Устройство для очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания от твердых частиц

 

Использование: в машиностроении, а именно в системах снижения дымности отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: устройство для очистки твердых частиц снабжено рефлектором и сборником твердых частиц, впускной патрубок установлен тангенциально по отношению к продолжительной оси корпуса, коронирующий электрод выполнен из токопроводящей сетки с заострениями, а осадительный - в виде двух групп тарельчатых электродов. Кроме того устройство снабжено сигнализатором заполнения сборника. 1 з. п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам снижения дымности отработавших газов двигателя внутреннего сгорания и повышает эффективность, экологическую чистоту и надежность.

Известно устройство для очистки отработавших газов дизеля от сажи, содержащее корпус с впускным и выпускным патрубками, электрод, размещенный в корпусе, имеющее повышающий трансформатор и умножитель напряжения. Высокое положительное напряжение подводится к одному пакету полуколец, а отрицательное к другому пакету полуколец. Между полукольцами обоих пакетов создается электрическое поле высокой напряженности. Частицы сажи, проходя в электрическом поле, получают заряд и отклоняются к полукольцам и осаждаются на них. Между электродами полуколец приложено напряжение. При накоплении сажи на полукольцах возникает электрический ток, выжигающий сажу, накопившуюся между электродами-полукольцами. Одновременно в зону горения сажи подается дополнительный воздух. Однако ограниченная степень ионизации отработавших газов снижает эффективность устройства, а необходимость создания двухполярного высокого напряжения делает устройство мало надежным.

Цель изобретения повышение эффективности, экологической чистоты и надежности.

Это достигается тем, что устройство содержит тангенциальный входной патрубок, коронирующий электрод, две группы тарельчатых осадительных электродов, дефлектор, сборник твердых частиц.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 устройство, разрез; на фиг. 3 тарелкообразный осадительный электрод; на фиг. 4 изоляционная стойка крепления осадительных электродов; на фиг. 5 принципиальная электрическая схема; на фиг. 6 шайба фигурная металлическая; на фиг. 7 шайба металлическая сборная для подачи дополнительного воздуха; на фиг. 8 разрез фрагмента шайбы металлической сборной и штуцера подвода дополнительного воздуха; на фиг. 9 принципиальная электрическая схема сигнализации заполнения сборника твердых частиц.

Устройство состоит из корпуса 1 (фиг. 1 и фиг. 2), выполненного из металла, выпускного патрубка 2, вваренного тангенциально в корпус, выпускного патрубка 3, вваренного коаксиально в корпус, коронирующего сетчатого с заострениями электрода 4 (фиг. 2), установленного коаксиально зазором по отношению к выпускному патрубку, причем электрод приварен к стяжным болтам 5, верхние с резьбой концы которых через изоляторы 6 крепятся к корпусу, а нижние концы проходят через изоляторы, установленные а шайбу 6, и прижимают ее головками болтов, осадительных электродов 8 и 9 (фиг. 2 и фиг. 3), закрепленных с зазорами между ними в стойках 10 из теплостойкого изоляционного материала (фиг. 2 и 4), причем тарелкообразные электроды (фиг. 3) собраны в две группы, одна из которых через электрод 28, закрепленный на корпусе через изолятор 29 (фиг. 2), присоединена к вторичной обмотке 20 трансформатора 17 (фиг. 5), а вторая группа тарельчатых электродов присоединена к корпусу через электрод 30 (фиг. 2) и далее к второму выводу вторичной обмотки 20 трансформатора 17 (фиг. 5), сборка из осадительных электродов с нижней стороны прижата шайбой фигурной металлической 6, плотно надетой на выпускной патрубок, а верхней стороной упирается в шайбу 7 (фиг. 2), установленную коаксиально с зазором по отношению к коронирующему электроду 4, приваренную к корпусу 1 и имеющую кольцевую выточку (фиг. 7 и 8) для подачи дополнительного воздуха через штуцер 16, ввинченный через корпус в шайбу 7, нижней крышки 12, на которой укреплен конический дефлектор 13, установленный с зазором на ней, сборника 14 твердых частиц с заслонкой 15.

Электрическая схема устройства (фиг. 5) состоит из трансформатора 17, имеющего первичную обмотку 18, подключаемую к бортовому генератору переменного тока, повышающую обмотку 19, вторичную обмотку 20, электромагнитного клапана 22 с обмоткой 23. Электрическая схема сигнализатора заполнения сборника (фиг. 9) состоит из электрода 24, закрепленного через изолятор 25 на корпусе сборника 14 (фиг. 2), светодиода 26 нагрузочного резистора 27, выпрямительного диода 31, электрическая цепь подсоединена к бортовой сети через клеммы 32.

Устройство работает следующим образом.

От бортового генератора машины (трактора, автомобиля) переменное напряжение подается на первичную обмотку 18 (фиг. 5) трансформатора 17, с повышающей обмотки 19 трансформатора переменное напряжение подведено к умножителю напряжения 21. С умножителя 21 "минус" высокого напряжения через болты 5 (фиг. 2) подведен к коронирующему электроду 4, а "плюс" к корпусу устройства 1, осадительным электродам 8 и 9 и выпускному патрубку 3. Сетчатый коронирующий электрод 4 имеет заострения. Между электродом 4 и выпускным патрубком возникает электрический коронный разряд, ток в котором ограничен высоким выходным сопротивлением умножителя напряжения 21. Образовавшиеся в пространстве между электродами 4 и выпускным патрубком 3 ионы выдавливаются через сетчатый электрод 4 в пространство между электродом 4 и тарельчатыми электродами 8 и 9 (фиг. 2).

Твердые частицы, в том числе и частицы сажи, содержащиеся в отработанных газах двигателя внутреннего сгорания, поступают из тангенциального входного патрубка 2 (фиг. 1 и 2) по спирали в пространство между электродом 4 и тарельчатыми электродами 8 и 9, где твердые частицы, содержащиеся в отработанных газах, ионизируются, причем в основном частицы приобретают отрицательные заряды.

Под действием центробежных сил и электрических сил твердые частицы вместе с потоком газа устремляются к тарельчатым электродам 8 и 9. Сажевая составляющая твердых частиц выхлопных газов накапливается в промежутке между тарельчатыми электродами 8 и 9, к которым от обмотки 20 трансформатора 17 (фиг. 5) подведено напряжение. Накапливаясь, сажа замыкает цепь выводы обмотки 20, электроды 8 и электроды 9. В цепи возникает ток, выжигающий сажу в месте замыкания. Возникающий в цепи ток одновременно проходит через обмотку 23 электромагнитного клапана 22, клапан открывается и дополнительный воздух от источника сжатого воздуха (например ресивер) через открытый клапан 22 (фиг. 5), штуцер 16 (фиг. 2 и 8) и кольцевую выточку в шайбе 11 (фиг. 7 и 8) поступает в зону дожига сажи. По мере выгорания сажи выше названная цепь размыкается, электромагнитный клапан 22 перекрывает подачу дополнительного воздуха. Твердые частицы, освобожденные в процессе выгорания сажи, по зазору между наружными краями тарельчатых электродов 8 и 9 и корпусом 1 выбрасываются в сборник твердых частиц, а очищенные отработавшие газы направляются дефлектором 13 в выпускной патрубок 3. По мере накопления твердых частиц с остатками сажи в сборнике 14 цепь (фиг. 9) замыкается, светодиод высвечивается, предупреждая о необходимости очистки сборника 14 от накопившихся загрязнений, что выполняется открытием заслонки 15.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ОТ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ, содержащее корпус с впускным и выпускным патрубками, источник электрического питания и размещенные в корпусе коронирующие и осадительные электроды, подключенные к источнику питания, отличающееся тем, что оно снабжено дефлектором и сборником твердых частиц, впускной патрубок установлен тангенциально по отношению к продольной оси корпуса, коронирующий электрод выполнен из токопроводящей сетки с заострениями, а осадительный в виде двух групп тарельчатых электродов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено сигнализатором заполнения сборника твердых частиц.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9