Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: машиностроение, а именно устройства, уменьшающие выброс вредных веществ с отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания, в частности тепловозных дизелей. Сущность изобретения: нейтрализатор содержит корпус с реактором, содержащим два сотовых катализатора и перепускной канал, сообщенный входом через впускной орган, подключенный к блоку управления, с впускным коллектором двигателя, а выходом - с выпускным патрубком. На выходе из перепускного канала установлен выпускной орган, связанный с блоком управления. Катализаторы установлены в реакторе последовательно , между ними образованы полости, а перепускной канал образован внутренней поверхностью корпуса нейтрализатора и наружной боковой поверхностью реактора, в которой выполнены перепускные окна с возможностью сообщения перепускного канала с полостью. 1 ил. « Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>ю « = 01 И 3/28

ГОСУДАРСТВEHHblA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

" 1 j33 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4832955/06 (22) 31.05.90 (46) 07.07.92. Бюл, N 25 (71) Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта им, Я.M,Ñâåðäëîâà (72) В.Г.Булаев и Н.B.×åðíîçèïóííèêîâà, (53) 621.43,068.4{088,8)

1 (56) Патент ФРГ М 3803100, кл. F 01 N 3/02, 1984, (54) КАТАЛИТИЧЕСКИЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР

ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ.

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование; машиностроение, а именно устройства, уменьшающие выброс вредных веществ с отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания, в частноИзобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, уменьшающим выброс вредных веществ с отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания, а именно тепловозных дизелей.

Известно устройство для регулирования температуры в реакторе нейтрализатора, в котором реактор окружен цилиндром, в результате между реактором и цилиндром образуется канал для прохода наружного воздуха, Воздух в канал подается при перегреве катализатора.

Известен каталитический нейтрализатор для двигателя внутреннего сгорания, в котором имеется канал, образованный корпусом нейтрализатора и наружным корпусом каталитической кассеты. В канале происходит смешивание отработавших газов и газов пламенной горелки.

„„ЯХ„„1746001 А1 сти тепловозных дизелей. Сушность изобретения: нейтрализатор содержит корпус с реактором, содержащим два сотовых катализатора и перепускной канал, сообщенный входом через впускной орган, подключенный к блоку управления, с впускным коллектором двигателя, а выходом — с выпускным патрубком. На выходе из перепуск-. ного канала установлен выпускной орган, связанный с блоком управления. Катализаторы установлены в реакторе последовательно, между ними образованы полости, а перепускной канал образован внутренней поверхностью корпуса нейтрализатора и наружной боковой поверхностью реактора, в которой выполнены перепускные окна с возможностью сообщения перепускного канала с полостью. 1 ил.

Известен нейтрализатор с сотовым катализатором, в реакторе которого располо. жено два блока и между ними имеется свободное пространство, а плотность каналов в блоках различна.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому нейтрализатору является сажевый фильтр, который содержит обводной канал и блок для улавливания са-. жи и оснащен дросселирующей заслонкой на входе в фильтр для регулирования через управляющее устройство потока отработавших газов. Обогрев спирали осуществляется при выжигании сажи, скопившейся на фильтре.

-. Недостатком данной конструкции является то, что фильтр предусматривает выброс неочищенных отработавших газов, а также дополнительный подогрев блока для- выжигания сажи. Создание параллельной систе1745001 мы для регенерации одного из фильтров является дополнительным увеличением мощности фильтра, но не повышает эффективности очистки отработавших газов. Фильтрующий элемент предусматривает очистку отработавших газов только от сажи, без дожега других вредных веществ.

Цель изобретения — повышение надежности работы нейтрализатора и защита дви. гателя от разрушения. Использование нейтрализатора позволяет создать компактную систему нейтрализации отработавших газов, которая может быть размещена под капотом транспортно, го средства. Система не требует дополнительного подогрева, а ее работа осуществляется не зависимо от водителя транспортного средства, автоматически, т.е. упрощается эксплуатация нейтрализатора. Система не требует демонтажа для проведения регенерации и. позволяет сохранить длительное время работоспособность нейтрализатора, Перепускной канал отработавших газов позволяет работать системе нейтрализации в Режиме наибольшего благоприятствования по противодавлению, создаваемому B тракте двигателя за счет нейтрализатора. Работа двигателя при минимальном противодавлении позволяет сохранить его работоспособность длительное время. Исключение работы двигателя при большом противодавлении позволяет защитить двигатель от разрушения.

Поставленная цель достигается тем, что в нейтрализаторе предусматривается перепукной канал для сброса отработавших газов, минуя катализатор, а для саморегенерации блоков катализатора предусматривается их обогрев отработавшими газами, которые подаются в канал, образованный боковой поверхностью реактора и корпуса нейтрализатора (перепускной канал). В стенке реактора имеются отверстия, расположенные по периметру в пространстве между блоками для прохода отработавших газов из обводного канала или в него, минуя один или несколько блоков, установленных в реакторе. Кроме того, перепускной канал в начале и в конце имеет перепускные клапаны для перепуска газов в тот момент, когда противодавление в выхлопном тракте возрастает выше допустимого уровня. Управление перепускными клапанами осуществляется через блок управления, в который подается сигнал о величине противодавления в выхлопном тракте. Перепускной канал служит как для перепуска газов в случае полного забивания каналов сажей, так и для обогрева блоков с внешней сторо50 подается сигнал для открытия выпускного клапана. При этом будет происходить Dpoгрев всей системы блоков с внешней стороны отработавшими газами, произойдет аварийный сброс газов

На чертеже представлена принципиальная схема каталитического нейтрализаора отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.

Корпус 1 нейтрализатора содержит концентрично расположенный реактор 2 с бло5

45 ны для ускорения их прогрева и самовоспламенения сажи в блоках, Для обеспечения прохода отработавших газов между блоками в перепускной канал или из перепускного канала в блок, минуя блок, расположенный первым по потоку отработавших газов и запыленный сажей, предусмотрены отверстия в стенках корпуса реактора в пространстве между блоками. Наличие сообщающихся каналов с перепускным каналом обеспечивает беспе ребойную работу нейтрализатора при запылении сажей и смол оо6 разую щими веществами одного или двух блоков катализатора. Количестов блоков в нейтрализаторе может быть различным, но не менее двух.

Обогрев блоков катализатора в предлагаемой нейтрализаторе осуществляется огработавшими газами без дополнительного обогревающего устройства, Запыляться будет в основном первый по потоку отработавших газов блок и при полном его запылении отработавшие газы пойдут с внешней стороны блока и будут его обогревать. При прогреве блока до 300 — 400 С произойдет самовоспламенние сажи и ее выгорание.

При атом каналы блока очистятся от сажи и смолообразующих веществ и отработавшие газы вновь пойдут через первый каталитический блок. Перепуск отработавших газов через перепускной канал осуществляется с помощью системы клапанов, расположенных на входе и выходе его, Регулирование работой клапанов осуществляется через блок управления по величине противодавления в нейтрализаторе. При увеличении количества сажи и смолообразующих веществ в каналах блока нейтрализатора будет возрастать и величина противодавления. При достижении ее определенного критического значения через блок управления подается команда на открытие впускного клапана для прохода газов через канал перепускаемых газов во второй блок (по потоку газов), каналы которого более свободны от сажи и смолообраэующих веществ.

При росте противодавления выше регламентированного уровня, а это произойдет при запылении каналов всех блоков, 1746001 ками сотового катализатоРа 3, КоРпУс 1 и отраáîòàaøèìè газами от а отавшими газами и при достижении в реактор 2 образуют между своими боковы- немтемпературы300 — 400 Спроизойдетего ми поверхностями перепускной канал 4 саморегенерация за счет выгорания сажи и для перепуска отработавших газов. Блоки смолообразующих веществ. Когда блок очикатализатора 3 устанавливаются в реакторе 5 стится, сечение его увеличится противодаь один по отношению к другому, и образуют ление упадет до регламентированного полости 5. B стенках реактора 2 по перимет- уровня и отработавшие газы снова пой р раэ ещ ются перепускные окна 6, кото- через блок, а впускные клапаны 7 закроют-! м в по дут рые соединяют между собой полости 5 и ся. перепускной канал 4. На входе в перепус- 10 Если саморегенерация блока не проной канал 4 устанавливается впускной кла- изойдет и второй по потоку отработавших пан 7, а на выходе иэ канала 4 — выпускной газов блок запылится сажой, то газы пойдут клапан 8. Регулировка работой перепуск- по перепускному каналу и будут нейтралиных клапанов 7 и 8 осуществляется блоком зовываться в третьем по потоку газов блоке. управления, в который подается сигнал QT 15 При такой ситуации обогрев будет осущестдатчика 10, находящегося в выпускном кол- вляться для обеих блоков. При запылении лекторе 11 двигателя. Газы выбрасываются всех блоков противодавление в нейтралиэаиз реактора нейтрализатора через выпуск- торе возрастет более значительно, чем при ной патрубок 12. запылении одного блока и этот прирост буНейтрализатор работает следующим 20 дет выше нормируемой величины. При этом образом. блок управления подаст сигнал на открытие

Отработавшие газы от двигателя посту- выходных клапанов 8. При этом проход отпают через выпускной коллектор 11 в ката- . работавших газов через нейтрализатор булитический реактор 2, Нейтрализация дет осуществляться только через проходит в каталитических блоках 3 и очи- 25 перепускной канал 4,минуя каталитический .щенные газы выходят через выпускной пат- реактор 2. Выход из нейтрализатора и из рубок 12, В процессе работы в каналах перепускного канала осуществляется через блоков катализатора 3 происходит накопле- выпускной патрубок 12.. ние сажи и смолообразующих веществ. По мере запыления каналов блока увеличива- 30 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ется величина противодавления в выхлоп- Каталитический нейтрализатор отрабоной системе двигателя, Величина роста тавших газов двигателя внутреннего сгорапротиводавления контролируется датчиком ния, содержащий корпус с размещенным в

10 давления, находящегося в выходном кол- нем реактором, имеющим по меньшей мере лекторе 11 нейтрализатора. При увеличении 35 два сотовых катализатора и перепускной капротиводавления до критической величины, нал, сообщенный входом через впускной орсвидетельствующей о запылении первого ган, подключенный к блоку управления, с по потоку отработавших газов блока в зна-, выпускным коллектором двигателя, а выхочительной степени, блок 9управления пода- дом — с выпускным патрубком, о т л и ч а юет сигнал на открытие клапана 7 для 40 шийся тем, что, с целью. повышения прохода отработавших газов через перепу- надежности, он снабжен выпускным оргаскной канал 4, минуя первый блок, Отрабо- ном, установленным на выходе из перепусктавшие газы, находясь в перепускном .ного канала и связанным с блоком канале 4, будут проходить через перепуск- управления, катализаторы размещены в реные окна 6 в полость 5 между блоками и 45 акторепоследовательнособраэованиемподалее в последующие блохи для нейтрали- лости между ними, а перепускной канал эации. При этом выпускной клапан 8 закрыт образован внутренней поверхностью кори отработавшие газы могут проходить толь- пуса нейтрализатора и наружной боковой ко через вышележащие блоки, П поверхностью реактора причем в пос ел дри прохождении отработавших газов 50 ней выполнены перепускные окна с возможчерез второй и последующие блоки первый ностью сообщения перепускного канала с блок будет обогреваться с внешней стороны полостью.

1746001

7 П

Составитель С, Андреева

Техред М,Моргентал Корректор Н. Король

Редактор H. Яцола

Производственно-издательский комбинВт "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2377 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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