Нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: область транспортного машиностроения, а именно устройства для очистки выхлопных газтов двигателей внутреннего сгорания от вредных компонентов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 01 N 3/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4882380/06 (22) 16.11.90 (46) 23.07.92. Бюл. 3+27 (71) Тверской политехнический институт (72) Б.И,Масленников, В;С,Зайцев и Т,И.Маэунова (56) Авторское свидетельство СССР

М 1036944, кл, Г 01 и 3!28, 1982, „„5U„„1 749503 А1

2 (54) НЕЙТРА/1ИЗАТОР ВЫХЛОПНЫХ ГА30В ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование: область транспортного машиностроения, э именно устройства для очйстки выхлопных газов"двигателей внутреннего сгорания от вредныМ компонентов, f9 4

Ф

О

Ql

О

1749503

10 эксплуатации устройства, недостаточное

20 охлаждение потока газов в зонах, входного

При подсоединении входного патрубка 2 (ВП) нейтрализатора к выхлопной трубе автомобиля выхлопные газы по ВП поступают к вращающемуся барабану 3, расположенному в цилиндрическом корпуса (ЦК) 1, Выхлопные. газы взаимодействуют со слоем термостойкого волокнистого материала (ТМ) 4 и охлаждающими элементами 5 и 6.

Уловленная саха и первичный конденсат углеводородов попадают в сборник и могут быть удалены устройством для их выгрузки.

Выхлопные газы после предварительной

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания от вредных примесей, Известно устройство для очистки отработавших газов бензинового двигателя внутреннего сгорания, содержащее размещенный в корпусе реактор, выполненный в виде концентрично размещенных секций с перфорированными распределительными стойками.

Недостатком известного устройства является постепенное повыщение энергозатрат на очистку выхлопных газов от вредных компонентов благодаря неравномерному распределению струй газов на входе в перфорированные распределительные стойки и по их длине, а также интенсивному эабиванию сажей распределительных стоек и прилегающих к ним зон. Кроме того, за счет отложения сажи и конденсата в полостях между концентричйо размещенными секци. ями нейтрализатора срок его йормальной эксплуатации ограничен, Известен нейтрализатор отработанных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с входными и выходными патрубками, а также параллельно расположенные каталитические реакторы с системой сообщающихся полостей.

Чедостатком известного устройства является короткий срок службы устройства изэа отложения сажи и конденсата

" углеводородов на перегородке, прилегающей к внутренним полостям реактора, и внутренних перфорированных поверхностях каталитических реакторов. Кроме того, для эгого устройства характерно неполное использование цилиндрических реактс1ров в их зонах, прилегающих к трубе, соосной с входным и выходным патрубками.

40 очистки в слое TM попадают через внутреннюю полость 8 в каталитические реакторы (KP) 12, присоединенные к боковым торцовым поверхностям ЦК. В каждом KP газы проходят через зоны l5-17 и взаимодействуют с фильтрующим материалом (ФМ) 20 и псевдоожиженным слоем смеси ФМ с катализатором. Очищенные выхлопные газы уходят в атмосферу через наружную боковую поверхнос ;ь КР, состоящую из сформованного ФМ и покрытую снаружи сеткой 19.

2 з.п. ф-лы. 2 ил, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является нейтрализатор выхлопных газов двигателя внутреннего с орэния. содержащий корпус с входным патрубком и слой термостойкого материала, размещенный параллельно внутренней боковой поверхности корпуса нэ расстоянии от нее, а также реакторы, снабженные слоями дс жигания углеводородов и восстановления окислов азота и присоединенные к боковым торцевым поверхностям корпуса.

Недостатками указанного нейтрализатора являются повышение энергозатрат на очистку выхлопных газов из-за самопроизвольного уплотнения неподвижно располо>кенных слоев термостойкого и фильтрующего материала при длительной патрубка и слоя термостойкого материала, а также сниженная полнота использования каталитического вещества, находящегося в неподвижном состЬянии в фильтрующих слоях реактора.

Цель изобретения — повышение эффективности очистки выхлопных газов от вредных компонентов и повышение срока службы устройства, Поставленная цель достигается тем, что нейтрализатор содержит впускной патрубок, расположс;нный тангенциально к цилиндричеСкоиу барабану, между внутренней и нзружной стенками которого помещен слой термостойкого волокнистого материала in охлаждающие элементы в виде пластин, закрепленных на наружной сетке барабана и проволочного каркаса, В реакторах нейтрализатора расположены три концентричных разделенных перегородками зоны, в центральной из них помещен фильтрующий материал рыхлой засыпки, в про1749503 зов двигателя внутрен 1его сгорания работает следующим образом.

При необходимо(ти высокоэффективной очистки выхлопных газов от вредных

5 компонентов входной патрубок нейтрализатора соединяется с выхлопной трубой автомашины (приспособления для крепления устройства нэ машине и соединения его с выхлопной трубой не показаны), Выхлопные

10 газы по входному патрубку 2 поступают к барабану 3, расположенному в цилиндрическом корпусе 1. В связи с тэнгенциальным подводом газов по отношению к барабану 3 они воздейству1от на охлаждение элементы

15 5, закрепленные íà его наружной сетке, и способствуют вращению" барабана вокруг своей оси. Выхлопные газы проходят через слой термостойкого волокнистого.материала 4 и очищаются от сажи. Кроме того, при переходе газов от в>:одного патрубка по внутренней полости 3 они расширяются, контактируют с охлажд,ающими элементами

5 двумя сетками барабана 3 и проволочным каркасом 6. При этом в выхлопных газах происходит частичная концентрация углеводородов. При прохождении газов через термостойкий материал 4 происходит адсорбция первичного нондейсата углеводородов. Уловленная сажа и первичный конденсат попадают в сборник 9 и их разгружают устройством 10. После поступления предварительно очищенных газов в полость 8 они разделяются на два потока, направляемые в реакторы 12.

В каждом реакторе 12 очищаемые газы перемещаются по челноковой схеме от центра к периферии. Газы последовательно проходят через зоны 15 — 17, изменяя направление своего дви><ения в соответствии с расположением перегородок 18 и сетки 19.

Благодаря возрастанию плотности насыпки фильтрующего материала 20 от первой до третьей секции обеспечивается соответствующее увеличение гидродйнамического сопротивления для потзка очищаемых газов и повышение степени их очистки от вредных компонентов, В промежуточной зоне 16 реакторэ 12 при использовании псевдоожиженного слоя смеси фильтрующего

50 материала 20 с катализатором интенсифицируется процесс взаимодействия твердой осуществляют через наружную боковую поверхность зонь 17, покрытую сеткой 19.

В реакторах 12 осуществляется катали° нетоксичной всды и двуокиси углерода, а, также восстановление окислов азота, При межуточной зоне сформирован псевдоожиженный слой смеси фильтрующего материала с катализатором, а в периферийной зоне — сформованный фильтрующий материал. В качестве фильтрующего материала принят продукт химической обработки торфа. Для сбора уловленных вредных компонентов под барабаном размещены сборная емкость и устройство для ее разгрузки.

На фиг.1 показано нейтрализатор, вид сверху; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,1, Нейтрализатор сбстоит из цилиндрического корпуса 1 с тангенциальным входным патрубком 2. Внутри цилиндрического корпуса 1 и соосно с ним установлен полый цилиндрический барабан 3, между наружной и внутреннейсетками которогозасыпан термостойкий волокнистый материал 4 (например, стекловолокно). К наружной сетке барабан 3 вдоль его оси прикреплены 20 охла.кдающие элементы 5 в виде прямоугольных металлических .пластин, Между торцзвыми сетками барабана 1 термостойкого вОлокнистого материала 4 расположен проволочный каркас 6, состоящий иэ натя- 25 нутых вдоль продольной оси барабана цилиндрических элементов 7 (например. из нихромовой проволоки). Внутреннюю полость 8 барабана 3 выполняют пусготелой.

Под барабаном 3 располагают сборник 9 30 для накопления уловленной в слое термостойкого материала 4 сажи и первичного конденсата углеводородов и устройство 10 для их выгрузкя,, сНа обоих торцах корпуса 1 с помощью 35 фланцев 11 закреплены реакторы 12 цилиндрической формы. Каждый реактор 12 состоит из корпуса 13, крышки 14 и трех концентрически размещенных зон 15 — 17. . разделенных перфорированными перего- 40 родкс)Mи 18.

На половине высоты центральной зоны

15 реактора 12 размещена сетка 19, выше которой засыпан фильтрующий материал 20 (например, торф, подвергнутый химической 45 обработке). В промежуточной зоне 16 реактора 12 на одной трети ее высоты также размещена сетка 19, выше которой обеспечен псевдоожиженный слой смеси дисперсного фильтрующего материала 20 с катализатором. Периферийная (наружная) зона 17 реактора 12 заполнена сформированным фильтрующим материалом 20, Перегородки 18 между зонами 15-17 реактора

12 выполнены сплошными на две трети их 55 высоты, э остальные части — перфорированными. Наружная боковая поверхностьзоны. тическое дожигэние угарного газа и углево 17 реактора 12 покрывается металлической дородных газообразных соединений до сеткой 19, на которой сверху закрепляется крышка 14. Нейтрализатор выхлопных га1749503 необходимости нейтоализатор используется полностью или в виде отдельных блоков, так, например, двухситный барабан со слоем термостойкого волокнистого материала при трехзонные реакторы.

Таким образом, выполнение первичного фильтра в виде вращающегося поддействием потока выхлопных газов двухситного барабана, заполненного волокнистым термостойким материалом и оснащенного дополнительными охлаждающими элемента ми 5 и проволочным каркасом 6, и реактора, состоящего из концентрически расположенных зон, разделенных перегородками и заполненных фильтрующим материалом, с различной плотностью засыпки и псевдоожиженн ым слоем смеси фильтрующего материала и катализатора, позволяет снизить энергозатраты на очистку выхлопных газов от вредных компонентов на 20 — 30 Д и повысить срок службы устройства в 1,5-2,0 раза, Формула изобретения

1. Нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с входным патрубком, установленный в корпусе соосно и с зазором относительно его боковой стенки полый цилиндрический барабан со слоем термостойкого волокнистого материала, ограниченного внутренней решеткой, и реакторы, сообщенные с полостью цилиндрического барабана, прикрепленные к торцевым поверхностям корпуса и имеющие внутренний слой дожигания углеводородов с фильтрующим материалом и наружный слой восстановления окислов азота с наружной сеткой и фильтрующим материалом, разде5 ленные между собой перфорированными перегородками, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, он дополнительно содержит наружную решетку, охватывающую цилиндрический бара10 бан, и охлаждающие элементы. выполненные в виде пластин, закрепленных на наружной решетке. и проволочного каркаса, размещенного E слое термостойкого волокнистого материала вдоль оси цилинд15 рического барабана. установленного с возможностью вращения, впускной патрубок размещен тангвнциально, реакторы выпол- . нены в виде полых цилиндров и снабжены дополнительным слоем с фильтрующим ма-.

20 териалом, слои расположены концентрично с плотностью засыпки, возрастающей от внутреннего слоя к наружному, а полость цилиндрического барабан сообщена с внутренними слоями дожигания каждого реакто25 ра, 2. Нейтрализатор го п.1, о т л и ч а юшийся. тем, что в качестве фильтрующего материал применен продукт химической обработки торфа.

30 - 3, Нейтрализатор по пп. 1 и 2, о т л и ч аю шийся тем, что дополнительно содержит сборную емкость с элементом разгрузки, размещенную под цилиндрическим барабаном.

1749503

О в

Составител ь С.Андреева

Редактор H.Ëàçàðåíêà . Техред M.Mîðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Заказ 2577 . Тираж . Подписное . 8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытилм при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскал наб., 4 5

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