RU88738U1

RU88738U1 - GAS CATALYTIC NEUTRALIZER

Info

Publication number: RU88738U1
Application number: RU2009128571/22U
Authority: RU
Inventors: Михаил Николаевич Ерофеев; Валерий Николаевич Варламов; Сергей Васильевич Карцев; Дамир Ибрагимович Хайбулин; Алексей Анатольевич Лопухов; Илья Анатольевич Лешаков; Денис Александрович Пестов
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2009-11-20

Abstract

Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус и реактор, заполненный катализатором в виде шариков, состоящий из двух концентрически расположенных перфорированных тел вращения, соосных с впускным патрубком, расположенным в торце цилиндрического корпуса, отличающийся тем, что тела вращения имеют вид вложенных друг в друга усеченных конусов, при этом их поверхности перфорированы отверстиями в виде щелей или овалов, минимальный размер которых не меньше 3/4 диаметра шарика катализатора, причем основание внутреннего конуса вписано в окружность впускного патрубка нейтрализатора, а основание внешнего конуса расположено на расстоянии не менее 20 мм от внутреннего, при этом усеченные основания конусов прикреплены к противоположному торцу корпуса нейтрализатора или к поперечной перегородке, закрывающей выход с усеченных торцов конусов, причем расстояние от вершины внешнего усеченного конуса до вершины внутреннего, измеренного по диаметру не должно превышать 45 мм.A catalytic converter for exhaust gases of internal combustion engines, containing a cylindrical body and a reactor filled with a catalyst in the form of balls, consisting of two concentrically arranged perforated bodies of revolution, coaxial with the inlet pipe located at the end of the cylindrical body, characterized in that the bodies of rotation are nested truncated cones into each other, while their surfaces are perforated with holes in the form of slots or ovals, the minimum size of which is not less than 3/4 of the diameter of the ball and the catalyst, and the base of the inner cone inscribed in the circumference of the inlet pipe of the converter, and the base of the outer cone is located at least 20 mm from the inner one, while the truncated bases of the cones are attached to the opposite end of the converter housing or to the transverse partition that closes the outlet from the truncated ends of the cones and the distance from the top of the outer truncated cone to the top of the inner, measured in diameter should not exceed 45 mm.

Description

Полезная модель относятся к машиностроительной отрасли, в частности к области выпуска и очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.The utility model relates to the engineering industry, in particular to the field of exhaust and purification of exhaust gases of internal combustion engines.

В двигателестроении известен каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателей внутреннего сгорания Н46А2, включающий цилиндрический корпус и реактор, заполненный катализатором в виде шариков, состоящий из двух концентрически расположенных перфорированных тел вращения, соосных с впускным патрубком, расположенным в торце цилиндрического корпуса (см., напр., Лиханов В.А. и Сайкин A.M. Снижение токсичности автотракторных дизелей. - М.: Агропромиздат, 1991 г., стр.12).In engine manufacturing, a catalytic converter of exhaust gases of internal combustion engines Н46А2 is known, including a cylindrical body and a reactor filled with a catalyst in the form of balls, consisting of two concentrically arranged perforated bodies of revolution, coaxial with the inlet pipe located at the end of the cylindrical body (see, e.g., Likhanov V.A. and Saykin AM Reducing the toxicity of automotive diesel engines. - M.: Agropromizdat, 1991, p. 12).

Недостатком известного нейтрализатора является неравномерное распределение полных давлений отработавших газов по длине реактора. Торцевая стенка корпуса нейтрализатора, расположенная против входа, тормозит скоростной поток газов, поэтому около этой стенки полное давление выше, т.к. оно складывается из статической и динамической составляющих полного давления, а в начале реактора давление состоит только из статической составляющей, в результате скорости и направления движения отработавших газов различны, а шарики катализатора работают в разных условиях и неравномерно изнашиваются, вследствие чего уменьшается эффективность очистки и повышается концентрация токсичных веществ в отработавших газах. Во время технического обслуживания при замене катализатора получается, что одни шарики уже выработали свой ресурс, а другие нет, вследствие чего происходит перерасход платины, являющейся активным элементом шариковых катализаторов.A disadvantage of the known catalyst is the uneven distribution of the total exhaust gas pressures along the length of the reactor. The end wall of the converter housing, located opposite the entrance, inhibits the high-speed gas flow, therefore, near this wall the total pressure is higher, it consists of the static and dynamic components of the total pressure, and at the beginning of the reactor the pressure consists only of the static component, as a result of the speed and direction of movement of the exhaust gases are different, and the catalyst balls work in different conditions and unevenly wear, resulting in reduced cleaning efficiency and increased concentration toxic substances in the exhaust gas. During maintenance, when replacing the catalyst, it turns out that some balls have already exhausted their resources, while others have not, so that platinum, which is an active element of ball catalysts, is overused.

В основу изобретения поставлена задача обеспечить равномерное распределение отработавших газов по всей площади катализатора и добиться равномерной нагрузки на реактор по всей его длине, а также качественную очистку отработавших газов и снижение в них концентрации токсичных веществ.The basis of the invention is the task to ensure a uniform distribution of exhaust gases over the entire area of the catalyst and to achieve a uniform load on the reactor along its entire length, as well as high-quality purification of the exhaust gases and reduction in their concentration of toxic substances.

Поставленная задача решается тем, что каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус и реактор, заполненный катализатором в виде шариков, состоящий из двух концентрически расположенных перфорированных тел вращения, соосных с впускным патрубком, расположенным в торце цилиндрического корпуса, тела вращения имеют вид вложенных друг в друга усеченных конусов, при этом их поверхности перфорированы отверстиями в виде щелей или овалов, минимальный размер которых не меньше ¾ диаметра шарика катализатора, причем основание внутреннего конуса вписано в окружность впускного патрубка нейтрализатора, а основание внешнего конуса расположено на расстоянии не менее 20 мм от внутреннего, при этом усеченные основания конусов прикреплены к противоположному торцу корпуса нейтрализатора или к поперечной перегородке, закрывающей выход с усеченных торцов конусов, причем расстояние от вершины внешнего усеченного конуса до вершины внутреннего, измеренного по диаметру не должно превышать 45 мм.The problem is solved in that the catalytic converter of exhaust gases of internal combustion engines, containing a cylindrical body and a reactor filled with a catalyst in the form of balls, consisting of two concentrically arranged perforated bodies of revolution, coaxial with the inlet pipe located at the end of the cylindrical body, the bodies of rotation are of the form truncated cones embedded in each other, while their surfaces are perforated with holes in the form of slots or ovals, the minimum size of which is not less ¾ the diameter of the catalyst ball, and the base of the inner cone is inscribed in the circumference of the inlet pipe of the converter, and the base of the outer cone is located at least 20 mm from the inner one, while the truncated bases of the cones are attached to the opposite end of the converter housing or to the transverse partition that closes the outlet from the truncated the ends of the cones, and the distance from the top of the outer truncated cone to the top of the inner, measured in diameter should not exceed 45 mm.

Поскольку в каталитическом нейтрализаторе отработавших газов двигателей внутреннего сгорания тела вращения имеют вид вложенных друг в друга усеченных конусов, при этом их поверхности перфорированы отверстиями в виде щелей или овалов, минимальный размер которых не меньше ¾ диаметра шарика катализатора, причем основание внутреннего конуса вписано в окружность впускного патрубка нейтрализатора, а основание внешнего конуса расположено на расстоянии не менее 20 мм, при этом усеченные основания конусов прикреплены к противоположному торцу корпуса нейтрализатора или к поперечной перегородке, закрывающей выход с усеченных торцов конусов, причем расстояние от вершины внешнего усеченного конуса до вершины внутреннего, измеренного по диаметру, не должно превышать 45 мм, обеспечивается равномерное распределение отработавших газов по всей площади катализатора и равномерная нагрузка на реактор по всей его длине, качественная очистка отработавших газов и снижение в них концентрации токсичных веществ.Since the bodies of revolution in the catalytic converter of exhaust gases of internal combustion engines look like truncated cones embedded in each other, their surfaces are perforated with holes in the form of slots or ovals, the minimum size of which is not less than ¾ of the diameter of the catalyst ball, and the base of the inner cone is inscribed in the circumference of the inlet converter nozzle, and the base of the outer cone is located at a distance of at least 20 mm, while the truncated bases of the cones are attached to the opposite end the converter housing or to the transverse partition that closes the exit from the truncated ends of the cones, and the distance from the top of the outer truncated cone to the top of the inner, measured in diameter, should not exceed 45 mm, ensures uniform distribution of exhaust gases over the entire area of the catalyst and a uniform load on the reactor its entire length, high-quality cleaning of exhaust gases and a decrease in the concentration of toxic substances in them.

На графическом материале изображены конструктивные схемы каталитического нейтрализатора отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.The graphic material shows the structural diagrams of the catalytic converter of exhaust gases of internal combustion engines.

Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателей внутреннего сгорания состоит из цилиндрического корпуса 1, реактора, образованного двумя концентрически расположенными перфорированными телами вращения в форме усеченных конусов 3 и 4, вложенных друг в друга и соосных с впускным патрубком 2, основание внутреннего конуса 4 вписано в окружность впускного патрубка 2 нейтрализатора, а основание внешнего конуса 3 расположено на расстоянии не менее 20 мм от внутреннего конуса 4, усеченные основания конусов прикреплены к противоположному торцу корпуса нейтрализатора 8 или к поперечной перегородке 6, закрывающей выход с усеченных торцов конусов, на расстоянии не более 45 мм, измеренном по диаметру, между вершинами внутреннего усеченного конуса 5 и внешнего усеченного конуса 4, реактор заполнен катализатором в виде шариков 5, имеющих в своей пористой структуре мелкодисперсную платину, шарики засыпаются в реактор и заменяются при необходимости через отверстие, закрытое пробкой 9 в торце цилиндрического корпуса 1 со стороны впускного патрубка, в торцевой или боковой поверхности корпуса нейтрализатора (если выход отработавших газов конструктивно сбоку корпуса) расположен выпускной патрубок 7.The catalytic converter of exhaust gases of internal combustion engines consists of a cylindrical body 1, a reactor formed by two concentrically arranged perforated rotation bodies in the form of truncated cones 3 and 4, nested together and coaxial with the inlet pipe 2, the base of the inner cone 4 is inscribed in the circumference of the inlet pipe 2 neutralizers, and the base of the outer cone 3 is located at a distance of at least 20 mm from the inner cone 4, the truncated bases of the cones are attached to the opposite at the end of the converter housing 8 or to the transverse partition 6, which closes the outlet from the truncated ends of the cones, at a distance of not more than 45 mm, measured in diameter, between the vertices of the inner truncated cone 5 and the outer truncated cone 4, the reactor is filled with catalyst in the form of balls 5 having finely dispersed platinum in its porous structure, the balls are filled into the reactor and, if necessary, are replaced through a hole closed by a plug 9 in the end of the cylindrical body 1 from the inlet pipe side, into the end or side surface and a housing neutralizer (if the exhaust gas outlet side constructive body) is located an outlet pipe 7.

Нейтрализатор работает следующим образом.The converter operates as follows.

Отработавшие газы двигателя поступают в нейтрализатор через впускной патрубок 2 и попадают во внутреннюю коническую полость нейтрализатора, затем они через боковую перфорированную поверхность внутреннего конуса 4 равномерно распределяются по длине реактора, заполненного шариками 5, который воспринимает динамическую часть скоростного напора отработавших газов, это достигается тем, что толщина слоя шариков увеличивается от основания к усеченным концам конусов, при этом получаем равномерный износ шариков. После прохождения через реактор отработавшие газы очищаются и через перфорированную боковую поверхность внешнего конуса 3 попадают в камеру, которая ведет к выпускному патрубку 7 нейтрализатора.The exhaust gases of the engine enter the neutralizer through the inlet pipe 2 and enter the internal conical cavity of the neutralizer, then they are evenly distributed through the side perforated surface of the inner cone 4 along the length of the reactor, filled with balls 5, which perceives the dynamic part of the exhaust gas velocity head, this is achieved by that the thickness of the layer of balls increases from the base to the truncated ends of the cones, while obtaining uniform wear of the balls. After passing through the reactor, the exhaust gases are cleaned and through the perforated side surface of the outer cone 3 enter the chamber, which leads to the outlet pipe 7 of the Converter.

Такая конструкция нейтрализатора способствует равномерному распределению отработавших газов по всей площади катализатора, снижению аэродинамического сопротивления и при высокой эффективности очистки отработавших газов и снижению в них концентрации токсичных веществ способствует равномерному износу шариков катализатора.Such a catalyst design contributes to a uniform distribution of exhaust gases over the entire area of the catalyst, a decrease in aerodynamic drag, and with high efficiency of purification of exhaust gases and a decrease in the concentration of toxic substances in them, it contributes to uniform wear of the catalyst balls.

Claims

A catalytic converter for exhaust gases of internal combustion engines, containing a cylindrical body and a reactor filled with a catalyst in the form of balls, consisting of two concentrically arranged perforated bodies of revolution, coaxial with the inlet pipe located at the end of the cylindrical body, characterized in that the bodies of rotation are nested another truncated cones with their surface perforated with holes in the form of slots or ovals, the minimum size is not less than ^_3/4 the diameter of the ball a catalyst, the base of the inner cone inscribed in the circumference of the inlet pipe of the converter, and the base of the outer cone located at least 20 mm from the inner one, while the truncated bases of the cones are attached to the opposite end of the converter housing or to the transverse partition that closes the outlet from the truncated ends of the cones and the distance from the top of the outer truncated cone to the top of the inner, measured in diameter should not exceed 45 mm.