Устройство для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК F01N3/06 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в выхлопных системах двигате- лей внутреннего сгорания, например, тепловозов.

Целью изобретения является повышние эффективности.

На фиг.1 изображено устройство для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - вариант устройства; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.4; на фиг.6 - вид Г на фиг.4 на фиг.7 - сечение Д-Д на фиг.6.

Устройство для очистки выхлопных

газов двигателя внутреннего сгорания

содержит цилиндрические, соосно размещенные кольцевые камеры вращения 1 и разделения 2, конфузор 3, установленный между ними, выпускной патрубок 4, впускной патрубок 5 с эжек- тором, пассивная часть 6 которого сообщена с зоной шпакосборника 7, расположенной между камерой 1 вращения и отбойником 8, при этом внешняя стенка 9 камеры 2 разделения снабже- на равномерно расположенными по окружности отверстиями 10 с тангенциальными по ходу вращения газа каналами 11, сообщающимися с полостью шлакосборника 7.

Внутренняя стенка 12 камеры 2 разделения снабжена равномерно расположенными по окружности отверстиями 13 с примыкающими к ним каналами 14, установленными под углом против направления вращения газа в камере 2 разделения и сообщающимися с полостью выпускного патрубка 4. Впускной патрубок 5 с эжектором подключен к каме

0

5 0

5

Q 5 0

5

ре 1 вращения соосно через завихри- тель 15, сообщающий камеру 16 смешения эжектора с полостью камеры 1 вращения.

Стенки 9 и 12 камеры 2 разделения с отверстиями 10 и 13 и каналами 11 и 14 могут быть выполнены в виде равномерно расположенных по окружности направляющих ребер 17 и 18 аэродинамического профиля, а выпускной патрубок 4 может быть снабжен решеткой, образованной радиальными ребрами 19, имеющими наклон в сторону, противоположную направлению вращения газа в полости выпускного патрубка 4.

В шлакосборнике 7 может быть предусмотрен отстойник для отделения жидкой фазы, поступающей через отверстия в пылесборнике.

Все элементы устройства размещены в корпусе 21.

Устройство работает следующим образом.

Поток выхлопных газов вместе с искрами и частицами шлака (сажа, раскаленные куски кокса и т.п.) поступает через впускной патрубок 5 в лопаточный завихритель 15, в кольцевую камеру 1 вращения, где закручивается и, вращаясь, перемещается к конфузору 3, где закручивается еще больше, перемещаясь к камере 2 разделения . Под действием центробежных сил частицы шлака отбрасываются к стенкам камеры 1 вращения и конфузо- ра 3, перемещаясь по ним, поступают в камеру 2 разделения, где по инерции влетают и отсасываются вместе с частью газа через отверстия 10 и каналы 11 в полость шлакосборника 7. Отделенные от потока газа частицы шлака при движении в каналах 11 и

5Ib34

при выходе в полость шлакосборннка 7 получают ускорение и вращение, под действием центробежных сил отбрасываются и прижимаются к стенке шлако- сборника 7, где дополнительно истираются и измельчаются и, постепенно теряя скорость, опускаются в нижнюю часть шлакосборннка 7, а газы через

зазор между отбойником 8 и стенкой

камеры 1 вращения отсасываются эжектором и, смешиваясь с потоком выхлопных газов из двигателя, поступают в камеру 1 врашения. Из камеры 2 разделения вращающийся поток газа пере- текает из своего внутреннего слоя, очищенного от частиц пыли, благодаря действию центробежных сил, в отверстия 13, равномерно расположенные по окружности стенки 13, и, резко изменив направление, поступает в примыкающие к отверстиям каналы 14, а затем в полость выпускного патрубка 4. При этом скорость выхода газа через отверстия 13 меньше скорости вращения газа в камере 2 разделения, что приводит к тому, что частицы продолжают движение и вращение в камере 2 разделения, несмотря на отток газа из нее, медленно приближаясь к пе риферии под действием центробежных сил. Резкое изменение направления движения газа на входе в каналы 14 отделяет особо крупные, неорганизованные частицы, нтг поддающиеся действию центробежных сил благодаря силам инерции, а также благодаря отражению их от цилиндрической поверхности стенки 12 или от поверхности стенок каналов 14. Такие частицы

после многократного отражения, потеряв скорость, попадают либо в шлако- сборник 7 через отверстия 10 и каналы 11, либо выпадают на дно камеры 1 вращения. В полости выпускного патрубка 4 потоки газа, получившие ускорение в каналах 14, закручиваются в обратном направлении и, вращаясь поднимаются вверх к выходу из выпускного патрубка 4, где, например, обтекая радиальные ребра 19 решетки, изменяют направление движения еще раз и выходят в атмосферу. Большой

0

п 5 Q

5

0

5

0

1946

объем полости выпускного патрубка 4, малые скорости движения газа, действие сил тяжести способствуют осаждению даже самых мелких частиц в нижнюю часть этой полости, откуда они могут удаляться при систематической разборке устройства продувкой сжатым воздухом или промывкой.

Формула изобретения

1. Устройство для очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус, в котором соосно размещены камеры вращения и разделения, конфуэор, установленный между ними, шлакосбориик с отбойпи- ком, впускной патрубок, выполненный в виде эжектора, пассивная часть которого подключена к шлакосборнику в зоне отбойника, и выпускной патрубок, причем по окружности наружной стенки камеры разделения равномерно выполнены отверстия с тангенциальными по направлению вращения газов каналами, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности, оно дополнительно содержит завихри- тель, а камера разделения снабжена внутренней стенкой, установленной коаксиально с зазором относительно наружной стенки и снабженной равномерно расположенными по ее окружности отверстиями с примыкающими к ним каналами, размещенными под углом против направления вращения газов и сообщающимися с выпускным патрубком,причем впускной патрубок подключен к камере вращения через завихритель.

2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что каналы внутренней и наружной стенок камеры разделения образованы расположенными по окружности ребрами аэродинамического профиля.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т- личающееся тем, что выпускной патрубок снабжен решеткой, выполненной в виде радиальных ребер, имеющих наклон в сторону, противоположную направлению вращения газа в полости выпускного патрубка.

/7 -/

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить эффективность очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Устройство содержит цилиндрические соосно размещенные камеру вращения (КВ) 1, камеру разделения (КР) 2, конфузор 3, установленный между ними, выпускной патрубок (ВП) 4, впускной патрубок 5 с эжектором, пассивная часть 6 которого сообщена с зоной шлакосборника 7, расположенной между КВ 1 и отбойником 8, стенку 9 КР 2, снабженную равномерно расположенными по окружности отверстиями 10 с тангенциальными по ходу вращения газа каналами 11. Внутренняя стенка 12 КР 2 снабжена равномерно расположенными по окружности отверстиями 13 с примыкающими к ним каналами 14, установленными под углом против направления вращения газа в КР 2 и сообщающимися с ВП 4, причем впускной патрубок 5 с эжектором подключен к КВ соосно через завихритель 15. При этом стенки КР 2 могут быть выполнены в виде равномерно расположенных по окружности направляющих ребер аэродинамического профиля, а ВП 4 может быть снабжен решеткой, содержащей радиальные ребра, имеющие наклон в сторону, противоположную направлению вращения газа в ВП 4. Благодаря одновременному выходу газа из внутреннего слоя и действию на вращающиеся частицы центробежных сил, отбрасывающих их от внутреннего слоя к п

в

Ю

11

Фие.З

$ ЭПф

Ј1

tj8t10

U

9-8

Вив Г

19

Фиг. 5

.

Ф#е.7