CN207048836U - 一种分体式排气管过滤净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分体式排气管过滤净化装置，由外部的壳体和内部的滤芯组成，所述壳体包括筒状的处理管和法兰连接在处理管两侧开口处的引流罩；所述处理管由两块相同的弧形板相互扣合而成；每块弧形板的一条直边上设有凸条，另一条直边上设有与凸条配合的通槽；所述滤芯包括沿尾气流动方向依次设置的陶瓷纤维滤芯、陶瓷载体和活性炭吸附层；所述陶瓷载体上涂覆有用来催化尾气中的氮氧化合物和碳氢化合物的催化剂。针对现有技术中不能拆解安装、容易出现积炭和重金属颗粒堵塞导致催化剂失效的问题，本实用新型提供一种分体式结构设计便于拆卸安装或维护更换且利用前端设置有的滤芯过滤颗粒物的尾气净化处理装置。

Description

一种分体式排气管过滤净化装置

技术领域

本实用新型涉及汽车尾气处理设备领域，具体是指一种分体式排气管过滤净化装置。

背景技术

在车水马龙的街头，一股股浅蓝色的烟气从一辆辆机动车尾部喷出，这就是通常所说的汽车尾气。这种气体排放物不仅气味怪异，而且令人头昏、恶心，影响人的身体健康。在车辆不多的情况下，大气的自净能力尚能化解汽车排出的毒素。但随着汽车数量的急剧增加，交通拥堵成了家常便饭，汽车本应具备的便捷、舒适、高效的优势逐渐被过多的车辆所抵消。“汽车灾难”已经形成，由此带来的汽车尾气更是害人不浅。

现有技术中，会在汽车排气管上设置有用来净化处理尾气的三元催化器，三元催化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx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。使得三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。而三元催化器是利用其内部的涂覆有催化剂的填料与尾气接触催化氧化，但现有技术中的尾气处理装置均为一体式结构，不仅难以拆除安装，而且后期效果下降导致尾气处理效果较差时，需要进行整体更换，使得后期维护成本较高；然后现有技术中直接将尾气与催化剂载体接触催化氧化，在长期使用过程中，催化剂载体不仅会出现积炭的现象，而且尾气中还带有少量的重金属氧化物颗粒，长期使用后会堆积在催化剂载体表面，影响整个尾气催化氧化效果；且现有的尾气处理装置都只能够根据汽车行驶公里数进行大概判断更换时间，不能够准确断其消耗程度。

实用新型内容

针对现有技术中不能拆解安装、容易出现积炭和重金属颗粒堵塞导致催化剂失效的问题，本实用新型提供一种分体式结构设计便于拆卸安装或维护更换且利用前端设置有的滤芯过滤颗粒物的排气管过滤净化装置。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种分体式排气管过滤净化装置，由外部的壳体和内部的滤芯组成；

所述壳体包括筒状的处理管和法兰连接在处理管两侧开口处的引流罩；所述处理管由两块相同的弧形板相互扣合而成；每块弧形板的一条直边上设有凸条，另一条直边上设有与凸条配合的通槽；

所述滤芯包括沿尾气流动方向依次设置的陶瓷纤维滤芯、陶瓷载体和活性炭吸附层；所述陶瓷载体上涂覆有用来催化尾气中的氮氧化合物和碳氢化合物的催化剂。

本实用新型的原理：本装置是悬挂在汽车底部用来处理尾气的装置，所述的壳体包括三个部分，中间的处理管用来处理尾气，而两端的引流罩用来连接并引导尾气进入或排出。靠近陶瓷纤维滤芯一侧的引流罩与发动机排气管连接，另一侧引流罩与排气尾管连接。处理管为分体式设计，所述的弧形板的两侧端面为半圆形结构，两个弧形板扣合时，任一一侧的两条相接触的直边通过凸条插入通槽内实现扣合的效果。在此需要声明的是，本实用新型虽然限定为在同一弧形板上一侧设有凸条，另一侧设有通槽，但在同一弧形板上的两条直边只设有凸条或只设有通槽的方式属于等同替换，故这两种设置方式实质相同，均属于本实用新型的保护范围。凸条和通槽不仅能够使两块弧形板紧密扣合，而且起到一定的限位效果，在安装或者拆卸式，可先将两侧的引流罩取下，然后将两个弧形板分开，便可将其内部的滤芯轻松取出进行更换。

本实用新型的滤芯分为三个部分，前端为陶瓷纤维滤芯，所述的陶瓷纤维滤芯是一种利用陶瓷纤维材料加工而成的絮状填料，因为陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，故能够适应高温尾气过滤处理。尾气经过陶瓷纤维滤芯时，尾气中的颗粒物会被截留在陶瓷纤维滤芯内，从而达到除尘的效果。因为一般汽油机的尾气中颗粒物较少，所以陶瓷纤维滤芯更换周期较长，使用成本较低，但又能够阻隔重金属氧化物进入催化剂载体上导致催化剂失效。所述的陶瓷载体即为一种陶瓷多孔材料，它本身并不参加催化反应，而是在其表面覆盖的铂、铑、钯等贵重金属进行催化氧化反应，其反应过程为：

CO + O₂ — CO₂

NO_x — N₂ + O₂

C_xH_x + O₂ — CO₂ + H₂O

上述公式是表示尾气中有害气体的转化过程，通过催化剂将尾气中的有害气体转化为氧气、水和二氧化碳，最后通过活性炭吸附层进一步过滤，然后从排气尾管中排出。

为更好的实现本实用新型，进一步地，所述处理管内设有内管，所述内管外侧管壁上设有滑块，处理管内壁上设有滑槽；内管通过滑块与滑槽的配合在处理管沿轴向滑动。现在对处理管的结构进行优化，通过在处理管内单独设有一层内管，且所述内管与处理管之间存在一定间隔，故提高整个处理管的隔热效果。而内管外壁上可设有一个或多个滑块，滑槽也可设置一条或多条，而同一滑槽内也可配合有多个滑块，只要通过滑块与滑槽的配合进行固定限位即可。在更换和取下整个内管时，不需要将两侧的引流罩取下，只需要取下一侧的引流罩，然后将内管从处理管内滑出即可进行更换。

进一步地，所述内管外侧管壁上覆盖有将内管与处理管之间间隙填充满的石棉纤维隔热层。所述的石棉纤维隔热层是将石棉纤维板覆盖在内管外侧管壁上形成的结构，因为石棉纤维板不仅耐热，而且具有较好的隔热性能。而石棉纤维隔热层在设有滑块的位置开设有与之适配的孔洞。

进一步地，所述引流罩为双层锥形导管结构，其两端开口处设有法兰盘。所述的法兰盘起到密封连接的效果，因为整个处理管为双层结构，其内部还设有夹层，所以两端引流罩与处理管连接处的开口直径与内管直径相同，但引流罩与处理管接触端的法兰盘宽度大于处理管上的法兰盘宽度，从而便于将处理管和内管之间的间隙堵住，实现密封效果。实际使用中，可在引流罩的法兰盘端面上涂覆有耐高温环氧胶，能够在高温环境中实现密封粘接的效果。若后期维护时，可直接将耐高温环氧胶破坏然后进行拆解，而在安装时，在重新涂覆耐高温环氧胶进行重新密封。

进一步地，所述处理管外部套接有两个或两个以上的卡箍。所述的卡箍用来夹持稳固处理管。

进一步地，所述凸条和通槽表面覆盖有氟橡胶层。所述的氟橡胶层不仅能够增加摩擦力，提高凸条和通槽的限位效果，而且还能够增加一定的密封效果。所述的氟橡胶材质具有耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，其最大承受温度值为300℃，因为设有石棉纤维隔热层，使得处理管处的温度能够保持在300℃以下，但高于普通橡胶材质的最大承受温度。

进一步地，所述一端的引流罩内设有A热电偶，另一端的引流罩内设有B热电偶；在处理管外部固定有与A热电偶、B热电偶单独连接的处理器；所述处理器连接有用来反馈处理管两端温度差的显示器。现在在处理装置上设有一套自动检测反馈系统，主要是通过在处理管两端设有的A热电偶和B热电偶进行温度检测。所述的A热电偶和B热电偶均为热电偶结构，热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成模拟信号进行反馈。因为一般汽车尾气温度在400-800℃之间，普通的温度传感器在此温度范围内无法正常工作，故采用从-40~1600℃均可连续测温的热电偶进行检测；热电偶性能牢靠，机械强度好，运用寿命长。而所述的处理器包括固定在处理管外壁上的外壳和设置在外壳内的单片机，而所述的显示器即为一种简单的液晶模块。通过处理器收集处理管两端A热电偶和B热电偶传输过来的温度值，并进行简单的运算得到其差值。因为处理管出口的温度应至少高于进口温度10-15%，正常工作的出口温度高于进口温度20-25%。如果出口温度值低于以上的范围，则催化转化器工作不正常，使用者可根据显示器上显示的数值进行判断然后对其进行更户或更换；如果出口温度值超过以上范围，则说明废气中含有异常高浓度的CO和HC，需对发动机本身做进一步的检查。通过简单的温度检测既能够准确判断滤芯的过滤效果，而且还能够给发动机的运行状态提供指导作用。

进一步地，所述陶瓷纤维滤芯、陶瓷载体和活性炭吸附层之间设有用来分隔的陶瓷孔板。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型结构简单紧凑，通过分体式设计有利于安装和拆卸，相较于现有技术，可直接更换滤芯，不需要将其整体进行更换，减少后期的使用维护成本；而且通过在催化剂载体前端单独设置有的陶瓷纤维滤芯能够减少进入催化剂载体内的颗粒物，避免颗粒物长期在催化剂载体表面堆积致使催化剂失效；最后通过设有的温度检测系统能够实时反馈整个处理装置的处理状态，能够根据进出口的温度差判断是否需要进行维护和更换，提供更加准确的维护保养指导。

附图说明

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，本实用新型的其他特征、目的和优点将会变得更为明显：

图1为本实用新型的平面部分透视图；

图2为本实用新型的立体结构部分剖视图；

图3为本实用新型的处理管横截面示意图。

其中：1—壳体，101—处理管，102—引流罩，2—陶瓷纤维滤芯，3—陶瓷载体，4—活性炭吸附层，5—内管，6—滑块，7—滑槽，8—石棉纤维隔热层，9—卡箍，10—A热电偶，11—B热电偶，12—处理器，13—陶瓷孔板。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

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，术语“设有”、“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；也可以是直接相连，也可以是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。

实施例1：

本实施例的一种分体式排气管过滤净化装置，如图1和图2所示，由外部的壳体1和内部的滤芯组成，所述壳体1包括筒状的处理管101和法兰连接在处理管101两侧开口处的引流罩102；所述处理管101由两块相同的弧形板相互扣合而成；每块弧形板的一条直边上设有凸条，另一条直边上设有与凸条配合的通槽；中间的处理管101用来处理尾气，而两端的引流罩102用来连接并引导尾气进入或排出。靠近陶瓷纤维滤芯2一侧的引流罩102与发动机排气管连接，另一侧引流罩102与排气尾管连接。处理管101为分体式设计，所述的弧形板的两侧端面为半圆形结构，两个弧形板扣合时，任一一侧的两条相接触的直边通过凸条插入通槽内实现扣合的效果。在此需要声明的是，本实用新型虽然限定为在同一弧形板上一侧设有凸条，另一侧设有通槽，但在同一弧形板上的两条直边只设有凸条或只设有通槽的方式属于等同替换，故这两种设置方式实质相同，均属于本实用新型的保护范围。凸条和通槽不仅能够使两块弧形板紧密扣合，而且起到一定的限位效果，在安装或者拆卸式，可先将两侧的引流罩102取下，然后将两个弧形板分开，便可将其内部的滤芯轻松取出进行更换。

本实施例的滤芯分为三个部分，前端为陶瓷纤维滤芯2，所述的陶瓷纤维滤芯2是一种利用陶瓷纤维材料加工而成的絮状填料，因为陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，故能够适应高温尾气过滤处理。尾气经过陶瓷纤维滤芯2时，尾气中的颗粒物会被截留在陶瓷纤维滤芯2内，从而达到除尘的效果。因为一般汽油机的尾气中颗粒物较少，所以陶瓷纤维滤芯2更换周期较长，使用成本较低，但又能够阻隔重金属氧化物进入催化剂载体上导致催化剂失效。所述的陶瓷载体3即为一种陶瓷多孔材料，它本身并不参加催化反应，而是在其表面覆盖的铂、铑、钯等贵重金属进行催化氧化反应，通过催化剂将尾气中的有害气体转化为氧气、水和二氧化碳，最后通过活性炭吸附层4进一步过滤，然后从排气尾管中排出。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，如图3所示，所述处理管101内设有内管5，所述内管5外侧管壁上设有T型结构的滑块6，处理管101内壁上设有T型结构的滑槽7；所述的滑块6和滑槽7也可以设计为燕尾槽结构，均可实现本实施例所要达到的技术效果。内管5通过滑块6与滑槽7的配合在处理管101沿轴向滑动。现在对处理管101的结构进行优化，通过在处理管101内单独设有一层内管5，且所述内管5与处理管101之间存在一定间隔，故提高整个处理管101的隔热效果。而内管5外壁上可设有一个或多个滑块6，滑槽7也可设置一条或多条，而同一滑槽7内也可配合有多个滑块6，只要通过滑块6与滑槽7的配合进行固定限位即可。在更换和取下整个内管5时，不需要将两侧的引流罩102取下，只需要取下一侧的引流罩102，然后将内管5从处理管101内滑出即可进行更换。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例3：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，所述内管5外侧管壁上覆盖有将内管5与处理管101之间间隙填充满的石棉纤维隔热层8。所述的石棉纤维隔热层8是将石棉纤维板覆盖在内管5外侧管壁上形成的结构，因为石棉纤维板不仅耐热，而且具有较好的隔热性能。而石棉纤维隔热层8在设有滑块6的位置开设有与之适配的孔洞。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例4：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，所述引流罩102为双层锥形导管结构，其两端开口处设有法兰盘。所述的法兰盘起到密封连接的效果，因为整个处理管101为双层结构，其内部还设有夹层，所以两端引流罩102与处理管101连接处的开口直径与内管5直径相同，但引流罩102与处理管101接触端的法兰盘宽度大于处理管101上的法兰盘宽度，从而便于将处理管101和内管5之间的间隙堵住，实现密封效果。实际使用中，可在引流罩102的法兰盘端面上涂覆有耐高温环氧胶，能够在高温环境中实现密封粘接的效果。若后期维护时，可直接将耐高温环氧胶破坏然后进行拆解，而在安装时，在重新涂覆耐高温环氧胶进行重新密封。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例5：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，所述处理管101外部套接有两个或两个以上的卡箍9。所述的卡箍9用来夹持稳固处理管101。而所述凸条和通槽表面覆盖有氟橡胶层。所述的氟橡胶层不仅能够增加摩擦力，提高凸条和通槽的限位效果，而且还能够增加一定的密封效果。所述的氟橡胶材质具有耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，其最大承受温度值为300℃，因为设有石棉纤维隔热层8，使得处理管101处的温度能够保持在300℃以下，但高于普通橡胶材质的最大承受温度。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例6：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，所述一端的引流罩102内设有A热电偶10，另一端的引流罩102内设有B热电偶11；在处理管101外部固定有与A热电偶10、B热电偶11单独连接的处理器12；所述处理器12连接有用来反馈处理管101两端温度差的显示器。现在在处理装置上设有一套自动检测反馈系统，主要是通过在处理管101两端设有的A热电偶10和B热电偶11进行温度检测。所述的A热电偶10和B热电偶11均为K型热电偶，热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成模拟信号进行反馈。因为一般汽车尾气温度在400-800℃之间，普通的温度传感器在此温度范围内无法正常工作，故采用从-40~1000℃均可连续测温的K型热电偶进行检测；热电偶性能牢靠，机械强度好，运用寿命长。而所述的处理器12包括固定在处理管101外壁上的外壳和设置在外壳内的msp430单片机，而所述的显示器即为一种简单的液晶模块。通过处理器12收集处理管101两端A热电偶10和B热电偶11传输过来的温度值，并进行简单的运算得到其差值。因为处理管101出口的温度应至少高于进口温度10-15%，正常工作的出口温度高于进口温度20-25%。如果出口温度值低于以上的范围，则催化转化器工作不正常，使用者可根据显示器上显示的数值进行判断然后对其进行更户或更换；如果出口温度值超过以上范围，则说明废气中含有异常高浓度的CO和C_xH_x，需对发动机本身做进一步的检查。通过简单的温度检测既能够准确判断滤芯的过滤效果，而且还能够给发动机的运行状态提供指导作用。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例7：

本实施例是在上述实施例的基础上，进一步地限定，所述陶瓷纤维滤芯2、陶瓷载体3和活性炭吸附层4之间设有用来分隔的陶瓷孔板13。本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种分体式排气管过滤净化装置，由外部的壳体（1）和内部的滤芯组成，其特征在于：

所述壳体（1）包括筒状的处理管（101）和法兰连接在处理管（101）两侧开口处的引流罩（102）；所述处理管（101）由两块相同的弧形板相互扣合而成；每块弧形板的一条直边上设有凸条，另一条直边上设有与凸条配合的通槽；

所述滤芯包括沿尾气流动方向依次设置的陶瓷纤维滤芯（2）、陶瓷载体（3）和活性炭吸附层（4）；所述陶瓷载体（3）上涂覆有用来催化尾气中的氮氧化合物和碳氢化合物的催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种分体式排气管过滤净化装置，其特征在于：所述处理管（101）内设有内管（5），所述内管（5）外侧管壁上设有滑块（6），处理管（101）内壁上设有滑槽（7）；内管（5）通过滑块（6）与滑槽（7）的配合在处理管（101）沿轴向滑动。

3.根据权利要求2所述的一种分体式排气管过滤净化装置，其特征在于：所述内管（5）外侧管壁上覆盖有将内管（5）与处理管（101）之间间隙填充满的石棉纤维隔热层（8）。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种分体式排气管过滤净化装置，其特征在于：所述引流罩（102）为双层锥形导管结构，其两端开口处设有法兰盘。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种分体式排气管过滤净化装置，其特征在于：所述处理管（101）外部套接有两个或两个以上的卡箍（9）。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种分体式排气管过滤净化装置，其特征在于：所述凸条和通槽表面覆盖有氟橡胶层。

7.根据权利要求1-3任一项所述的一种分体式排气管过滤净化装置，其特征在于：所述一端的引流罩（102）内设有A热电偶（10），另一端的引流罩（102）内设有B热电偶（11）；在处理管（101）外部固定有与A热电偶（10）、B热电偶（11）单独连接的处理器（12）；所述处理器（12）连接有用来反馈处理管（101）两端温度差的显示器。

8.根据权利要求1-3任一项所述的一种分体式排气管过滤净化装置，其特征在于：所述陶瓷纤维滤芯（2）、陶瓷载体（3）和活性炭吸附层（4）之间设有用来分隔的陶瓷孔板（13）。