外置式汽车尾气吸附处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种汽车加装配件，具体涉及一种外置式汽车尾气吸附处理装置。


背景技术：

2.近年来，经济社会的快速发展带动了交通运输业的蓬勃发展。随着燃油技术的蓬勃发展，其燃油技术受到越来越广泛地关注，，当前采用燃油作为汽车动力源的耗材，通常只要汽车燃油充分燃烧，其尾气产生的污染含量相对较低，然而，由于局部区域高温缺氧可能导致发动机燃烧不充分，其发电机在运行过程中会排放以碳烟为主要成分的颗粒污染物，是城市大气污染物的重要组成部分，对人体健康和大气环境有着重大影响，同时，重金属是大气主要污染成分之一，且对人类健康有威胁。当前汽车尾气中重金属浓度虽低，但是考虑到汽车基数庞大，使其排放仍对环境有不利影响。
3.当前汽车通过三元催化器净化其尾气，能够满足日常尾气排放要求，但是由于汽车发动机的转速存在变化，故汽车长时间在动力过载条件下，其发动机高速运作，导致燃油燃烧过程中存在各种非理想状态，例如燃料的不完全燃烧、混合气组分在高温高压下的反应、发动机润滑油和机油添加剂的燃烧，以及非碳氢化合物成分的燃烧，甚至燃油中可能添加由如硫化物和燃料添加剂的物质，因此，如何在尾气部分外置元件，减少汽车尾气的排放污染风险，是值得研究的。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种外置式汽车尾气吸附处理装置，以期望优化现有汽车需要在发动机因为动力过载条件下运行，可能导致燃烧不充分，进而汽车尾气可能存在较大的尾气污染风险。
5.为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种外置式汽车尾气吸附处理装置,包括三元催化器，其特征在于，上述三元催化器末端设有初滤箱，上述初滤箱末端设有分流器，上述分流器首端连接高温初滤箱，上述分流器末端设有第一输出口和第二输出口，上述分流器中设有换向开关，上述换向开关用于连通第一输出口和第二输出口的任意一个；上述第一输出口连通空滤箱，上述第二输出口连接水洗箱进气端，上述水洗箱出气端连通空滤箱。
7.作为优选，上述空滤箱侧壁设有第一接口和第二接口，上述第一接口连通第一输出口，上述第二接口连通水洗箱，上述空滤箱中设有多个过滤块，且相邻的两个过滤块之间相互贴合。
8.进一步的技术方案是，上述过滤块侧壁设有金属网，上述过滤块内腔填充活性炭过滤棉，上述活性炭过滤棉用于包裹滑石粉。
9.作为优选，上述第一输出口和第二输出口上设有单向阀，上述水洗箱的进气端和出气端均设有单向阀。
10.进一步的技术方案是，上述水洗箱中设有主流管，上述主流管连通第二输出口，上述主流管上设有多个支管，上述支管首端连通主流管，上述支管伸入到水洗箱底部，上述水洗箱底部注入吸附液，上述水洗箱的出气端设置在水洗箱顶部。
11.更进一步的技术方案是，上述水洗箱下端设有排液口，上述排液口上设有阀门，上述水洗箱底部设有导流板，上述导流板由水洗箱向阀门逐渐倾斜。
12.作为优选，空滤箱末端连接消音器组件。
13.作为优选，上述初滤箱包括箱体，上述箱体前端设有插口，上述插口对应三元催化器，上述箱体内壁设有隔热层，上述箱体内壁设有安装板，上述安装板上固定金属滤袋。
14.进一步的技术方案是，上述安装板上设有通孔，上述金属滤袋包括固定部和活动部，上述固定部安装在安装板上，上述活动部穿过安装板伸入到隔热层中。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果至少是如下之一：
16.本实用新型通过在三元催化器末端设置多个净化元件，利用分流器根据汽车运行需求，调整尾气流动管路，使尾气可以通过第一输出口或第二输出口输出，当发动机可能过载运行是燃烧不充分时，通过分流器便于尾气输送到水洗箱进行水洗和并进行二次物理吸附，以降低尾气中的固体颗粒，最后输出到空滤箱降低尾气金属含量。当发动机在常态下正常运行时，分流器可通过第一输出口将尾气直接输出到空滤箱，由空滤箱作为吸附元件，降低尾气中的金属含量。
17.本实用新型通过多个过滤块填充空滤箱，利用滑石粉和活性炭过滤棉组合作用，吸附尾气中的金属物质，利用滑石价格低廉、性质稳定、吸附力强的优点，从而空滤箱作为耗材的更换成本。
18.本实用新型通过单向阀，保证尾气流动路径可控，避免尾气在装置中随意流动，有效控制尾气的处理路径和过程，避免尾气逆向流动导致堆碳风险增高。
19.本实用新型通过主流管和支管的形式，有助于尾气接触水洗箱中的吸附液，从而尽可能的吸附进入水洗箱中的固体颗粒物。
20.本实用新型通过排液口和导流板的设计，能够易于更换吸附液，有助于定期统一清理吸附液中的固体颗粒；通过阀门控制排液口的开启和关闭时机。通过导流板的倾斜有助于水洗箱中的吸附液从排液口排放。通过连接消音器组件，使尾气输出过程中产生的噪音可控。
21.本实用新型通过箱体作为载体，通过隔热层避免局部热量影响车辆外部，通过插口连通三元催化器，利用安装板安装金属滤袋，使金属滤袋位伸入到隔热层中，并对尾气中的固体进行初步过滤。
附图说明
22.图1为本实用新型结构示意图。
23.图2为本实用新型水洗箱结构示意图。
24.图3为本实用新型过滤块分布示意图。
25.图4为本实用新型初滤箱结构示意图。
26.附图标记说明：
[0027]1‑
三元催化器、2
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初滤箱、3
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分流器、4
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空滤箱、5
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水洗箱、6
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过滤块、7
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单向阀、8
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消音器组件、9
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金属滤袋、201
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箱体、202
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插口、203
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隔热层、204
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安装板、301
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第一输出口、302
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第二输出口、303
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换向开关、401
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第一接口、402
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第二接口、501
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主流管、502
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支管、503
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吸附液、504
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排液口、505
‑
阀门、601
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金属网、602
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活性炭过滤棉、603
‑
滑石粉。
具体实施方式
[0028]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0029]
参考图1和图2所示，本实用新型的一个实施例是，一种外置式汽车尾气吸附处理装置,包括三元催化器1，其中，三元催化器1为现有三元催化器1，通过三元催化器1尽量将汽车尾气排出的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气；具体的说，三元催化器1内置的滤芯中含有催化剂；其工作原理是通过高温促使尾气中有害物与三种催化剂进行反应，通过三元催化器1将一氧化碳还原为二氧化碳，将氮氧化物还原为氮气和氧气，碳氢化合物还原为二氧化碳与水。其还原后的物质在狭义上都不具备严重的污染性，
[0030]
需要注意的是，尾气从发动机排出到排气歧管时通常不低于800摄氏度，进入三元催化器1的气体一般为500摄氏度的高温气体，利用高温作为催化还原的基础。
[0031]
上述三元催化器1末端设有初滤箱2，其中，初滤箱2用于过滤尾气中的固体颗粒，特别是车辆长期未使用的情况下，可能产生的碳粒；
[0032]
上述初滤箱2末端设有分流器3，其中，分流器3可以是现有三通管路连接器，上述分流器3首端连接高温初滤箱2，上述分流器3末端设有第一输出口301和第二输出口302，经过初滤箱2初步过滤后的尾气进入分流器3中进行选择性，由分流器3将尾气输送到第一输出口301或第二输出口302的任意一个。
[0033]
为了保证分流器3稳定分流，上述分流器3中设有换向开关303，其中换向开关303可以是现有三通阀门开关，上述换向开关303用于连通第一输出口301和第二输出口302的任意一个；
[0034]
上述第一输出口301连通空滤箱4，当发动机在常态下正常运行时，分流器3可通过第一输出口301将尾气直接输出到空滤箱4，由空滤箱4作为吸附元件，降低尾气中的金属含量。
[0035]
上述第二输出口302连接水洗箱5进气端，上述水洗箱5出气端连通空滤箱4，当发动机可能过载运行是燃烧不充分时，通过分流器便于尾气输送到水洗箱进行水洗和并进行二次物理吸附，以降低尾气中的固体颗粒，随后在进入空滤箱4。
[0036]
其中，空滤箱4为吸附金属物质的箱体，其过滤形式是多样的：例如，空滤箱4内置有机滤膜，有机滤膜采用含有双层氧化石墨烯做吸附剂，采用少层氧化石墨烯形成的稳定试液，通过涂覆有机滤膜的方法去除汽车尾气中的重金属污染物。例如，空滤箱4内置有陶瓷载体，采用多壁碳纳米管形成的稳定试液，涂覆碳纳米管，利用碳纳米管因其比表面积大，利用碳纳米管的吸附性能降低尾气中的金属含量。
[0037]
基于上述实施例，参考图3所示，本实用新型的另一个实施例是，为了空滤箱4能够接通第一输出口301和第二输出口302；上述空滤箱4侧壁设有第一接口401和第二接口402，
其中第一接口401和第二接口402均为单向接口，以避免尾气逆向流动。
[0038]
上述第一接口401连通第一输出口301，上述第二接口402连通水洗箱5，上述空滤箱4中设有多个过滤块6，且相邻的两个过滤块6之间相互贴合。
[0039]
进一步的，上述过滤块6侧壁设有金属网601，上述过滤块6内腔填充活性炭过滤棉602，上述活性炭过滤棉602用于包裹滑石粉603。
[0040]
其中金属网601为现有金属滤网，其金属网601呈圆柱形筒装，金属网601内部充入滑石粉603和活性炭过滤棉602，其活性炭过滤棉602的两端被金属网601封住；空滤箱4在汽车怠速状态下，对空滤箱4释放的气体进行检测，并利用电感耦合等离子体质谱仪进行分析，尾气经过空滤箱4吸附后与吸附前的差值为吸附量；通过空滤箱4对汽车尾气中重金属进行一定程度的附性。可降低钡、铬、锌元素的含量有明显降低，还可少量吸附镉元素，从而降低尾气中的金属含量。
[0041]
基于上述实施例，本实用新型的另一个实施例是，上述第一输出口301和第二输出口302上设有单向阀7，上述水洗箱5的进气端和出气端均设有单向阀7。其中单向阀7为现有商品，通过单向阀确保尾气流动的方向的可控性，其中水洗箱5的进气端置于侧壁，其水洗箱5的出气端位于水洗箱5顶部。
[0042]
进一步的，参考图2所示，上述水洗箱5中设有主流管501，上述主流管501连通第二输出口302，其中主流管501连通水洗箱5的进气端，从而使主流管501连通第二输出口302。
[0043]
上述主流管501上设有多个支管502，上述支管502首端连通主流管501，上述支管502伸入到水洗箱5底部，通过支管502对主流管501中的尾气进行分流，并将尾气均匀输送到水洗箱5底部，避免水洗箱5底部的局部气流量过大影响吸附效果。
[0044]
上述水洗箱5底部注入吸附液503，上述水洗箱5的出气端设置在水洗箱5顶部。其中，吸附液503可以是现有的吸附剂，也可以是清水，通过吸附液503将颗粒物吸附在水面上，从而降低尾气中的固体颗粒含量。
[0045]
再进一步的，上述水洗箱5下端设有排液口504，上述排液口504上设有阀门505，上述水洗箱5底部设有导流板506，上述导流板506由水洗箱5向阀门505逐渐倾。利用排液口504置于水洗箱5底部，易于排出吸附液，通过倾斜的导流板506设计，能够对水洗箱5底部的吸附液进行导向，有助于定期统一清理吸附液中的固体颗粒；通过阀门505控制排液口504的开启和关闭时机。
[0046]
基于上述实施例，本实用新型的另一个实施例是，上述空滤箱4末端连接消音器组件8，其中消音器组件8为现有汽车尾气排放系统的消音器，众所周知，发动机在工作过程存在四个工作环节，即进气、压缩、点火、排气，在尾气排放过程中，相邻的两次排气过程中间间隔着另外3个工作环节，所以装置内的气体压力是不连续的，而不连续的气体压力产生导致了气体分子的稀疏区和稠密区，从而产生类似于声浪，发动机尾气在排放过程中，会周期性的产生类似于声浪的噪音，需要通过消音器组件8使尾气输出过程中产生噪音调校至可控状态。具体的说，消音器组件8包括现有的复合型消声器，其复合型消声器主要是阻性消声器和抗性消声器的组合元件，具体的说，阻性消声器是为利用吸音棉吸收声音，通过消音器中填充多空吸声材料，抗性消声器是利用废气在这些腔室里反射、相互干涉而达到消声效果。
[0047]
基于上述实施例，参考图4所示，本实用新型的另一个实施例是，上述初滤箱2包括
箱体201，其中箱体201为合金材质，上述箱体201前端设有插口202，上述插口202对应三元催化器1，其插口202主要承接三元催化器1输出的气流管路。
[0048]
上述箱体201内壁设有隔热层203，通过隔热层203降低外界热量传导，上述箱体201内壁设有安装板204，上述安装板204上固定金属滤袋9，其中金属滤袋9为现有商品，其材质为耐高温金属制成的过滤网，主要通过金属滤袋9初步过滤可能存在的固体颗粒物。
[0049]
进一步的，上述安装板204上设有通孔，上述金属滤袋9包括固定部901和活动部902，上述固定部901安装在安装板204上，上述活动部902穿过安装板204伸入到隔热层203中。其中安装板204上的通孔便于活动部902穿过，其中，安装板204上设有螺孔，其固定部901为合金材质，通过耐高温螺栓将固定部901紧固在安装板204上；即尾气从插口202进入初滤箱2，尾气穿过安装板204后被金属滤袋9的活动部902过滤，利用金属滤袋9阻碍固体颗粒流动，穿过金属滤袋9的尾气则继续流入分流器3。
[0050]
需要注意的是，本实用新型的功能部件之间连接，涉及到一定的安装距离，故可采用耐高温的金属管路作为部件安装的传递载体，且元件与金属管路的连接处均为密封连接，以保证尾气的气密性符合相关要求。
[0051]
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、
ꢀ“
实施例”、“优选实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。
[0052]
尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本技术公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。