Система снижения токсичности отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к системам очистки отработавших газов и повышает эффективность их нейтрализации за счет химической и физическрй сорбции примесей . В выпускном трубопроводе-1 двигателя 2 внутреннего сгорания в сепараторе 7 на металлических зигзагообразных направляющих 22 осаждаются газообразные и твердые примеси потока и капли конденсата, образованного в результате подачи холодного сжатого воздуха из компрессора 8 в выпускной трубопровод 1. Далее поток газов поступает сквозь сетки 26 сепаратора 10 в жидкостный нейтрализатор 3, из которых выходит через сепаратор 11, состоящий из перфорированных металлических пластин 27 и пластин из гигроскопичной ткани 28, в котором оставшиеся примеси оседают за счет химической и физической сорбции на пластинах 27, а также происходит улавлизание тканью капель влаги, захваченной потоком . При прохождении выхлопным потоком сквозь нейтрализатор 3 поток воздействует на жалюзийную решетку 21, которая открывает клапан 17, и вода по трубке 5 поступает во впускной трубопровод, 4 двигателя 2 и подавляет там образование окислов азота. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. сл С

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я}ю F 01 N 3/04

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1239378 (21) 4632610/06 (22) 05,01.89 (46) 15.09.91. Бюл. ¹ 34, (71) Новосибирский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Г,Е.Мелиди, К.В.Ланчиков, И.П.Бакашов и А.П.Щеглов (53) 621.43,06 f088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1239378, кл. F 01 N 3/04, 1985. (54) СИСТЕМА СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ

ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к системам очистки отработавших газов и повышает эффективность их нейтрализации за счет химической и физической сорбции примесей. B выпускном трубопроводе.1 двигателя

2 внутреннего сгорания в сепараторе 7 на металлических зигзагообразных направляИзобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам снижения токсичности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности.

На чертеже показана система снижения токсичности отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.

Система нейтрализации отработавших газов содержит установленный на выпускном трубопроводе 1 двигателя 2 жидкост„„!Ж„„1677352 А2 ющих 22 осаждаются газообразные и твердые примеси потока и капли конденсата, образованного в результате подачи холодного сжатого воздуха из компрессора 8 в выпускной трубопровод 1. Далее поток газов поступает сквозь сетки 26 сепаратора 10 в жидкостный нейтрализатор 3, иэ которых выходит через сепаратор 11, состоящий из перфорированных металлических пластин

27 и пластин из гигроскопичной ткани 28, в котором оставшиеся примеси оседают за счет химической и физической сорбции на пластинах 27, а также происходит улавливание тканью капель влаги, захваченной потоком. При прохождении выхлопным потоком сквозь нейтрализатор 3 поток воздействует на жалюзийную решетку 21, которая открывает клапан 17, и вода по трубке 5 поступает во впускной трубопровод, 4 двигателя 2 и подавляет там образование окислов азота, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. ный нейтралиэатор 3, устройство подачи жидкосТи во впускной трубопровод 4 двигателя 2, выполненное в виде трубки 5, размещенной в нейтралиэаторе 3 и сообщенной с впускным трубопроводом 4, гэзораспределительный элемент 6, установленный в выпускном трубопроводе 1, и первый сепаратор 7, размещенный в выпускном трубопроводе 1 между газораспределительным элементом 6 и нейтралиэатором 3. Выпускной трубопровод 1 сообщен с воздушным компрессором 8 автомобиля по1677352

10

30

40

50 средством патрубка 9, заведенного в трубопровод 1 перед газораспределительным элементом 6, На входе и выходе нейтрализатора 3 установлены сепараторы 10 и 11, Полость нейтрализатора разделена вертикальной перегородкой 12 на входную 13 и выходную 14 полости. Перегородка 12 закреплена с зазором относительно потолка нейтрализатора 3, к ее верхнему концу прикреплена горизонтальная перегородка 15, образующая с потолком канал 16. Трубка 5 установлена в нейтрализаторе 3 таким об разом, что ее торец размещен в выходной

, полости 14 и сбращен в сторону входной

, полости 13. Торец трубки 5 прикрыт эапор, ным органом в виде клапана 17, закреплен ного на меньшем плече рычага 18, прикрепленного к косынке 19 вертикальной перегородки 12. На большем плече рычага

18, подтянутом к перегородке 12 пружиной

20, закреплена жалюзийная решетка 21, установленная на выходе канала 16. Сепаратор 7 состоит из зигзагообразных металлических железных направляющих 22, образованных пластинами, шарнирно пружинно соединенных в местах изгибов наи ра вл яющих 22. Направляющие 22 закреплены вертикально между двумя воздухопроницаемыми опорами 23 и 24 с образованием зигзаообразных каналов, К верхней жестко закрепленной в трубопроводе 1 опоре 23 направляющие 22 прикреплены пружинами 25, а к нижней свободно установленной в трубопроводе 1 опоре 24 направляющие 22 прикреплены жестко, Се паратор 10 представляет собой ряд парал-. лельно закрепленных сеток 26. Сепаратор 11 выполнен в виде закрепленных в выход ной полости в чередующемся порядке перфорированных пластин 27 и 28 из металла (хрома) и кислотостойкой гигроскопичной ткани (полотно иглопробивное фильтровальное), которые закреплены между собой пружинами 29, а крайние пластины прикреплены пружинами 29 к упорам 30. Отверстия пластин 27 и 28 расположены со смещением для образования зигзагообразного движения потока сквозь пластины 27, 28 сепаратора 11. Металл для направляющих 22 сепаратора 7 и пластин 27 сепаратора 11 выбирается из ряда металлов, на поверхности которых за счет их поверхностных свойств происходит хемосорбция углеводородов и окислов углерода (токсичных примесей потока газа двигателя). В сепараторе 11 материал пластин 27 обладает коррозионной стойкостью, так как там повышенная влажность. В связи с этим направляющие 22 сепаратора 7 выполнены из железа, а пластины 26, 27 сепараторов 1О, 11 — иэ хрома. Пружина 20 рычага 18 рассчитана на такое усилие, чтобы жалюэийная решетка 21 не отклонялась при холодных продувках двигателя, т.е, чтобы в исходном состоянии торец трубки 5 был прикрыт клапаном 17 и жидкость во впускной трубопро- . вод 4 двигателя не поступала, Входная полость нейтрализатора 3 размещена в его нижней части для обеспечения барботирования выхлопного газа через весь слой жидкости. В выпускном трубопроводе 1 и в нейтрапизаторе 3 имеются шламосборники

31 и 32.

Система нейтрализации работает следующим образом.

В выпускной трубопровод 1 от двигателя 2 поступают горячие отработавшие газы, содержащие вредные примеси (сажа, окислы углерода, углеводорода) и от компрессора 8 через патрубок 9 — холодный сжатый воздух, которые перемешиваются, проходя сквозь гаэораспределительный элемент 6, при этом холодный воздух образует ядра конденсации, на которые конденсируется влага потока газов, которые, в свою очередь, хорошо сорбируются развитой поверхностью частичек сажи, в результате чего образуются кластеры. Далее поток газов проходит по зигзагообразным каналам сепаратора 7, при этом углеводороды и окислы углерода адсорбируются за счет хемосорбции на поверхности металлических направляющих 22 в виде тонкого слоя, который затем за счет физической сорбции притягивает к себе частицы влаги и класте- ры, при взаимодействии с которыми углеводороды и окислы углерода нейтрализуются, преобразуясь в кислотные остатки или растворы, Кластеры также оседают на направляющих 22 и под действием инерционных сил, причем по мере увеличения сорбированной пленки образуются капли конденсата на направляющих 22, которые скатываются с них, обнажая поверхность для дальнейшей хемосорбции и физической сорбции примесей выхлопа. Частично очищенный поток отработавших га-ов иэ сепаратора 7 сквозь сетки 26 сепаратора 10 в виде мелких пузырьков поступает в полость

13 нейтрализатора 3, проходит сквозь весь слой жидкости, заполняющей полость 13, и далее в канал 16. При этом газообразные токсичные окислы отрвботавшего газа нейтрализуются жидкостью, При выходе иэ канала 16 гаэожидкостный поток давит на жалюзийную решетку 21, смещая ее в сторону и открывая тем самым клапан 17. В результате жидкость из нейтрализатора 3 по трубке 5 поступает в впускной трубопровод 4 двигателя 2 и подавляет там образова167!352 ние окислов азота. При выходе из нейтрализатора 3 газ проходит сквозь пластины 27 и

28 сепаратора 11, На пластинах 27 за счет хемосорбции адсорбируются оставшиеся газовые примеси и эа счет физической сорбции и инерционных сил оседают капли воды, захваченные потоком, при взаимодействии с которыми газовые примеси нейтрализуются и стекают в нейтрализатор 3. Вода также улавливается и гигроскопичной тканью пластин 28, с которой стекает вниз, смывая при этом пленку конденсата с пластин 27. Уловленные в нейтралиэаторе примеси в виде шлама накапливаются в шламосборнике 32, тем самым исключается их взмучивание. При изменении скорости потока газов в системе происходит изменение криволинейности движения потока и изменение величины инерционных сил, а также аэродинамического сопротивления. Так, с увеличением скорости потока газов направляющие 22 в сепараторе 7 распрямляются, а в сепараторе 11 увеличивается расстояние между пластинами 27 и 28, в результате в обоих сепараторах уменьшается криволинейность движения потока, но за счет увеличения инерционных сил у сконденсированных примесей и кластеров потока увеличивается физическая сорбция, поэтому эффективность очистки при этом не падает. При уменьшении скорости потока газов пружины в сепараторах 7 и 11 возвращают направляющие 22 и пластины 27 и 28 в исходное состояние, т.е. увеличивается криволинейность движения потэка, а следовательно, увеличивается время взаимодействия потока с поверхностью пластин 22 и 27, что обуславливает увеличение химической и физической сорбции газовых токсичных примесей, Эффективность устройства при изменениях режима работы

5 двигателя остается стабильной, кроме того, стабильной остается и аэродинамическое сопротивление потоку, что обуславливает стабильность мощности двигателя.

10 Формула изобретения

1. Система снижения токсичности отработавших газов двигателя внутреннег0 сгорания по авт.св. hL 1239378, о т л и ч а ю ща я с я тем, что, с целью повышения эффек- .

15 тивности, она снабжена воздушным компрессором, газооаспределительным элементом и первым и вторым сепараторами, причем первый сепаратор размещен в выпускном трубопроводе и выполнен в виде

20 по меньшей мере двух зигзагообразных направляющих, состоящих из ряда параллельных пластин, соединенных между собой посредством шарниров и пружин с воэможностью изменения угла зигзага, второй се25 паратор размещен в выходной полости и выполнен в виде чередующихся параллельных перфорированных металлических пластин и полотен из гидрофобной кислотоустойчивой ткани. соединенных

30 между собой при помощи пружин с воэможностью изменения расстояния между ними, воздушный компрессор соединен с выпускным трубопроводом и газораспределительный элемент установлен в последнем перед

35 первым сепаратором.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что входная полость нейтрализатора размещена в его нижней части.

1677352

/(Р8

Я7

/8

3.

/7

Составитель О. Немцов

Редактор В.Трубченко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор T. Палий

Заказ 3098 Тираж 2 < Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CC" P

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101