УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ТЕПЛОВОЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2002 года по МПК F01N3/00 

Изобретение относится к областям машиностроения и эксплуатации тепловозов и предназначено для снижения вредного воздействия выхлопных газов тепловозного двигателя на окружающую природную среду.

В настоящее время при проведении испытаний тепловозов в депо выхлопные газы тепловозного двигателя внутреннего сгорания обычно выбрасываются в атмосферу, что сопровождается загрязнением окружающей природной среды, а конкретнее - атмосферного воздуха, такими вредными компонентами, как оксид углерода, сажа, бенз(а)пирен, частицы несгоревшего топлива и т.д.

В ряде случаев выхлопные газы из выхлопной трубы тепловоза направляют в специальный нейтрализатор - дополнительное устройство, вводимое в выпускную систему двигателя (см. книгу "Охрана окружающей среды", С.В. Белов и др., 1991 г., стр.131).

Недостатками жидкостных нейтрализаторов являются значительная масса и габариты, неэффективность по отношению к оксиду углерода. Недостатками каталитических нейтрализаторов являются их высокая стоимость, необходимость регулировки двигателя. Все типы нейтрализаторов создают противодавление выпуску выхлопных газов, что меняет условия работы двигателя.

Известны устройства для термического обезвреживания выбросов (см. книгу "Охрана окружающей среды", С. В. Белов и др., 1991 г., стр.123). В этих устройствах необходимо использование дополнительных камер дожигания с подмешиванием свежего воздуха, что исключает их использование при проведении испытаний тепловозов в депо на пунктах реостатных испытаний.

Известны устройства для отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, целью которых является повышение эффективности системы нейтрализации (патент Англии 1488344, кл. F 01 В; а.с. СССР 791981, F 01 N 3/00; патент СССР 327696, F 01 N 3/08; а.с. СССР 484311, F 01 N 3/04).

Недостатком известных устройств является то, что они создают противодавление выпуску выхлопных газов, что меняет условия работы двигателя.

Наиболее близко по своей технической сущности к заявляемому изобретение по а. с. СССР 1740714, F 01 N 3/00. В этом техническом решении на выхлопной патрубок двигателя устанавливается вытяжной конус, подсоединенный к трубопроводу, имеющему выход, который подсоединен к очищающему приспособлению в виде пассивной насадки из стеклянных трубок; выше пассивной насадки размещена система орошения, по которой циркулирует щелочной раствор.

Недостатком данного устройства, принятого за прототип, является использование щелочного раствора, громоздкость конструкции, использование стеклянных трубок в пассивной насадке очищающего приспособления, а также то, что в данном устройстве не обеспечивается очистка выхлопных газов от оксида углерода.

Целью настоящего изобретения является устранение отмеченных недостатков в разработанном устройстве для обезвреживания выхлопных газов тепловозного двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для обезвреживания выхлопных газов тепловозного двигателя, содержащем установленный на выхлопном патрубке двигателя вытяжной конус, подсоединенный к трубопроводу, имеющему выход, согласно изобретению вытяжной конус подсоединяется с возможностью перемещения в трубопроводе, выход которого размещен в топочной камере котла или печи, внутри трубопровода установлен конфузор с размещенным в нем соосно соплом, вход в сопло связан с ресивером тепловозного компрессора.

Указанная цель достигается также тем, что внутри трубопровода установлена регулировочная заслонка.

Указанная цель достигается также тем, что к ресиверу тепловозного компрессора подсоединен выход стационарного компрессора.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его конкретного выполнения со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором схематично изображено предлагаемое устройство.

В кузове тепловоза 1 установлен двигатель внутреннего сгорания 2, снабженный выхлопным патрубком 3. В кузове тепловоза также установлен тепловозный компрессор с ресивером 4.

Над выхлопным патрубком 3 установлен вытяжной конус 5, верхняя цилиндрическая часть которого входит в трубопровод 6. Выход трубопровода 6 размещен в топочной камере котла или печи 7. Внутри трубопровода 6 установлен конфузор 8, соосно с которым размещено сопло 9. Вход сопла 9 связан с ресивером тепловозного компрессора 4 или гибким шлангом, или дополнительным трубопроводом 10.

В трубопроводе 6 размещена также регулировочная заслонка 11. Смесь продуктов сгорания из топочной камеры 7 и выхлопных газов тепловозного двигателя по газоходу 12 поступает в дымовую трубу 13.

Большинство тепловозных депо и тепловозоремонтных заводов имеют собственные отопительно-производственные котельные. Каждое депо или завод имеет различные печи. Во многих случаях вышеуказанные котельные расположены в непосредственной близости от пункта реостатных испытаний тепловозов. Все депо и заводы имеют собственные компрессорные станции. Все это обуславливает возможность практического осуществления работы устройства.

Работа устройства для обезвреживания выхлопных газов тепловозного двигателя осуществляется следующим образом.

Тепловоз 1 подают на пункт проведения реостатных испытаний и место его установки на рельсах выбирают так, чтобы выхлопной патрубок 3 тепловозного двигателя 2 оказался под вытяжным конусом 5. Опускают вытяжной конус 5 на крышу тепловоза 1 и уплотняют имеющиеся зазоры между цилиндрической частью вытяжного конуса и внутренней поверхностью трубопровода 6 (технологии уплотнения зазоров в технике широко известны и в материалах заявки не приводятся).

Затем соединяют выход ресивера тепловозного компрессора 4 с входом в сопло 8 с помощью гибкого шланга или дополнительного трубопровода 10.

Далее пускают тепловозный двигатель 2 и производят штатные для реостатных испытаний тепловоза операции. При этом сжатый в тепловозном компрессоре 4 воздух поступает в ресивер, а из ресивера - по трубопроводу 10 в сопло 8. При истечении сжатого воздуха из сопла 8 в трубопроводе 6 создается разряжение и выхлопные газы тепловозного двигателя направляются по трубопроводу 6 в топочную камеру 7.

В топочной камере 7 происходит сгорание топлива. Выхлопные газы тепловозного двигатели при поступлении в топочную камеру смешиваются с продуктами сгорания при высокой температуре при коэффициенте избытка воздуха большем единицы, что приводит к догоранию оксида углерода, сажи и частиц топлива, содержащихся в выхлопных газах.

Смесь газов поступает по газоходу 12 в дымовую трубу 13 и рассеивается в атмосфере. Так как высота дымовой трубы намного больше высоты размещения выхлопного патрубка 3, то концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе становится намного меньше. Кроме того, в поступающих в дымовую трубу газах отсутствуют догоревшие оксид углерода, сажа, частицы дизельного топлива.

Работа устройства может осуществляться также следующим образом. Если в топочной камере создано чрезмерное разряжение, то могут измениться условия работы тепловозного двигателя. Поэтому, изменяя степень открытия регулировочной заслонки 11, установленной в трубопроводе 6, регулируют давление выхлопных газов на выходе из выхлопного патрубка 3.

Работа устройства может осуществляться также следующим образом. При работе находящегося в горячем отстое тепловоза к ресиверу тепловозного компрессора 4 подсоединяют выход деповской сети сжатого воздуха. В этом случае нет необходимости пуска в работу тепловозного компрессора.

По сравнению с прототипом улучшается степень очистки выхлопных газов тепловозного двигателя.

Устройство для обезвреживания выхлопных газов тепловозного двигателя содержит установленный в кузове тепловоза двигатель внутреннего сгорания, снабженный выхлопным патрубком. В кузове тепловоза также установлен тепловозный компрессор с ресивером. Над выхлопным патрубком двигателя установлен вытяжной конус, верхняя цилиндрическая часть которого входит в трубопровод. Выход трубопровода размещен в топочной камере котла или печи. Внутри трубопровода установлен конфузор, соосно с которым размещено сопло. Вход сопла связан с ресивером тепловозного компрессора гибким шлангом или дополнительным трубопроводом. В трубопроводе размещена также регулировочная заслонка. Смесь продуктов сгорания из топочной камеры и выхлопных газов тепловозного двигателя по газоходу поступает в дымовую трубу. Изобретение имеет простую конструкцию и обеспечение очистки выхлопных газов от окиси углерода. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для обезвреживания выхлопных газов тепловозного двигателя, преимущественно при проведении испытаний и горячем отстое тепловозов в депо, содержащее установленный на выхлопном патрубке двигателя вытяжной конус, подсоединенный к трубопроводу, имеющему выход, отличающееся тем, что конус подсоединен с возможностью перемещения в трубопроводе, выход трубопровода размещен в топочной камере котла или печи, внутри трубопровода установлен конфузор с размещенным в нем соосно соплом, вход в которое связан с ресивером тепловозного компрессора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутри трубопровода установлена заслонка. 3. Устройство по п. 1 и 2, отличающееся тем, что к ресиверу тепловозного компрессора подсоединен выход стационарного компрессора.