Жидкостной нейтрализатор Советский патент 1988 года по МПК F01N3/04 

10

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для снижения токсичности отработавилих газов двига- телей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности работы путем снижения гидравлического сопротивления. На фиг. 1 изображена схема жидкостного нейтрализатора; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, первый вариант; на фиг. 3 - то же, второй вариант; на фиг. 4 --- то же, третий вариант; на фиг. 5 - узел 1 на фиг. 1, с ва- риантом распылителя; на фиг. 6 - узел И на фиг. 5 с проставкой; на фиг. 7 - разрез Б-Б на фиг. 6; на фиг. 8 - узел II на фиг. 5, вариант проставки; на фиг. 9 - разрез В-В на фиг. 8.

Нейтрализатор содержит корпус 1, частично заполненный нейтрализуюп.ей жидкостью, с впускным 2 и выпускным 3 патрубками. Газораспределитель 4,выполненный в виде скруббера Вентури, нро.ходит по пери- ферии корпуса 1 в виде второй внутренней стенки 5, конфигурация которой совместно с наружной стенкой 6 корпуса 1 образует сужающийся от впускного патрубка 2 сверху вниз профиль конфузора 7 который в нижней части корпуса 1 после зоны поворота 25 переходит в узкую горловину 8 постоянного сечения. В зоне поворота - сопряжения с конфузором 7 - внутренняя стенка 5 горловины 8 снабжена отверстиями перфорации 9, через которые горловина 8 сообпдается с объемом корпуса I, заполненным жидкостью. На выходе из горловины 8 конфигурация стенки 5 совместно со стенкой 6 образует зону поворота и расширяется снизу вверх по профилю диффузора 10, переходящего в каплеотбойный элемент И. Последний представляет собой зону поворота потока,, направляя его вниз к поверхности жидкости. Для предотвращения выброса жидкости предназначены также каплеотбойные пластины 12 и 13. Сверху полость корпуса закрыта крьинкой 14 с выпускным патрубком 3.

На фиг. 2-4 изображены варианты исполнения корпуса, ограниченного по ширине боковыми стенками 15 и 16. На фиг. 2 представлен газораспределитель 4, выполненный по всей щирине корпуса 1. На фиг-. 3 газорас- - пределитель выполнен не по всей ширине и образован боковой стенкой 16 и торцовой 17, которая в зоне сопряжения горловины 8 с конфузором 7 снабжена перфорацией 18. На фиг. 4 представлен газораспределитель 4, расположенный внутри корпуса 1 и ограниченный торцовыми стенками 17 и 19, которые в упомянутой зоне горловины имеют отверстия перфорации соответственно 18 и 20. На фиг. 5 представлен вариант исполнения зоны сопряжения горловины с конфуором, в котором подвод жидкости из объема корпуса осуществляется через трубку расггы- ителя 21 в середине потока отработавш их

30

35

40

50

55

0

5

-

газов, такими трубками может быть снабжено каждое отверстие перфорации.

Конструктивно и технологически высота горловины 8 выдерживается при сборке благодаря применению по меньшей мере одной проставки 22, представленной на фиг. 6 и 7 в качестве варианта исполнения распылителя на фиг. 5. Проставка 22 установлена в горловине 8 при обеспечении плавкого обтекания потоко.м газов и закреплена на внешней поверхности стенки 5. Проставка 22 снабжена каналом 23, соосным с отверстием перфорации 9, а также сквозными отверстиями 24, расположенными перпендикулярно к потоку газов, и глухими 25, сооб- щаЕощимися с каналом 23. Проставка может быть выполнена в виде трубы 26, равной по длине высоте горловины 8 (фиг. 8 и 9). В этом случае цилиндрическая проставка также закреплена на внещпей поверхности стенки 5, а перфорация 27 выполнена со стороны, противоположной потоку отработавщих газов, и полость трубы 26 подключена к отверстию перфорации 9 горловины 8.

Жидкостной нейтрализатор работает следующим образом.

При работе двигателя отработавшие газы поступают через впускной патрубок 2 в конфузор 7 газораспределителя 4. В конфу- зоре 7 происходит ускорение потока газов, при этом статическое давление газов падает. В горловине 8 через отверстия перфорации 9 в стенке 5, а также отверстия 18 и 20 для вариантов конструкции газораспределителей, представленных на фиг. 3 и 4, в поток отработавших газов подается нейтрализующая жидкость, нанолняющая объем корпуса 1; в качестве нейтрализующей жидкости как правило применяется вода. Благодаря высокому скоростному напору газов в горловине 8 происходит распыл воды на .мелкие капли с большой суммарной площадью поверхности. Это интенсифицирует процессы тепло и массо- обмена между отработавшими газами и водой; при этом газы охлаждаются и насыщаются парами воды. Больщие суммарные поверхности капель и относительные скоро- ти потока способствуют эффективному осаждению на них негазообразных компонентов. В диффузоре 10 одновременно с подъемом газов с парами и кагтлями воды происходит уменьшение скорости потока при увеличении его статического давления. Одновременно здесь происходит охлаждение потока, конденсация паров воды на частицах сажи. Из диффузора 10 поток поступает в каплеотбойный элемент 11, в котором происходит центробежная сепарация капель воды с уловленными негазообразными компонентами от газов. Далее, минуя лабиринт каплеотбойных пластин 12 и 13, газы через выпускной патрубок 3 покидают нейтрализатор. Подача воды через распылитель 21 в середину потока интенсифицирует процесс расныла и испарения ее, а следовательно, соударения ка0

5

0

0

5

пель и паров с негазообразными частицами отработавших газов и их улавливание. Аналогичные результаты получаются при подаче воды через отверстия 25 проставки 22 и перфорацию 27 трубы 26: вода подается в поток на разные уровни по высоте горловины 8.

2.Нейтрализатор по п. 1, отличаю1 ( тем, что на стенке гopлotзины скруобера Вентури расположен по меньшей мере один распылитель, выполненный в виде трубки, размещенной перпендикулярно потоку газов, выступающей на половину расстояния между стенками горловины и подключенной к отверстию ее перфорации.

Формула изобретения

3.Нейтрализатор по п. , от.1 -:ча1ощийся 1. Жидкостной нейтрализатор отработав- Ю тем, что между стенками горловины скрубших газов двигателя внутреннего сгора-бера Вентури установлена по меньшей мере

ния, содержаший корпус с впускным и вы-одна проставка.

пускным патрубками, частично заполненный4. Нейтрализатор по п. 3, отличающийся

нейтрализующей жидкостью и имеющий га-тем, что в проставке выполнены по меньп1ей

зораспределитель с перфорацией и капле- -с мере три отверстия и канал, одно из отверотбойный элемент, отличающийся тем, что,стий направлено по потоку газов, два друс целью повышения эффективности работыгих перпендикулярно ему, причем отверстия

путем уменьшения гидравлического сопро-соединены с кaiiaлoм, подключенным к оттивления, газораспределитель выполнен в ви-верстию перфорации горловины.

де скруббера Вентури, сужающегося от5. Нейтрализатор по и. 3, отличающийся

впускного патрубка вниз к горловине, рас- 20 тем, что проставка выполнена в виде трубы

с перфорацией со стороны, противоположной потоку газов, причем полость трубы подключена к отверстию перфорации горловины.

положенной в нижней части корпуса, и рас- щиряющегося от горловины вверх к капле- отбойному элементу, причем перфорация выполнена в зоне горловины.

тем, что проставка выполнена в виде трубы

с перфорацией со стороны, противоположной потоку газов, причем полость трубы подключена к отверстию перфорации горловины.

Изобретение позволяет повысить эффективность работы путем снижения гидравлического сопротивления. Газораспределитель 4 нейтрализатора выполнен в виде скруббера Вентури и проходит по периферии корпуса 1 в виде внутренней стенки 5, конфигурация которой совместно с наружной стенкой 6 образует сужающийся от впускного патрубка 2 сверху вниз профиль конфу- зора 7, который в нижней части корпуса после зоны поворота переходит в узкую горловину 8 постоянного сечения. Последняя со- обп 1ается с об ьемом, заполненным жидкостью, через отверстия 9 перфорации г-. стенке 5. Каплеотбойный элемент 11 пред- став,1яет собой зону поворота потока с ii. iac- тинами 12 и 13. В изобретении рассмотреть варианты исполнения корпуса, ограниченного по ширине боковыми стенками. Возможен вариант исполнения зор)ы сопряжени.я горловг.ны с конфузором, в котором 1ю;д- вод жидкости из объема корпуса осун,ествля- ется через трубку распылителя в середине потока отработав1иих газов. В гор.ювине 8 через отверстия 9 в поток отработавнлкч газов подается 1ейтрализуюп1ая жидкость, напо.пняющая объе.м корпуса. Благодаря высокому скоростному напору газов в горло- виие 8 происходит распыл воды на ме. 1кие капли с большой суммарно.й плои1адью по верхности. Это интенсифицирует процессы тепло- и .массообмена между отработавшими газами и водой. 4 з. п. ф-.чы, 9 ил. S ст (Агяш :/- f2 -14 2 «V. А

/

16

15

Фиг.2

-х- у-у-гуу-у/

16

/

л

-фГ

Физ.З

16

f5 /7

/ /

1408090

519

I ё(

-5

21О.Г.

.5

5-е

Л

цзиг.

X

18

il VrYr- f.f f

ы

-)сриг4

фиг. 6

S Sffai/of /77

иг.8