净化处理。
35.颗粒物处理器包括但不限于poc单元、pdpf单元和dpf单元中的任一种或几种的组合。其中，poc单元的工作原理就是把颗粒物收集并通过尾气的高温(250℃
‑
500℃)催化氧化颗粒物(pm)，以达到降低颗粒物(pm)的目的。
36.优选地，颗粒物处理器为poc单元。
37.为了提供一种用于燃油火车尾气净化系统用单阀双控式阀门的执行机构，进一步地，如图2
‑
3所示，燃油火车尾气净化系统用单阀双控式阀门结构01还包括转轴通道和旋转驱动器；阀片固定端130包括与阀片13固定连接的转轴1300；阀片自由端131可围绕转轴1300在垂直于三通管1的平面内转动；转轴通道设置于第二通路11与第三通路12的连接处，转轴通道与三通管1连通设置；转轴1300的一部分可通过转轴通道伸出三通管1的外部；转轴1300与转轴通道的连接环隙设置有旋转密封件；旋转驱动器设置于三通管1的外部，旋转驱动器与转轴1300传动连接。旋转驱动器可驱动转轴1300转动，从而调节阀片13在三通管1内的角度，以得到目标状态一和目标状态二。
38.具体地，旋转驱动器为气动执行器或者电动执行器。
39.为了提高阀片的密封性能，降低尾气从阀片自由端与三通管的管壁之间的间隙的泄漏量，进一步地，如图2
‑
3所示，第二通路11内固设有第一限位密封件110；第一限位密封件110与阀片固定端130的连线垂直于第二通路11的延伸方向；第一限位密封件110与阀片自由端131的形状互补，第一限位密封件110可密封阀片自由端131与第二通路11之间的间隙；第三通路12内固设有第二限位密封件120；第二限位密封件120与阀片固定端130的连线垂直于第三通路12的延伸方向；第二限位密封件120与阀片自由端131的形状互补，第二限位密封件120可密封阀片自由端131与第三通路12之间的间隙。通过设置第一限位密封件110和第二限位密封件120，可提高阀片13的密封性能，降低尾气从阀片自由端131与三通管1的管壁之间的间隙的泄漏量。第一限位密封件110和第二限位密封件120上均设置有第一限位部，第一限位部可作用于阀片自由端131，以限制阀片13的最大旋转行程。
40.由于阀片的驱动端设置在阀片固定端，若仅在阀片自由端对应的两侧设置第一限位部，阀片可能出现弯曲变形的现象，针对这一问题，进一步地，如图2
‑
3所示，第二通路11和第三通路12内还分别固设有第二限位件5；第二限位件5可作用于阀片固定端130，以限制阀片13的最大旋转行程。通过在阀片固定端130的两侧设置第二限位件5，可以起到良好的限位缓冲效果，缓解阀片13制动过程中出现的弯曲变形现象。
41.为了进一步提高阀片自由端与第一限位密封件或者第二限位密封件之间的密封性，进一步地，如图2
‑
3所示，阀片自由端131还设置有弹性层1310；弹性层1310可与第一限位密封件110或者第二限位密封件120形成弹性密封结构。
42.进一步地，如图2
‑
3所示，阀片自由端131为以阀片固定端130为圆心的圆弧面结构。
43.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相
关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。