КАТАЛИТИЧЕСКИЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР Российский патент 1998 года по МПК F01N3/28 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, в частности, с воспламенением от сжатия.

Известны каталитические нейтрализаторы отработавших газов, содержащие корпус с двойными стенами и торцевыми крышками, входным и выходным патрубками с фланцами, окислительным и восстановительным каталитическими блоками, разделенные перегородками с встроенными в них неуправляемыми подпружиненными клапанами, работающими от давления газов при перегазовке (патент РФ 2008448, кл. F 01 N 3/28, 1994).

Недостатками таких нейтрализаторов является то, что каталитические блоки работают постоянно, на режимах малых нагрузок и холостых ходов создают дополнительное противодавление на выпуске, что снижает топливную экономичность двигателей, долговечность и химическую активность катализаторов и, следовательно, каталитического нейтрализатора в целом.

Известен каталитический нейтрализатор, содержащий корпус с двойными стенками и теплоизоляцией между ними, торцевым крышками, входным и выходными патрубками, окислительным и восстановительным каталитическими блоками, перегородку между этими блоками. Каталитические блоки размещены внутри корпуса последовательно друг за другом с разделением полости на отдельные части. В перегородке установлен введенный в нейтрализатор узел перекрытия потоков газа, выполненный в виде внешней трубы, соединенной с патрубком входа и имеющей окна, сообщающиеся с полостями в корпусе, образованными каталитическими блоками, и поворотной трубы, размещенной внутри внешней трубы и имеющей окна, совпадающие по конфигурации и местоположению с окнами внешней трубы. Окна предназначены для распределения потоков газа в зависимости от режима нагрузок двигателя. Нейтрализатор имеет поворотный механизм, установленный вне корпуса и имеющий привод (заявка РФ 94020086 F 01 N 3/28, 20.01.96).

Известная конструкция каталитического нейтрализатора является наиболее близкой по технической сущности и принята за прототип.

Недостатками описанного нейтрализатора являются пониженные надежность работы и долговечность, т.к. во-первых, при работе в потоке горячих газов, содержащих твердые частицы, трубы пригорают друг к другу, что затрудняет поворот внутренней трубы, а во-вторых, при обеспечении герметичности соединения "труба в трубе", достаточно сложно не нарушить подвижность внутренней поворотной трубы.

Задача изобретения - повышение надежности работы и долговечности устройства.

Поставленная задача решается тем, что в известном каталитическом нейтрализаторе, содержащем корпус с двойными стенками и теплоизоляцией между ними, торцевым крышками, входным и выходным патрубками, окислительным и восстановительным каталитическими блоками, перегородку между этими блоками, в которой установлен узел перекрытия потоков газа с окнами, предназначенными для распределения потоков газа в зависимости от режима нагрузок двигателя, узел перекрытия потоков газа снабжен двойным подпружиненным клапаном, размещенным перпендикулярно продольной оси нейтрализатора.

Каталитический нейтрализатор может быть снабжен электромагнитным приводом, соединенным с двойным подпружиненным клапаном.

Такое выполнение каталитического нейтрализатора для дизеля позволяет повысить надежность его работы и долговечность вследствие обеспечения герметичности узлов перекрытия потоков газа и отсутствия отказов при работе в потоке горячих газов, а также позволяет организовать процесс очистки с учетом режимов эксплуатации дизеля с увеличением топливной экономичности при работе дизеля на режимах холостого хода и малых нагрузок за счет снижения противодавления на выпуске, путем отключения одного из каталитических блоков, повышения качества эксплуатации и улучшения наполнения свежим зарядом.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен асимметричный продольный разрез каталитического нейтрализатора.

Каталитический нейтрализатор содержит корпус 1 с двойными стенками 2 и 3 и теплоизоляцией 4 между ними, фланцами 5, торцевыми крышками 6 с входным 7 и выходным 8 патрубками, оснащенными фланцами 9 и 10. Реактор образован стенками 3 корпуса 1 и стенками торцевых крышек 6. В реакторе корпуса 1 установлена внутренняя перегородка 11 с установочными буртами 12 и 13, оснащенная узлом 14 перекрытия потоков газа с седлами 15. В реакторе расположены восстановительный блок 16 и окислительный блок 17 из пористой каталитической металлокерамики, которые своими стенками вместе с перегородкой 11 (между блоками) и узлом 14 разделяют реактор на четыре секции: приемную - 18, постоянного потока - 19, периодического потока - 20, выходную - 21. Перпендикулярно продольной оси нейтрализатора в узел 14 перекрытия потоков газа встроен двойной клапан с нижней 22 и верхней 23 тарелками, направленными навстречу друг другу и установленными на одном подпружиненном стержне 24.

Стержень 24, установленный на втулке 25, оснащен пружиной 26 и электромагнитным приводом 27. Узел 14 перекрытия потоков газа оснащен окнами 28 и 29 для направления потоков газа.

Каталитический нейтрализатор работает следующим образом. Отработавшие газы поступают от двигателя через входной патрубок 7 и приемную секцию 18, проходят через стенку каталитического блока 17, очищаются от сажи, продуктов неполного сгорания, поступают через окно 29 в узел 14 перекрытия потоков газа. При работе на режимах нагрузок ниже 25% от номинальной клапан 22 открыт, и газы поступают в выходную секцию 21, где реакции восстановления идут лишь вблизи стенок восстановительного блока 16. Затем газы выходят по патрубку 8 из нейтрализатора. При работе на режимах нагрузок, начиная с 25% и выше газы, поступившие из секции 19 через окно 29 в узел 14 перекрытия потоков газов, направляются через открытый клапан 23, в окно 28 в секцию 20, при этом клапан 22 закрыт и газы через пористые стенки восстановительного блока 16 поступают в секцию 21, а затем через выходной патрубок 8 выходят из нейтрализатора.

Включение электромагнитного привода 27 может осуществляться при перемещении рейки топливного насоса или педали газа.

Таким образом, снижение противодавления на выпуске путем отключения каталитических блоков дает возможность повысить топливную экономичность дизеля с нейтрализатором на 4-5%, а введение в узел перекрытия потоков газа двойного подпружиненного клапана позволяет повысить его надежность и долговечность.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для очистки отработавших газов двигателя с воспламенением от сжатия. Корпус нейтрализатора имеет двойные стенки с теплоизоляцией между ними, торцевые крышки, входные и выходные патрубки. В реакторе, образованном стенками корпуса и торцевых крышек, установлена внутренняя перегородка , оснащенная узлом перекрытия потоков газа. Реактор разделен на четыре секции стенками окислительного и восстановительного блоков, внутренней перегородкой и узлом перекрытия потоков газа. Узел перекрытия потоков газа снабжен двойным подпружиненным клапаном, размещенным перпендикулярно продольной оси нейтрализатора, и окнами, предназначенными для распределения потоков газа в зависимости от режима нагрузок двигателя. Нейтрализатор оснащен электромагнитным приводом, соединенным с двойным подпружиненным клапаном. Изобретение позволяет повысить топливную экономичность двигателя. 1з.п. ф-лы, 1 ил.

\ \\1 1. Каталитический нейтрализатор, содержащий корпус с двойными стенками и теплоизоляцией между ними, торцевыми крышками, входным и выходным патрубками, окислительным и восстановительным каталитическими блоками, перегородку между этими блоками, в которой установлен узел перекрытия потоков газа с окнами, предназначенными для распределения потоков газа в зависимости от режима нагрузок двигателя, отличающийся тем, что узел перекрытия потоков газа снабжен двойным подпружиненным клапаном, размещенным перпендикулярно продольной оси нейтрализатора. \\\2 2. Нейтрализатор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен электромагнитным приводом, соединенным с двойным подпружиненным клапаном.