SU1638329A1

SU1638329A1 - Catalytic neutralizer

Info

Publication number: SU1638329A1
Application number: SU894675525A
Authority: SU
Inventors: Юрий Евгеньевич Герасимов; Владимир Дмитриевич Евдокимов; Людмила Максовна Иконникова; Илья Львович Каганович; Андрей Михайлович Сайкин
Original assignee: Центральный Научно-Исследовательский Институт По Моторостроению
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1991-03-30

Abstract

Изобретение относитс к двигателест- роению и направлено на повышение эффективности и надежности снижени токсичности отработавших газов двигател внутреннего сгорани . Каталитический нейтрализатор содержит цилиндрический кор5 пус 1, ограниченный передним 2 и задним 3 фанцами, входной патрубок 4 у фланца 2, выходной патрубок 5 на поверхности корпуса 1. В корпусе 1 размещены реактор 6 и дополнительный реактор 7, посаженные на общую плавающую в осевом направлении внутреннюю перфорированную трубу 12. Реактор 6 присоединен к фланцу 2, а реактор 7 - к фланцу 3, закрытому заглушкой 16. Нейтрализатор дополнительно снабжен распределителем 18 потока отработавших газов, расположенным в трубе 12 и выполненным в виде единого конусообразного тела с вершиной у фланца 2 и основанием у фланца 3. Распределитель 18 выполн етс также в виде полого усеченного конусообразного тела и расположен в трубе 12 в зоне реактора 6, в зоне реактора 7 помещаетс отдельное конусообразное тело с вершиной навстречу потоку. 12 з.п. ф-лы. 4 ил. сл СThe invention relates to engine-building and is aimed at increasing the efficiency and reliability of reducing the toxicity of exhaust gases of an internal combustion engine. The catalytic converter contains a cylindrical box 5, the start 1 bounded by the front 2 and rear 3 fans, the inlet 4 at the flange 2, the outlet 5 on the surface of the housing 1. The housing 6 houses the reactor 6 and an additional reactor 7, planted on the common axially floating internal perforated pipe 12. The reactor 6 is attached to the flange 2, and the reactor 7 - to the flange 3, closed by a plug 16. The neutralizer is additionally equipped with an exhaust gas flow distributor 18 located in the pipe 12 and made in the form of a single A cone-shaped body with a tip at the flange 2 and a base at the flange 3. The distributor 18 is also made in the form of a hollow truncated cone-shaped body and is located in the pipe 12 in the zone of the reactor 6; a separate cone-shaped body is placed in the zone of the reactor 7 with the tip opposite to the flow. 12 hp f-ly. 4 il. sl C

Description

Фиг.11

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к устройствам снижени токсичности двигател внутреннего сгорани .The invention relates to mechanical engineering, in particular to devices for reducing the toxicity of an internal combustion engine.

Цель изобретени - повышение эффективности и надежности.The purpose of the invention is to increase efficiency and reliability.

На фиг.1 представлен нейтрализатор с распределителем потока, продольный разрез; на фиг.2 - узел I на фиг.1 (с вариантом закреплени распределител потока); на фиг.З - нейтрализатор с вариантом исполнени распределител потока, продольный разрез; на фиг.4 - нейтрализатор с распределением блоков реактора с эксцентриситетом относительно корпуса, продольный разрез.Figure 1 shows a neutralizer with a flow distributor, a longitudinal section; Fig. 2 shows the node I in Fig. 1 (with the option of fastening the flow distributor); Fig. 3 shows a converter with an embodiment of a flow distributor, longitudinal section; figure 4 - neutralizer with the distribution of the reactor units with eccentricity relative to the body, a longitudinal section.

Каталитический нейтрализатор содержит цилиндрический корпус 1, ограниченный передним и задним фланцами 2 и 3, входной патрубок 4, закрепленный на переднем фланце 2, выходной патрубок 5. Последний закреплен на цилиндрической поверхности корпуса 1. В корпусе расположены реактор 6 и дополнительный реактор 7. Каждый реактор 6,,7 содержит внешнюю трубу 8 и 9,перфорированную отверсти ми, глухую стенку 10 и 11 кольцевого типа. Оба реактора 6 и 7 свободно посажены на общую внутреннюю трубу 12, перфорированную отверсти ми в зоне расположени реакторов 6 и 7.Внутренн труба 12 выполнена плавающей в осевом направлении. Объем реактора 6 ограничен трубами 8 и 12, а также передним фланцем 2 и глухой стенкой 10, а объем дополнительного реактора 7 - трубами 9 и 12, а также задним фланцем 3 и глухой стенкой 11. Реакторы 6 и 7 заполнены насыпным катализатором 13, дл засыпки и высыпки катализатора в переднем и заднем фланцах имеютс окна 14 и 15. Первые закрываютс фланцем входного патрубка 4, вторые - заглушкой 16. Дл уменьшени газодинамического сопротивлени выходной патрубок целесообразно разместить в зоне между блоками реактора, а дл унификации внешней трубы целесообразно выполнение реакторов, одинаковых по объему. Независимо от последнего унифицированы могут быть передний и задний фланцы 2 и 3, глухие стенки 10 и 11 кольцевого типа, Дл повышени прочности и надежности конструкции внутренн труба 12 в зоне между блоками при помощи стойки 17 крепитс к внутренней поверхности корпуса 1, при этом примерно в два раза умень- шаетс тепловое расширение концов внутренней трубы, так как оно оцениваетс от места креплени к стойке 17. Равномерность распределени потока газов по длине блоков реактора обеспечиваетс путом установки во внутренней трубе 12 распределител 18 потока, выполненного в виде единого конусообразного центрального тела с вершиной у переднего фланца 2, цилиндрическим участком 19 в зоне между реакторами , где внутренн труба не имеет перфорации, и основанием у заднего фланца 3 (фиг.1).The catalytic converter contains a cylindrical body 1, limited by the front and rear flanges 2 and 3, the inlet 4, mounted on the front flange 2, the outlet nozzle 5. The latter is fixed on the cylindrical surface of the body 1. The reactor 6 and the additional reactor 7 are located in the body. Each reactor 6,, 7 comprises an outer tube 8 and 9, perforated with openings, a blind wall 10 and 11 of an annular type. Both reactors 6 and 7 are freely seated on a common inner tube 12 perforated with openings in the location zone of reactors 6 and 7. The inner tube 12 is made floating in the axial direction. The volume of the reactor 6 is limited to pipes 8 and 12, as well as to the front flange 2 and the blank wall 10, and the volume of the additional reactor 7 to pipes 9 and 12, as well as to the rear flange 3 and the blank wall 11. The reactors 6 and 7 are filled with bulk catalyst 13, for Backfilling and discharging the catalyst in the front and rear flanges are windows 14 and 15. The first are closed by the flange of the inlet 4, the second by the plug 16. To reduce the gas-dynamic resistance, it is advisable to place the outlet in the zone between the reactor units, and to unify the outer pipe The implementation of reactors of the same volume is obvious. Regardless of the latter, front and rear flanges 2 and 3 can be standardized; blind walls 10 and 11 are of an annular type. To increase the strength and reliability of the design, the inner pipe 12 in the area between the blocks is fastened to the inner surface of the housing 1 using thermal expansion of the ends of the inner tube decreases twice as it is estimated from the point of attachment to the rack 17. Uniform distribution of the gas flow along the length of the reactor units is achieved by installing in the inner tube 12 Elite 18 flow, made in the form of a single cone-shaped central body with the top at the front flange 2, the cylindrical section 19 in the zone between the reactors, where the inner pipe does not have perforations, and the base at the rear flange 3 (figure 1).

Дл периодических осмотров состо ни For periodic examinations of the condition

нейтрализатора без демонтажа нейтрализатора с двигател или объекта распределитель выполнен свободно вложенным, съемным через люк заднего фланца 3 при сн той заглушке 16. Распределитель центрируетс во внутренней трубе при помощи по меньшей мере трех равнорасположен- ных по окружности продольных пилонов 20. На фиг.2 представлен вариант центрировани распределител потока при помощи посадочных поверхностей основани распределител и заднего фланца 3. Дл фиксации в осевом направлении основание распределител снабжено буртом 21. который может быть защемлен между фланцемof the neutralizer without dismantling the neutralizer from the engine or object. The distributor is freely inserted, removable through the hatch of the rear flange 3 while the plug is removed 16. The distributor is centered in the inner tube with at least three circumferentially equidistant circumferential 20 pylons 20. Figure 2 shows the variant of centering the flow distributor by means of the landing surfaces of the distributor base and the rear flange 3. For fixation in the axial direction, the base of the distributor is provided with a collar 21. which can be clamped between flange

3 и заглушкой 16. Допускаетс фиксаци при помощи бурта 21 с зазором, т.е при наличии осевого люфта распределител , уплотнение обеспечиваетс прокладкой 22. В этом случае пилоны 20 могут быть выполнены короче. Распределитель потока может быть выполнен в виде полого усеченного конусообразного тела 23 и расположен во внутренней трубе 12 в зоне реактора 6 с вершиной у переднего фланца 2 (фиг.З). Дл 3 and a plug 16. It is possible to fix by means of a collar 21 with a gap, i.e. if there is axial play of the distributor, the seal is provided by a gasket 22. In this case, the pylons 20 can be made shorter. The flow distributor can be made in the form of a hollow truncated cone-shaped body 23 and is located in the inner pipe 12 in the zone of the reactor 6 with its apex at the front flange 2 (FIG. 3). For

более качественного выравнивани потока по длине дополнительного реактора 7, к которому газы поступают с меньшей скоростью , а следовательно, и меньшим значением скоростного напора, возможнаbetter alignment of the flow along the length of the additional reactor 7, to which the gases flow at a slower rate and, consequently, at a lower value of the velocity head, is possible

установка своего распределител потока в форме конусообразного тела 24. В цел х выравнивани потоков газов в поперечном сечении реакторов целесообразно расположение последних с эксцентриситетом относительно оси корпуса 1 (фиг.4).Installing your flow distributor in the form of a cone-shaped body 24. In order to align the gas flows in the cross section of the reactors, it is advisable to arrange the latter with an eccentricity relative to the axis of housing 1 (Fig. 4).

Каталитический нейтрализатор работает следующим образом.The catalytic converter works as follows.

Газы поступают через входной патрубокGases flow through the inlet

4 во внутреннюю трубу 12. затем через перфорированные отверсти в зонах реакторов 6 и 7 - в их объемы, заполненные катализатором , где происходит каталитическое дожигание продуктов неполного сгорани ,4 into the inner tube 12. then through perforated openings in the zones of reactors 6 and 7 into their volumes filled with catalyst, where catalytic combustion of products of incomplete combustion occurs,

содержащихс в газах окиси углерода и углеводородов и превращение их в двуокись углерода и воду. Через перфорации внешних труб реакторов газы поступают во внутренний объем корп уса 1 и через выходной патрубок 5 ОТРОДЯТСЯ в атмосферу.carbon monoxide and hydrocarbons contained in gases and their conversion to carbon dioxide and water. Through perforations of the external tubes of the reactors, the gases enter the internal volume of the housing 1 and through the outlet nozzle 5 will be discharged into the atmosphere.

В основе действий распределител потока ОГ, представленного на фиг,1. - сохранение посто нства скорости, а следовательно, скоростного напора по всей длине трубы. Именно исход из этого услови профилируетс центральное тело распределител , в зонах реакторов 6 и 7 имеет место расход газов через перфорацию внутренней трубы 12. В зоне между реакторами перфорации нет, поэтому центральное тело здесь имеет цилиндрический участок. Т.е. по мере уменьшени расхода газов с увеличением длины трубы дл посто нства скорости потока необходимо уменьшение площади проходных сечений между внутренней поверхностью трубы 12 и центральным телом. Посто нство скорости потока по длине трубы 12 - это посто нство полного давлени газов по длине трубы, а следовательно , более равномерное распределение потока газов и теплонапр женности реакторов .The basis of the action of the distributor of the exhaust gas flow, shown in Fig, 1. - preservation of the constancy of velocity, and, therefore, of the velocity head along the entire length of the pipe. It is from this condition that the central body of the distributor is profiled, in the zones of reactors 6 and 7 there is a gas flow through the perforations of the inner tube 12. There is no perforation between the perforation zones, therefore the central body has a cylindrical section here. Those. as the gas flow decreases with increasing pipe length, the flow velocity constant requires a reduction in the flow area between the inner surface of the pipe 12 and the central body. The constancy of the flow velocity along the length of the pipe 12 is the constant of the total pressure of the gases along the length of the pipe, and consequently, a more uniform distribution of the flow of gases and the thermal stress of the reactors.

В основе действи распределени потока , представленного на фиг.З,- также сохранение посто нства скорости потока газов, но по длине реактора. Через полый канал усеченной вершины полого конусообразного тела часть расхода газов поступает в дополнительный реактор, но при значительно меньшей скорости. Внутренн полость центрального тела в зоне реактора работает как диффузор, в котором происходит восстановление статического давлени при уменьшении скоростного напора. В этом случае неравномерность распределени потока газов в зоне реактора 7 становитс меньше. Однако дл устранени этого недостатка в зоне реактора 7 может быть установлено конусообразное центральное тело 24, которое спрофилировано из услови сохранени скорости газов посто нной.The basis of the effect of the flow distribution shown in Fig. 3 is also the preservation of the constant gas flow rate, but along the length of the reactor. Through the hollow channel of the truncated tip of the hollow cone-shaped body, a part of the gas flow enters the additional reactor, but at a much lower speed. The inner cavity of the central body in the reactor zone functions as a diffuser, in which the static pressure is restored with decreasing velocity head. In this case, the uneven distribution of the gas flow in the zone of the reactor 7 becomes smaller. However, to eliminate this drawback, a cone-shaped central body 24 can be installed in the zone of the reactor 7, which is shaped to ensure that the velocity of the gases is constant.

Claims

Claims 1. An exhaust gas catalytic converter for an internal combustion engine comprising a cylindrical body defined by front and rear flanges, an inlet nozzle mounted on the front flange, an outlet nozzle placed on the body, and a reactor located in the latter filled with a catalyst and having an external and internal perforated cylindrical tubes, the volume between which is limited by the front flange and the blank wall, characterized in that, in order to increase efficiency and reliability STI, it is provided with an additional reactor, placed at the rear of the flange and adapted to hollow wall located

from the side of the blind wall of the reactor, and with a plug, both reactors are freely mounted on an internal cylindrical tube made floating with perforations in the area of their fit, the blind walls are made ring-shaped, and the plug is installed in the rear flange,

2. The neutralizer under item 1, characterized in that the front and rear flanges

0 in the interface with the reactors are provided with windows for filling and emptying the catalyst.

3. The neutralizer PP. 1 and 2, different from the fact that the outlet

5 is located in the zone between the reactors.

4. The neutralizer PP. 1-3, characterized in that the reactors are made equal in volume.

5. The neutralizer PP. 1-4, about t of l and h a- 0 ti that the inner pipe in the zone

between the reactors is attached to the hull with at least one rack.

6. The neutralizer PP. 1-5, characterized in that it additionally

5 is provided with an exhaust gas distributor located in the inner tube.

7. The neutralizer according to claim 6, wherein the distributor is made

0 in the form of a cone-shaped central body.

8. The neutralizer according to claim 7, characterized in that the apex of the conical central body is located at the front flange, its cylindrical section 5 between the reactors, and the base at the rear flange.

9. The neutralizer PP. 7 and 8, characterized in that the flow distributor is loosely inserted into the inner tube, fully removable and centered relative to the inner tube on one side along the mating perimeter of the base and the rear flange, and on the other with at least three equally spaced

5 around the circumference of the pylons attached to the distributor,

10. The neutralizer on PP. 1-9. about tl and h that is. that the base of the distributor is provided with a shoulder, which is fixed between the rear flange and the plug,

11. The neutralizer according to claim 6, about tl and h and y - sch and with the fact that the flow distributor is made in the form of a hollow truncated cone-shaped body and is located in the zone of the reactor with its top at the front flange.

12. The neutralizer according to claim 7, characterized in that the cone-shaped central body is located in the area of the additional reactor with its top at its blind wall and base at the rear flange.

13. The neutralizer of PP, 1-11, O and L-coaxial and their axis is eccentricized in that the reactors are made with respect to the axis of the body.

J1L .1. 5.12 7 (6 w / 5 16

C & IS5.3

JfJL.J in 1/3/5 3