一种柴油机尾气净化器的制作方法

本实用新型涉及汽车尾气净化设备技术领域，具体涉及一种柴油机尾气净化器。

背景技术：

柴油机是指以燃烧柴油来获取能量释放的发动机，具有扭矩大、经济性能好等优点，但同时，柴油机排出的尾气中含有大量的颗粒、HC、CO、NOx等，直接排放到大气中会造成环境的严重污染，柴油机尾气排放一直是车辆工程以及环境工程所关注的问题，因此，在柴油机尾气排放中增设尾气净化器意义重大。

现有技术中的大型柴油机设备，多采用DPF柴油颗粒过滤器以及SCR系统等实现柴油机的尾气净化与排放，但DPF技术相对复杂，化学反应温度要求高，性能不够稳定，此外，DPF要求燃油含硫量低于50PPM；随着工作时间的增加，滤芯内部颗粒物（PM）增加，不但影响废气与催化剂的接触，使得废气氧化还原反应的净化效率降低，废气净化不彻底，还导致排气背压升高，将影响柴油机的动力性，清除滤芯上的PM被称作DPF的再生，然而DPF的再生难度大，难以实现，同时，DPF柴油颗粒过滤器以及SCR系统结构复杂，制造难度大，价格十分昂贵，不适于农用机械等的使用，有必要设计一种适用于农用机械以及小型柴油机械用的尾气净化设备。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种柴油机尾气净化器，结构简单，成本低，实现了柴油机尾气的分级净化，净化效率高，使用寿命长，能够满足柴油机尾气净化的使用需求。

本实用新型提供了一种柴油机尾气净化器，包括壳体，所述壳体开设有供尾气流通的进气口和出气口，所述壳体的空腔内沿进气口至出气口方向依次设置有颗粒过滤装置、还原性活化涂层、第一挡板、氧化性活化涂层以及第二挡板；

所述颗粒过滤装置包括粗滤筒和细滤筒，所述粗滤筒的一端与所述进气口连通设置，另一端延伸至所述壳体的空腔内密封设置，所述细滤筒包覆所述粗滤筒设置，且所述粗滤筒和所述细滤筒间填充有活性炭层；

所述第一挡板和所述第二挡板均开设有若干通孔；

所述第一档板和所述氧化性活化涂层间的壳体呈文丘里管式设置，且开设有将所述壳体的空腔与外界连通的供氧窄管。

作为一种改进的方案，所述粗滤筒和所述细滤筒的开口端均固定连接到安装环上，所述安装环和所述进气口开设有相配合的螺纹，所述安装环利用螺纹与所述进气口拆卸式安装。

作为一种改进的方案，所述还原性活化涂层和所述氧化性活化涂层均采用蜂窝金属载体，所述蜂窝金属载体上涂覆有供催化剂弥散分布的金属氧化物壳层。

作为一种改进的方案，所述金属氧化物壳层厚度为20-85um之间。

作为一种改进的方案，所述第一挡板和所述第二挡板均采用焊接的方式与所述壳体的内壁固定连接。

作为一种改进的方案，若干所述通孔与蜂窝金属载体的蜂窝孔相错设置，所述第一挡板与所述还原性活化涂层之间和所述第二挡板和所述氧化性活化涂层之间均设置有间隙。

作为一种改进的方案，所述供氧窄管贴附所述壳体的外壁设置，且数量为1-3根。

作为一种改进的方案，所述进气口和所述出气口均为喇叭形，且喇叭口相向设置。

由于采用以上技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

壳体的空腔内沿进气口至出气口方向依次设置有的颗粒过滤装置、还原性活化涂层、第一挡板、氧化性活化涂层以及第二挡板，基于以上结构，柴油机排出的尾气自进气口进入，经颗粒过滤装置的过滤，将尾气中含有的颗粒滤下，经过颗粒过滤装置过滤的不含颗粒的尾气流向还原性活化涂层，尾气中的氮氧化物首先被分解为氮气和氧气，当尾气进一步通过氧化性活化涂层时，尾气中含有的一氧化碳和碳氢化合物被进一步氧化成二氧化碳及水，此时前一阶段经还原分解产生的氧气亦有助于此类氧化反应的进行，尾气经过上述顺序依次被净化，净化后的符合排放标准的尾气自出气口排出；此外，采用上述分级净化设置的结构，避免了尾气中颗粒物（PM）吸附到颗粒过滤装置之后的构件上，不会对尾气与催化剂的接触反应造成影响，且先还原后氧化的净化顺序，使得氧化时能够对还原时产生的氧气循环利用，利于氧化反应的进行，从而大大提高了净化效率与净化质量，大大降低故障发生率，延长了该尾气净化器的使用寿命。

采用细滤筒包覆粗滤筒，以及粗滤筒和细滤筒间填充有活性炭层的颗粒过滤装置，尾气自进气口进入，尾气中含有的颗粒在经过颗粒过滤装置时，会实现对尾气中含有的颗粒粒度从大到小的层次过滤，过滤效率高，经颗粒过滤装置过滤后的尾气中基本不含颗粒，为后续净化流程的有效进行提供了可靠性保障；采用滤筒的结构，大大增加了过滤面的面积，提高了过滤效率。

粗滤筒和细滤筒的开口端均固定连接到安装环上，安装环利用螺纹与进气口拆卸式安装的结构，可定期或当颗粒过滤装置工作一端时间后过滤功能降低时，方便将颗粒过滤装置拆卸下进行清洗与更换，使得颗粒过滤装置的过滤功能得到保证，确保对尾气中颗粒的高效过滤。

第一挡板和第二挡板均采用焊接的方式与壳体的内壁固定连接，且均开设有若干与蜂窝金属载体的蜂窝孔相错设置通孔，第一挡板与还原性活化涂层之间和第二挡板和氧化性活化涂层之间均设置有间隙；基于以上结构，采用焊接的固定方式，固定方式简单且牢固，开设有的若干与蜂窝金属载体的蜂窝孔相错设置通孔，以及第一挡板与还原性活化涂层之间和第二挡板和氧化性活化涂层之间均设置有的间隙，当尾气自蜂窝金属载体的蜂窝孔中流出时，会冲击到挡板上，挡板对气流起到缓冲与反弹的作用，部分尾气会反冲回活性涂层，延长了尾气在活性涂层中的滞留时间，使得尾气净化更加彻底，自排气口排出的经过净化的尾气质量更高。

第一档板和氧化性活化涂层间的壳体呈文丘里管式设置，且开设有将壳体的空腔与外界连通的供氧窄管，供氧窄管贴附壳体的外壁设置；基于以上改进，尾气流经文丘里管式设置的壳体段时，流速加快，且压强降低，通过设有的供氧窄管会自动将外界中的空气吸入，当还原阶段产生的氧气不足以满足氧化阶段的需求时，经供氧窄管吸入的空气可为氧化阶段提供净化需求，使得净化质量得到显著提高，此外，供氧窄管贴附壳体的外壁设置的结构，可利用壳体的热量实现对吸入空气的预热，使得吸入的空气的温度满足氧化阶段的需求，为氧化阶段的质量提供保障。

还原性活化涂层和氧化性活化涂层均采用蜂窝金属载体，蜂窝金属载体上涂覆有供催化剂弥散分布的金属氧化物壳层；采用蜂窝金属载体，壁厚仅为陶瓷载体的1/4，因而可大大降低排气阻力，同时使得催化剂载体小型化成为可能，此外，金属载体的热容量小，其预热性能好，有利于电子热催化剂实现HC的零排放措施的实施，另外还有温度适应性好等优点；采用涂覆有供催化剂弥散分布的金属氧化物壳层，可实现稳定表面积的作用，同时具有使催化剂微粒的弥散度保持稳定，避免合并、增大，使活性受损。

进气口和出气口均为喇叭形，且喇叭口相向设置，使得尾气净化器壳体的横截面面积增大，利于各净化构件于壳体空腔内的设置，为净化效率的提高提供了保障。

综上所述，该尾气净化器整体结构简单，成本低，实现了柴油机尾气的分级净化，净化效率高，且故障率大大减小，使用寿命长，能够满足柴油机尾气净化的使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的立体结构示意图；

图3为本实用新型颗粒过滤装置的结构示意图；

附图标记：1-壳体；2-进气口；3-出气口；4-还原性活化涂层；5-第一挡板；6-氧化性活化涂层；7-第二挡板；8-粗滤筒；9-细滤筒；10-活性炭层；11-供氧窄管；12-安装环；13-通孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种柴油机尾气净化器，包括壳体1，壳体1开设有供尾气流通的进气口2和出气口3，壳体1的空腔内沿进气口2至出气口3方向依次设置有颗粒过滤装置、还原性活化涂层4、第一挡板5、氧化性活化涂层6以及第二挡板7；基于以上结构，柴油机排出的尾气自进气口2进入，经颗粒过滤装置的过滤，将尾气中含有的颗粒滤下，经过颗粒过滤装置过滤的不含颗粒的尾气流向还原性活化涂层4，尾气中的氮氧化物首先被分解为氮气和氧气，当尾气进一步通过氧化性活化涂层6时，尾气中含有的一氧化碳和碳氢化合物被进一步氧化成二氧化碳及水，此时前一阶段经还原分解产生的氧气亦有助于此类氧化反应的进行，尾气经过上述顺序依次被净化，净化后的符合排放标准的尾气自出气口3排出；此外，采用上述分级净化设置的结构，避免了尾气中颗粒物（PM）吸附到颗粒过滤装置之后的构件上，不会对尾气与催化剂的接触反应造成影响，且先还原后氧化的净化顺序，使得氧化时能够对还原时产生的氧气循环利用，利于氧化反应的进行，从而大大提高了净化效率与净化质量，大大降低故障发生率，延长了该尾气净化器的使用寿命。

颗粒过滤装置包括粗滤筒8和细滤筒9，粗滤筒8的一端与进气口2连通设置，另一端延伸至壳体1的空腔内密封设置，细滤筒9包覆粗滤筒8设置，且粗滤筒8和细滤筒9间填充有活性炭层10；采用细滤筒9包覆粗滤筒8，以及粗滤筒8和细滤筒9间填充有活性炭层10的颗粒过滤装置，尾气自进气口2进入，尾气中含有的颗粒在经过颗粒过滤装置时，会实现对尾气中含有的颗粒粒度从大到小的层次过滤，过滤效率高，经颗粒过滤装置过滤后的尾气中基本不含颗粒，为后续净化流程的有效进行提供了可靠性保障；采用滤筒的结构，大大增加了过滤面的面积，提高了过滤效率。

为方便颗粒过滤装置的定期清理与更换，本实施例中，粗滤筒8和细滤筒9的开口端均固定连接到安装环12上，安装环12和进气口2开设有相配合的螺纹，安装环12利用螺纹与进气口2拆卸式安装；粗滤筒8和细滤筒9的开口端均固定连接到安装环12上，安装环12利用螺纹与进气口2拆卸式安装的结构，可定期或当颗粒过滤装置工作一端时间后过滤功能降低时，方便将颗粒过滤装置拆卸下进行清洗与更换，使得颗粒过滤装置的过滤功能得到保证，确保对尾气中颗粒的高效过滤。

本实施例中，第一挡板5和第二挡板7均开设有若干通孔13，第一挡板5和第二挡板7均采用焊接的方式与壳体1的内壁固定连接，若干通孔13与蜂窝金属载体的蜂窝孔相错设置，第一挡板5与还原性活化涂层4之间和第二挡板7和氧化性活化涂层6之间均设置有间隙；基于以上结构，采用焊接的固定方式，固定方式简单且牢固，开设有的若干与蜂窝金属载体的蜂窝孔相错设置通孔13，以及第一挡板5与还原性活化涂层4之间和第二挡板7和氧化性活化涂层6之间均设置有的间隙，当尾气自蜂窝金属载体的蜂窝孔中流出时，会冲击到挡板上，挡板对气流起到缓冲与反弹的作用，部分尾气会反冲回活性涂层，延长了尾气在活性涂层中的滞留时间，使得尾气净化更加彻底，自排气口排出的经过净化的尾气质量更高。

为保证该尾气净化器氧化阶段对尾气的充分净化，本实施例中，第一档板5和氧化性活化涂层6间的壳体1呈文丘里管式设置，且开设有将壳体1的空腔与外界连通的供氧窄管11，供氧窄管11贴附壳体1的外壁设置，且数量为1-3根，本实施例中，经多次试验，采用供氧窄管11数量为2根，净化效果最佳；基于以上改进，尾气流经文丘里管式设置的壳体1段时，流速加快，且压强降低，通过设有的供氧窄管11会自动将外界中的空气吸入，当还原阶段产生的氧气不足以满足氧化阶段的需求时，经供氧窄管11吸入的空气可为氧化阶段提供净化需求，使得净化质量得到显著提高，此外，供氧窄管11贴附壳体1的外壁设置的结构，可利用壳体1的热量实现对吸入空气的预热，使得吸入的空气的温度满足氧化阶段的需求，为氧化阶段的质量提供保障。

本实施例中，还原性活化涂层4和氧化性活化涂层6均采用蜂窝金属载体，蜂窝金属载体上涂覆有供催化剂弥散分布的金属氧化物壳层，金属氧化物壳层为A12O3、CeO2、La2O3和ZrO2的混合壳层，且厚度为20-85um之间；采用蜂窝金属载体，壁厚仅为陶瓷载体的1/4，因而可大大降低排气阻力，同时使得催化剂载体小型化成为可能，此外，金属载体的热容量小，其预热性能好，有利于电子热催化剂实现HC的零排放措施的实施，另外还有温度适应性好等优点；采用涂覆有供催化剂弥散分布的金属氧化物壳层，可实现稳定表面积的作用，同时具有使催化剂微粒的弥散度保持稳定，避免合并、增大，使活性受损。

本实施例中，进气口2和出气口3均为喇叭形，且喇叭口相向设置，使得尾气净化器壳体1的横截面面积增大，利于各净化构件于壳体1空腔内的设置，为净化效率的提高提供了保障。

基于本实施例中的上述结构设计，该柴油机尾气净化器整体结构简单，成本低，实现了柴油机尾气的分级净化，净化效率高，且故障率大大减小，使用寿命长，能够满足柴油机尾气净化的使用需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。