Способ глушения шума двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

 

Использование: в выхлопных системах двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Сущность изобретения: при работе ДВС поток отработавших газов поступает в выпускной трубопровод. Этим же потоком через патрубок поддавливается водный раствор, содержащий известковую воду и неионогенное поверхностно-активное вещество, из емкости через распылитель в высокотемпературный газовый поток. Одновременно из емкости поддавливается водный раствор карбамида через трубку подачи и распылитель. В выпускном трубопроводе происходит химическая нейтрализация окислов углерода, серы и азота. Далее двужущийся поток поступает в глушитель. В смесительной камере, заполненной гранулами керамзита, происходит интенсивное завихрение потока и его шумоглушение. Кроме того, керамзит служит в качестве твердого пористого носителя, на котором осаждается и кристаллизуется непрореагировавший карбамид и служит для дальнейшей нейтрализации нитрозных газов и азотной и азотистой кислот. 2 с. и 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано в выхлопных системах двигателей внутреннего сгорания.

В основном изобретении в воду добавляют гидроокись кальция и неионогенное поверхностно-активное вещество, а в устройстве емкость парогенератора снабжена перфорированной решеткой, фильтрующим элементом и заполнена раствором гидроокиси кальция в дисперсной среде.

Однако это техническое решение обеспечивает лишь частичную нейтрализацию окислов азота (в отработавших газах остается не менее 20% непрореагировавших окислов азота), образующих с водой азотную и азотистую кислоты, агрессивно действующие на металл глушителя и окружающую среду.

Цель изобретения - повышение степени очистки выхлопных газов.

Цель достигается тем, что в процесс дополнительно вводят водный раствор карбамида, концентрация которого составляет 2-3 г/л, парогенератор снабжен второй емкостью с трубкой подачи, заполненной водным раствором карбамида, а выпускной трубопровод снабжен глушителем, разделенным на впускную, смесительную и выпускную камеры, причем смесительная камера заполнена гранулами керамзита и отделена от впускной и выпускной камер рассекательными перфорированными перегородками. Трубка подачи врезана в выпускной трубопровод перед глушителем, а смесительная камера снабжена люком с крышкой.

На чертеже схематично показано устройство глушения шума двигателей внутреннего сгорания.

Устройство содержит выпускной трубопровод 1, парогенератор, содержащий емкости 2 и 3 с водными растворами, патрубок 4, трубки 5 и 6 подачи с распылителями 7 и 8. Патрубок 4, трубки 5 и 6 подачи снабжены кранами 9 для регулирования подачи водного раствора в распылители 7 и 8, которые соединены соответственно с емкостями 2 и 3 и установлены на оси выпускного трубопровода 1. К последнему подсоединен байпасно патрубок 4 поддавливания водного раствора в емкости 2 (содержит водный раствор гидроокиси кальция и неионогенное поверхностно-активное вещество) в емкости 3 (содержит водный раствор карбамида), из которых водный раствор поступает соответственно в трубку 5 подачи с распылителем 7 и в трубку 6 подачи с распылителем 8. Емкости 2 и 3 содержат предохранительные клапаны 10, встроенные в крышку трубопровода 11, служащего для заполнения емкостей 2 и 3 водой и снабженного во внутренних частях емкостей патрубками 12.

Выпускной трубопровод 1 заканчивается глушителем 13, корпус которого разделен на впускную 14, смесительную 15 и выпускную 16 камеры рассекательными перфорированными перегородками 17. Смесительная камера 15 заполнена керамзитом 18 и снабжена люком 19 для загрузки керамзита и крышкой 20 для закрытия люка 19.

Способ реализуется следующим образом.

При работе двигателя внутреннего сгорания образуется высокотемпературный поток отработавших газов, содержащих окислы азота, углерода и серы. Этот газовый поток поступает в выпускной трубопровод 1. Этим же потоком через патрубок 4 поддавливается водный раствор, содержащий известковую воду и неионогенное поврхностно-активное вещество, из емкости 2 в трубку 5 подачи и через распылитель 7 впрыскивается в высокотемпературный газовый поток, в котором происходит химическое взаимодействие отработавших газов с раствором гидроокиси кальция и поверхностно-активным веществом. При этом происходят снижение температуры газового потока и химическая нейтрализация окислов.

Однако степень эффективности очистки отработавших газов от окислов азота по этой схеме составляет 75-80% . Непрореагировавшие окислы азота образуют с водой азотную и азотистую кислоты N₂O₄+H₂O -> HNO₃+HNO₂, агрессивно действующие на металл глушителя и окружающую среду. Поэтому одновременно дополнительно используют водный раствор карбамида для повышения степени очистки путем восстановления окислов азота и кислот по схеме N₂O₃+NH₂CONH₂ -> 2N₂+CO₂+2H₂O 2HNO₂+NH₂CONH₂ -> 2N₂+CO₂+3H₂O 2HNO₃+NH₂CONH₂ -> 2N₂+CO₂+3H₂O+O₂ Продуктами этого процесса являются нетоксичные вещества N₂, CO₂ и Н₂О. Водный раствор в емкости 3 содержит 2-3 г/л карбамида.

Таким образом, одновременно с подачей водного раствора из емкости 2 через патрубок 4 поддавливается из емкости 3 водный раствор карбамида в трубку 6 подачи и через распылитель 8 впрыскивается в выпускной трубопровод 1, где происходит химическое взаимодействие непрореагировавших окислов азота с раствором карбамида, так как распылитель 8 врезан в выпускной трубопровод 1 за распылителем 7 по ходу движения потока.

Далее поток газа, пара и высокодисперсные продукты нейтрализации поступают в глушитель 13.

Изменение скорости впрыскивания водного раствора из распылителей 7 и 8 осуществляется регулировкой кранов 9. При перекрытых кранах 9 происходит продувка устройства от влаги, необходимая для консервации транспорта, например, в зимний и ремонтный периоды.

Избыточное количество газов, поступающих в патрубок 4 в результате пульсаций, имеющих место при работе двигателя, может стравливаться через предохранительный клапан 10, встроенный в крышку трубопровода 11, и через патрубок 12.

Далее движущийся поток, поступивший в глушитель 13, попадает во впускную камеру 14, где попадает на рассекательную перфорированную перегородку и, рассеиваясь, через перфорации попадает в смесительную камеру 15, где продолжает движение между гранулами керамзита 18. В смесительной камере 15 происходит интенсивное завихрение потока и его шумоглушение. Сглаживание пульсации потока происходит за счет движения его через пустоты, образующиеся между гранулами керамзита. Эффект шумоглушения в керамзите подобен шумоглушению в пене. Диапазон эффективного шумоглушения зависит от размера гранул используемого керамзита. Предпочтительнее использовать гранулы размеров 20-50 мм.

Пройдя участок смесительной камеры 15, заглушенный поток газа проходит через перфорации перегородки 17 и через выпускную камеру и выпускной патрубок выходит в атмосферу.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1281691, кл. F 01 N 3/04, 1986.

Формула изобретения

1. Способ глушения шума двигателей внутреннего сгорания по авт. св. N 1281691, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, дополнительно используют водный раствор карбамида.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентрация водного раствора карбамида составляет 2 - 3 г/л.

3. Устройство глушения шума двигателей внутреннего сгорания по авт. св. N 1281691, отличающееся тем, что, с целью повышения степени очистки, парогенератор снабжен второй емкостью с трубкой подачи, заполненной водным раствором карбамида, а выпускной трубопровод снабжен глушителем, разделенным на впускную, смесительную и выпускную камеры, причем смесительная камера заполнена гранулами керамзита и отделена от впускной и выпускной камер рассекательными перфорированными перегородками.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что трубка подачи врезана в выпускной трубопровод перед глушителем.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что смесительная камера снабжена люком с крышкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1