機動車尾氣微粒捕集裝置的製作方法
2024-03-29 15:41:05
本實用新型涉及環保設備的技術領域，尤其涉及一種機動車尾氣微粒捕集裝置。
背景技術：
當前汽車工業中，內燃機是重要的汽車動力源，燃料燃燒均會留下有害的殘留物，例如炭煙顆粒(PM)，我國新頒布的《中華人民共和國大氣汙染防治法》對機動車尾氣排放提出了更加嚴格的要求，世界各國也均制定了更加嚴格的排放法規，以降低汽車尾氣對環境的汙染。目前，對發動機PM處理的較為有效的方式是採用顆粒捕集器，現有的顆粒捕集器大多數為陶瓷製成，具有背壓大、製作工藝繁瑣等缺點。
為此，本實用新型的設計者有鑑於上述缺陷，通過潛心研究和設計，綜合長期多年從事相關產業的經驗和成果，研究設計出一種機動車尾氣微粒捕集裝置，以克服上述缺陷。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於提供一種機動車尾氣微粒捕集裝置，其克服現有技術陶瓷顆粒捕集器背壓大、製作工藝繁瑣的缺點，製作工藝簡單而過濾效果好。
為解決上述問題，本實用新型公開了一種機動車尾氣微粒捕集裝置，安裝在發動機後的廢氣排氣通道上，其包括至少一個捕集筒，其特徵在於：
所述捕集筒內沿氣流方向封閉固定有濾芯，所述濾芯包括濾芯本體以及濾芯本體內設置的多層氣道層，每層氣道層由多個間隔分布的相互平行的氣道構成，每層氣道層內的氣道均在同一側開口而另一側封閉，並且相鄰設置的兩個氣道層的開口方向平行且封閉側相反。
其中：所述濾芯包含採用合金纖維燒結氈製成的多塊層疊的波紋板，相鄰的兩層波紋板之間形成一層由多個處在同一平面上的氣道構成的氣道層。
其中：所述合金纖維燒結氈為鐵鉻鋁合金纖維燒結氈。
其中：鐵鉻鋁合金纖維氈孔隙率為30-85％。
其中：所述波紋板包含波紋面，所述波紋面的波形為正弦波形或三角波形。
其中：所述濾芯截面的氣道目數為30～150目。
其中：該波紋板為單面波紋板，相鄰的兩層單面波紋板之間形成了一層由多個處在同一平面上的截面為三角形的氣道構成的氣道層。
其中：該波紋板為雙面波紋板，堆疊後相鄰的兩層雙面波紋板的波紋的波峰與波峰對應而形成由多個截面為菱形的氣道構成的氣道層。
其中：包含多個並聯的捕集筒。
通過上述結構可知，本實用新型的機動車尾氣微粒捕集裝置具有如下效果：
1.捕集器納汙容量大，過濾精度高，壓力上升慢，更換周期長；
2.本捕集器具有較高的空隙率和優良的滲透率，壓力損失小，流量大；
3.採用金屬纖維氈，耐腐蝕耐高溫，可在高溫環境中長期使用，並且易於加工、成型、焊接；
4、由於金屬纖維氈，比現有陶瓷捕集器熱容小，有利於顆粒被動淨化。
本實用新型的詳細內容可通過後述的說明及所附圖而得到。
附圖說明
圖1為本實用新型機動車尾氣微粒捕集裝置的結構示意圖；
圖2為本實用新型單面波紋板的結構示意圖；
圖3為本實用新型單面波紋板壓製成的濾芯的橫切面示意圖；
圖4為本實用新型的工作原理示意圖；
圖5為本實用新型雙面波紋板結構示意圖。
附圖標記：
1單面波紋板，2波紋面，3平板面，4雙面波紋板，5氣道，6濾芯，7捕集筒，8氣道層。
具體實施方式
參見圖1，顯示了本實用新型的機動車尾氣微粒捕集裝置。
所述機動車尾氣微粒捕集裝置安裝在發動機後的廢氣排氣通道上，包括一個捕集筒7，捕集筒7內沿氣流方向封閉固定有濾芯6，濾芯6貼合筒體內壁並且不留縫隙，保證機動車的廢氣全部從濾芯6 通過，起到較好的過濾效果，濾芯6包括濾芯本體以及濾芯本體內設置的多層氣道層8，每層氣道層8由多個間隔分布的相互平行的氣道構成，每層氣道層內的氣道均在同一側開口而另一側封閉，並且相鄰設置的兩個氣道層的開口方向平行且封閉側相反，所述濾芯本體具有金屬三維網狀結構。
如圖2、圖3所示，在其中一個實施例中，所述濾芯6包含採用合金纖維燒結氈(優選為鐵鉻鋁合金纖維燒結氈)製成的多塊層疊的波紋板，該波紋板為單面波紋板1，優選的，所述單面波紋板1包含一波紋面2，所述波紋面2的波形為正弦波形或三角波形，統一的各單面波紋板的波紋面朝上層層堆疊、壓制而成整個濾芯，堆疊後，相鄰的兩層單面波紋板之間即形成了一層由多個處在同一平面上的截面近似三角形的氣道5構成的氣道層8，每層氣道層8內的所有氣道均在同一端開口，另一端焊接封口，並且上下相鄰的兩個氣道層之間的氣道的開口方向相反。如圖4所示，汽車尾氣進入一層氣道層8後，由於該層的氣道末端密封，故而尾氣不得不穿過採用鐵鉻鋁合金纖維燒結氈製成的濾芯本體，進入其相鄰的氣道層內，由於其相鄰的氣道層的開口方向與其相反，故而氣體即可從相鄰的氣道層末端流出，這種結構設計使得尾氣都必須穿透濾芯本體才能從濾芯中流出，確保了過濾的效果。另外，每層氣道層由多個間隔分布的相互平行的氣道構成，這樣可以分流尾氣，充分利用濾芯本體，發揮其吸附過濾功能，提高過濾精度，增強過濾效果。另外，相鄰金屬纖維氈的波峰與波谷相對應，這樣使得相鄰氣道層內的氣道交錯分布，不僅能增強過濾效果，而且還能提高濾芯的強度。採用鐵鉻鋁合金纖維氈，使得本捕集器的濾芯耐腐蝕耐高溫，可在高溫環境中長期使用，並且易於加工、成型、焊接，加工成本低，適合普遍推廣使用。
如圖5所示，顯示了本實用新型的第二實施例，在該實施例中，濾芯6包含多塊層疊的採用鐵鉻鋁合金纖維燒結氈製成的雙面波紋板4，所述雙面波紋板4包含兩波紋面，所述波紋面的波形為正弦波形或三角波形，各波紋板堆疊壓制而成整個濾芯，堆疊後，波紋的波峰與波峰對應，由此形成由多個截面近似菱形的氣道構成的氣道層，每層氣道層內的所有氣道均在同一端開口，另一端焊接封口，並且上下相鄰的兩個氣道層之間的氣道的開口方向相反。本實施例其餘部分同實施例一。採用該種結構，可以提高濾芯氣道的孔徑，增大氣體流量，以適應多樣的過濾需求。
由此，本實用新型的金屬三維網狀結構疏鬆多孔，具有強力吸附和過濾功能，可以用來捕集尾氣中的微粒，並且金屬材質易於壓制加工成型。相鄰兩個氣道層的開口方向平行且相反，這種設計使得汽車尾氣進入一層氣道後，由於該層氣道末端密封，故而尾氣不得不穿過濾芯本體，進入其相鄰的氣道層，由於其相鄰的氣道層的開口方向與其相反，故而氣體即可從相鄰的氣道層末端流出，這種結構設計使得尾氣都必須穿透濾芯本體才能從濾芯中流出，確保了過濾的效果。另外，每層氣道層由多個間隔分布的相互平行的氣道構成，這樣可以分流尾氣，充分利用濾芯本體，發揮其吸附過濾功能，提高過濾精度，增強過濾效果。
進一步地，濾芯為單面波紋板狀的金屬纖維氈同向順序層層堆疊的結構，相鄰金屬纖維氈的波峰與波谷相對應並且二者之間具有由多個截面類似三角形的氣道構成的氣道層，每個氣道層內的氣道均在同一側開口，另一側焊接封口，並且相鄰兩個氣道層的氣道開口方向平行且相反。為雙面波紋板狀的金屬纖維氈的波峰與波峰相對應並且二者之間具有由多個截面類似菱形的氣道構成的氣道層，每個氣道層內的氣道均在同一側開口，另一側焊接封口，並且相鄰兩個氣道層的氣道開口方向平行且相反。
採用波紋板狀的金屬纖維氈層層堆疊，形成較厚的濾芯，並且具有細密排列的氣道，進而形成多層氣道層，不僅能起到較好的過濾和捕集效果，並且無論取材還是製作過程、製作成本，相比於現有的陶瓷過濾器都簡化很多。前述的濾芯還可以根據其孔徑的不同在同一個捕集筒中選擇多個配合使用，以形成孔徑梯度，進而具有更好的過濾效果。當採用雙面波紋板狀的金屬纖維氈製作濾芯時，不僅可以將多層金金屬纖維氈直接層層堆疊、壓制、焊接封口，並且還可以將一個雙面波紋板狀的金屬纖維氈沿其長度方向z形來回摺疊、壓制、焊接封口，後者製作工藝上來說更加簡便一些。優選地，波紋板中波紋面的波形為正弦波形或三角形，金屬纖維氈為能夠捕集23nm以上粒徑顆粒的鐵鉻鋁合金纖維燒結氈。
進一步地，濾芯本體為濾芯本體為能夠捕集23nm以上粒徑顆粒的鐵鉻鋁合金纖維燒結氈。金屬纖維氈具有三維網狀結構，空隙率高，表面積大，能較長時間保持較高的過濾率，具有較大的納汙能力，有效避免了普通金屬網易堵、易損的弱點以及陶瓷過濾產品易碎、流量小的不足；並且，金屬纖維氈耐高溫、耐腐蝕、精度高，適合處理高溫廢氣。鐵鉻鋁合金纖維氈孔隙率為30-85％，具有良好的過濾性能，並且易於加工成型。
進一步地，濾芯截面的氣道目數為30～150目。目數過大則氣體流速慢流量小，目數過小又起不到較好的過濾效果，合適的目數既能起到較好的過濾效果，並且保證合適的流量，提高過濾的效率。
進一步地，微粒捕集裝置主要由多個捕集筒並聯而成。微粒捕集裝置可針對不同的車型及排氣系統，設計不同形狀以滿足不同過濾要求。多個捕集筒並聯的結構有助於分流廢氣，提高微粒捕集的效率。
顯而易見的是，以上的描述和記載僅僅是舉例而不是為了限制本實用新型的公開內容、應用或使用。雖然已經在實施例中描述過並且在附圖中描述了實施例，但本實用新型不限制由附圖示例和在實施例中描述的作為目前認為的最佳模式以實施本實用新型的教導的特定例子，本實用新型的範圍將包括落入前面的說明書和所附的權利要求的任何實施例。