Жидкостной нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F01N3/04 

Изобретение относится к машино- строению, а именно к устройствам очистки отработавших газов двигателе внутреннего сгорания.Цел изобретения - уменьшение габаритов и увеличение времени эффективной работы.

На фиг.1 показана схема жидкостного нейтрализатора; на фиг.2 - раз- рез А-А на фиг.1; на фиг.З - развертка завихрителя.

Жидкостной нейтрализатор представляет собой удлиненный бак 1, объем которого ограничен боковыми стенка- ми 2 и 3, торцевыми стенками 4 и 5, дном 6, а сверху цилиндрическим кап- леотделителем 7, который вписьшается в поперечные габариты бака. Бак 1, заполненный нейтрализующей жидкостью 8, разделен перегородкой 9 на гидростатически плотные первую 10 и вторую 11 секции. В меньшей по объему секции 10 расположена труба Вентури 12. Смесительная камера 13 трубы Вен тури расположена ниже дна 6 и сообщается с нейтрализующей жидкостью трубопроводом 14. Конфигурация последнего предотвращает слив нейтрализующей жидкости при неработающем дви гателе.

Диффузор трубы Вентури 12 направлен вверх и его срез расположен над уровнем жидкости, который при неработающем двигателе в секциях 10 и 11 и одном колене трубопровода 14 одинаков. Перегородка 9, приваренная плотно к стенкам 2 и 3 и внутренней поверхности каплеотделителя 7, образует зазор между своей нижней кром- кой и дном 6.

Большая по объему секция 11 снабжена поперечными перегородками 15 для придания жесткости боковым стенкам 2 и 3 и успокоения жидкости. В зтой секции в дно бака вварен патрубок 16, заглушенный фланцем 17 с краном 18. Патрубок предназначен для отстоя уловленных продуктов очистки, а кран 18 - для слива отстоя с осадком и жидкости из бака 1, а также его пе риодической промывки.

Каплеотделитель 7 предназначен дл сепарации капель воды с уловленной сажей. Он представляет собой полый цилиндр, сообщающийся с секциями 10 и 11 бака 1 посредством отверстий 19 и 20 соответственно. В зоне между этими отверстиями расположен завих

5 0 5 0

5 0

0

5

ритель 21 для придания потоку газов с каплями воды вращательного движения. Отверстие 20, расположенное над секцией 11, разделено поперечной перемычкой 22 для резкого изменения направления потока. Эта перемычка препятствует также уносу воды при запуске двигателя и его работе на переходных режимах.

Торец каплеотделителя 7 около стенки 4 заглущен, другой торец является выходным патрубком 23. Завих- ритель 21 представляет собой набор плоских радиальных лопаток 24, закрепленных наклонно к продольной оси каплеотделителя 7. Лопатки 24 крепятся как по внешнему, так и по внутреннему венцам к внутренней поверхности каплеотделителя и центральному телу 25 соответственно. Отработавшие газы поступают к смесительной камере 13 по трубопроводу 26.

Жидкостный нейтрализатор работает следующим образом.

Отработавшие газы от двигателя через трубопровод 26 поступают в смесительную камеру 13 трубы Вентури 12, в которую также из бака 1 через трубопровод 14 подается нейтрализующая жидкость.В трубе Вентури газы приобретают высокую скорость,при которой про-- исходит дробление нейтрализующей жидкости, как правило чистой воды, на мелкие капли, ее смешение с газами и быстрое испарение с поверхностей капель. При этом имеет место быстрое охлаждение отработавших газов и их насьпцение водяным паром.

В диффузоре происходит преобразование динамического напора в статический. Скорость потока уменьшается, статическое давление возрастает, температура потока падает. В диффузоре водяные пары конденсируются на частицах сажи как на центрах, при соударении которых происходит укрупнение капель. Все зто способствует улавливанию сажи и других твердых частиц, содержащихся в отработавших газах. Диффузор поднимает поток, газов с каплями и парами воды вьше уровня ее поверхности в секции 10, т.е. без преодоления сопротивления соответствующего слоя воды.

На выходе из диффузора скорость потока резко уменьшается вследствие внезапного расширения в объеме секции 10. Часть капель воды с уловленной сажей осаждается в этой полости. Здесь также осуществляется частичная конденсация паров воды на частицах сажи. Далее поток через отверстие 19 поступает в канал каплеотделите- ля и затем в завихритель 21. Лопатки 24 завихрителя придают потоку закрутку, благодаря которой по мере дальнейшего движения его по цилиндри ческому каналу распылителя происходи центробежная сепарация капель воды и слив ее через отверстие 20 в секцию 11. Перемычка 22 препятствует непосредственному продвижению потока к выходному патрубку 23. Над поверхностью воды в секции 11 также происходит резкое уменьшение скорости потока, изменение направления его движения, частичная конденсация паров и ее осаждение. Далее через другую половину отверстия 20 поток опять поступает в канал каплеотделителя 7 к выходному патрубку 23, через который отводится в атмосферу.

Перепад уровней воды в секциях 10 и 11 определяется гидравлическим сопротивлением, создаваемым потоку газов в зависимости от режима работы двигателя при входе в канал каплеот- делителя 7 завихрит лем 21 и отверстием 20 с перемычкой 22, а также выходным патрубком 23. Для предотвращения резкого повышения уровня воды в секции 11 и, следовательно, выброса ее из нейтрализатора разница в объемах секций 10 и 11 должна быть существенной.

Формула изобретения

1. Жидкостной нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего

сгорания, содержащий бак, заполненный нейтрализующей жидкостью и разделенный при помощи перегородки на первую и вторую секции, каплеотделитель с выходным патрубком и завихрителем, причем в первой секции бака расположена труба Вентури, смесительная камера которой соединена с трубопроводами отработавших газов и нейтрализующей жидкости, отличающий- с я тем, что, с целью повышения ресурса работы и уменьшения габаритов, каплеотделитель выполнен в виде полого цилиндра, расположенного над обеими секциями бака и сообщенного с каждой секцией по меньшей мере через одно отверстие, а завихритель каплеотделителя размещен в зоне между отверстиями.

2.Нейтрализатор по п.1, отличающийся тем, что смесительная камера расположена по уровню ниже дна бака.

3.Нейтрализатор по пп. 1 и 2, отличающийс я тем, что в каплеотделителе в зоне отверстия над второй секцией установлена перемычка.

4.Нейтрализатор по пп.1-3, о т - личающийся тем, что отверстие над второй секцией выполнено в средней части каплеотделителя.

5.Нейтрализатор по пп.1-4, о т- личающийся тем, что завихритель выполнен с радиальными лопатками, расположенными наклонно к продольной оси каплеотделителя.

6.Нейтрализатор по пп. 1-5, о т- личающийся тем, что первая секция бака выполнена по объему по меньшей мере в два раза меньше второй.

2

n

2

Фиг.

Изобретение позволяет уменьшить габариты и увеличить время эффективной работы. Бак 1, заполненный нейтрализующей жидкостью 8, разделен перегородкой 9 на гидростатически плотные секции 10 и 11. В меньшей по объему секции 10 расположена труба Вентури 12. Смесительная камера 13 последней расположена ниже дна 6 и сообщается с нейтрализующей жидкостью трубопроводом 14. Каплеотделитель 7 предназначен для сепарации капель воды с уловленной сажей. Он предетавЯ . ляет собой полый цилиндр, сообщающийся с секциями 10 и 11 посредством отверстий 19 и 20. В зоне между этими отверстиями расположен завих- ритель 21 для придания потоку газов с каплями воды вращательного движения. Отверстие 20, расположенное над секцией 1.1, разделено поперечной перемычкой 22 для резкого изменения направления потока. Эта перемычка препятствует также уносу воды при запуске двигателя и его работе на переходных режимах. Завихритель 21 представляет собой набор плосктс радиальных лопаток 24, закрепленных наклонно к продольной оси каплеот- делителя. Лопатки 24 придают потоку закрутку, благодаря которой по мере дальнейшего движения его по цилиндрическому каналу распылителя происходят центробежная сепарация капель воды и слив ее через отверстие 20 в секцию 11. Для предотнрашения резкого повьш1ения уровня воды в секции 11 и, следовательно, выброса ее из нейтрализатора разница в объемах секций 10 и 11 должна быть существенной. 5 з.п. ф-лы, 3 ил. г 1./ (Л 00 со 4

Фие.2