УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМЕРОВ ДЫМНОСТИ И ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВС Российский патент 2008 года по МПК G01M15/10 

Изобретение предназначено для испытаний двигателей внутреннего сгорания, в частности в малогабаритных многоцелевых двигателях, устанавливаемых в агрегаты, имеющие разные глушители выхлопа.

Известен И КС-анализатор (основанный на методе инфракрасной спектроскопии - ИКС), содержащий оптико-акустический детектор, соединенный через газоходный канал с выходным каналом двигателя. Анализатор предназначен для оценки токсичности окиси углерода (СО) и углеводородов (C_nH_m) в составе отработавших газов двигателей.

Известен также И КС-анализатор, предназначенный для оценки объема токсичных углеводородов (NO_x). Анализатор связан через газоходный канал с выходным каналом двигателя.

Недостатками известных устройств являются, во-первых, достаточно высокая ошибка измерения объема регистрируемых газов в общем объеме отработавших газах, отсутствие возможности консервировать испытываемую среду, неудобство замеров из-за необходимости нахождения прибора рядом с двигателем и, кроме этого, наличие больших габаритов, не позволяющих транспортировать их к месту замера.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для замеров дымности (дымомер), содержащее источник света, фотоэлемент, связанный с измерительным прибором и съемную пробоотборную трубку. Устройство устанавливают на впускном патрубке глушителя выхлопа. Загадский М.Г. Парковое оборудование (устройство и эксплуатация), Москва, Военное издательство Министерства обороны СССР, 1964 год, с.254-255.

Известная конструкция прибора имеет ряд недостатков, из которых главными относительно заявляемого технического решения являются: погрешность измерения выхлопных газов без учета их трансформации в глушителе, неудобство замеров из-за необходимости нахождения прибора рядом с двигателем, невозможность проведения оценки токсичности отработавших газов и одновременной оценки дымности выхлопа.

Двигатель предназначен для работ в машинах разного целевого назначения (электростанция, мини трактор, автомобиль, компрессорная станция и т.д.). На эти агрегаты устанавливаются глушители разной формы и конструкции. Газ расширяется при попадании в глушитель и контактируя с внутренними полостями изменяет свою температуру. В результате происходят химические реакции, изменяющие химический состав и уровень токсичности выходящего из глушителя газа что зависит от форм и габаритов глушителя.

Задачей заявляемого технического решения является повышение точности и достоверности измерения токсичности отработавших газов и дымности выхлопа, улучшение условий измерений: уменьшение времени измерения за счет одновременного замера дымности и токсичности, возможность проведения анализа на расстоянии от испытываемого двигателя, консервация измеряемых выхлопных газов для повторных замеров.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для замеров дымности и токсичности отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, имеющее глушитель выхлопа, содержащее источник света, фотоэлемент, соединенный с измерительным прибором, снабжено несколькими сменными пробоотборными емкостями с впускными и выпускными каналами, причем в каналах установлены запорные устройства, а выпускной канал сменной пробоотборной емкости выполнен с возможностью подключения через переходные втулки к газоанализаторам. Кроме того, внутренние полости сменных пробоотборных емкостей повторяют форму и размеры глушителей выхлопа.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства в составе дымомера (газоходные каналы в емкости перекрыты), на фиг.2 показано присоединение сменной пробоотборной емкости к двигателю, на фиг.3 показано присоединение сменной пробоотборной емкости к газоанализатору (газоходные каналы открыты).

Устройство содержит сменную пробоотборную емкость 1 с прозрачными стенками и с двумя газоходными каналами: выпускным 2 и впускным 3. Выпускной канал снабжен запорным вентилем 4, а впускной - обратным клапаном 5. Сменная пробоотборная емкость 1, присоединяемая к двигателю, входящему в состав электростанции, имеет внутренние полости 6, выполненные по форме и размерам глушителя выхлопа, установленного на двигателе. Сменная пробоотборная емкость, присоединяемая к двигателю, входящему в состав насосного агрегата, имеет внутренние полости 6, выполненные по форме и размерам глушителя насосного агрегата.

С одной стороны сменной пробоотборной емкости 1 расположен источник света 7, с другой - фотоэлемент, соединенный с измерительным прибором 8. На выходе выпускного канала 2 установлен комплект переходных втулок 9. Через впускной канал 3 сменная емкость присоединена к двигателю 10, а через переходную втулку 9 - к газоанализатору 11. Сменные емкости имеются в количестве, необходимом для достоверности фиксации параметров выбросов вредных веществ.

Устройство работает следующим образом. Сменную пробоотборной емкость 1 через впускной канал 2 присоединяют к работающему двигателю 10, при этом запорный вентиль 4 открывают. Избыточное давление выхлопных газов двигателя открывает обратный клапан 5 и газ попадает в сменную пробоотборную емкость, контактируя с внутренними полостями 6. В сменной пробоотборной емкости происходят изменения химического состава и уровня токсичности отработавшего газа, идентичные изменениям в глушителях электростанции и насосного агрегата. После заполнения сменной пробоотборной емкости 1 отработавшим газом запорный вентиль закрывают, емкость снимают, переносят к месту измерения и устанавливают между источником света 7 и фотоэлементом с измерительным прибором 8. Замер дымности может проводится как при циркулирующем, так и при неподвижном газе в сменной пробоотборной емкости. Источник света 7 освещает через столб газа фотоэлемент, а ток, изменяющийся в фотоэлементе, регистрируется прибором 8. После замера дымности или с места забора заполненная газом сменная пробоотборная емкость 1 переносится к газоанализатору 11, выпускной канал 2 соединяют с входом газоанализатора через переходные втулки 9. Запорный вентиль 4 открывается одновременно с включением заборного устройства газоанализатора, а обратный клапан 5 открывается за счет понижения давления внутри сменной пробоотборной емкости, после этого газ попадает в газоанализатор 11.

Газ в сменной пробоотборной емкости 1 может храниться для повторных замеров дымности. При измерении дымности измерительным прибором 8 можно проводить одновременные замеры токсичности, присоединив к сменной пробоотборной емкости 1 газоанализатор 11 и открыв вентиль 4.

Изобретение предназначено для испытаний ДВС, в частности в малогабаритных многоцелевых двигателях, устанавливаемых в агрегаты, имеющие разные глушители выхлопа. Устройство для замеров дымности и токсичности отработавших газов ДВС, имеющего глушитель выхлопа, содержит источник света, фотоэлемент, несколько соединенных с измерительным прибором сменных пробоотборных емкостей, имеющих впускной и выпускной каналы. В каналах установлены запорные устройства, а выпускной канал сменной пробоотборной емкости выполнен с возможностью подключения через переходные втулки к газоанализаторам. Внутренние полости съемных пробоотборных емкостей повторяют форму и размеры глушителей выхлопа. Конструкция устройства позволяет достигнуть повышения точности и достоверности измерения токсичности отработавших газов и дымности выхлопа, улучшения условий измерений: уменьшения времени измерения за счет одновременного замера дымности и токсичности, возможности проведения анализа на расстоянии от испытываемого двигателя, консервации измеряемых выхлопных газов для повторных замеров. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для замеров дымности и токсичности отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, имеющего глушитель выхлопа, содержащее источник света, фотоэлемент, соединенный с измерительным прибором, отличающееся тем, что оно снабжено несколькими сменными пробоотборными емкостями с впускными и выпускными каналами, причем в каналах установлены запорные устройства, а выпускной канал сменной пробоотборной емкости выполнен с возможностью подключения через переходные втулки к газоанализаторам.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренние полости сменных пробоотборных емкостей повторяют форму и размеры глушителей выхлопа.