НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДЛЯ ДИЗЕЛЯ Российский патент 1997 года по МПК F01N3/08 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.

Известен нейтрализатор отработавших газов, состоящий из корпуса, внутри которого на роликах установлена подвижная замкнутая лента из фильтрующего материала [1] Данный нейтрализатор расположен во впускном трубопроводе.

Недостатками указанного нейтрализатора являются низкая производительность и эффективность работы ввиду необходимости периодической замены подвижной ленты, которая очень сложна. Кроме того, очистка на таком фильтре возможна только от сажи ввиду малой толщины слоя фильтрующего материала и невозможности нанесения и использования катализаторов на его поверхности.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является нейтрализатор для дизеля, содержащий корпус, входной и выходной патрубки с фланцами, теплоизоляцию, реакционную камеру, пористые металлокерамические фильтры, торцевые крышки, поперечные и продольные перегородки в реакционной камере [2] Фильтрующий элемент в таком устройстве фиксируется от осевого смещения деталями узла, служащего для сочленения участков трубопровода.

Недостатками указанных нейтрализаторов является то, что при загрязнении фильтрующего элемента в процессе эксплуатации, в случае отсутствия условий для замены фильтра, возрастает противодавление на выпуске, что приводит к ухудшению качества очистки цилиндров, к ухудшению наполнения, падению топливной экономичности, в результате чего двигатель выделяет повышенные концентрации токсичных веществ с отработавшими газами. Двигатель остается как бы без резерва возможностей для эксплуатации.

Для снижения вредных выбросов в атмосферу двигателем в известном нейтрализаторе отработавших газов для дизеля, содержащем корпус с двойными стенками, входной и выходной патрубки с фланцами, теплоизоляцию, установленную между стенками, реакционную камеру с поперечными и продольными перегородками, пористые металлокерамические фильтры, торцевые крышки, согласно изобретению на поперечных перегородках реакционной камеры на подшипниках установлен полый поворотный барабан, на внутренних торцевых стенках которого закреплены пористые металлокерамические гильзы и внутренняя полость которого разделена продольными перегородками по числу гильз на отдельные полости, причем одна или часть гильз выполнена резервной и перекрыта со стороны входа газа в реакционной камере.

На крышке корпуса закреплен механизм фиксации и перевода барабана с позиции на позицию с электромагнитным приводом.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием в конструкции поворотного полого барабана с пористыми металлокерамическими гильзами, наличием продольных перегородок в полости барабана с числом по количеству гильз.

Таким образом, заявляемое устройство нейтрализатора соответствует критерию изобретения "новизна".

На фиг. 1 изображен нейтрализатор, продольный разрез; на фиг. 2 сечение А-А, поперечный разрез; на фиг. 3 вид нейтрализатора сзади по стрелке В.

Нейтрализатор содержит корпус 1 с двойными стенками: внешними 2 и внутренними 3. Между внешними стенками 2 и внутренними 3 размещен теплоизолятор 4. Корпус 1 имеет фланцы 5 и 6 для крепления поперечных перегородок 7, 8 и торцевых крышек 9 и 10 с фланцами 11 и 12. На торцевой крышке 9 закреплен патрубок впуска 13 с фланцем 14, а на торцевой крышке 10 закреплен фланец 15, на котором закреплен лапкой 16 и болтом 17 с гайкой 18 с'емный люк 19. Поверхности торцовых крышек 9 и 10, внутренних стенок 3 образуют реакционную камеру. На поперечных перегородках 7 и 8 в подшипниках 20 и 21 на валу 22 установлен полый поворотный барабан 23, на внутренние торцевые стенки 24 и 25 которого в банках 26 и 27 установлены пористые металлокерамические гильзы 28 и 29 с днищами 30, буртами 31 и петлями 32. Петли 32 упираются в пружинные шайбы 33, установленные в опорной конструкции 34.

Пористые металлокерамические гильзы 28 и 29 могут быть выполнены методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза с одновременным введением катализаторов для очистки отработавших газов в шихту. Покрытие гильз 28 и 29 слоем катализатора способствует увеличению скоростей реакций окисления и восстановления.

Кроме того, одна гильза или группа гильз 28 и 29 могут находиться в резерве и при необходимости вводиться в работу без разработки нейтрализатора путем поворота барабана. На торцевой крышке 9 закреплен механизм 35 фиксации и перевода барабана 23 с приводом силового штока 36, например, электромагнитом 37.

В качестве механизма фиксации 35 барабана 23 и перевода его с позиции на позицию может быть применим механизм, например, типа нагана. Пористые гильзы 28 и 29 стенками делят реакционную камеру внутри нейтрализатора на две полости: 38 до очистки газов и 39 после очистки газов. Для поворота барабана 23 вокруг вала 22 на нем установлен зубчатый механизм 40, а механизм 35 оснащен толкателем 41. В поперечной перегородке 8 выполнены окна 42, а внутри барабана 3 выполнены продольные перегородки 43 между гильзами 28 и 29, разделяющие полость 39 на отдельные полости по числу гильз 28 и 29. Нерабочие гильзы разделены с потоком газа заслонкой 44. Патрубок впуска 13 оснащен датчиком давления 45.

Такое выполнение нейтрализатора позволяет производить очистку отработавших газов одной или группой пористых металлокерамических гильз.

Работа нейтрализатора осуществляется следующим образом.

Отработавшие газы поступают в нейтрализатор по патрубку 13, проходят в окна перегородки 7, входят в пористые гильзы 28, проходят сквозь их стенки, очищаются от сажи, подвергаются каталитической очистке от продуктов неполного сгорания и окислов азота, оказываются в полости 39 реактора в барабане 23. Затем газы через окна 42 в перегородке 8 и днище 30 проходят в полость под давлением под крышкой 10, а затем через выпускной патрубок выходят из нейтрализатора. Замена пористых гильз производится путем открытия люка 19, изъятия гильзы 28 за петлю 34, замены на новую или регенерированную пористую гильзу, закрытия люка. Поворот барабана 23 с позиции на позицию осуществляется по сигналу датчика давления 45 электромагнитным приводом 37, силовым штоком 36, толкателем 41. Толкатель 41 фиксирует барабан в определенном положении механизмом 35.

Нейтрализатор обеспечивает снижение гидравлических потерь за счет периодической замены гильз из пористой металлокерамики, обеспечивает быструю замену каталитических фильтров.

Нейтрализатор обеспечивает снижение вредных выбросов двигателем на 10. 15% без снижения топливной экономичности.

Использование: для очистки отработавших газов в двигателях внутреннего сгорания. Сущность изобретения: нейтрализатор содержит корпус с двойными стенками, входной и выходной патрубки с фланцами, теплоизоляцию, размещенную между стенками, входной и выходной патрубки с фланцами, теплоизоляцию, размещенную между стенками, реакционную камеру с поперечными и продольными перегородками, причем на поперечных перегородках установлен полый поворотный барабан, на внутренних торцевых стенках которого закреплены пористые металлокерамические гильзы. Внутренняя полость барабана разделена продольными перегородками по числу гильз на отдельные полости, причем одна гильза или часть гильз выполнены резервными и перекрыты со стороны входа газа с реакционной камеры. Кроме того, нейтрализатор содержит крышки, при этом, на крышке корпуса закреплен механизм фиксации барабана и перевода его с позиции на позицию с электромагнитным приводом. Изобретение позволяет обеспечить снижение вредных выбросов без снижения топливной экономичности, а также быструю замену каталитических фильтров. 3 ил.

Нейтрализатор отработавших газов для дизеля, содержащий корпус с двойными стенками, входной и выходной патрубки с фланцами, теплоизоляцию, размещенную между стенками корпуса, реакционную камеру с поперечными и продольными перегородками, пористые металлокерамические фильтры, торцевые крышки, отличающийся тем, что на поперечных перегородках реакционной камеры на подшипниках установлен поворотный барабан, на внутренних торцевых стенках которого закреплены пористые металлокерамические гильзы, и внутренняя его полость разделена продольными перегородками по числу гильз на отдельные полости, причем одна или часть гильз выполнены резервными и перекрыты со стороны входа газа в реакционной камере, а на крышке корпуса закреплен механизм фиксации барабана и перевода его с позиции на позицию с электромагнитным приводом.