НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ Российский патент 2001 года по МПК F01N3/10 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для очистки и обезвреживания отработавших газов, и может быть использовано в двигателестроении, преимущественно в двигателях внутреннего сгорания, а также в нефтедобывающей, химической промышленности и для очистки газовых выбросов промышленных предприятий.

Известен нейтрализатор отработавших газов [1], преимущественно двигателей внутреннего сгорания, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода газов и ряд пластин, размещенных внутри корпуса поперек направления движения газового потока последовательно на расстояниях между собой и имеющих множество каналов для прохода газов сквозь пластину, причем на поверхности указанных каналов нанесен катализатор реакции восстановления окислов азота и реакции окисления окиси углерода и углеводородов.

Недостаток этого нейтрализатора состоит в малой удельной поверхности катализатора и, как следствие, в недостаточной степени очистки отработавших газов от токсичных компонентов.

Известен нейтрализатор отработавших газов [2], преимущественно двигателей внутреннего сгорания, содержащий корпус, снабженный по меньшей мере одним патрубком для подвода и по меньшей мере одним для отвода газов, блоки, расположенные внутри корпуса поперек направления прохода газов и имеющие для их прохода множество сквозных каналов с нанесенным по меньшей мере на часть их поверхности катализатором.

При надлежащей степени очистки газов недостаток такого нейтрализатора в малой механической прочности, особенно при работе в условиях переменных температур и вибрации. Тем самым снижается эксплуатационная надежность и долговечность нейтрализатора.

Достигаемым результатом изобретения является повышение надежности и долговечности блоков и нейтрализатора в целом при работе в условиях переменных температур и вибрации при надлежащей степени очистки газов от токсичных компонентов.

Это обеспечивается тем, что в нейтрализаторе отработавших газов, содержащем корпус, снабженный по меньшей мере одним патрубком для подвода и по меньшей мере одним патрубком для отвода газов, блоки, расположенные внутри корпуса поперек направления прохода газов и имеющие для их прохода множество сквозных каналов с нанесенным по меньшей мере на часть их поверхности катализатором, каждый блок заключен в обойму, выполненную из жаростойкого перфорированного материала и охватывающую блок по меньшей мере с торцов, расположенных поперек направления прохода газов, причем обоймы с блоками установлены в корпусе плотно. В качестве перфорированного материала может быть выбрана по меньшей мере однослойная сетка, изготовленная из металлической проволоки. В корпусе перед, между и после обойм с блоками установлены фиксаторы положения блоков, преимущественно крестообразные, жестко крепящиеся к корпусу, причем фиксаторы, установленные между блоками, снабжены отверстиями для перетока газов в направлении, поперечном направлению прохода газов, а суммарная площадь этих отверстий в каждом фиксаторе может составлять 0,3-0,9 от площади поверхности фиксатора.

На фиг. 1 изображен предлагаемый нейтрализатор в продольном разрезе с одинарным блоком, заключенным в обойму; на фиг.2 - нейтрализатор в продольном разрезе с несколькими блоками, заключенными в обойму, и фиксаторами, выполненными крестообразными.

Нейтрализатор отработавших газов содержит корпус 1 с патрубком 2 для подвода отработавших газов и патрубком 3 для отвода очищенных газов, блоки 4, расположенные внутри корпуса 1 поперек направления прохода газов от патрубка 2 к патрубку 3 и имеющие множество каналов 5 с нанесенным на их поверхность катализатором. Каждый блок 4 заключен в обойму 6, выполненную из жаростойкого перфорированного материала, предпочтительно из сетки, изготовленной из металлической проволоки. Обоймы 6 с блоками 4 установлены в корпусе 1 плотно. На фиг. 2 в корпусе 1 перед, между и после обойм 6 с блоками 4 установлены крестообразные фиксаторы 7 положения блоков 4, жестко крепящиеся к корпусу 1. В фиксаторах 7, установленных между блоками 4, выполнены отверстия 8 для перетока газов в направлении, поперечном направлению прохода газов, с суммарной площадью в каждом фиксаторе 7, составляющей 0,3-0,9 от площади поверхности фиксатора 7.

Нейтрализатор работает следующим образом. Нагретые отработавшие газы поступают в корпус 1 нейтрализатора через патрубок 2. Внутри корпуса 1 газы проходят сквозь обойму 6 и каналы 5 в блоках 4 и выходят наружу через патрубок 3. При проходе газов через каналы 5 на поверхности, покрытой катализатором, проходят реакции восстановления окислов азота и реакции окисления окиси углерода и углеводородов.

Тепло, выделяющееся в результате реакций окисления, приводит к росту температуры блоков 4 и их тепловому расширению. Наружные стенки блоков 4 нагружают изнутри обоймы 6, и они упруго деформируют, позволяя обратимо расширяться блокам 4. При экстремальных условиях работы двигателя внутреннего сгорания, которые приводят к перегреву блоков 4 и возникновению в них микротрещин, выполнение обойм 6 охватывающими каждый блок 4 по меньшей мере с торцов, расположенных поперек направления прохода газов, с установкой их в корпусе плотно обеспечивает геометрическую целостность блоков 4 и работоспособность их и всего нейтрализатора в целом. При необходимости перед, между и после обойм 6 с блоками 4 устанавливают фиксаторы 7, преимущественно крестообразные. Стенки корпуса 1 и фиксаторы 7 закрепляют при этом положение обойм 6 с блоками 4 относительно корпуса 1.

Предпочтительно обоймы 6 выполняются из сетки, изготовленной из жаростойкой металлической проволоки, что позволяет компенсировать неравномерность теплового расширения отдельных участков сетки. Отверстия 8 в фиксаторах 7 и их выбранная площадь, составляющая 0,3-0,9 от площади поверхности фиксаторов 7, обеспечивают необходимое перемешивание газов перед их поступлением в каналы 5 последующих блоков 4, что способствует равномерности прогрева блоков 4.

Таким образом, реализация предложенной конструкции нейтрализатора позволит повысить надежность и долговечность блоков и нейтрализатора в целом при работе в условиях переменных температур и вибрации при надлежащей степени очистки газов от токсичных компонентов.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1574858, МКИ F 01 N 3/10, 1990.

2. Патент РФ N 2102605, МКИ F 01 N 3/00, 1998.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для очистки и обезвреживания отработавших газов, и может быть использовано в двигателестроении, а также в нефтедобывающей, химической промышленности и для очистки газовых выбросов промышленных предприятий. Нейтрализатор содержит корпус, снабженный по меньшей мере одним патрубком для подвода и по меньшей мере одним патрубком для отвода газов, блоки, расположенные внутри корпуса поперек направления прохода газов и имеющие для их прохода множество сквозных каналов с нанесенным по меньшей мере на часть их поверхности катализатором. Каждый блок заключен в обойму, выполненную из жаростойкого перфорированного материала и охватывающую блок по меньшей мере с торцов, расположенных поперек направления прохода газов, причем обоймы с блоками установлены в корпусе плотно. В качестве перфорированного материала может быть выбрана по меньшей мере однослойная сетка, изготовленная из металлической проволоки. В корпусе перед, между и после обойм с блоками могут быть установлены фиксаторы положения блоков, преимущественно крестообразные, жестко крепящиеся к корпусу, и в фиксаторах, установленных между блоками, могут быть выполнены отверстия для перетока газов в направлении, поперечном направлению прохода газов, а суммарная площадь этих отверстий в каждом фиксаторе может составлять 0,3 - 0,9 от площади поверхности фиксатора. Заключение каждого блока в обойму, таким образом охватывающую блок и таким образом изготовленную и установленную в корпусе, позволяет обратимо расширяться блокам и при экстремальных условиях работы ДВС обеспечивает геометрическую целостность блоков и работоспособность их и всего нейтрализатора в целом. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Нейтрализатор отработавших газов, преимущественно двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, снабженный по меньшей мере одним патрубком для подвода и по меньшей мере одним патрубком для отвода газов, блоки, расположенные внутри корпуса поперек направления прохода газов и имеющие для их прохода множество сквозных каналов с нанесенным по меньшей мере на часть их поверхности катализатором, отличающийся тем, что каждый блок заключен в обойму из жаростойкого перфорированного материала, охватывающую блок по меньшей мере с торцов, расположенных поперек направления прохода газов, обоймы с блоками установлены в корпусе плотно, а перед, между и после обойм с блоками установлены фиксаторы положения блоков, жестко крепящиеся к корпусу, причем фиксаторы, установленные между блоками, снабжены отверстиями для перетока газов в направлении, поперечном направлению проходов газов, суммарная площадь этих отверстий в каждом фиксаторе составляет 0,3 - 0,9 от площади поверхности фиксатора. 2. Нейтрализатор по п.1, отличающийся тем, что обойма выполнена из сетки изготовленной из металлической проволоки. 3. Нейтрализатор по п.1, отличающийся тем, что фиксаторы положения блоков - крестообразные.