PL229858B1 - Urządzenie do poboru próbek kondensatu spalin z układu wylotowego silnika spalinowego - Google Patents

Abstract

Urządzenie charakteryzuje się tym, że układzie wylotowym (1) silnika umieszczone są króćce probiercze (2) spalin, do których podłączone są przewody rurowe (4) doprowadzone do koncentratora, z którego wyprowadzony jest kolektor (6) albo przewody rurowe (4) z poszczególnych króćców probierczych (2) są połączone bezpośrednio z utworzonym kolektorem (6). Przewody rurowe (4) i kolektor (6) są wyposażone w elektryczne ogrzewacze i mają otulinę termoizolacyjną. Końcówka (7) kolektora przyłączona jest do rozdzielacza (9), umieszczonego na pionowej prowadnicy (10), po której przesuwa się ruchem posuwisto - zwrotnym. Z rozdzielacza (9) wyprowadzone są w ilości od 1 do 5 podajniki dozujące (12) spalin, wprowadzane do probówek (23) osadzonych w gniazdach obrotowego, ażurowego stelaża (16). Stelaż (16) ma płytę górną (20) z otworami na wprowadzanie do probówek (23) podajników dozujących (12) i ma w osi pionowej kolumnę obrotową (17), połączoną mechanicznie z elektrycznym silnikiem krokowym (19). Komora chłodnicza (13) nakryta jest pokrywą, mającą z jednej strony otwór na wprowadzanie podajników dozujących (12) do probówek (23), a po przeciwnej stronie ma otwór dostępowy do probówek (23).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do poboru próbek kondensatu spalin z układu wylotowego silnika spalinowego w celu zbadania jego składu chemicznego.

W czasie pracy silnika spalinowego, szczególnie w fazie jego nagrzewania, w układzie odprowadzania spalin następuje kondensacja pary wodnej. Równocześnie w skroplonej wodzie rozpuszczają się różne pierwiastki i związki chemiczne występujące w gazach spalinowych. W ten sposób powstaje kondensat o składzie chemicznym zależnym od rodzaju zastosowanego paliwa i przebiegu procesu jego spalania. Dodatkowo na skład chemiczny kondensatu wpływają składniki przedostające się do silnika za pośrednictwem układu dolotowego wraz z zasysanym powietrzem. Składniki te są zależne od miejsca i czasu eksploatacji pojazdu. Przykładowym związkiem mogącym występować w kondensacie jest sól pochodząca z akwenów słonowodnych lub z solanki służącej do odladzania dróg w okresie zimowym.

Z odległej od przedmiotu wynalazku dziedziny, ale nieco zbliżone w niektórych elementach budowy, znane jest z opisu polskiego wzoru użytkowego nr 58709 rozwiązanie umożliwiające jednoczesne dozowanie różnorodnych cieczy, zgromadzonych w poszczególnych zbiornikach, mające zespół pomp rozmieszczonych szeregowo obok siebie i zamocowanych w górnej części szafkowej obudowy z komorą zawierającą zespół zbiorników z cieczą. Ssawne przewody poszczególnych pomp są wprowadzone do zbiorników, a wylotowe króćce pomp są przyłączone do cylindrów pomiarowych, zamkniętych u dołu zaworami spustowymi. Każdy przewód ssawny składa się z dwóch odcinków połączonych ze sobą teleskopowo. Każdy wylotowy króciec jest zakończony rurką, której dolny otwór znajduje się w pobliżu dna cylindra pomiarowego, który u góry ma otwór, łączący jego wnętrze z atmosferą.

Znane jest z niemieckiego opisu patentowego nr DE19735621 urządzenie umożliwiające wprowadzanie do wspólnego pojemnika dwóch płynnych produktów, które są doprowadzane przez oddzielne przewody do głowicy napełniającej i gromadzą się tam w jednej albo w drugiej komorze. Komory mają oddzielne dysze, mające oddzielne tłoki będące elementami zamykającymi. Obydwa pr odukty wprowadzane są do pojemnika jednocześnie przez odrębne dysze, w efekcie czego są umieszczone w nim obok siebie.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że przewody rurowe od króćców probierczych, umieszczonych w układzie wylotowym silnika spalinowego, doprowadzone są do koncentratora, z którego wyprowadzony jest kolektor albo przewody rurowe z poszczególnych króćców probierczych są połączone ze sobą na trasie przebiegu w kolektor, przy czym przewody rurowe i kolektor są wyposażone w elektryczne ogrzewacze oporowe i mają otulinę termoizolacyjną.

Końcówka kolektora przyłączona jest do rozdzielacza umieszczonego na pionowej prowadnicy, po której przesuwa się ruchem posuwisto - zwrotnym, wywoływanym przez silnik elektryczny. Z rozdzielacza wyprowadzone są w ilości od 1 do 5 rurowe podajniki dozujące, które są wprowadzane do próbówek osadzonych w gniazdach obrotowego stelaża, umieszczonego w izolowanej osłoną termiczną komorze chłodniczej. Stelaż ma budowę ażurową z płytą górną z otworami na wpro wadzanie do próbówek podajników dozujących oraz ma w osi pionowej kolumnę obrotową połączoną mechanicznie z elektrycznym silnikiem krokowym. Komora chłodnicza nakryta jest pokrywą mającą z jednej strony otwór na wprowadzanie podajników dozujących do próbówek, a po przeciwnej stronie ma otwór dostępowy do tych próbówek.

Korzystnie w płycie górnej stelaża są otwory usytuowane w rozmieszczonych w strefie przyobwodowej sektorach, przy czym w jednym sektorze jest od 1 do 5 otworów dostępowych do gniazd.

Korzystnie w komorze chłodniczej jest płyn o niskiej temperaturze krzepnięcia, w którym zanurzone są próbówki.

Korzystnie próbówki mają szczelne zamknięcie korkowe albo gwintowe.

Zaletą przedstawionego powyżej rozwiązania jest przede wszystkim możliwość poboru kon densatu z dowolnego miejsca układu wylotowego silnika i przygotowanie z niego gotowych do badań chemicznych próbek w krótkich przedziałach czasu, co ma podstawowe znaczenie dla określenia zmian składu koncentratu w funkcji wzrostu temperatury silnika i układu wylotowego w okresie nagrzewania silnika. W trakcie pracy urządzenia możliwa jest rotacja próbówek przez podmianę próbówek napełnionych na próbówki puste, co w efekcie pozwala uzyskać dowolną ilość próbek do badań.

Zaletą jest również mało skomplikowana budowa urządzenia zapewniająca pewność działania oraz łatwość obsługi i serwisowania.

PL 229 858 B1

Urządzenie, umożliwiając prowadzenie pomiarów chemicznych spalin, stwarza warunki dla poprawy konstrukcji układów wylotowych pojazdów napędzanych silnikami spalinowymi, w kierunku zwiększania ich trwałości, a przede wszystkim dla zmniejszania toksyczności spalin, co z kolei ma przełożenie na poprawę całego ekosystemu, który jest coraz bardziej zagrożony degradacją.

Rozwiązanie według wynalazku objaśnione jest w przykładach wykonania zilustrowanych rysunkiem, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w widoku z boku z częściowym przekrojem pokazującym wnętrze komory chłodniczej, fig. 2 - urządzenie w widoku z boku z częściowym przekrojem pokazującym wnętrze komory chłodniczej i z częściową zmianą instalacji dolotowej koncentratu od króćców pobierczych do kriostatu, fig. 3 - widok z góry części urządzenia, w której dozuje się kondensat spalin do próbówek, fig. 4 - widok z góry pokrywy komory chłodniczej, napędu kolumny obrotowej z napędem stelaża i z podajnikami dozującymi.

P r z y k ł a d I

Pobór kondensatu spalin jest możliwy z dowolnego miejsca układu wylotowego 1 silnika spalinowego za pomocą króćców probierczych 2, do których podłączone są grzejne przewody rurowe 4 z zaworami przelotowymi 3 regulacyjnymi, połączone w kolektor 6, którego końcówka 7 wprowadzona jest do wnętrza kriostatu 8 i połączona z rozdzielaczem 9. Ponieważ w niniejszym przykładzie wykonania założono, że równocześnie pobiera się trzy próbki spalin, z rozdzielacza 9 wyprowadzone są trzy rurowe podajniki 12 dozujące odparowany koncentrat spalin. Rozdzielacz 9 zamocowany jest suwliwie do listwowej pionowej prowadnicy 10 wyposażonej w silnik elektryczny 11, wprawiający rozdzielacz 9 w pionowy ruch posuwisto-zwrotny.

W kriostacie 8 urządzenia, pod podajnikami dozującymi 12 zamocowana jest komora chłodnicza 13 w osłonie termicznej 14 połączona z zamrażarką (nie pokazaną na rysunku). W komorze chłodniczej 13 umieszczony jest obrotowy stelaż 16 o budowie ażurowej, z gniazdami na próbówki 23. Stelaż 16 ma górną płytę 20, w której części przybrzegowej są otwory 21 rozmieszczone w wierzchołkach trójkątnych zarysów sektorów 22, odpowiadające usytuowaniu podajników 12 dozujących i mające średnice nieznacznie większe od średnic próbówek 23. Stelaż 16 zawieszony jest na usytuowanej pionowo i osiowo kolumnie obrotowej 17, połączonej mechanicznie za pośrednictwem sprzęgła 18 Oldhama z silnikiem krokowym 19, który w zadanym czasie i o zadany kąt powoduje obrót stelaża 16. Komora chłodnicza 13 nakryta jest w sposób rozłączny pokrywą 24, która z jednej strony ma otwór 25, przez który wprowadzane są podajniki dozujące 12 do próbówek 23, a po przeciwnej stronie ma otwór 26, przez który wkłada się i wyjmuje próbówki 23 osadzone w gniazdach stelaża 16. Próbówki 23 mają szczelne zamknięcia gwintowe. W komorze chłodniczej 13 jest płyn 15 o niskiej temperaturze krzepnięcia, w którym zanurzone są próbówki 23.

Podgrzewanie kolektora gazowego 6 ma na celu odparowanie transportowanego koncentratu spalin, który wprowadzany jest przez rozdzielacz 9 i rurowe podajniki dozujące 12 do próbówek 23. Aby to osiągnąć, rozdzielacz 9 przesunięty jest silnikiem 11 z pozycji górnej do dolnej z równoczesnym wprowadzeniem rurowych podajników 12 dozujących do wnętrza próbówek 23 i podaniem do ich części dennych w zaprogramowanym czasie porcji koncentratu spalin. Po napełnieniu próbówek 23 koncentratem, rozdzielacz 9 wraz z podajnikami 12 dozującymi jest przesunięty po pionowej prowadnicy 10 do pozycji górnej, a na nagwintowane końcówki próbówek 23 nakręca się nagwintowane kapturki i przekazuje do laboratorium w celu zbadania składu chemicznego spalin.

Po upływie zadanego czasu silnik krokowy 19 powoduje obrót stelaża 16 do pozycji, w której podajniki 12 dozujące, po ich opuszczeniu, będą mogły być wprowadzone do następnych próbówek 23.

Opisane powyżej czynności są w miarę potrzeby powtarzane wielokrotnie w stałym lub zmiennym czasie, co pozwala na ustalenie składu i ilości koncentratu spalin w funkcji czasu przebiegu operacji uruchamiania silnika.

Działanie urządzenia jest w pełni zautomatyzowane i sterowane opracowanym w tym celu programem komputerowym.

P r z y k ł a d II

Przykład II jest prawie identyczny z przykładem I, różnica polega tylko na tym, że grzejne przewody rurowe 4 podłączone są oddzielnie do koncentratora 5, w którym ich zawartości łączą się i przepływają do wychodzącego z koncentratora 5 kolektora 6, którego końcówka 7 wprowadzona jest do wnętrza kriostatu 8 i połączona jest z rozdzielaczem 9.

Claims (4)

1. Urządzenie do poboru próbek kondensatu spalin z układu wylotowego silnika spalinowego, mające umieszczone w dowolnych miejscach układu wylotowego silnika króćce probiercze spalin, do których podłączone są przewody rurowe, znamienne tym, że przewody rurowe (4) doprowadzone są do koncentratora (5), z którego wyprowadzony jest kolektor (6) albo przewody rurowe (4) z poszczególnych króćców probierczych (2) są połączone bezpośrednio z utworzonym kolektorem (6) na trasie jego przebiegu, przy czym przewody rurowe (4) i kolektor (6) są wyposażone w elektryczne ogrzewacze oporowe i mają otulinę termoizolacyjną oraz końcówka (7) kolektora (6) przyłączona jest do rozdzielacza (9), umieszczonego na pionowej prowadnicy (10), po której przesuwa się ruchem posuwisto - zwrotnym wywoływanym przez silnik elektryczny (11), z rozdzielacza (9) wyprowadzone są w ilości od 1 do 5 rurowe podajniki dozujące (12) spalin, wprowadzane do próbówek (23) osadzonych w gniazdach obrotowego stelaża (16) umieszczonego w izolowanej osłoną termiczną (14) komorze chłodniczej (13) oraz stelaż (16) ma budowę ażurową z płytą górną (20) z otworami (21) na wprowadzanie do próbówek (23) podajników dozujących (12) oraz stelaż (16) ma w osi pionowej kolumnę obrotową (17) połączoną mechanicznie z elektrycznym silnikiem krokowym (19), ponadto komora chłodnicza (13) nakryta jest pokrywą (24) mającą z jednej strony otwór (25) na wprowadzanie podajników dozujących (12) do próbówek (23), a po przeciwnej stronie ma otwór dostępowy (26) do tych próbówek (23).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w płycie górnej (20) stelaża (16) są otwory (21) usytuowane w rozmieszczonych w strefie przyobwodowej sektorach (22), przy czym w jednym sektorze (22) jest od 1 do 5 otworów (21), przez które wprowadzane są próbówki (23) do gniazd stelaża (16).

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w komorze chłodniczej (13) jest płyn (15) o niskiej temperaturze krzepnięcia, w którym zanurzone są próbówki (23).

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że próbówki (23) mają szczelne zamknięcia korkowe lub gwintowe.