CN110145388B - 一种三元催化器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车尾气处理技术领域，具体的说是一种三元催化器，包括进气锥管、外壳、衬垫、载体和出气锥管，所述外壳一侧设置有进气锥管，外壳另一侧设置有出气锥管，外壳连通进气锥管，外壳连通出气锥管；所述外壳内设有一组载体，外壳内设置有一组衬垫，载体上设置有一组通孔，通孔为多棱体形，通孔多棱体形的各面均设置有压力膜，载体和通孔内喷涂有净化剂，压力膜的侧边设置有开孔，压力膜外表面喷涂有净化剂，压力膜内设置为空腔，压力膜覆盖多棱体形的各面，开孔连通压力管，压力管内设有一组滑块，滑块滑动连接在滑槽内，滑块和滑槽间固连有弹簧，滑块两侧对称设置有拉杆；所述拉杆与压力膜固连；保持载体的清洁，保持载体净化尾气的能力。

Description

一种三元催化器
技术领域
本发明属于汽车尾气处理技术领域，具体的说是一种三元催化器。
背景技术
由于汽车汽油燃烧后，产生大量有害气体，主要包括一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物；为此，一般都需要采用三元催化器对该种混合有害气体进行处理，使其生成二氧化碳和水，再排放入大气。
目前的三元催化器，其内部普遍采用蜂窝状的催化剂支架填充，催化剂支架上镀制有贵金属催化剂；由于尾气本身所含的杂质，以及化学反应过程中生成的络合物较容易在蜂窝状的催化剂支架上积累，因此时间一长，三元催化器内部就会形成较多的堵塞、烧结区域，并且堵塞严重程度从催化器进气口向出气口逐渐递减；这就造成了催化器前段堵塞严重，而后段却性能良好的状况，使催化器各部分未充分利用就已报废，造成较大的浪费。
现有技术中也出现了一些三元催化器技术方案，如申请号为2016100022688的一项中国专利公开了耐用型三元催化器；一种耐用型三元催化器，包括外壳以及外壳内部的蜂窝状催化剂支架；所述催化剂支架上镀制有三元催化剂；所述外壳呈圆盒状，所述催化剂支架呈与外壳内腔相匹配的圆块状，且催化剂支架可在外壳内绕外壳与催化剂支架共同的轴线旋转；所述外壳的轴线两侧的圆周壁上分别连接有进气口和出气口。
虽然此类技术方案使用时，三元催化器具有较长的使用寿命等优点；但是，此类三元催化器的使用寿命还可继续提高，同时，此类三元催化器冬天使用时可能失效，为此，我们提出了一种三元催化器来解决上述问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种三元催化器，采用压力膜改变载体通孔的间隙使尾气流经越来越密集的通孔，尾气的净化程度将越来越强，使载体保持等寿命设计；而且随着尾气的变化，尾气会使压力膜产生振动，对粘附在弹性膜上的化学络合物进行抖动，尾气通过开槽会对载体产生一个反冲力，从而载体将通过轴承在壳体内转动，使压力膜发生振动，增强对粘附在弹性膜上的化学络合物进行抖动，保持载体的清洁，保持载体净化尾气的能力。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三元催化器，包括进气锥管、外壳、衬垫、载体和出气锥管，所述外壳一侧设置有进气锥管，外壳另一侧设置有出气锥管，外壳连通进气锥管，外壳连通出气锥管；所述外壳内设有一组载体，外壳内设置有一组衬垫；一组所述载体上设置有一组通孔，载体上喷涂有净化剂；所述通孔为多棱体形，通孔多棱体形的各面均设置有压力膜，通孔内喷涂有净化剂；一组所述压力膜的侧边设置有开孔，压力膜外表面喷涂有净化剂，压力膜内设置为空腔，压力膜覆盖多棱体形的各面；所述开孔连通压力管；所述压力管内设有一组滑块；所述滑块滑动连接在滑槽内，滑块和滑槽间固连有弹簧，滑块两侧对称设置有拉线；所述拉线与压力膜固连。
工作时，当发动机通过排气管排气时，高温的汽车尾气通过进气锥管进入外壳内，尾气将通过载体的通孔，尾气通过压力膜上的开孔流进压力管内，压力管随着尾气愈来愈多，压力管内的压强将逐渐增高，当压力管内的压力大于弹簧的支撑力时，压力管内的尾气将推动滑块在滑槽内滑动，当压力管内的压力与弹簧的弹力相平衡时，滑块将在此位置平衡，同时，当滑块在滑槽内滑动时，滑块拉动拉线往多棱体形的表面移动，从而压力膜受力弯曲，通孔内压力膜组成的空隙将变大，由于流经壳体的高温尾气弯曲不同位置载体的压力膜后，高温尾气到下一个载体后，其压力相比上一个载体压力将变小，从而此载体的压力膜弯曲的程度会变小，压力膜组成的空隙将变小，尾气从而将流经密度越来越密集的通孔间隙；净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水(H)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气；三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化；采用压力膜改变载体通孔的间隙使尾气流经越来越密集的通孔，尾气的净化程度将越来越强，使载体保持等寿命设计，避免尾气经过净化后的化学络合物堵塞先通过的载体，而后部的载体还能再继续净化尾气，但是三元催化器堵塞严重，无法再有效进行工作；而且随着尾气的变化，尾气会使压力膜产生振动，对粘附在弹性膜上的化学络合物进行抖动，保持载体的清洁，保持载体净化尾气的能力。
优选的，所述滑槽底部设置有通槽；所述通槽连通导气管；所述导气管一端设置在压力膜内，导气管另一端设置在载体内；所述载体内设置有汇气管；所述汇气管连通导气管，汇气管倾斜设置；所述衬垫上设置有一组开槽；一组所述载体和一组衬垫间均转动连接有一组轴承。当滑块滑动到滑槽底部时，尾气会通过通槽流进导气管内，通过导气管的尾气会在汇气管内聚集，尾气会冲向衬垫的开槽，开槽会对载体产生一个反冲力，从而载体将通过轴承在壳体内转动，使压力膜发生振动，增强对粘附在弹性膜上的化学络合物进行抖动，并且气体会流经轴承对载体进行冲击，进一步保持载体的清洁，进一步保持载体净化尾气的能力。
优选的，所述载体侧面对称铰接有清理杆；所述清理杆端部设置有气囊，清理杆为柔性材料。当载体在壳体内转动时，由于通过不同载体的气体压力不同，故各个载体的转速将不同，载体会带动其铰接的清理杆进行甩动，清理杆会对其接触到的载体进行甩打，使载体发生晃动，由于载体设置有多棱体形的通孔，清理杆会对载体的晃动能力进一步加强，同时由于清理杆端部的气囊，气囊接触载体会发生压缩和膨胀，使载体内的压力膜的抖动程度更进一步加强，更进一步保持载体的清洁，更进一步保持载体净化尾气的能力。
优选的，所述清理杆上设置有一组柔性针；一组所述柔性针中部设置有圆孔；所述圆孔与气囊连通。当清理杆被甩动时，清理杆上的柔性针会***到压力膜组成的空隙内，柔性针会对压力膜进行刮除，同时，气囊内的气体会通过圆孔流到柔性针的端部，吹拂刮除下来的化学络合物，柔性针采用另一种清理方式，对载体进行清理，对载体进行晃动的同时进行刮除，更进一步保持载体的清洁，更进一步保持载体净化尾气的能力。
优选的，所述柔性针端面设置为两段倾角不同斜面；一组所述斜面上均设置有一组凸起；所述凸起端部为圆形，凸起为柔性材料。当柔性针对载体进行清洁时，柔性针会贴附在载体和压力膜表面，柔性针的不同斜面会依次贴附与离开载体和压力膜，使压力膜和载体发生晃动，并且由于斜面上设置有凸起，凸起会增强柔性针对压力膜与载体的摩擦力，使柔性针刮除的能力更进一步加强，更进一步保持载体的清洁，更进一步保持载体净化尾气的能力。
优选的，所述载体为化学通式为MnAN(A＝Zn,Ga,Cu)的反钙钛矿结构负热膨胀材料，载体可沿轴承在衬垫上滑动。当汽车在冬天启动时，由于温度较低，载体内的通孔会发生膨胀，通孔会变大，使尾气一开始就能顺畅地流经载体，当车辆排出的尾气温度升高后，载体会收缩，通孔会变小，增强载体对汽车尾气的净化能力，而且由于通孔变小，气体对载体的冲击面积会增强，使载体在壳体内滑动，增强柔性针对载体的清洁能力，更进一步保持载体的清洁，更进一步保持载体净化尾气的能力。
本发明的有益效果是：
1.本发明所述的一种三元催化器，采用压力膜改变载体通孔的间隙使尾气流经越来越密集的通孔，尾气的净化程度将越来越强，使载体保持等寿命设计；而且随着尾气的变化，尾气会使压力膜产生振动，对粘附在弹性膜上的化学络合物进行抖动，尾气通过开槽会对载体产生一个反冲力，从而载体将通过轴承在壳体内转动，使压力膜发生振动，并且气体会流经轴承对载体进行冲击，增强对粘附在弹性膜上的化学络合物进行抖动，保持载体的清洁，保持载体净化尾气的能力。
2.本发明所述的一种三元催化器，柔性针会对压力膜进行刮除,气囊内的气体会通过圆孔流到柔性针的端部，吹拂刮除下来的化学络合物，柔性针的不同斜面会依次贴附与离开载体和压力膜，使压力膜和载体发生晃动，并且由于斜面上设置有凸起，凸起会增强柔性针对压力膜与载体的摩擦力。
3.本发明所述的一种三元催化器，载体采用负热膨胀材料，并使载体在壳体内滑动，增强柔性针对载体的清洁能力，更进一步保持载体的清洁，更进一步保持载体净化尾气的能力。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的正三轴侧剖视图；
图2是本发明图1中A处的局部放大图；
图3是本发明的剖视图；
图4是本发明图3中B处的局部放大图；
图5是本发明图4中C处的局部放大图；
图6是本发明图5中D-D的剖视图；
图7是本发明的右视图；
图8是本发明中衬垫的截面图；
图9是本发明中柔性针的正三轴侧视图；
图中：进气锥管1、外壳2、衬垫3、载体4、出气锥管5、通孔6、压力膜7、开孔8、空腔9、压力管10、滑块11、滑槽12、弹簧13、拉线14、通槽15、导气管16、汇气管17、开槽18、轴承19、清理杆20、气囊21、柔性针22、圆孔23、斜面24、凸起25。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明，本发明所涉及前后左右方向均以图3为基准。
如图1至图9所示，本发明所述的一种三元催化器，包括进气锥管1、外壳2、衬垫3、载体4和出气锥管5，所述外壳2一侧设置有进气锥管1，外壳2另一侧设置有出气锥管5，外壳2连通进气锥管1，外壳2连通出气锥管5；所述外壳2内设有一组载体4，外壳2内设置有一组衬垫3；一组所述载体4上设置有一组通孔6，载体4上喷涂有净化剂；所述通孔6为多棱体形，通孔6多棱体形的各面均设置有压力膜7，通孔6内喷涂有净化剂；一组所述压力膜7的侧边设置有开孔8，压力膜7外表面喷涂有净化剂，压力膜7内设置为空腔9，压力膜7覆盖多棱体形的各面；所述开孔8连通压力管10；所述压力管10内设有一组滑块11；所述滑块11滑动连接在滑槽12内，滑块11和滑槽12间固连有弹簧13，滑块11两侧对称设置有拉线14；所述拉线14与压力膜7固连。
工作时，当发动机通过排气管排气时，高温的汽车尾气通过进气锥管1进入外壳2内，尾气将通过载体4的通孔6，尾气通过压力膜7上的开孔8流进压力管10内，压力管10随着尾气愈来愈多，压力管10内的压强将逐渐增高，当压力管10内的压力大于弹簧13的支撑力时，压力管10内的尾气将推动滑块11在滑槽12内滑动，当压力管10内的压力与弹簧13的弹力相平衡时，滑块11将在此位置平衡，同时，当滑块11在滑槽12内滑动时，滑块11拉动拉线14往多棱体形的表面移动，从而压力膜7受力弯曲，通孔6内压力膜7组成的空隙将变大，由于流经壳体的高温尾气弯曲不同位置载体4的压力膜7后，高温尾气到下一个载体4后，其压力相比上一个载体4压力将变小，从而此载体4的压力膜7弯曲的程度会变小，压力膜7组成的空隙将变小，尾气从而将流经密度越来越密集的通孔6间隙；净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水H和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气；三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化；采用压力膜7改变载体4通孔6的间隙使尾气流经越来越密集的通孔6，尾气的净化程度将越来越强，使载体4保持等寿命设计，避免尾气经过净化后的化学络合物堵塞先通过的载体4，而后部的载体4还能再继续净化尾气，但是三元催化器堵塞严重，无法再有效进行工作；而且随着尾气的变化，尾气会使压力膜7产生振动，对粘附在弹性膜上的化学络合物进行抖动，保持载体4的清洁，保持载体4净化尾气的能力。
作为其中的一种实施方式，所述滑槽12底部设置有通槽15；所述通槽15连通导气管16；所述导气管16一端设置在压力膜7内，导气管16另一端设置在载体4内；所述载体4内设置有汇气管17；所述汇气管17连通导气管16，汇气管17倾斜设置；所述衬垫3上设置有一组开槽18；一组所述载体4和一组衬垫3间均转动连接有一组轴承19。当滑块11滑动到滑槽12底部时，尾气会通过通槽15流进导气管16内，通过导气管16的尾气会在汇气管17内聚集，尾气会冲向衬垫3的开槽18，开槽18会对载体4产生一个反冲力，从而载体4将通过轴承19在壳体内转动，使压力膜7发生振动，增强对粘附在弹性膜上的化学络合物进行抖动，并且气体会流经轴承19对载体4进行冲击，进一步保持载体4的清洁，进一步保持载体4净化尾气的能力。
作为其中的一种实施方式，所述载体4侧面对称铰接有清理杆20；所述清理杆20端部设置有气囊21，清理杆20为柔性材料。当载体4在壳体内转动时，由于通过不同载体4的气体压力不同，故各个载体4的转速将不同，载体4会带动其铰接的清理杆20进行甩动，清理杆20会对其接触到的载体4进行甩打，使载体4发生晃动，由于载体4设置有多棱体形的通孔6，清理杆20会对载体4的晃动能力进一步加强，同时由于清理杆20端部的气囊21，气囊21接触载体4会发生压缩和膨胀，使载体4内的压力膜7的抖动程度更进一步加强，更进一步保持载体4的清洁，更进一步保持载体4净化尾气的能力。
作为其中的一种实施方式，所述清理杆20上设置有一组柔性针22；一组所述柔性针22中部设置有圆孔23；所述圆孔23与气囊21连通。当清理杆20被甩动时，清理杆20上的柔性针22会***到压力膜7组成的空隙内，柔性针22会对压力膜7进行刮除，同时，气囊21内的气体会通过圆孔23流到柔性针22的端部，吹拂刮除下来的化学络合物，柔性针22采用另一种清理方式，对载体4进行清理，对载体4进行晃动的同时进行刮除，更进一步保持载体4的清洁，更进一步保持载体4净化尾气的能力。
作为其中的一种实施方式，所述柔性针22端面设置为两段倾角不同斜面24；一组所述斜面24上均设置有一组凸起25；所述凸起25端部为圆形，凸起25为柔性材料。当柔性针22对载体4进行清洁时，柔性针22会贴附在载体4和压力膜7表面，柔性针22的不同斜面24会依次贴附与离开载体4和压力膜7，使压力膜7和载体4发生晃动，并且由于斜面24上设置有凸起25，凸起25会增强柔性针22对压力膜7与载体4的摩擦力，使柔性针22刮除的能力更进一步加强，更进一步保持载体4的清洁，更进一步保持载体4净化尾气的能力。
作为其中的一种实施方式，所述载体4为化学通式为MnANA＝Zn,Ga,Cu的反钙钛矿结构负热膨胀材料，载体4可沿轴承19在衬垫3上滑动。当汽车在冬天启动时，由于温度较低，载体4内的通孔6会发生膨胀，通孔6会变大，使尾气一开始就能顺畅地流经载体4，当车辆排出的尾气温度升高后，载体4会收缩，通孔6会变小，增强载体4对汽车尾气的净化能力，而且由于通孔6变小，气体对载体4的冲击面积会增强，使载体4在壳体内滑动，增强柔性针22对载体4的清洁能力，更进一步保持载体4的清洁，更进一步保持载体4净化尾气的能力。
工作时，当发动机通过排气管排气时，高温的汽车尾气通过进气锥管1进入外壳2内，尾气将通过载体4的通孔6，尾气通过压力膜7上的开孔8流进压力管10内，压力管10随着尾气愈来愈多，压力管10内的压强将逐渐增高，当压力管10内的压力大于弹簧13的支撑力时，压力管10内的尾气将推动滑块11在滑槽12内滑动，当压力管10内的压力与弹簧13的弹力相平衡时，滑块11将在此位置平衡，同时，当滑块11在滑槽12内滑动时，滑块11拉动拉线14往多棱体形的表面移动，从而压力膜7受力弯曲，通孔6内压力膜7组成的空隙将变大，由于流经壳体的高温尾气弯曲不同位置载体4的压力膜7后，高温尾气到下一个载体4后，其压力相比上一个载体4压力将变小，从而此载体4的压力膜7弯曲的程度会变小，压力膜7组成的空隙将变小，尾气从而将流经密度越来越密集的通孔6间隙；净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水H和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气；三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化；采用压力膜7改变载体4通孔6的间隙使尾气流经越来越密集的通孔6，尾气的净化程度将越来越强，使载体4保持等寿命设计，避免尾气经过净化后的化学络合物堵塞先通过的载体4，而后部的载体4还能再继续净化尾气，但是三元催化器堵塞严重，无法再有效进行工作；而且随着尾气的变化，尾气会使压力膜7产生振动，对粘附在弹性膜上的化学络合物进行抖动，保持载体4的清洁，保持载体4净化尾气的能力。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种三元催化器，包括进气锥管(1)、外壳(2)、衬垫(3)、载体(4)和出气锥管(5)，其特征在于：所述外壳(2)一侧设置有进气锥管(1)，外壳(2)另一侧设置有出气锥管(5)，外壳(2)连通进气锥管(1)，外壳(2)连通出气锥管(5)；所述外壳(2)内设有一组载体(4)，外壳(2)内设置有一组衬垫(3)；一组所述载体(4)上设置有一组通孔(6)，载体(4)上喷涂有净化剂；所述通孔(6)为多棱体形，通孔(6)多棱体形的各面均设置有压力膜(7)，通孔(6)内喷涂有净化剂；一组所述压力膜(7)的侧边设置有开孔(8)，压力膜(7)外表面喷涂有净化剂，压力膜(7)内设置为空腔(9)，压力膜(7)覆盖多棱体形的各面；所述开孔(8)连通压力管(10)；所述压力管(10)内设有一组滑块(11)；所述滑块(11)滑动连接在滑槽(12)内，滑块(11)和滑槽(12)间固连有弹簧(13)，滑块(11)两侧对称设置有拉线(14)；所述拉线(14)与压力膜(7)固连；
所述滑槽(12)底部设置有通槽(15)；所述通槽(15)连通导气管(16)；所述导气管(16)一端设置在压力膜(7)内，导气管(16)另一端设置在载体(4)内；所述载体(4)内设置有汇气管(17)；所述汇气管(17)连通导气管(16)，汇气管(17)倾斜设置；所述衬垫(3)上设置有一组开槽(18)；一组所述载体(4)和一组衬垫(3)间均转动连接有一组轴承(19)；
所述载体(4)侧面对称铰接有清理杆(20)；所述清理杆(20)端部设置有气囊(21)，清理杆(20)为柔性材料；
所述清理杆(20)上设置有一组柔性针(22)；一组所述柔性针(22)中部设置有圆孔(23)；所述圆孔(23)与气囊(21)连通。
2.根据权利要求1所述的一种三元催化器，其特征在于：所述柔性针(22)端面设置为两段倾角不同斜面(24)；一组所述斜面(24)上均设置有一组凸起(25)；所述凸起(25)端部为圆形，凸起(25)为柔性材料。
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