НЕЙТРАЛИЗАТОР Советский патент 1972 года по МПК F01N3/08 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к нейтрализаторам отработавших газов.

Известны нейтрализаторы отработавших газов преимуш.ест веино для двигателя внутреннего сгорания, содержаш,ие корпус с торцевыми крышками, имеющими соответственно входной и выходной патрубки, и реактор с катализатором, размещенным между перфорированной выполненной в виде засеченного конуса оболочкой, соединенной одним основанием с одной из крышек, а другим при помощи установленпого приспособления скользящего типа-- с корпусом, торцевым диском и центральной перфорированной трубой, подключенпой к одному из патрубков и связанной с диском.

Предложенный нейтрализатор отличается тем, что на одном из оснований конуса оболочки установлен стакан, образующий с диском полость, заполненную катализатором, а перфорированная труба установлена относительно диска подвижно, при этом подвижное соединение трубы выполнено в виде глухой выемки в диске, высота которой превышает длину размещенного в ней конца трубы, или в виде отверстия в диске, имеющего скользящую посадку для трубы.

тактирующих со стаканом, а оболочка соединена с торцевой крышкой большим основанием конуса.

Каждое основание конуса оболочки имеет сечение круга, корпус и труба выполнены в виде круговых цилиндров, расположенных соосно с оболочкой, а корпус вьшолнеп коническим па участке размещения реактора.

Полость между стаканом и диском соединена при помощи выполненных в диске отверстий с внутренней полостью реактора.

Такое выполнение нейтрализатора обеспечивает увеличение его долговечности и выравнивание перепада температур в радиальном направлении.

На фит. 1 изображен предложенный нейтрализатор для отработавших газов двигателя внутреннего сгорания (разрез); на фиг. 2 - нейтрализатор (два варианта выполнения).

Нейтрализатор для отработавших газов двигателя внутреннего сгорания (см. фиг. 1) содержит цилиндрический корпус 1 с торцевыми крышками 2 и 3, соединенными с ним при помощи фланцев 4 и 5. Соединение фланцев 4 н 5 с корпусом / может производиться как контактной сваркой, так и при помощи торцевых сварных швов (возможно соединение при помощи отбортовки или накатки па станке). Крышка 2 снабжена входным патрубком

6, а крышка 3 - выходным патрубком 7. Патрубки б и 7 размещены соосно с корпусом /.

Внутри корпуса установлен ката.штическяй реактор, имеющий перфорированную оболочку

8,выпол«енную в виде усеченного конуса. Большим основанием конуса оболочка 8 соединена с крышкой 3. ВНутрн оболочки установлена центральная перфорированная труба

9,а меньщее основание конуса оболочки закрыто торцевым диском 10. Между оболочкой 8, трубой 9 и диском 10 размещен катализатор II.

Так как оболочка 8 выполнена конической, то канал для прохода газа между корпусом и оболочкой имеет суживающееся сечение, вследствие чего поток газа, проходящий через слой катализатора переменной толщины, имеет во всем реакторе одинаковую скорость течения.

Это обеспечивается тем, что статическое давление газа больше в конце суживающегося канала, чем в начале, а толщина слоя катализатора увеличивается в соответствии с увеличением статического напора.

Перфорированная труба 9 одним концом закреплена в выходном патрубке 7 нрн помощи ущирения 12. Другой конец трубы 5 закреплен в диске 10 подвижно. Подвижное соедигнение трубы 9 (см. фиг. 1) выполнено в виде выемки 13 диска 10, высота которой нревыщает длину размещенного в ней конца трубы 9. Это позволяет избежать деформации реактора от неравномерных термических нагрузок. На меньшем основании конуса оболочки установлен стакан 14, образующий с диском 10 полость 15, заполненную насыпным катализатором 16. В диске выполнены отверстия 17 для прохода катализатора в полость реактора.

На фиг. 2 показан вариант выполнения подвижиого соединения трубы 9 с диском 10, в котором предусмотрено сквозное отверстие 18, имеющее скользящую посадку для трубы 9. При таком выполнении подвижного соединения обеспечивается также перенос катализатора из полости 15 в полость реактора.

На корпусе 1 выполнены щтампованиые выступы 19, контактирующие со стаканом 14. Выступы обеспечивают соосную установку оболочки с корпусом со скользящим соединением. При этом количество выступов 19 выбирают из условий надежной установки оболочки и незначительного гидравлического сопротивления потоку отработавших газов. Обычно таких выступов должно быть примерно три или четыре.

Установочное приспособленке оеактора скользящего типа хожет быть выполнено не только в виде выступов 19, но и любого другого типа, обеспечивая подвижное закрепление из концов реактора.

Катализатор может быть изготовлен на основе любых элементов, обеспечивающих снижение токсичности отработавших газов, например меди, Хро,ма, 1Плат:Н1НЫ. Эт1И металлы

мог}.т применяться ;в ко1М1би1Н,а|ц.ии о ошеупорными неоргаогй ьескиМИ окислами.

В отдельных случаях для повышения жесткости реактора в последнем могут быть установлены упрочняющие элементы, расположенные между оболочкой 8 и трубой 9.

Работа нейтрализатора происходит следующим образом.

Отработавшие газы от двигателя по выхлонной трубе направляются к впускному патрубку 6 и, равномерно обтекая стакан 14, попадают в суживающийся канал, образованный корпусом 1 и оболочкой 8. Отработавшие газы равномерно через всю поверхность оболочки

проходят во внутреннюю полость реактора. Проходя с равномерной скоростью через слой катализатора 11, продукты неполного сгорания в отработавших газах окисляются, вследствие чего образуются нетоксичные компоненты. Прошедшие катализатор 11 отработавшие газы через перфорированную трубу 9 направляются к выходному патрубку 7 и далее или в атмосферу, или в глушитель. :В изображенной на фиг. 3 схеме второго варианта выполнения нейтрализатора не показан стакан 14, полость которого заполнена катализатором для восполнения потерь катализатора во внутренней полости реактора.

В нейтрализаторе (см. ,фиг. 3) течение отработавших газов происходит изнутри - наружу. Корпус 1 вынолнен конической формы на участке размещения реактора, а оболочка 8 присоединена к торцевой крышке меньшим основанием конуса.

Увеличивающийся слой катализатора в направлении повышения статического давления отработавших газов и увеличивающаяся площадь сечения канала в направлении выхода газа из нейтрализатора обеспечивают равномерную скорость прохождения газа через слой катализатора.

Работа нейтрализатора, изображенного на фиг. 3, происходит так же, как и нейтрализатора, показанного на фиг. 1.

Нейтрализатор может быть снабжен теплоизоляционными материалами в месте установки реактора. Все жесткие элементы нейтрализатора изготавливаются из листовой легированной или обычной стал1и. Размер гранул катализатора должен быть больше отверстий перфораций оболочки и трубы, причем гранулы могут иметь форму шариков, цилиндров, таблеток диаметром от 1,6 мм до 6,4 мм. В нейтрализаторе могут применяться гранулы

катализатора смешанного размера, например, для низкотемпературного каталитического окисления.

Предмет изобретения

1. Нейтрализатор отработавших газов преИ

ходкой патрубки, и реактор с кагализаторол;, размещенным между перфорированной выполненной в виде усеченного конуса оболочкой, соедииенной одним основанием с одной из крышек, а другим при п-омощ-и установочного приспособления скользящего типа - с корпусом, тарщовым диском .и де«тралыной перфорироваппой трубой, подключенной к одночму из патрубков и связа нной с диском, отличающийся тем, что, с целью увеличения долговечности, на одном из оснований конуса оболочки установлен стакан, образующ-ий с диском полость, заполпениую катализатором, а перфорированная труба установлена относительно диска подвижио.

2.Нейтрализатор по п. 1, отличающийся тем, что подвижное соединение трубы выполнено в виде глухой выемки в диске, высота которой превышает длину размещенного в ней конца трубы.

3.Нейтрализатор по п. 1, отличающийся тем, что подвижное соединение трубы выполнено в виде отверстия в диске, имеющего скользящую посадку для трубы.

4.Нейтрализатор по пп. 1-3, отличающийся тем, что установочное приспособление выполнбно в виде щтампованных на корпусе выступов, контактирующих со стаканом.

5.Нейтрализатор по пп. 1 -4, отличающийся тем, что оболоч1к.а со единена с торцовой крыщкой больщим основанием конуса.

6. Нейтрилизатор по пп. 1-5, отличающийся тем, что, с целью выравнивания нерепада температур в радиальном направлении, каждое основание конуса оболочки имеет сечение круга, а корпус и труба выполнены в виде

круговых цилиндров, расположенных соосно с оболочкой.

7. Нейтрализатор по пп. 1-5, отличающийся те.м, что корпус выполнен коническим на участке размещения реактора.

8. Нейтрализатор по пп. 1-6, отличающийся тем, что полость между стаканом и диском соединена при помощи выполненных в диске отверстий с внутренней полостью реактора.

Фи,г 2

Фиг. 3