CN108979815B - 一种汽车消声净化器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车尾气处理领域，具体公开了一种汽车消声净化器，包括：消声净化器，其包括：主壳体，其内设有圆柱状的腔道，一侧设有进气口，另一侧设有出气口；消声净化单元，其包括：设于主壳体腔道内的空心转轴、设于空心转轴上的空心螺旋叶片及隔板，空心螺旋叶片表面设有多个过滤孔，空心转轴尾端设有若干通气孔，隔板设于空心螺旋叶片与若干通气孔之间以将两者完全隔离；消声器，其设于消声净化单元后方；集尘器，其连通于隔板前侧；驱动装置，用于驱动空心转轴转动；主壳体出气口、二氧化氮回收器连接、二氧化碳回收器、纳米膜分离器及碳氢化合物气体回收器依次连接，该装置能彻底净化汽车尾气中的有害尾气气体，使汽车排放远高于国际标准。

Description

一种汽车消声净化器

技术领域

本发明属于汽车尾气处理领域，特别涉及汽车消声净化器。

背景技术

目前，随着汽车保有量的急剧增加，汽车尾气给大气带来的污染日趋严重，然而汽车尾气消声净化的技术没有多大的提高与发展。目前消声还是几十年前的水平，净化器还是使用的三元催化器，有的净化器是在净化器中加几层过滤网来净化。这样的结构也就是能达到现在中国及欧美各国制定的汽车尾气排放标准。但是，即使达到各国制定的汽车尾气排放标准，也还会排放大量的污染气体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车消声净化器，其能够最大化的处理汽车尾气排放，减少空气污染。

为实现上述目的，本发明提供了一种汽车消声净化器，包括：消声净化器，其包括：主壳体，其内设有圆柱状的腔道，该主壳体的一侧设有进气口，另一侧设有出气口；消声净化单元，其包括：设于所述主壳体的腔道内的空心转轴、设于所述空心转轴上的空心螺旋叶片及隔板，所述空心螺旋叶片的表面设有多个过滤孔且其空心部分与所述空心转轴的空心部分连通，所述空心转轴的尾端设有若干通气孔，所述隔板设于所述空心螺旋叶片与若干所述通气孔之间以将两者完全隔离，从而将所述主壳体分为与所述进气口连通的集尘净化子室和与所述出气口连通的净化出气室；消声器，其设于所述消声净化单元的后方；及集尘器，其连通于所述集尘净化子室的后侧；驱动装置，其用于驱动所述空心转轴转动；二氧化氮回收器，其进口与所述主壳体的出气口连接；二氧化碳回收器，其进口与所述二氧化氮回收器的出口连接；纳米膜分离器及碳氢化合物气体回收器，所述纳米膜分离器的进口与所述二氧化碳回收器的出口连接，所述碳氢化合物气体回收器的进口与所述纳米膜分离器的分离口连接。

优选的，上述技术方案中，所述消声净化单元为若干个，若干所述消声净化单元沿所述进气口至出气口方向依次同轴设置，相邻的所述消声净化单元之间均设有消声器，每个所述消声净化单元均配置有一所述集尘器。

优选的，上述技术方案中，所述消声器包括间隔设置的消声孔板和隔声排气孔板，所述隔声排气孔板的边缘延伸至与所述主壳体的内壁贴合，所述消声孔板和隔声排气孔板均开设有均匀分布的多个气孔，所述消声孔板和隔声排气孔板上的气孔错开设置。

优选的，上述技术方案中，所述二氧化氮回收器、二氧化碳回收器及碳氢化合物气体回收器结构一致，分别包括：具有进口和出口的壳体、设于所述壳体内的冷流体进入管及冷流体回流管、液化储罐；所述冷流体进入管的出口及冷流体回流管的进口相互串联，所述冷流体进入管的进口及冷流体回流管的出口分别连接一加压制冷器的冷夜出口及冷夜回口，所述加压制冷器的加压端口通过管路连通所述壳体，所述液化储罐通过管路与所述壳体的底部连通。

优选的，上述技术方案中，所述纳米膜分离器包括具有分离口、出口及进口的壳体和纳米过滤膜，所述纳米过滤膜的入口与所述壳体的进口连接，所述纳米过滤膜的第一分离口与所述壳体的出口连通，第二分离口与所述壳体的分离口连通。

优选的，上述技术方案中，所述消声净化器与所述二氧化氮回收器之间，所述二氧化氮回收器与所述二氧化碳回收器之间，所述二氧化碳回收器与所述纳米膜分离器之间，所述纳米膜分离器与所述碳氢化合物气体回收器之间的连接管路上均设有单向阀。

优选的，上述技术方案中，二氧化氮回收器、二氧化碳回收器及碳氢化合物气体回收器的壳体的内壁均设有吸音层。

优选的，上述技术方案中，所述纳米膜分离器的出口设有流速传感器、气体浓度传感器及管道泵。

优选的，上述技术方案中，所述隔板、消声孔板和隔声排气孔板由氧化铜制成。

优选的，上述技术方案中，还包括一PLC控制系统，所述PLC控制系统分别与所述驱动装置、加压制冷器、流速传感器、气体浓度传感器及管道泵连接。

与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明中的汽车消声净化器，驱动消声净化单元中带有过滤孔的空心螺旋叶片旋转，汽车尾气在不断旋转的空心螺旋叶片带动下产生往内运动的动力，以不断往空心螺旋叶片的过滤孔方向运动，从而从过滤孔进入空心螺旋叶片内，而粉尘则隔离在过滤孔外部，并被空心螺旋叶片带动下往消声净化单元后方运动，以进入到集尘器进行收集，同时汽车尾气产生的响声由旋转的空心螺旋叶片进行扩张消声及干涉消声，过滤后的汽车尾气从通气孔输出，由消声器再次消声后，由二氧化碳回收器和二氧化碳回收器对相关有害气体进行冷凝后的回收，之后将无害气体进行排放，利用消声净化单元的空心螺旋叶片进行过滤除尘消声，该方式净化程度较高，效果较好。

2.本发明中的消声器采用间隔设置并带有气孔的消声孔板和隔声排气孔板，消声孔板和隔声排气孔板与空心转轴上的通气孔、主壳体形成共振腔，能够对声音产生良好的共振，从而能够起到良好的消声效果。

3.本发明中的消声净化器、二氧化氮回收器、二氧化碳回收器及碳氢化合物气体回收器的内壁均设有吸音层，能够进一步优化消声效果。

4.本发明还引入纳米膜分离器和碳氢化合物气体回收器对过滤后的汽车尾气中的有害气体进一步过滤及回收，使得排放的气体更加环保。

5.由氧化铜制成的隔板、消声孔板和隔声排气孔板能够对有害气体中的气体进行氧化分解。

附图说明

图1是根据本发明的汽车消声净化器的结构图。

主要附图标记说明：

1a-消声净化器，2a-消声净化单元，3a-消声器，1-主壳体，2-进气口，3-吸音层，4-空心转轴，5-空心螺旋叶片，6-过滤孔，7-隔板，8-通气孔，9-集尘净化子室，10-净化出气室，11-集尘器，12-驱动装置，13-消声孔板，14-隔声排气孔板，15-单向阀，16-二氧化氮回收器，17-冷流体进入管，18-冷流体回流管，19-温度补偿器，20-阻流片，21-吸音层，22-液化储罐，23-加压端口，24-加压制冷器，25-二氧化碳回收器，26-纳米膜分离器，27-出口，28-分离口，29-流速传感器，30-气体浓度传感器，31-管道泵，32-碳氢化合物气体回收器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

图1显示了根据本发明优选实施方式的汽车消声净化器的结构图。

如图1所示，该实施例中的汽车消声净化器包括：消声净化器1a、驱动装置12、二氧化氮回收器16、二氧化碳回收器25、纳米膜分离器26以及碳氢化合物气体回收器32。

继续参考图1，消声净化器1a包括：主壳体1、消声净化单元2a、驱动装置12、消声器3a及集尘器11；主壳体1内设有圆柱状的腔道，该主壳体1的一侧设有进气口2，另一侧设有出气口，进气口2连接汽车尾气排放口，主壳体1的内壁覆盖有吸音层3，吸音层3优选为泡沫铝；消声净化单元2a包括：设于主壳体1的腔道内的空心转轴4、设于空心转轴4上的空心螺旋叶片5及隔板7，空心螺旋叶片5优选包括至少两圈螺旋叶片以上，空心螺旋叶片5的表面设有多个过滤孔6且其空心部分与空心转轴4的空心部分连通，空心转轴4的尾端设有若干通气孔8，隔板7设于空心螺旋叶片5与若干通气孔8之间以将两者完全隔离，从而将主壳体1分为与进气口2连通的集尘净化子室9和与出气口连通的净化出气室10，该实施例中优选的，隔板由氧化铜制成，能够对有害气体中的气体进行氧化分解，隔板7也用于支撑空心转轴4，即隔板7呈圆形状，隔板7的外缘与主壳体1的内壁密封连接，中部开设有支撑轴孔，空心转轴4的后端通过轴承等部件安装于支撑轴孔内，而空心转轴4的前端则延伸出主壳体1外，消声器2a设于消声净化单元1a的后方，集尘器11连通于集尘净化子室9的后侧，集尘器11设有具有过滤层的出气口，该集尘器11的出气口优选与主壳体1的进气口连通以形成循环，从而使气流流通更佳顺畅以引导粉尘进入集尘器11；驱动装置12用于驱动延伸出主壳体1外的空心转轴4转动，驱动装置12优选为变频调速电机。使用时，电机驱动空心转轴4转动，进而带动带有过滤孔6的空心螺旋叶片5旋转，汽车尾气在不断旋转的空心螺旋叶片5带动下产生往内运动的动力，以不断往空心螺旋叶片5的过滤孔6方向运动，气流从过滤孔6进入空心螺旋叶片5内，而粉尘则隔离在过滤孔6外部，并被空心螺旋叶片5带动下往消声净化单元1a后方运动，以进入到集尘器11进行收集，同时汽车尾气产生的响声由旋转的空心螺旋叶片5进行分解、消声，即旋转的叶片起到了快速接触声波的作用，进行干涉消声及扩张消声，扩张的声波由主壳体1的内壁的吸音层3吸收，达到了快速消声的目的。过滤后的汽车尾气从通气孔输出，输出后再由消声器3a进行再次消声。

进一步参考图1，消声器3a包括间隔设置于空心转轴4的若干通气孔8后方的消声孔板13和隔声排气孔板14，消声孔板13和隔声排气孔板14均开设有均匀分布的多个气孔，消声孔板13和隔声排气孔板14上的气孔错开设置，隔声排气孔板14的边缘延伸至与主壳体1的内壁贴合，上述结构方式使消声孔板13和隔声排气孔板14之间能够产生良好的共振，而消声孔板13和隔声排气孔板14与空心转轴4上的通气孔8、主壳体1之间形成共振腔，，以能够起到良好的消声效果，特别是削弱气流中的中、高频噪声，并结合主壳体1内壁的吸音层3，能够对气流所产生的高、中、低频噪声都能得到妥善的处理。其中，消声孔板13和隔声排气孔板14由氧化铜材料制成，使其具有氧化功能，可直接作为催化剂对氮氧化物，一氧化碳，碳氢化合物等气体进行氧化分解，分解为二氧化碳、氮气、蒸气等气体。

进一步参考图1，作为该实施例的一优选设计，消声净化单元1a可为一个，也可为若干个(即为多级消声净化)，若干消声净化单元1a沿主壳体1的进气口2至出气口方向依次通过传动轴同轴设置(即由一电机可同时带动若干消声净化单元1a的空心转轴4同时旋转)，该实施例中优选的，将若干消声净化单元1a的空心螺旋叶片5的过滤孔依次减小设置，使得过滤更精细，可设置粗滤、细滤及精滤等。相邻的消声净化单元1a之间均设有消声器3a，每个消声净化单元1a均配置有一集尘器11，汽车尾气经过多级消声净化后，排放标准远远高于国家制定的尾气排放标准。

进一步参考图1，二氧化氮回收器16的进口通过单向阀15与主壳体1的出气口连接；二氧化碳回收器25的进口通过单向阀与二氧化氮回收器16的出口连接，纳米膜分离器26的进口通过单向阀与二氧化碳回收器25的出口连接，碳氢化合物气体回收器32的进口通过单向阀与纳米膜分离器26的分离口28连接。对消声净化器1a消声过滤后的汽车尾气首先通入二氧化氮回收器16回收二氧化氮气体，然后通入二氧化碳回收器25回收二氧化碳气体，再通入纳米膜分离器26对气体中的有害物质进行过滤，过滤后的部分气体即可通过纳米膜分离器26的出口27排到空气中，另一部分碳氢气体则通过纳米膜分离器26的分离口28输送至碳氢化合物气体回收器32进行回收，经过一系列过滤回收器对有害汽车尾气进行过滤回收后，使得排放的汽车尾气更加环保。

进一步参考图1，该实施例中，纳米膜分离器26包括具有分离口28、出口27及进口的壳体和纳米过滤膜，纳米过滤膜的入口设于壳体的进口连接，纳米过滤膜由多层纳滤膜孔依次减小的纳米过滤膜组成，多层纳米过滤膜的下方为第一分离口，多层纳米过滤膜相对入口的另一侧为第二分离口，纳米过滤膜的第一分离口与壳体的出口27连通，第二分离口与壳体的分离口28连通，即部分能够完全穿过多层纳米过滤膜气体(碳氢气体)从分离口28排出，另一部分气体则不能完全穿过则从出口排出至外部(即二氧化碳的密度为1.977g/cm³、二氧化氮的密度为2.05g/cm³、碳氢气体的密度为0.741g/cm³)，纳米膜分离器26的出口设有流速传感器29、气体浓度传感器30及管道泵31，能够测量气体的流速和浓度，且可通过管道泵31加快气体的排速。

进一步参考图1，该实施例中，二氧化氮回收器16、二氧化碳回收器25及碳氢化合物气体回收器32结构一致，分别包括：具有进口和出口的壳体、设于壳体内的冷流体进入管17及冷流体回流管18、液化储罐22；冷流体进入管17的出口及冷流体回流管18的进口相互串联，串联处增设温度补偿器19，即波纹管，用于由于热冷变化大，为了防止管路对接处损坏。壳体内设有多块由氧化铜制成的阻流片20，该阻流片20在高温作用下能够对气体中残余的一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物氧化成二氧化碳、二氧化氮、氮气、水蒸汽，多块阻流片20上开设有相对错开排布的消声孔，且壳体的内壁设有吸音层21。冷流体进入管17的进口及冷流体回流管18的出口分别连接一加压制冷器24的冷夜出口及冷夜回口，加压制冷器24的加压端口23通过管路延伸至壳体内，液化储罐22通过管路与壳体的底部连通，其中，二氧化氮回收器16、二氧化碳回收器25及碳氢化合物气体回收器32的冷流体和压力分别由加压制冷器24提供，其各类气体的回收原理为：加压制冷器24分别给各个回收器提供各类气体的液化压力及温度，使得各类气体能够在各自的液化压力及温度进行液化由对应的液化储罐22进行收集，而另外的气体则正常传输。

值得说明的是，引入PLC控制系统，PLC控制系统分别与电机、加压制冷器、流速传感器、气体浓度传感器及管道泵等部件连接，电机的转速、流速传感器、气体浓度传感器、管道泵的转速、加压制冷器提供给二氧化氮回收器、二氧化碳回收器及碳氢化合物气体回收器的压力和冷流体的温度分别由PLC控制系统控制，保证处理后的气体排放速度与原汽车排气流速相同。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种汽车消声净化器，其特征在于，包括：

消声净化器，其包括：

主壳体，其内设有圆柱状的腔道，该主壳体的一侧设有进气口，另一侧设有出气口；

消声净化单元，其包括：设于所述主壳体的腔道内的空心转轴、设于所述空心转轴上的空心螺旋叶片及隔板，所述空心螺旋叶片的表面设有多个过滤孔且其空心部分与所述空心转轴的空心部分连通，所述空心转轴的尾端设有若干通气孔，所述隔板设于所述空心螺旋叶片与若干所述通气孔之间以将两者完全隔离，从而将所述主壳体分为与所述进气口连通的集尘净化子室和与所述出气口连通的净化出气室；

消声器，其设于所述消声净化单元的后方；及

集尘器，其连通于所述集尘净化子室的后侧；

驱动装置，其用于驱动所述空心转轴转动；

二氧化氮回收器，其进口与所述主壳体的出气口连接；

二氧化碳回收器，其进口与所述二氧化氮回收器的出口连接；

纳米膜分离器以及碳氢化合物气体回收器，所述纳米膜分离器的进口与所述二氧化碳回收器的出口连接，所述碳氢化合物气体回收器的进口与所述纳米膜分离器的分离口连接；

使用时，所述驱动装置驱动所述空心转轴转动，进而带动带有所述过滤孔的所述空心螺旋叶片旋转，汽车尾气在不断旋转的所述空心螺旋叶片的带动下产生往内运动的动力，不断向所述空心螺旋叶片上的过滤孔方向运动，气流从所述过滤孔进入所述空心螺旋叶片内，粉尘隔离在所述过滤孔外部，并在所述空心螺旋叶片带动下往所述消声净化单元后方运动，进入到所述集尘器中被收集，同时汽车尾气产生的响声由旋转的所述空心螺旋叶片进行分解、消声，即旋转的所述空心螺旋叶片快速接触声波，进行干涉消声及扩张消声；

所述二氧化氮回收器、二氧化碳回收器及碳氢化合物气体回收器结构一致，分别包括：具有进口和出口的壳体、设于所述壳体内的冷流体进入管及冷流体回流管、液化储罐；所述冷流体进入管的出口及冷流体回流管的进口相互串联，所述冷流体进入管的进口及冷流体回流管的出口分别连接一加压制冷器的冷夜出口及冷夜回口，所述加压制冷器的加压端口通过管路连通所述壳体，所述液化储罐通过管路与所述壳体的底部连通；

所述消声器包括间隔设置的消声孔板和隔声排气孔板，所述隔声排气孔板的边缘延伸至与所述主壳体的内壁贴合，所述消声孔板和隔声排气孔板均开设有均匀分布的多个气孔，所述消声孔板和隔声排气孔板上的气孔错开设置；所述隔板、消声孔板和隔声排气孔板由氧化铜制成；

还包括一PLC控制系统，所述PLC控制系统分别与所述驱动装置、加压制冷器、流速传感器、气体浓度传感器及管道泵连接，所述纳米膜分离器的出口设有流速传感器、气体浓度传感器及管道泵。

2.根据权利要求1所述的汽车消声净化器，其特征在于，所述消声净化单元为若干个，若干所述消声净化单元沿所述进气口至出气口方向依次同轴设置，相邻的所述消声净化单元之间均设有消声器，每个所述消声净化单元均配置有一所述集尘器。

3.根据权利要求1所述的汽车消声净化器，其特征在于，所述纳米膜分离器包括具有分离口、出口及进口的壳体和纳米过滤膜，所述纳米过滤膜的入口与所述壳体的进口连接，所述纳米过滤膜的第一分离口与所述壳体的出口连通，第二分离口与所述壳体的分离口连通。

4.根据权利要求1所述的汽车消声净化器，其特征在于，所述消声净化器与所述二氧化氮回收器之间，所述二氧化氮回收器与所述二氧化碳回收器之间，所述二氧化碳回收器与所述纳米膜分离器之间，所述纳米膜分离器与所述碳氢化合物气体回收器之间的连接管路上均设有单向阀。

5.根据权利要求1所述的汽车消声净化器，其特征在于，所述二氧化氮回收器、二氧化碳回收器及碳氢化合物气体回收器的壳体的内壁均设有吸音层。

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