Каталитический нейтрализатор

 

Изобретение относится к двигателестроению и направлено на повышение эффективности и надежности снижения токсичности отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Каталитический нейтрализатор содержит цилиндрический кор5 пус 1, ограниченный передним 2 и задним 3 фанцами, входной патрубок 4 у фланца 2, выходной патрубок 5 на поверхности корпуса 1. В корпусе 1 размещены реактор 6 и дополнительный реактор 7, посаженные на общую плавающую в осевом направлении внутреннюю перфорированную трубу 12. Реактор 6 присоединен к фланцу 2, а реактор 7 - к фланцу 3, закрытому заглушкой 16. Нейтрализатор дополнительно снабжен распределителем 18 потока отработавших газов, расположенным в трубе 12 и выполненным в виде единого конусообразного тела с вершиной у фланца 2 и основанием у фланца 3. Распределитель 18 выполняется также в виде полого усеченного конусообразного тела и расположен в трубе 12 в зоне реактора 6, в зоне реактора 7 помещается отдельное конусообразное тело с вершиной навстречу потоку. 12 з.п. ф-лы. 4 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 01 и 3/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f220 б

Рог. 7 (21) 4675525/06 (22) 07.04.89 (46) 30.03.91. Бюл. (Ф 12 (71) Центральный научно-исследовательский институт по моторостроению (72) Ю.Е. Герасимов, B.Ä, Евдокимов, Л.М.Иконникова, И.Л. Каганович и А. М, Сайкин (53) 621,43.068.4 (088.8) (56) Малов Р,В. и др. Обезвреживание отработавших газов карьерного автотранспорта.—

Сборник трудов ЛАНЕ. М „Изд-во "Знание".

1969, с. 360. (54) КАТАЛ ИТИЧ ЕСКИЙ Н ЕЙТРАЛ И ЗАТОР (57) Изобретение относится к двигателестроению и направлено на повышение эффективности и надежности снижения токсичности отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Каталитический нейтрализатор содержит цилиндрический кор5

„„5Q„„1638329 А1 пус 1, ограниченный передним 2 и задним 3 фанцами, входной патрубок 4 у фланца 2, выходной патрубок 5 на поверхности корпуса 1. В корпусе 1 размещены реактор 6 и дополнительный реактор 7, посаженные на общую плавающую в осевом направлении ° внутреннюю перфорированную трубу 12.

Реактор б присоединен к фланцу 2, а реактор 7 — к фланцу 3, закрытому заглушкой 16.

Нейтрализатор дополнительно снабжен распределителем 18 потока отработавших газов, расположенным в трубе 12 и выполненным в виде единого конусообразного тела с вершиной у фланца 2 и основанием у фланца 3. Распределитель 18 выполняется также в виде полого усеченного конусообразного тела и расположен в трубе 12 в зоне реактора б, е зоне реактора 7 помещается отдельное конусообразное тело с вершиной навстречу потоку. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1638329

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам снижения токсичности двигателя внутреннего сгорания, Цель изобретения — повышение эффективности и надежности.

На фиг.1 представлен нейтрализатор с распределителем потока, продольный разрез; на фиг.2 — узел 1 на фиг.1 (с вариантом закрепления распределителя потока); на фиг.3 — нейтрализатор с вариантом исполнения распределителя потока, продольный разрез; на фиг.4 — нейтралиэатор с распределением блоков реактора с эксцентриситетом относительно корпуса, продольный разрез.

Каталитический нейтрализатор содержит цилиндрический корпус 1, ограниченный передним и задним фланцами 2 и 3, входной патрубок 4, закрепленный на переднем фланце 2, выходной патрубок 5, Последний закреплен на цилиндрической поверхности корпуса I, В корпусе расположены реактор 6 и дополнительный реактор

7, Каждый реактор 6,,7 содержит внешнюю трубу 8 и 9,перфорированную отверстиями, глухую стенку 10 и 11 кольцевого типа. Оба реактора 6 и 7 свободно посажены на общую внутреннюю трубу 12, перфорированную отверстиями в зоне расположения реакторов 6 и 7. Внутренняя труба 12 выполнена плавающей в осевом направлении.

Объем реактора 6 ограничен трубами 8 и 12, а также передним фланцем 2 и глухой стенкой 10, а объем дополнительного реактора

7 — трубами 9 и 12, а также задним фланцем

3 и глухой стенкой 11. Реакторы 6 и 7 заполнены насыпным катализатором 13, для засыпки и высыпки катализатора в переднем и заднем фланцах имеются окна 14 и 15.

Первые закрываются фланцем входного патрубка. 4, вторые — заглушкой 16. Для уменьшения газодинамического сопротивления выходной патрубок целесообразно разместить в зоне между блоками реактора, а для унификации внешней трубы целесообразно выполнение реакторов, одинаковых по объему. Независимо от последнего унифицированы могут быть передний и задний фланцы 2 и 3, глухие стенки 10 и 11 кольцевого типа, Для повышения прочности и надежности конструкции внутренняя труба 12 в зоне между блоками при помощи стойки

17 крепится к внутренней поверхности корпуса 1, при этом примерно в два раза уменьшается тепловое расширение концов внутренней трубы, так как оно оценивается от места крепления к стойке 17. Равномерность распределения потока газов по длине блоков реактора обеспечивается путем. уг.5

45 тановки во внутренней трубе 12 распределителя 18 потока, выполненного в виде единого конусообразного центрального тела с вершиной у переднего фланца 2, цилиндрическим участком 19 в зоне между реакторами, где внутренняя труба не имеет перфорации, и основанием у заднего фланца 3 (фиг,1).

Для периодических осмотров состояния нейтрализатора без демонтажа нейтрализатора с двигателя или объекта распределитель выполнен свободно вложенным, съемным через люк заднего фланца 3 при снятой заглушке 16. Распределитель центрируется во внутренней трубе при помощи по меньшей мере трех равнорасположенных по окружности продольных пилонов 20.

На фиг,2 представлен вариант центрирования распределителя потока при помощи посадочных поверхностей основания распределителя и заднего фланца 3. Для фиксации в осевом направлении основание распределителя снабжено буртом 21. который может быть защемлен между фланцем

3 и заглушкой 16. Допускается фиксация при помощи бурта 21 с зазором, т.е. при наличии осевого люфта распределителя, уплотнение обеспечивается прокладкой 22. B этом случае пилоны 20 могут быть выполнены короче. Распределитель потока может быть выполнен в виде полого усеченного конусообразного тела 23 и расположен во внутренней трубе 12 в зоне реактора 6 с вершиной у переднего фланца 2 (фиг.3). Для более качественного выравнивания потока по длине дополнительного реактора 7, к которому газы поступают с меньшей скоростью, а следовательно, и меньшим значением скоростного напора, возможна установка своего распределителя потока в форме конусообразного тела 24. В целях выравнивания потоков газов в поперечном сечении реакторов целесообразно расположение последних с эксцентриситетом относительно оси корпуса 1 (фиг.4).

Каталитический нейтрализатор работает следующим образом, Газы поступают через входной патрубок

4 во внутреннюю трубу 12, затем через перфорированные отверстия в зонах реакторов

6 и 7 — в их обьемы, заполненные катализатором, где происходит каталитическое дожигание продуктов неполного сгорания, содержащих<:я в газах окиси углерода и углеводородов и превращение их в двуокись углерода и воду. Через перфорации внешних труб реакторов газы поступают во внутренний объем корпуса 1 и через выходной патрубок 5 отводятся в атмосферу.

1638329

10

30 фланца

В основе действия распределителя потока ОГ, представленного на фиг,1. — сохранение постоянства . скорости, а следовательно, скоростного напора по всей длине трубы. Именно исходя из этого условия профилируется центральное тело распределителя, в зонах реакторов 6 и 7 имеет место расход газов через перфорацию внутренней трубы 12. В зоне между реакторами перфорации нет, поэтому центральное тело здесь имеет цилиндрический участок. Т.е, по мере уменьшения расхода газов с увеличением длины трубы для постоянства скорости потока необходимо уменьшение площади проходных сечений между внутренней поверхностью трубы 12 и центральным телом. Постоянство скорости потока по длине трубы 12 — это постоянство полного давления газов по длине трубы, а следовательно, более равномерное распределение потока газов и теплонапряженности реакторов.

В основе действия распределения потока, представленного на фиг,3,— также сохранение постоянства скорости потока газов, но по длине реактора. Через полый канал усеченной вершины полого конусообразного тела часть расхода газов поступает в дополнительный реактор, но при значительно меньшей скорости. Внутренняя полость центрального тела в зоне реактора работает как диффузор, в котором происходит восстановление статического давления при уменьшении скоростного напора. В этом случае неравномерность распределения потока газов в зоне реактора 7 становится меньше. Однако для устранения этого недостатка в зоне реактора 7 может быть установлено конусообразное центральное тело

24, которое спрофилировано из условия сохранения скорости газов постоянной.

Формула изобретения

1, Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус, ограниченный передним и задним фланцами, входной патрубок, установленный на переднем фланце, выходной патрубок, размещенный на корпусе, и реактор, расположенный в последнем, заполненный катализатором и имеющий внешнюю и внутреннюю перфорированные цилиндрические трубы, объем между которыми ограничен передним фланцем и глухой стенкой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности, он снабжен дополнительным реактором, размещенным у заднего фланца и выполненным с глухой стенкой, расположенной со стороны глухой стенки реактора, и заглушкой, оба реактора свободно насажены на внутреннюю цилиндрическую трубу, выполненную плавающей с перфорацией в зоне их посадки, глухие стенки выполнены кольцеобразными, а заглушка установлена в заднем фланце, 2. Нейтрализатор по п.1, о т л и ч а ющи и с я тем, что передний и задний фланцы в зоне сопряжения с реакторами снабжены окнами для засыпки и высыпки каталиэатора, 3. Нейтрализатор по пп. 1 и 2, о т л и ч аю шийся тем, что выходной патрубок размещен в зоне между реакторами.

4. Нейтралиэатор по пп, 1 — 3, о т л и ч аю шийся тем, что реакторы выполнены равными по объему.

5. Нейтрализатор rio пп. 1-4, о т л и ч аю шийся тем. что внутренняя труба в зоне между реакторами крепится к корпусу по меньшей мере при помощи одной стойки, 6. Нейтрализатор по пп. 1-5, о т л и ч аю шийся тем, что он дополнительно снабжен распределителем потока отработавших газов, расположенным во внутренней трубе.

7. Нейтрализатор по п.б, о т л и ч а юшийся тем, что распределитель выполнен в виде конусообразного центрального тела.

8. Нейтрализатор по п.7, о т л и ч а ющи и с я тем, что вершина конусообразного центрального тела расположена у переднего фланца, его цилиндрический участок— между реакторами, а основание — у заднего

9. Нейтрализатор по пп. 7 и 8, о т л и ч аю шийся тем, что распределитель потока свободно вложен во внутреннюю трубу, выполнен съемным и отцентрирован относительно внутренней трубы с одной стороны по сопрягаемым периметру основания и эаднего фланца, а с другой — при помощи по меньшей мере трех равнорасположенных по окружности пилонов, закрепленных на распределителе.

10. Нейтрализатор по пп, 1-9, о т л и ч аю шийся тем. что основание распределителя снабжено буртом, который зафиксирован между задним фланцем и заглушкой, 11. Нейтрализатор по п.б, о т л и ч а юшийся тем, что распределитель потока выполнен в виде полого усеченного конусообразного тела и расположен в зоне реактора с вершиной у переднего фланца.

12, Нейтрализатор по п,7, о т л и ч а юшийся тем, что конусообразное центральное тело размещено в зоне дополнительного реактора с вершиной у его глухой стенки и основанием у заднего фланца, 1638329

4 аs В s В

Составитель О.Немцов

Редактор М.Петрова Техред М,Моргентал Корректор С.Шекмар

Заказ 909 Тираж 338 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул,Гагарина, 101

13. Нейтрализатор по пп, 1-11, о т л ич а ю шийся тем, что реакторы выполнены г

76

27 соосными и их ось расположена с эксцентриситетом по отношению к оси корпуса, Ф / 5 7 Б Я /5 i6