RO117555B1

RO117555B1 - Dispozitiv pentru tratarea catalitica a amestecului carburant

Info

Publication number: RO117555B1
Application number: RO98-01615A
Authority: RO
Inventors: Miltiathis Markou
Original assignee: Miltiathis Markou
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 2002-04-30
Also published as: WO1997046798A1; DE59700903D1; DE29609690U1; EP0901567B1; EP0901567A1; JP2000511984A; ATE188016T1; AU3092697A

Abstract

Inventia se refera la un dispozitiv pentru tratarea catalitica a amestecului carburant, cu ajutorul unor cantitati mici de pamanturi rare. Dispozitivul are un tub (34) care este introdus intr-o umplutura (50) si comunica cu orificiile de admisie a aerului (20), prin care este introdus aerul de aspiratie din atmosfera, care ajunge la un filtru cilindric (48). Filtrul cilindric (48) acopera, la exterior, cel putin o parte a lungimii acestuia, fiind prevazut cel putin un orificiu transversal (42), realizat in peretele tubului (34) prin care circula aerul de aspiratie, astfel incat, el trece la umplutura (50), doar prin filtru (48), datorita unui inel de etansare (44).

Description

Invenția de față se referă la un dispozitiv pentru tratarea catalitică a amestecului carburant cu ajutorul unor cantități mici de pământuri rare.

Este cunoscut un dispozitiv de acest tip din documentul EP 485 551 B1. Un astfel de dispozitiv realizează adăugarea unei mici cantități dintr-un amestec de pământuri rare, în stare uscată, la aerul de admisie al motorului cu ardere internă. Reîmprospătarea amestecului de pământuri rare este necesară doar după o perioadă îndelungată de funcționare a unui autovehicul echipat cu un motor cu ardere internă, de exemplu după 80000 km. Prin introducerea unor cantități foarte mici de pământuri rare, producerea de substanțe dăunătoare periculoase este redusă, în particular CO, CO₂„ HC și NO_X,, fiind redus și consumul de combustibil, astfel încât se poate atinge, cu o cheltuială substanțial mai mică, un efect comparabil cu cel al unui convertizor catalitic controlat.

Invenția urmărește obținerea unui dispozitiv de tipul menționat, care este caracterizat de o alcătuire simplă și o mentenanță redusă și distribuie aerul de aspirație, în mod foarte uniform prin umplutură, fiind împiedicat amestecul particulelor străine ca, de exemplu, praf, umezeală, conținute în aerul de aspirație.

Această problemă tehnică este rezolvată, conform revendicării 1.

Un exemplu avantajos de realizare a invenției este caracterizat prin aceea că tubul este închis la capătul său liber, că trecerea fluidului este asigurată prin cel puțin un orificiu transversal apropiat de capătul liber închis al tubului și că un inel de etanșare este montat între partea exterioară a tubului și partea interioară a filtrului, în mod etanș, într-o poziție situată între orificiul transversal și capătul liber închis al tubului. Inelul de etanșare prevăzut, de preferință, ca un inel toroidal, convențional cunoscut și sub numele de 0-ring, are două funcțiuni. Pe de o parte, el etanșează spațiul format ca un interstițiu inelar între filtrul cilindric și partea exterioară a tubului, astfel încât aerul de aspirație furnizat prin tub să poată ajunge la umplutură numai prin filtru,. Pe de altă parte, inelul de etanșare împiedică, prin frecare, alunecarea filtrului cilindric pe tub.

Conform unei variante, de realizare a invenției, spațiul dintre partea exterioară a tubului și partea interioară a filtrului este mărit, prin caneluri longitudinale, prevăzute în peretele exterior al tubului, caneluri longitudinale prin care aerul de aspirație ajunge în incintă. Dinspre orificiul transversal aerul de aspirație este distribuit, în mod regulat, pe lungimea și periferia filtrului tubular și poate, așadar, ajunge repede în toate zonele suprafeței disponibile a filtrului. în acest mod este îmbunătățită distribuirea aerului de aspirație în umplutură.

Un alt aspect avantajos al invenției este acela, conform căruia, secțiunea de admisie, a aerului cuprinde un capac cu deschizături de admisie a aerului iar un clopot este dispus în interiorul capacului astfel încât partea exterioară a clopotului să formeze, împreună capacul un acumulator pentru condens și particulelele de praf conținute în aerul de aspirație. Un filtru de admisie este dispus între deschizătura clopotului și capătul deschis, îndreptat către amontele tubului, iar clopotul comunică cu acumulatorul printr-o altă deschizătură dispusă decalat în sus, în raport cu deschizăturile de admisie a aerului. în acest mod este asigurat un prim efect de filtrare pentru a evita intrarea condensului și a particulelor de praf în tub, înainte ca aerul de aspirație să intre în acesta.

în vederea mentenanței, în particular, a reumplerii containerului după o perioadă mai lungă de funcționare, de exemplu 80000 km, a autovehiculului, echipat cu un motor cu ardere internă, este avantajoasă o variantă a invenției, în cadrul căreia, capacul montat în amontele tubului este atașat unui element de acoperire care conține secțiunea de admisie a aerului cu capacul, iar elementul de acoperire este prins strâns, dar demontabil, de exemplu, cu ajutorul unor șuruburi, de un corp principal care conține cel puțin parțial umplutura. Pentru reumplere este suficientă deșurubarea acestui corp principal, iar după reumplere elementul de acoperire trebuie înșurubat la loc.

RO 117555 Β1

Dispozitivul pentru tratarea catalitică a amestecului carburant, conform invenției, eli- ,50 mină dezavantajul soluției din stadiul tehnicii prin aceea că un tub este introdus într-o umplutură și comunică cu orificiile de admisie a aerului, prin care este introdus aerul de aspirație din atmosferă, care ajunge la un filtru cilindric, care acoperă la exterior, cel puțin o parte a lungimii acestuia, fiind prevăzut cel puțin un orificiu transversal realizat în peretele tubului prin care circulă aerul de aspirație, astfel încât, el trece la umplutura, doar prin filtru datorită 55 unui inel de etanșare; tubul are un capăt inferior închis, în apropierea acestuia este dispus/sunt dispuse orificiul/orificiile transversale, iar inelul de etanșare este montat între partea exterioară a tubului și partea interioară a filtrului cilindric, într-o poziție situată între orificiul/orificiile transversal/le și capătul inferior închis; în spațiul dintre partea exterioară a tubului și filtrul cilindric sunt realizate niște caneluri longitudinale prevăzute în peretele exterior 60 al tubului pentru a distribui uniform aerul de aspirație pe lungimea și pe periferia filtrului cilindric; în capătul din amonte al tubului este montat un ajutaj de admisie a aerului; capătul din amonte al tubului este fixat într-un capac superior iar corpul principal are prevăzută o zonă de admisie a aerului; în zona de admisie a aerului este montat un capac prevăzut cu niște orificiile de admisie a aerului, în interiorul căruia este montat un clopot, partea exterioară a 65 acestuia formând un rezervor împreună cu capacul, pentru praful din atmosferă, clopotul comunicând cu rezervorul printr-un orificiu vertical dispus decalat, mai sus de orificiile de admisie a aerului; între deschizătura clopotului și capătul deschis al tubului este prevăzut un ecran de admisie; tubul este dispus vertical, cu capătul inferior închis, la partea inferioară a corpului principal; capacul superior este montat etanș la sursa de aer, dar demontabil, cor- 70 pul principal conținând cel puțin parțial, o umplutură.

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje:

- construcție simplă;

- preț de cost scăzut;

- întreținere ușoară; 75

- permite schimbarea pământurilor rare la intervale mari de timp, după circa 80000 km parcursuri de autovehicul;

- se reduce conținutul de CO, CO₂, HC și NO_X din gazele de eșapament;

- reduce consumul de combustibil al motorului.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig.1 ...4, 80 care reprezintă:

- fig.1, o vedere, în perspectivă, a unui dispozitiv, conform invenției;

- fig.2, o secțiune verticală prin dispozitivul, conform fig.1

- fig.3, o secțiune după linia lll-lll, din fig.2'

- fig.4, o vedere, în perspectivă, dinspre partea inferioară, a corpului principal al dis- 85 pozitivului, conform fig.1 și 2.

Dispozitivul pentru tratarea catalitică a amestecului carburant, conform invenției, prezentat în fig.1, cuprinde un container 1 care are un capac suprior 2 și un corp principal 4, în formă de oală,, care conține o umplutură uscată 50, din pulbere sau fibre de pământuri rare, elementele menționate fiind înșurubate unul de celălalt printr-un filet 6. O garnitură de etan- 90 șare 8 asigură închiderea etanșă a interiorului containerului 1 față de mediul ambiant. Un colier de prindere 10 permite atașarea containerului 1 la un suport din compartimentul motorului, nefigurat, care aparține unui autovehicul, de asemenea, nefigurat.

Elementul de închidere 2, are o secțiune de admisie a aerului, desemnată, în general, prin numărul de referință 12. Această secțiune de admisie a aerului are pe partea sa supe- 95 rioară o cavitate prevăzută cu un filet interior 14, cavitate în care este înșurubat și etanșat printr-o garnitură toroidală 18, cunoscută și sub numele de 0-ring, un capac 16, prevăzut cu

RO 117555 Β1 un filet exterior corespondent. Capacul are două orificii de admisie a aerului, aliniate între ele. Un clopot 22 este dispus în interiorul capacului 16, clopotul menționat fiind apăsat către un umăr al secțiunii de admisie a aerului 12, prin intermediul capacului cu ajutorul unei flanșe, nefigurată. Deschizătura inferioară a clopotului 22 este îndreptată către un orificiu central 13 al secțiunii de admisie a aerului 12 și este separată de acesta printr-un ecran 15 al filtrului de admisie. O garnitură toroidală 18 este presată către un umăr al secțiunii de admisie a aerului 12, prin intermediul unei fețe a capătului inferior al capacului 16, sub acest ecran al filtrului de admisie cu ajutorul unei flanșe a clopotului 22, flanșa menționată extinzându-se peste deschizătura clopotului.

La capătul său superior, mai îngust, clopotul 22 are, de asemenea, o deschizătură 24 care comunică cu interiorul capacului 16. Acest interior definește, în porțiunea sa interioară, între peretele exterior al clopotului și peretele interior al capacului, un spațiu 26 destinat acumulării condensului și prafului care pot pătrunde în capac prin orificiile 20. Prin aranjarea orificiilor 20 și a deschizăturii 24 la diferite nivele, curentul de aer de aspirație care pătrunde prin orificiile 20 este rotit și îndreptat în sus către deschizătura 24 a clopotului, astfel încât particulele de praf antrenate de curentul de aer și picăturile conținute în aer sunt acumulate în spațiul 26, adică nu sunt transportate în deschizătura 24 a clopotului 22,

Capătul inferior al orificiului 13 secțiunii de admisie a aerului 12 este dimensionat astfel încât să formeze un umăr care susține capul unui ajutaj de admisie 30 care are o gură 32 a ajutajului, cu interpunerea unei garnituri toroidale. Ajutajul de admisie 30 este înșurubat pe capătul superior, îngustat, al unui tub 34 a cărui cavitate 36 este aliniată cu orificiul 13 al secțiunii de admisie a aerului 12 și a continua pe aceasta până la un capăt inferior, închis, 38, al tubului 34.

Tubul 34 are o canelură inelară 40 chiar deasupra capătului său inferior 38. Niște orificii transversale 42, care se intersectează la 90°, se deschid în această canelură inelară, conectând, astfel, cavitatea 36 a tubului 34 cu partea sa exterioară. Sub canelura inelară 40, pe tubul 34 este prevăzută o garnitură toroidală 44, așezată într-o canelură inelară mai îngustă. Se poate observa mai bine în fig.3, că tubul cuprinde mai multe caneluri longitudinale 46 extinse pe lungimea tubului, în exemplul de față opt caneluri, care servesc la distribuirea aerului de aspirație care se deplasează prin orificiile transversale 42 și canelura inelară 40 dinspre interior, către exterior, și de-a lungul tubului 34. Aceste caneluri longitudinale se termină deasupra garniturii toroidale 44. Un filtru, sub forma unui ecran metalic 48, are un număr de aproximativ 31,5 ochiuri/cm (80 ochiuri/inchi), și este tras peste întreaga lungime a tubului, astfel încât se oprește la partea superioară, la capătul inferior al secțiunii de admisie a aerului 12 și este prins și etanșat la partea inferioară, printr-un montaj cu fricțiune, de către garnitura toroidală 44. în acest mod se asigură ca aerul de aspirație care iese prin canelura inelară inferioară 40 formată în spațiul dintre circumferința exterioară a tubului 34 și peretele interior al ecranului metalic să fie distribuit repede și, în mod regulat, ajungând afară, în umplutura 50 de pulbere sau fibre de pământuri rare, doar prin ecranul de filtrare 48. Astfel, se asigură o ventilare omogenă a umpluturii 50.

Peretele exterior al elementului de acoperire 2 este străpuns de o țeavă de evacuare 52 care este înșurubată în peretele elementului de acoperire 2, cu intercalarea unei garnituri toroidale 56. în regiunea acestei racordări, prin înșurubare, este montată o supapă 58. Țeava de evacuare, a cărei deschizătură 60 este racordată la o conductă de admisie, nefigurată, ducând la camera de ardere a unui motor cu ardere internă, este acoperită cu o calotă din elastomer 62, în vederea transportului, în cursul funcționării, un curent de aer îmbogățit cu particule de pământuri rare este aspirat prin țeava de evacuare și conducta de aspirație în camera de ardere a motorului cu ardere internă datorită vidului format acolo în faza de admisie.

RO 117555 Β1

Următoarele două aspecte sunt decisive pentru alegerea umpluturii 50 utilizate în cadrul invenției:

1. Dimensiunea particulelor de pământuri rare este situată între 0,25 mm și 0,5 microni, dimensiunea preferată fiind de 0,048 mm; 150

2. în general, este evident că, compoziția aleasă va conține o proporție de ceriu (CeO₂) cât mai mare, care poate fi atinsă ușor și economic, ceea ce depinde, desigur, de dificultățile practice legate de separarea diferiților oxizi de pământuri rare.

Conținutul procentual, în greutate, de ceriu al amestecului variază de la 30% la practic 100%. în continuare, sunt oferite trei exemple de compoziții preferate. 155

Analiza ce urmează prezintă compunerea în greutate a trei exemple de amestecuri de utilizat ca umpluturi 50 în cadrul invenției.

Compoziția 1 oxid de ceriu.....................................................45,0 % oxid de lantan....................................................22,5 % 160 oxid de neodim...................................................17,9 % oxid de praseodim ................................................ 5,7 % oxid de toriu ..................................................... 0,25 % sulfat ca SO₃ .................................................... 1,5 % alți oxizi (YO₂₃, ScO₃) .............................................. 2,9 % 165 fosfat ca PO₃ .................................................... 0,8 % oxid de calciu și oxid de magneziu.................................... 1,0 %

Compoziția 2 oxid de ceriu.....................................................90,0 % oxid de lantan.................................................... 2,0 % 170 oxid de neodim................................................... 1,3 % oxid de praseodim ................................................ 0,4 % alți oxizi de pământuri rare.......................................... 1,0 % oxid de toriu ..................................................... 0,25 % oxid feric și oxid de aluminiu......................................... 0,25 % 175 oxid de calciu și oxid de magneziu.................................... 4,0 % silice........................................................... 0,05 % fosfat ......................... 0,5 % sulfat .......................................................... 0,5 %

Compoziția 3 180 oxid de ceriu.....................................................45,6 % oxid de lantan.................................................... 22,8 % oxid de neodim.......................... 16,2% oxid de praseodim ................................................ 4,7 % alți oxizi de pământuri rare.......................................... 5,7 % 185 oxid de toriu ..................................................... 0,2 % oxid feric și oxid de aluminiu......................................... 1,0% oxid de calciu și oxid de magneziu.................................... 0,2 % silice........................................................... 0,1 % fosfat .......................................................... 0,5 % 190 sulfat ........................................................ 1 - 2,0 % pierderi la calcinare ............................................. 0-1,0 %

RO 117555 Β1

Revendicări

Claims

1. Dispozitiv pentru tratarea catalitică a amestecului carburant, cu ajutorul unor mici cantități de pământuri rare, în particular ceriu, care sunt introduse în motorul cu ardere internă, dispozitiv în cadrul căruia un container, care conține o umplutură uscată, permeabilă pentru aer, sub formă de fibre și/sau pulbere la care se adaugă pământuri rare sau amestecuri care constau din pământuri rare, comunică prin cel puțin o deschizătură cu atmosfera și, printr-o țeavă de evacuare cu o conductă, de aspirație către camera de ardere a motorului, caracterizat prin aceea că, un tub (34) este introdus într-o umplutură (50) și comunică cu orificiile de admisie a aerului (20), prin care este introdus aerul de aspirație din atmosferă, care ajunge la un filtru cilindric (48),, care acoperă la exterior, cel puțin o parte a lungimii acestuia, fiind prevăzut cel puțin un orificiu transversal (42) realizat în peretele tubului (34) prin care circulă aerul de aspirație, astfel încât, el trece la umplutura (50), doar prin filtru (48) datorită unui inel de etanșare (44).

2. Dispozitiv pentru tratarea catalitică a amestecului carburant, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, tubul (34) are un capăt inferior (38) închis, în apropierea acestuia este dispus/sunt dispuse orificiul/orificiile transversale (42), iar inelul de etanșare (44) este montat între partea exterioară a tubului (34) și partea interioară a filtrului cilindric (48), într-o poziție situată între orificiul/orificiile transversal/le (42) și capătul inferior închis (38).

3. Dispozitiv pentru tratarea catalitică a amestecului carburant, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că, în spațiul dintre partea exterioară a tubului (34), și filtrul cilindric (48) sunt realizate niște caneluri longitudinale (46) prevăzute în peretele exterior al tubului (34) pentru a distribui uniform aerul de aspirație pe lungimea și pe periferia filtrului cilindric (48)

4. Dispozitiv pentru tratarea catalitică a amestecului carburant, conform revendicărilor 1...3, caracterizat prin aceea că, în capătul din amonte al tubului (34) este montat un ajutaj de admisie (30) a aerului.

5. Dispozitiv pentru tratarea catalitică a amestecului carburant, conform revendicărilor 1 ...4, caracterizat prin aceea că, capătul din amonte al tubului (34) este fixat într-un capac superior (2) iar corpul principal (4) are prevăzută o zonă de admisie a aerului (12).

6. Dispozitiv pentru tratarea catalitică a amestecului carburant, conform revendicării

5, caracterizat prin aceea că, în zona de admisie a aerului (12) este montat un capac (16) prevăzut cu niște orificiile (20) de admisie a aerului, în interiorul căruia este montat un clopot (22), partea exterioară a acestuia formând un rezervor (26) împreună cu capacul (16), pentru praful din atmosferă, clopotul (22) comunicând cu rezervorul (26) printr-un orificiu vertical (24) dispus decalat, mai sus de orificiile (20) de admisie a aerului.

7. Dispozitiv pentru tratarea catalitică a amestecului carburant, conform revendicării

6, caracterizat prin aceea că, între deschizătura clopotului (22) și capătul deschis al tubului (34) este prevăzut un ecran de admisie (15).

RO 117555 Β1

8. Dispozitiv pentru tratarea catalitică a amestecului carburant, conform revendicărilor

5.. .7, caracterizat prin aceea că, tubul (34) este dispus vertical, cu capătul inferior închis (38), la partea inferioară a corpului principal (4).

9. Dispozitiv pentru tratarea catalitică a amestecului carburant, conform revendicărilor

5.. .8, caracterizat prin aceea că, capacul superior (2) este montat etanș la sursa de aer, dar demontabil, corpul principal (4) conținând cel puțin parțial, o umplutură (50).