НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F01N3/04 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в выхлопных системах двигателей внутреннего сгорания, снабженных устройствами для очистки отработанных газов.

Известны нейтрализаторы отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, содержащие емкость с нейтрализующей жидкостью, соединенную с установленным вертикально перфорированным входным патрубком и со снабженным сепаратором выходным патрубком.

Недостатком указанного нейтрализатора является малое время контакта газа с нейтрализующей жидкостью, что снижает степень его очистки.

Известен также нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий емкость с нейтрализующей жидкостью, входным и выходным патрубками, днищем, боковыми стенками и рабочим каналом с выполненным в нем пленкообразующим элементом и каплеотделитель, размещенный перед выпускным патрубком.

Недостатки известной конструкции заключаются в недостаточной ее эффективности, которую нельзя существенно повысить без соответствующего увеличения габаритов.

Цель изобретения - повышение эффективности нейтрализатора.

Для достижения поставленной цели нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий емкость с нейтрализующей жидкостью, входным и выходным патрубками, днищем, боковыми стенками и рабочим каналом с выполненным в нем пленкообразующим элементом и каплеотделитель, размещенный перед выпускным патрубком, дополнительно содержит патрубок с колпачком, сливной патрубок, первую и вторую горизонтальные перегородки и вертикальную перегородку с верхней и нижней кромками, рабочий канал выполнен Г-образной формы, его вертикальный участок образован боковыми стенками и вертикальной перегородкой, нижняя кромка которой размещена ниже уровня жидкости, вертикальная перегородка установлена в емкости с образованием полости и зазора с ее днищем, первая горизонтальная перегородка размещена в полости ниже верхней кромки вертикальной перегородки с образованием первой и второй камер, последняя ограничена снизу второй горизонтальной перегородкой, установленной выше впускного патрубка, закрепленного на боковой стенке, первая камера сообщена с рабочим каналом и через патрубок и колпачок, приемное отверстие которого размещено ниже приемного отверстия патрубка, связана с второй камерой, сообщенной с емкостью через сливной патрубок, выпускное отверстие которого расположено ниже уровня жидкости, пленкообразующий элемент выполнен в виде пакета Г-образных пластин с горизонтальными составляющими, направленными в сторону полости, участок рабочего канала между вертикальными и горизонтальными участками выполнен с постоянной площадью поперечного сечения, равной площади поперечного сечения вертикального участка, а горизонтальный участок выполнен с площадью поперечного сечения, увеличивающейся в направлении выпускного патрубка.

Кроме того, каплеотделитель выполнен в виде вертикальных гофр, образованных на горизонтальных участках Г-образных пластин со стороны выпускного патрубка.

При этом вторая камера заполнена гранулированным регенерирующим веществом.

На фиг. 1 показан общий вид нейтрализатора; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Нейтрализатор содержит входной патрубок 1, входную камеру 2, отделенную от вертикального участка 3 рабочего канала вертикальной перегородкой 4, нижний конец которой погружен ниже уровня поверхности нейтрализующей (рабочей) жидкости 5. Промежуточный участок 8 рабочего канала между его вертикальным 3 и горизонтальным 6 участками выполнен с постоянным сечением, равным площади поперечного сечения вертикального участка 3, для чего верхней стенке корпуса нейтрализатора на этом участке придана округлая форма, соответствующая дуге окружности, описанной от верхнего торца верхней стенки радиусом, равным ширине вертикального участка 3 рабочего канала. Горизонтальный участок 6 рабочего канала выполнен с увеличивающимся сечением к выхлопному патрубку 7.

Камера 9 регенератора образована верхней 10 и нижней 11 горизонтальными перегородками.

Верхняя перегородка 10 размещена ниже верхней кромки вертикальной перегородки 4. Пространство над перегородкой 10 образует поддон 12 для приема нейтрализующей жидкости, стекающей с пленкообразующих элементов (пакета вертикальных Г-образных пластин 13, размещенных внутри рабочего канала).

Нижняя перегородка 11 камеры 9 является одновременно верхней стенкой входной камеры 2.

В верхней перегородке 10 выполнено отверстие, снабженное гидрозатвором, конструктивно представляющим из себя патрубок 14 с приемным отверстием, закрытым колпачком 15, приемное отверстие которого размещено ниже приемного отверстия патрубка 14.

В нижней перегородке 11 выполнено выпускное отверстие, снабженное патрубком 16, выпускное отверстие которого размещено ниже уровня поверхности нейтрализующей жидкости 5.

Конец Г-образных пластин 13, примыкающий к выхлопному патрубку 7, снабжен каплеотделителем 17, выполненным в виде вертикальных гофр.

Емкость 18 дополнительного объема рабочей жидкости снабжена загрузочной горловиной 19 и посредством патрубка 20 с клапаном 21 связана с рабочим каналом на уровне поверхности рабочей жидкости 5. Емкость 18 и дно емкости, вмещающей рабочую жидкость 5, снабжены сливными патрубками 22.

Для подготовки устройства к работе камеру 9 заполняют гранулами регенератора, в качестве которого используют реагенты, поглощающие соответствующие продукты нейтрализации отработанных газов ДВС, например для нейтрализации оксидов серы используют СаСО₃ в гранулах размером 5-7 мм. Кроме того, емкость 18 заполняют нейтрализующей жидкостью (водой), после чего через патрубок 20 нейтрализующую жидкость перепускают в корпус нейтрализатора в объеме, соответствующем рабочему уровню нейтрализующей жидкости 5.

Устройство работает следующим образом.

Отработанные газы двигателя внутреннего сгорания поступают через патрубок во входную камеру 2, откуда попадают за вертикальную перегородку4 в нижнюю часть вертикального участка 3 рабочего канала. При этом газы проходят через слой нейтрализующей жидкости 5, захватывают ее и движутся вверх между Г-образными пластинами 13. Затем жидкость, захватываемая газом, движется вверх по поверхности пластин в виде пленки. Поскольку суммарная поверхность пластин 13 имеет большую величину, происходит интенсивный массообмен между жидкостью и газом, т. е. идет интенсивная очистка газов.

Достигая верхнего конца вертикального участка 3 рабочего канала, газ вместе с пленкой жидкости (которая удерживается на поверхности Г-образных пластин 13 также и на участке перехода от вертикального участка 3 к горизонтальному участки 6 рабочего канала благодаря постоянству скорости потока на этом участке вследствие постоянства площади его поперечного сечения) переходит в горизонтальный участок 6 рабочего канала, где происходит расширение потока (вследствие расширения горизонтального участка 6 к выхлопному патрубку 7) и соответственно уменьшение скорости потока. Это приводит к стеканию жидкости с поверхности Г-образных пластин 13 и ее сливу в поддон 12.

При этом газ, проходя через каплеотделитель 17, освобождается от захваченных им капель жидкости и выходит из корпуса нейтрализатора через выхлопной патрубок 7.

Из поддона 12 рабочая жидкость через патрубок 14 гидрозатвора поступает в камеру 9 с регенерирующим компонентом, где происходит восстановление ее поглотительных свойств. Из камеры 9 рабочая жидкость стекает в камеру 2 через патрубок 16.

Поддержание уровня рабочей жидкости 5 в вертикальном участке 3 рабочего канала и во входной камере 2 обеспечивается из дополнительной емкости 18 с помощью патрубка 20, выпускное отверстие которого размещено на уровне, соответствующем рабочему уровню жидкости. Слив жидкости из рабочего канала и емкости 18 производят через патрубки 22.

Использование: двигатели внутреннего сгорания. Сущность изобретения: рабочему каналу придана Г-образная форма, при этом вертикальный участок рабочего канала образован вертикальной перегородкой, нижняя кромка которой размещена ниже уровня жидкости. Вертикальная перегородка установлена в емкости с образованием полости и зазора с ее днищем. Пленкообразующий элемент выполнен в виде пакета Г-образных пластин. Участок рабочего канала между вертикальным и горизонтальным участками выполнен с постоянной площадью поперечного сечения вертикального участка, а горизонтальный участок выполнен с площадью поперечного сечения, увеличивающейся в направлении выпускного патрубка. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий емкость с нейтрализующей жидкостью, входным и выходным патрубками, днищем, боковыми стенками и рабочим каналом с выполненным в нем пленкообразующим элементом и каплеотделитель, размещенный перед выпускным патрубком, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, он дополнительно содержит патрубок с колпачком, сливной патрубок, первую и вторую горизонтальные перегородки и вертикальную перегородку с верхней и нижней кромками, рабочий канал выполнен Г-образной формы и его вертикальный участок образован боковыми стенками и вертикальной перегородкой, нижняя кромка которой размещена ниже уровня жидкости, вертикальная перегородка установлена в емкости с образованием полости и зазора с ее днищем, первая горизонтальная перегородка размещена в полости ниже верхней кромки вертикальной перегородки с образованием первой и второй камер, последняя ограничена снизу второй горизонтальной перегородкой, установленной выше впускного патрубка, закрепленного на боковой стенке, первая камера сообщена с рабочим каналом и через патрубок и колпачок, приемное отверстие которого размещено ниже приемного отверстия патрубка, связана с второй камерой, сообщенной с емкостью через сливной патрубок, приемное отверстие которого расположено ниже уровня жидкости, пленкообразующий элемент выполнен в виде пакета Г-образных пластин с горизонтальными составляющими, направленными в сторону полости, участок рабочего канала между вертикальным и горизонтальным участками выполнен с постоянной площадью поперечного сечения, равной площади поперечного сечения вертикального участка, а горизонтальный участок выполнен с площадью поперечного сечения, увеличивающейся в направлении выпускного патрубка. 2. Нейтрализатор по п. 1, отличающийся тем, что каплеотделитель выполнен в виде вертикальных гофр, образованных на горизонтальных участках Г-образных пластин со стороны выпускного патрубка. 3. Нейтрализатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что вторая камера заполнена гранулированным регенерирующим веществом.