RU2105165C1 - Exhaust gas converter - Google Patents

Exhaust gas converter Download PDF

Info

Publication number
RU2105165C1
RU2105165C1 RU95121838A RU95121838A RU2105165C1 RU 2105165 C1 RU2105165 C1 RU 2105165C1 RU 95121838 A RU95121838 A RU 95121838A RU 95121838 A RU95121838 A RU 95121838A RU 2105165 C1 RU2105165 C1 RU 2105165C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
converter
exhaust gas
housing
exhaust
Prior art date
Application number
RU95121838A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95121838A (en
Inventor
Валерий Иванович Цыпцин
Владимир Александрович Стрельников
Вячеслав Александрович Амельченко
Original Assignee
Валерий Иванович Цыпцин
Владимир Александрович Стрельников
Вячеслав Александрович Амельченко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Иванович Цыпцин, Владимир Александрович Стрельников, Вячеслав Александрович Амельченко filed Critical Валерий Иванович Цыпцин
Priority to RU95121838A priority Critical patent/RU2105165C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU95121838A publication Critical patent/RU95121838A/en
Publication of RU2105165C1 publication Critical patent/RU2105165C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines; exhaust systems. SUBSTANCE: exhaust gas converter has cylindrical housing with inlet branch pipe, soot filter, fixed grille pressed to stops, granulated catalyst filled between fixed and movable grilles, compensating member installed behind catalyst layer and consisting of metal washer and curved bimetal plates placed in housing with pretension. Spacer ring is placed between compensating member and movable grille. Exhaust gas converter neutralizes exhaust gases owing to constant tight packing of catalyst by means of self-adjusting compensating member, increases service life of catalyst and provides universal construction of converter for different types of internal combustion engines at change of amount of filled-in catalyst. EFFECT: improved cleaning of exhaust gases. 3 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах выпуска двигателей внутреннего сгорания /ДВС/ для обезвреживания отработавших газов. The invention relates to mechanical engineering and can be used in exhaust systems of internal combustion engines / internal combustion engines / for the disposal of exhaust gases.

Известен нейтрализатор отработавших газов двигателей внутреннего сгорания /ДВС/ /авторское свидетельство СССР 1666786, кл. F 01 N 3/28, 1991/. Known exhaust gas neutralizer / ICE / / USSR copyright certificate 1666786, cl. F 01 N 3/28, 1991 /.

Каталитический нейтрализатор содержит цилиндрический корпус с внешним и внутренним цилиндрами, ограниченный передними и задними фланцами, в которых размещены соответственно входной и выходной патрубки. Реактор состоит из внешней и внутренней решеток, перфорированных щелевыми отверстиями. Объем реактора ограничен с одной стороны передним фланцем и глухим дном. Внутри реактора помещена одно- или многозаходная винтовая поверхность, у которой в целях равномерной загрузки всех зон поперечного сечения реактора угол наклона винтовой линии выбран с таким расчетом, что угол между плоскими участками винтовой поверхности и осью реактора /внешней и внутренней решеток/ не должен превышать угол естественного откоса для катализатора. The catalytic converter comprises a cylindrical body with an external and an internal cylinder bounded by front and rear flanges in which the inlet and outlet pipes are respectively located. The reactor consists of external and internal gratings perforated with slotted holes. The reactor volume is limited on one side by a front flange and a blank bottom. A single or multiple helical surface is placed inside the reactor, for which, in order to uniformly load all zones of the reactor cross-section, the angle of inclination of the helical line is chosen so that the angle between the flat sections of the helical surface and the axis of the reactor / external and internal lattices / should not exceed the angle repose for the catalyst.

Принцип работы каталитического нейтрализатора основан на очистке /нейтрализации/ отработавших газов /ОГ/ при прохождении их через реактор, содержащий слой катализатора. The principle of operation of the catalytic converter is based on the purification / neutralization / exhaust gas / exhaust gas / when they pass through a reactor containing a catalyst bed.

Однако это устройство имеет ряд недостатков. However, this device has several disadvantages.

В данном каталитическом нейтрализаторе не предусмотрена возможность уплотнения гранул катализатора в реакторе при тепловых деформациях. Кроме того, корпус каталитического нейтрализатора неразборен, что затрудняет замену катализатора при его деградации /потери работоспособности/. This catalytic converter does not provide for the possibility of compaction of the catalyst granules in the reactor during thermal deformations. In addition, the catalytic converter housing is not separable, which makes it difficult to replace the catalyst during its degradation / loss of performance /.

Известен нейтрализатор /авторское свидетельство СССР N 494527, F 01 N 3/28, 1987/, содержащий корпус, в котором размещен реактор с подвижным слоем гранул катализатора, ограниченный входной решеткой и выходной решеткой. Выходная решетка выполнена в виде обечайки и сетки. Сетка установлена на стержнях с возможностью перемещения по длине реактора и снабжена зажимным приспособлением. Зажимное приспособление выполнено в виде шплинтов, установленных в отверстиях на стержнях, и ободов, между которыми укреплена сетка. Ободы прижимаются к шплинтам благодаря завинчиванию заглушки с резьбой. Known catalyst / USSR author's certificate N 494527, F 01 N 3/28, 1987 / containing a housing in which a reactor with a moving layer of catalyst granules is placed, limited by the inlet grate and the outlet grate. The output grill is made in the form of a shell and mesh. The grid is mounted on rods with the ability to move along the length of the reactor and is equipped with a clamping device. The clamping device is made in the form of cotter pins installed in the holes on the rods, and rims between which the mesh is fixed. The rims are pressed against the cotter pins by screwing the threaded plugs.

ОГ по входному патрубку поступают в корпус, а затем через решетку в реактор. Там они взаимодействуют с катализатором. При взаимодействии с катализатором горючие компоненты газа окисляются. Очищенные газы, пройдя через сетку и обечайку, выходят в атмосферу. The exhaust gas through the inlet pipe enters the casing, and then through the grate to the reactor. There they interact with the catalyst. When interacting with a catalyst, combustible gas components are oxidized. The purified gases, passing through the grid and the shell, enter the atmosphere.

Однако недостатком этого нейтрализатора отработавших газов является то, что ОГ, содержащие сажевые примеси, после входа в каталитический нейтрализатор сразу попадают в реактор. Это приводит к быстрому забиванию слоя катализатора в реакторе сажей и в конечном итоге к его преждевременному выходу из строя, а также невозможности использования данного нейтрализатора на различных двигателях ввиду невозможности изменять количество засыпаемого катализатора. However, the disadvantage of this exhaust gas catalyst is that exhaust gases containing soot impurities immediately enter the reactor after entering the catalytic converter. This leads to rapid clogging of the catalyst layer in the soot reactor and, ultimately, to its premature failure, as well as the inability to use this converter on various engines due to the inability to change the amount of catalyst to be charged.

Наиболее близким техническим решением является нейтрализатор (каталитический) отработавших газов, включающий в себя корпус с размещенным в нем слоем катализатора, ограниченного входной и выходной решетками, одна их которых установлена с возможностью перемещения, за слоем катализатора установлен компенсирующий элемент /авторское свидетельство СССР N 1490303, F 01 N 3/28, 1983/. The closest technical solution is an exhaust gas (catalytic) converter, which includes a housing with a catalyst layer located inside it, limited by the inlet and outlet gratings, one of which is installed with the possibility of movement, a compensating element / copyright certificate of the USSR N 1490303 is installed behind the catalyst layer, F 01 N 3/28, 1983 /.

В известном техническом решении ОГ, содержащие сажевые примеси, сразу попадают в реактор. Это приводит к быстрому забиванию слоя катализатора в реакторе сажей и в конечном итоге к его преждевременному выходу из строя. In a known technical solution, exhaust gases containing soot impurities immediately enter the reactor. This leads to rapid clogging of the catalyst layer in the reactor with soot and ultimately to its premature failure.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности очистки ОГ, увеличение долговечности работы катализатора, а также получение возможности использования нейтрализатора ОГ на различных типах ДВС. An object of the invention is to increase the efficiency of exhaust gas cleaning, increasing the durability of the catalyst, as well as obtaining the possibility of using an exhaust gas catalyst on various types of internal combustion engines.

Эта задача решается в нейтрализаторе отработавших газов, включающем в себя корпус с размещенным в нем слоем катализатора, ограниченного входной и выходной решеткой, одна из которых установлена с возможностью перемещения, за слоем катализатора установлен компенсирующий элемент, содержащий шайбу и изогнутые биметаллические пластины, помещенные в корпус с предварительным натягом, а между подвижной решеткой и компенсирующим элементом размещено проставочное кольцо, позволяющее сохранить длину нейтрализатора постоянной, а на входе каталитического нейтрализатора перед слоем катализатора установлен сажевый фильтр. Кроме того, ширина проставочного кольца определена количеством засыпанного катализатора, а сажевый фильтр состоит из нескольких слоев сетки, свернутой клиновидно, и проволочной канители, выполненных из нержавеющей стали. This problem is solved in the exhaust gas converter, which includes a housing with a catalyst layer located inside it, limited by the inlet and outlet grilles, one of which is installed with the possibility of movement, a compensating element containing a washer and curved bimetallic plates placed in the housing is installed behind the catalyst layer with a preload, and between the movable grill and the compensating element there is a spacer ring that allows you to keep the length of the converter constant, and at the entrance A catalytic converter is installed in front of the catalyst bed. In addition, the width of the spacer ring is determined by the amount of catalyst sprinkled, and the particulate filter consists of several layers of mesh, wedge-shaped, and a wire channel made of stainless steel.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в том, что компенсирующий элемент выполнен в виде шайбы с закрепленными на ней изогнутыми биметаллическими пластинами, помещенными в корпус с предварительным натягом. The originality of the proposed technical solution lies in the fact that the compensating element is made in the form of a washer with curved bimetallic plates fixed on it, placed in a preload housing.

Сущность изобретения заключается в том, что с целью обеспечения эффективной работы нейтрализатора осуществлен постоянный поджим катализатора с помощью саморегулирующегося компенсирующего устройства, позволяющего избежать появление зазоров между корпусом нейтрализатора и засыпанным катализатором в результате их температурных деформаций при работе, приводящих к проходу через нейтрализатор неочищенных ОГ. The essence of the invention lies in the fact that in order to ensure the effective operation of the catalyst, the catalyst was continuously pressed using a self-regulating compensating device, which avoids the appearance of gaps between the catalyst housing and the catalyst filled up as a result of their temperature deformations during operation, leading to the passage of untreated exhaust gas through the converter.

Кроме того, примененный сажевый фильтр расположен перед катализатором, что позволяет увеличить срок его службы, а универсальность нейтрализатора ОГ достигается благодаря применению проставочного кольца, ширина которого определяется количеством засыпанного катализатора, что позволяет сохранить длину L нейтрализатора постоянной. In addition, the used particulate filter is located in front of the catalyst, which allows to increase its service life, and the exhaust gas catalytic converter is universal due to the use of a spacer ring, the width of which is determined by the amount of catalyst sprinkled, which allows to keep the catalyst length L constant.

На фиг. 1 изображен разрез нейтрализатора ОГ ДВС. In FIG. 1 shows a cross-section of the exhaust gas exhaust catalyst.

На фиг. 2 изображен компенсирующий элемент нейтрализатора. In FIG. 2 shows a compensating element of the converter.

Нейтрализатор ОГ включает в себя корпус 1 с входным патрубком, сажевый фильтр 2, установленный с натягом во входной патрубок корпуса 1 и состоящий из металлической шайбы 3 с закрепленными на ней металлической сеткой 4 и проволочной канителью 5. Он выполнен съемным, что делает возможным его чистку и замену. The exhaust gas converter includes a housing 1 with an inlet pipe, a diesel particulate filter 2, fitted with an interference fit in the inlet pipe of the housing 1 and consisting of a metal washer 3 with a metal mesh 4 and a wire channel 5. It is removable, which makes it possible to clean it and replacement.

неподвижная с одной стороны реактора решетка 6 установлена в корпус 1 и не имеет возможности перемещения благодаря упорам 7. Гранулированный катализатор 8 засыпан между неподвижной решеткой 6 и подвижной решеткой 9. Подвижная решетка 9 поджата проставочным кольцом 10, варьируя шириной которой можно изменять количество катализаторов, не изменяя общей длины нейтрализатора ОГ в целом. На проставочное кольцо 10 оказывает давление компенсирующий элемент 11, размещенный за слоем катализатора 8, состоящий их металлической шайбы 12 и изогнутых биметаллических пластин 13, прикрепленных к ней с помощью заклепочных соединений 14. Компенсирующий элемент 11 позволяет осуществлять постоянное поджатие катализатора 8 в нейтрализаторе ОГ за счет того, что биметаллические пластины, помещенные с натягом в корпус нейтрализатора, дополнительно деформируясь /распрямляясь/ под действием температуры, обеспечивают перемещение гранул катализатора, не давая образовываться свободному пространству /зазорам/ между корпусом нейтрализатора и засыпанным катализатором и обеспечивая плотную упаковку гранул при работе нейтрализатора, не допуская прохода через нейтрализатор неочищенных ОГ. Компенсирующий элемент 11 пластинами 13 упирается в съемную торцевую стенку 15, которая притягивается к корпусу 1 с помощью болтов 16. Герметизация съемной торцевой стенки 15 и корпуса 1 осуществляется с помощью прокладки 17 из негорючего материала. the lattice 6 fixed on one side of the reactor is installed in the housing 1 and cannot be moved thanks to the stops 7. The granular catalyst 8 is poured between the fixed lattice 6 and the movable lattice 9. The movable lattice 9 is pressed by the spacer ring 10, varying the width of which the number of catalysts can be changed changing the total length of the exhaust gas catalyst as a whole. A compensating element 11 is applied to the spacer ring 10, located behind the catalyst layer 8, consisting of a metal washer 12 and curved bimetallic plates 13 attached to it by means of rivets 14. The compensating element 11 allows constant compression of the catalyst 8 in the exhaust gas catalyst due to the fact that bimetallic plates placed with an interference fit in the converter body, additionally deforming / straightening / under the influence of temperature, provide the movement of granules of catalysis torus, giving free space formed / gaps / catalyst between the shell and bombarded catalyst and allowing dense packing of the granules during the catalyst without allowing the passage of exhaust gas through the catalyst untreated. The compensating element 11 by the plates 13 abuts against a removable end wall 15, which is attracted to the housing 1 by means of bolts 16. The sealing of the removable end wall 15 and the housing 1 is carried out using a gasket 17 made of non-combustible material.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

ОГ ДВС поступают в цилиндрический корпус 1, проходят через сажевый фильтр, где проходит очистка ОГ от частиц сажи. Далее ОГ, очищенные от сажи, проходят через неподвижную решетку 6, установленную в корпусе 1 и прижатую к упорам 7, после чего попадают в слой гранулированного катализатора 8, где происходит их нейтрализация. После этого очищенные ОГ проходят через подвижную решетку 9, проставочное кольцо 10, компенсирующий элемент 11, состоящий из металлической шайбы 12 и некоторого количества изогнутых биметаллических пластин 13, прикрепленных к ней с помощью заклепок 14, через отверстие в съемной торцевой стенке 15, крепящейся к корпусу 1 болтами 16, и выходят наружу. Герметизация съемной торцевой стенки 15 осуществляется в помощью прокладки 17 из негорючего материала. The exhaust gases of the internal combustion engine enter the cylindrical housing 1, pass through the particulate filter, where the exhaust gas is cleaned of soot particles. Next, the exhaust gases, cleaned of soot, pass through a fixed grate 6 installed in the housing 1 and pressed against the stops 7, after which they fall into the granular catalyst layer 8, where they are neutralized. After that, the cleaned exhaust gases pass through a movable grill 9, a spacer ring 10, a compensating element 11, consisting of a metal washer 12 and a certain number of curved bimetallic plates 13 attached to it with rivets 14, through an opening in a removable end wall 15 attached to the housing 1 bolted 16, and go outside. The sealing of the removable end wall 15 is carried out using a strip 17 of non-combustible material.

Основные элементы конструкции выполнены из нержавеющей стали. The main structural elements are made of stainless steel.

Применение биметаллических пластин 13 в компенсирующем устройстве позволяет уплотнить слой гранулированного катализатора 8 при засыпке, исключает образование свободного объема при утрясении гранул во время работы двигателя, обеспечивает постоянное поджатие катализатора 8 при тепловых деформациях реактора /тепловом расширении/, делая упаковку гранул катализатора постоянно плотной, не разрушая их. The use of bimetallic plates 13 in the compensating device allows you to compact the granular catalyst layer 8 when filling, eliminates the formation of free volume when the granules are shaken during engine operation, provides constant compression of the catalyst 8 during thermal deformation of the reactor / thermal expansion /, making the packing of catalyst granules constantly dense, not destroying them.

Благодаря простановочному кольцу 10, ширина которого выбирается, исходя из объема засыпанного гранулированного катализатора 8, что в свою очередь определяется конкретным ДВС, достигается универсальность применения предлагаемого нейтрализатора ОГ. Thanks to the insert ring 10, the width of which is selected based on the volume of the granular catalyst charged 8, which in turn is determined by the specific ICE, the universality of the proposed exhaust gas catalyst is achieved.

Компенсирующий элемент, состоящий из металлической шайбы 12 и некоторого количества биметаллических пластин 13, помещенных в корпус 1 нейтрализатора с предварительным натягом, прикрепленных к ней с помощью заклепок 14, не находится в зоне самого реактора и тем самым не уменьшает объем катализатора 8, не создавая дополнительного сопротивления проходящим газам. The compensating element, consisting of a metal washer 12 and a number of bimetallic plates 13, placed in the pre-catalyst body 1, attached to it with rivets 14, is not located in the zone of the reactor itself and thereby does not reduce the volume of the catalyst 8 without creating additional resistance to passing gases.

Съемная торцевая стенка 15 расположена со стороны выхода газа из нейтрализатора, что позволяет упростить конструкцию уплотнения ввиду наличия меньшего давления газа на выходе, чем на входе. The removable end wall 15 is located on the gas outlet side of the converter, which simplifies the design of the seal due to the lower gas pressure at the outlet than at the inlet.

Преимущество предложенного каталитического нейтрализатора состоит в том, что практически без дополнительных затрат обеспечивается универсальность конструкции для различных марок ДВС, благодаря применению сажевого фильтра увеличивается долговечность работы катализатора, а из-за наличия компенсирующего элемента, обеспечивающего постоянный поджим катализатора, повышается качество очистки ОГ. The advantage of the proposed catalytic converter is that the design versatility for various types of internal combustion engines is ensured at almost no additional cost, thanks to the use of a particulate filter, the durability of the catalyst increases, and due to the presence of a compensating element that provides constant compression of the catalyst, the quality of exhaust gas cleaning increases.

Claims (3)

1. Нейтрализатор отработавших газов, включающий в себя корпус с размещенным в нем слоем катализатора, ограниченного входной и выходной решетками, одна из которых установлена с возможностью перемещения, за слоем катализатора установлен компенсирующий элемент, отличающийся тем, что компенсирующий элемент содержит шайбу и изогнутые биметаллические пластины, помещенные в корпус с предварительным натягом, а между подвижной решеткой и компенсирующим элементом размещено проставочное кольцо, позволяющее сохранить длину нейтрализатора постоянной, на входе каталитического нейтрализатора перед слоем катализатора установлен сажевый фильтр. 1. The exhaust gas Converter, comprising a housing with a catalyst layer located therein, limited by the input and output gratings, one of which is installed with the possibility of movement, a compensating element is installed behind the catalyst layer, characterized in that the compensating element contains a washer and curved bimetallic plates placed in the housing with a preload and a spacer ring is placed between the movable grill and the compensating element, which allows to keep the length of the converter At the inlet of the catalytic converter, a diesel particulate filter is installed in front of the catalyst bed. 2. Нейтрализатор по п.1, отличающийся тем, что ширина проставочного кольца определена количеством засыпанного катализатора. 2. The Converter according to claim 1, characterized in that the width of the spacer ring is determined by the amount of catalyst poured. 3. Нейтрализатор по п.1, отличающийся тем, что сажевый фильтр имеет несколько слоев сетки, свернутой клиновидно, и проволочную канитель, выполненные из нержавеющей стали. 3. The Converter according to claim 1, characterized in that the particulate filter has several layers of mesh, rolled wedge-shaped, and a wire channel made of stainless steel.
RU95121838A 1995-12-26 1995-12-26 Exhaust gas converter RU2105165C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95121838A RU2105165C1 (en) 1995-12-26 1995-12-26 Exhaust gas converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95121838A RU2105165C1 (en) 1995-12-26 1995-12-26 Exhaust gas converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95121838A RU95121838A (en) 1998-02-20
RU2105165C1 true RU2105165C1 (en) 1998-02-20

Family

ID=20175036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95121838A RU2105165C1 (en) 1995-12-26 1995-12-26 Exhaust gas converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2105165C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3644098A (en) Catalytic converter for exhaust gases
US4416674A (en) Filter for treating a particle-carrying gaseous stream
US4205971A (en) Soot filter in the exhaust gas flow of air-compressing internal combustion engines
US5065576A (en) Exhaust gas purifying device for a diesel engine
JPH01270920A (en) Gas filter
EP0674098A1 (en) Method and apparatus for processing exhaust gas
EP0382700A2 (en) Regenerable filter
US4682470A (en) Catalytic converter for exhaust gases
US3649215A (en) Catalytic exhaust converter construction
RU2105165C1 (en) Exhaust gas converter
US3600142A (en) Catalytic converter
US4712643A (en) Particulate trap exhaust muffler
US4600562A (en) Method and apparatus for filtering engine exhaust gas
CA1095428A (en) Device for holding a granular catalyst
KR920002198A (en) Afilter
RU2184249C2 (en) Diesel engine exhaust gases catalyst converter
RU2459091C2 (en) Combined device for decreasing diesel exhaust gas toxicity
RU2075606C1 (en) Exhaust gas converter
RU2164299C2 (en) Catalyst converter
RU2010986C1 (en) Neutralizer for exhaust gases of internal combustion engine
RU2825041C2 (en) Device for filtering exhaust gases of diesel internal combustion engines
RU40395U1 (en) CATALYTIC EMISSION GAS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE
JP3807121B2 (en) Exhaust gas purification device
SU1036944A1 (en) Device for neutralizing ic engine exhaust gas
RU2008448C1 (en) Exhaust gas converter of internal combustion engine