一種無能耗的汽車二次揚塵收集處理裝置及方法與流程
2023-07-13 01:33:31 4
本發明涉及一種無能耗的汽車二次揚塵收集處理裝置及方法，用於對汽車後輪後方揚塵的收集處理，屬於汽車節能環保技術領域。
背景技術：
可吸入顆粒物（PM10）已成為我國許多城市，尤其是北方城市的首要大氣汙染物，它對城市居民的健康及城市生態景觀造成諸多危害。隨著我國的機動車保有量不斷增加，機動車引起的道路揚塵已成為城市大氣顆粒物汙染的主要來源。因此，控制城市道路揚塵汙染是從源頭提高環境空氣品質的一種重要途徑。
相關數據研究表明，國內外基本上都採用灑水車或抑塵劑來控制道路揚塵，但由汽車行駛過程中產生的汽車二次揚塵一直沒得到很好的解決，汽車二次揚塵的減少和處理至關重要。文獻研究表明，汽車二次揚塵已得到有關學者的重視，目前關於汽車二次揚塵收集處理研究主要有以下幾種。
張書勤提出了汽車尾氣揚塵收集裝置，該裝置通過在汽車每個輪胎的後上方安裝一個吸塵罩，利用汽車尾氣排放時產生的負壓，將汽車在行駛過程中輪胎與地面摩擦後產生的灰塵、碎橡膠粒以及其他有害物質吸入位於設置在車後的集塵箱中，從而達到淨化空氣、保護環境的目的。其優點是無需消耗多餘的能量來收集揚塵，缺點是尾氣排放速度過小而導致吸塵量不大，沒有將總管路接入過濾層下方，並不能很好的起到過濾淨化作用。
李建明研究了帶尾塵收集器的汽車，其特徵是在汽車底部設置有尾塵收集器，尾塵收集器中的引氣通道被集成板分隔為入口通道和排氣通道。通過在汽車底部增設尾塵收集器，利用汽車（高速）行駛過程中，尾塵收集器的引氣通道內形成負壓區，而引氣通道入口外側形成正壓區，使通道外產生的尾塵和顆粒伴隨高速氣流由正壓區往負壓區流動，並引入氣體通道內，尾塵和顆粒等被隔離並粘附在集塵板上，而（淨化）氣流則通過排氣通道排出，如此循環，以收集行駛中的汽車產生的尾塵或顆粒等。其缺點是必須在高速行駛的條件下才能很好的吸收揚塵，而城市中行駛的汽車速度都不是很高，且在城市中的汽車居多，揚塵產生的危害最大，所以不能有效解決揚塵的危害。
此外，李光松研究了一種汽車與大氣揚塵收集報警裝置的使用方法，上海市民辦尚德實驗學校研究了汽車揚塵收集裝置，嚴雲章研究了汽車揚塵淨化器，這幾種揚塵收集裝置或方法的主要缺點是都需要消耗電能來吸收揚塵，在考慮環保的同時沒有起到很好的節能作用。
綜上所述，目前我國關於汽車二次揚塵收集處理方面的研究還存在額外耗能等很多問題。對此，本發明設計了一種汽車二次揚塵收集處理裝置，利用文丘裡管（壓差）原理進行揚塵的收集和淨化處理。
技術實現要素：
本發明的發明目的在於：基於流體力學中文丘裡管原理，設計一種無能耗的汽車二次揚塵收集處理裝置及方法，用於收集汽車輪胎及底盤處所產生的二次揚塵，同時將車前正壓引入車尾以減小汽車開過時的車尾負壓，從而達到減小車尾揚塵、改善城市霧霾天氣和環境的目的。
本發明提供了一種無能耗的汽車二次揚塵收集處理裝置，包括車頭空氣吸入口、主管、車輪處揚塵吸入管和揚塵集成箱，所述主管包括依次連接的入口連接管、漸縮管、直管和彎管，所述車頭空氣吸入口與入口連接管連接，所述車輪處揚塵吸入管與直管連通，所述彎管與揚塵集成箱連接。
作為優選，所述揚塵集成箱包括導流裝置、淨化層、氣體出口和集體抽屜，所述彎管與導流裝置連接，導流裝置與淨化層連接，所述氣體出口與淨化層連接，所述集體抽屜設置在淨化層下方。
本發明還提供了一種無能耗的汽車二次揚塵收集處理方法，包括以下步驟：
第一步，從行駛的汽車前端車頭吸入空氣；
第二步，利用主管上的漸縮管部分對所吸入空氣增速降壓；
第三步，利用增速降壓後的空氣與車輪後方的空氣存在壓差，將車輪後方的揚塵吸入主管進行混合；
第四步，將混合氣體引入揚塵集成箱中，利用淨化層對揚塵進行過濾並收集，然後將過濾後的空氣排出。
作為優選，第一步中，使用車頭空氣吸入口從行駛的汽車前端車頭吸入空氣。
作為優選，第四步中，在淨化層下方安裝集體抽屜對過濾的揚塵進行收集。
綜上所述，由於採用了上述技術方案，本發明的有益效果是：
在無額外能量消耗的前提下，能有效收集並處理汽車在運行中產生的揚塵，結構設計簡單，成本較低且便於維修，使用壽命長。
附圖說明
圖1是本發明的結構示意圖。
圖中標記：1為車頭空氣吸入口，2為入口連接管，3為漸縮管，4為車輪處揚塵吸入管，5為直管，6為彎管，7為導流裝置，8為淨化層，9為氣體出口，10為集塵抽屜。
具體實施方式
下面結合附圖，對本發明作詳細的說明。
實施例1：
如圖1所示，一種無能耗的汽車二次揚塵收集處理裝置，包括車頭空氣吸入口1、主管、車輪處揚塵吸入管4和揚塵集成箱，所述主管包括依次連接的入口連接管2、漸縮管3、直管5和彎管6，所述車頭空氣吸入口1與入口連接管2連接，所述車輪處揚塵吸入管4與直管5連通，所述彎管6與揚塵集成箱連接。
所述揚塵集成箱包括導流裝置7、淨化層8、氣體出口9和集體抽屜10，所述彎管6與導流裝置7連接，導流裝置7與淨化層8連接，所述氣體出口9與淨化層8連接，所述集體抽屜10設置在淨化層8下方。
本發明的安裝方式如下：
（1）主管放在車盤下方；
（2）車頭空氣吸入口1安裝在車頭處，揚塵吸入管4分別裝在各車輪後方，揚塵集成箱放在汽車尾箱裡面。
本發明裝置的工作原理：
汽車行駛過程中，車頭前部的部分空氣由車頭空氣吸入口1進入本發明裝置，通過入口連接管2流經漸縮管3，由伯努利方程可知氣體經過漸縮管3後流速增加，壓強降低。揚塵從吸入管4進入，通過直管5而到達彎管6，壓強在直管5處明顯低於車輪處揚塵吸入管4，有利於揚塵的進入，同時車輪處揚塵吸入管4處的管子呈喇叭形設計，能使更多攜帶揚塵的空氣從該處進入。攜帶揚塵的空氣和主管空氣混合流經彎管6（使混合氣體進入淨化裝置降低氣體的阻力）和導流裝置7（防止雜質堵塞進口）進入到揚塵集成箱中，流經淨化層8處時空氣得到淨化處理，可以除掉空氣中所含揚塵等 PM10 混合物質，處理後得到的潔淨空氣由氣體出口9排出，而揚塵PM10則存儲到集體抽屜10中。
實施例2：
一種無能耗的汽車二次揚塵收集處理方法，包括以下步驟：
第一步，從行駛的汽車前端車頭吸入空氣。第一步中，使用車頭空氣吸入口1從行駛的汽車前端車頭吸入空氣。
第二步，利用主管上的漸縮管3部分對所吸入空氣增速降壓。
第三步，利用增速降壓後的空氣與車輪後方的空氣存在壓差，將車輪後方的揚塵吸入主管進行混合。
第四步，將混合氣體引入揚塵集成箱中，利用淨化層8對揚塵進行過濾並收集，然後將過濾後的空氣排出。第四步中，在淨化層8下方安裝集體抽屜10對過濾的揚塵進行收集。過濾後再排出的空氣可以減小汽車後方的負壓，從而使汽車帶動揚塵揚起的高度和濃度減少。