CN109322725A - 一种汽车尾气管水处理装置及其处理方法 - Google Patents

一种汽车尾气管水处理装置及其处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车尾气管水处理装置，包括：第一容器，通过第一管道与汽车排气管连通，所述第一容器的底部侧壁设有排水口，第一容器内设有水位检测传感器；第二容器，通过第二管道与第一容器底部的排水口连接，第二容器内设有与水反应生成无毒气体的化学试剂，第二管道上沿水流流向依次设有电磁阀和单向阀；安全阀，与第二容器的排气口连接，用于将第二容器内部的气体排出；控制单元，与所述电磁阀和水位检测传感器信号连接。本发明将水转化为低沸点的气体和产生干燥剂，然后干燥后的气体随尾气排出，从而避免了由于滴水而发生路面结冰的现象，保障了良好的路面状况，减少了交通事故的发生率。

Description

一种汽车尾气管水处理装置及其处理方法
技术领域
本发明是作为在冬季汽车尾气管水处理的问题研究，通过化学作用，改变水排放方式，达到减少交通路面结冰，保护车辆行驶安全的效果。
背景技术
目前燃油汽车仍然在国际、国内市场中占据主导地位，大多数燃油汽车消耗汽油，致使汽油的需求非常大，而绝大部分的汽油都会掺和多达15％的酒精于其中，这种混合物质中包含烃类，他们在燃烧室内发生燃烧反应，除了产生二氧化碳等排放物，也会产生水蒸气，排出的水蒸气在通过尾气管的过程中，由于温差会发生液化现象产生水滴排出尾气管外，洒落在地面上，对于一些大多时间处于零下的地区，会因为汽车在行驶的过程会积累很多水滴，洒落在地面致使地面结冰，这种路况会造成车轮轮胎附着力不足，产生滑移的行为，给这些地方交通带来诸多不便，增加了车祸的发生率。而这类问题是这类地区汽车在行驶过程中常出现的现象。
那怎样才能在这种工况下将液化产生的液态水真正处理掉，保护车辆安全驾驶，从而来解决这尾气管排出来的废水结冰问题。
公开号CN105804848A公开了一种汽车尾气管防滴水装置，该装置先对从尾气管中流出的废水进行收集、并通过液位传感器对水位进行检测，当水位达到指定位置后，通过水泵把水箱里的水泵出，最后通过莲蓬头雾化，上述装置排放出来的还是水，没有在根本上解决问题，仍然会导致路面结冰的现象。
申请号为201721590027.6的实用新型专利公开了一种防滴水汽车尾气管，该尾气管中的水通过集水容器收集后再通过电加热装置将水加热蒸发排出，蒸发排出后的水蒸气排出尾气管后遇到外部冷空气依旧会液化以及结冰。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出一种汽车尾气管水处理装置，考虑了氧气的沸点是-183℃，在0℃左右时的状态为气态，针对这种工况下的特殊情况，利用化学反应，将相对高沸点的水转化为低沸点的气体和产生干燥剂，然后干燥后的气体随尾气排出，从而避免了由于滴水而发生路面结冰的现象，保障了良好的路面状况，减少了交通事故的发生率。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种汽车尾气管水处理装置，包括：
第一容器，通过第一管道与汽车排气管连通，所述第一容器的底部侧壁设有排水口，第一容器内设有水位检测传感器；
第二容器，通过第二管道与第一容器底部的排水口连接，第二容器内设有与水反应生成无毒气体的化学试剂，第二管道上沿水流流向依次设有电磁阀和单向阀；
安全阀，与第二容器的排气口连接，用于将第二容器内部的超压气体排出；
控制单元，与所述电磁阀和水位检测传感器信号连接。
所述水位检测传感器为超声波液位传感器。
所述控制单元为单片机。
所述化学试剂为金属过氧化物。
所述金属过氧化物为过氧化钙。
本发明还进一步公开了一种基于所述汽车尾气管水处理装置的处理方法，尾气中的水汽到达汽车排气管尾部后遇冷发生液化变成水，水从第一管道流入第一容器中，设置在第一容器中的水位检测传感器将检测到第一容器中的水位值发送至控制单元，控制单元内部预设有水位上限值，当第一容器中水位值超过所述水位上限值时，发送指令给电磁阀，电磁阀开启，第一容器中的水通过第二管道和单向阀后进入第二容器，并与第二容器中的化学试剂发生反应，产生无毒气体，当第二容器内部的气压达到安全阀的排气极限时，通过安全阀进行排气。
有益效果：与现有技术方案相比，本发明的技术方案具有以下优点：
1、本发明将液态水转化为低沸点的氧气排出，从根本上解决了路面结冰的问题。
2、本发明与水反应生成无毒气体的化学试剂优选为过氧化钙，过氧化钙和水反应生成的氢氧化钙是干燥剂，对水进行二次吸收，同时对氧气进行干燥处理，排放清洁，符合绿色环保，可持续发展概念。
3、本发明装置巧妙利用安全阀，视为具有自调节功能的开关：当第二容器中的气体压力增加，克服弹簧力，阀门打开，排出氧气；压力降低，在弹簧预紧力作用下，阀门关闭。
4、本发明装置在第一容器和第二容器之间的第二管道上单向阀，避免了第二容器内的压力泄露，防止管道内的液体回流。
附图说明
图1是本发明的装置实现电路图；
图2是本发明第一容器和第二容器的连接结构示意图；
其中，1为水位检测传感器；2为第一容器；3为水；4为电磁阀；5为第二管道；6为单向阀；7为第二容器；8为化学试剂；9为安全阀；
图3是本发明尾气管与第一容器的连接示意图；
其中，11为尾气管；10为第一管道；
图4是本发明的装置流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
图1是本次发明装置的电路图，从图中可以看出单片机，电磁阀和液位传感器使用同一电源，使用滑阻保护电路；当液位传感器检测到水位到达预定水位后，发送信息给单片机；单片机实现‘与’门功能，单片机与电源串联，始终接受电源信号，当接收到液位传感器信号后，输出‘1’，直动式电磁阀通电，阀门打开，在压力差作用下，水由第一容器流向第二容器。
图2～3是发明装置的连接结构示意图，一种汽车尾气管水处理装置，包括：
第一容器2，通过第一管道10与汽车排气管11连通，所述第一容器2的底部侧壁设有排水口，第一容器2内设有水位检测传感器；
第二容器7，通过第二管道5与第一容器2底部的排水口连接，第二容器7内设有与水反应生成无毒气体的化学试剂8，第二管道5上沿水流流向依次设有电磁阀4和单向阀6；
安全阀9，与第二容器7的排气口连接，用于将第二容器7内部的气体排出；
控制单元，与所述电磁阀4和水位检测传感器信号连接。
作为本发明技术方案的一个优选实施例，所述水位检测传感器为超声波液位传感器，此种适用于小型储罐，EchoPod超声波液位传感器灵活的设计可以应用于综合系统或者替代浮球开关、电导率开关，灵敏度高，温度容差大。
作为本发明技术方案的一个优选实施例，所述控制单元选用型号为AT89C51的单片机。
作为本发明技术方案的一个优选实施例，所述化学试剂为过氧化钙。
本发明进一步公开了一种基于所述汽车尾气管水处理装置的处理方法，尾气中的水汽到达汽车排气管尾部后遇冷发生液化变成水，水从第一管道流入第一容器中，设置在第一容器中的水位检测传感器将检测到第一容器中的水位值发送至控制单元，控制单元内部预设有水位上限值，当第一容器中水位值超过所述水位上限值时，发送指令给电磁阀，电磁阀开启，第一容器中的水通过第二管道和单向阀后进入第二容器，并与第二容器中的化学试剂发生反应，产生无毒气体。
本实施例中，化学试剂为金属过氧化物(过氧化钠，过氧化钙等)，本发明考虑成本等因素，使用过氧化钙作为示例，当水经由直动式电磁阀、单向阀6进入第二容器后，第二容器中装有过氧化钙，发生化学反应：2CaO2+2H2O＝2Ca(OH)2+O2(气体)。
当第二容器内部的气压达到安全阀的排气极限时，通过安全阀进行排气。
本发明中，设置单向阀6的目的是防止第二容器中气压增大时，导致管道内的液体回流；
本发明利用水与过氧化钙的化学作用，将水变成氧气和生成氢氧化钙，生成的氢氧化钙又是干燥剂，对水进行二次处理，生成的氧气沸点低，在0摄氏度时也是气态，故不会产生结冰现象。随着第二容器内氧气不断增多，压力不断增加，当压力能克服安全阀的弹簧力后，安全阀阀门打开，气体通过安全阀阀口排出。
表1是本发明的系统信号真值表，超声波液压传感器与单片机是同步的，直动式电磁阀与单向阀是同步的，第二容器内的气压与安全阀是同步的，即当前者产生信号变化时，后者跟随变化。
表1
图4是发明的信号流程图，当第一容器内的水位下降到一定程度后，超声波液位传感器暂停信息的输出，单片机(与门)电路不工作，直动式电磁阀关闭，阀门关闭。随着第二容器内氧气来源减少，容器内压力降低，安全阀在弹簧预紧力作用下，关闭阀门。

Claims (7)

1.一种汽车尾气管水处理装置，其特征在于，包括：
第一容器，通过第一管道与汽车排气管连通，所述第一容器的底部侧壁设有排水口，第一容器内设有水位检测传感器；
第二容器，通过第二管道与第一容器底部的排水口连接，第二容器内设有与水反应生成无毒气体的化学试剂，第二管道上沿水流流向依次设有电磁阀和单向阀；
安全阀，与第二容器的排气口连接，用于将第二容器内部的超压气体排出；
控制单元，与所述电磁阀和水位检测传感器信号连接。
2.根据权利要求1所述的汽车尾气管水处理装置，其特征在于，所述水位检测传感器为超声波液位传感器。
3.根据权利要求1所述的汽车尾气管水处理装置，其特征在于，所述控制单元为单片机。
4.根据权利要求1所述的汽车尾气管水处理装置，其特征在于，所述电磁阀为直动式电磁阀。
5.根据权利要求1所述的汽车尾气管水处理装置，其特征在于，所述化学试剂为金属过氧化物。
6.根据权利要求/5所述的汽车尾气管水处理装置，其特征在于，所述金属过氧化物为过氧化钙。
7.一种基于权利要求1所述汽车尾气管水处理装置的处理方法，其特征在于，尾气中的水汽到达汽车排气管尾部后遇冷发生液化变成水，水从第一管道流入第一容器中，设置在第一容器中的水位检测传感器将检测到第一容器中的水位值发送至控制单元，控制单元内部预设有水位上限值，当第一容器中水位值超过所述水位上限值时，发送指令给电磁阀，电磁阀开启，第一容器中的水通过第二管道和单向阀后进入第二容器，并与第二容器中的化学试剂发生反应，产生无毒气体，当第二容器内部的气压达到安全阀的排气极限时，通过安全阀进行排气。
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