SU1763685A2

SU1763685A2 - Устройство дл очистки выхлопных газов двигател внутреннего сгорани

Info

Publication number: SU1763685A2
Application number: SU894770545A
Authority: SU
Inventors: Николай Леонидович Егин
Original assignee: Egin Nikolaj L
Priority date: 1989-12-19
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1992-09-23

Description

1

(61)1188343

(21)4770545/06

(22)19.12.89

(46) 23.09.92. Бюл. Ms 35

(75) Н.Л.Егин

(56)Авторское свидетельство СССР № 1188343, кл. F 01 N 3/08. 1983.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

(57)Изобретение относитс к области транспорта и может быть использовано дл очистки выхлопных газов двигател внутреннего сгорани . Изобретение повышает эффективность использовани устройства и очистки выхлопных газов. Устройство содержит корпус из термостойкого пористого диэлектрического материала с патрубками и размещенную в нем полую трубу с

перфорацией и наружными винтовыми поверхност ми , покрыти катализатором, емкость с жидкостью, полый испаритель с рассекателем отработанных газов, источник высокого напр жени и электроды. Кроме того, введен контур температурной стабилизации пара, снабженный теплообменником с термостатом и охлаждающим радиатором, установленный между трубой и испарителем с рассекателем, который изготовлен из жаропрочного диэлектрического материала , на котором выполнены покрыти катализатором в виде спиральных электродов, подключенных к источнику тока через переключатель и две клеммы. Корпус в нижней части снабжен поддоном, соединенным с фильтром. Пористый материал корпуса выполнен в виде сменного фильтрующего элемента . 1 ил.

(Л

С

Изобретение относитс к устройствам очистки выхлопных газов двигателей внут-- реннего сгорани от вредных примесей, и вл етс усовершенствованием основного изобретени по а.с. № 1188343.

Целью дополнительного изобретени вл етс повышение эффективности использовани устройства и очистки выхлопных газов.

На чертеже приведена функциональна схема устройства.

Устройство состоит из кожуха 1 с входным патрубком 2 и корпуса 3 с выходным патрубком 4, который расположен на прижимной крышке 5. Под крышкой 5 в корпусе 3 установлен сменный фильтрующий элемент 6, выполненный из боросиликатной

или базальтовой ваты. Внутренн поверхность сменного фильтрующего элемента б имеет большую активную поверхность за счет большого количества выступов и углублений с пористой или волокнистой структурой . Корпус 3 выполнен из пластмассы, например, боросиликатного термопластика и снабжен в нижней части герметичным поддоном 7 дл жидкости, котора в виде конденсата поступает из сменного фильтрующего элемента 6 через перфорации 8 в нижней стенке корпуса 3. Корпус 3, фильтрующий элемент 6 и поддон 7 установлены в кольцевые выемки прижимной крышки 5 и стального кожуха 1. которые фиксируютс ст жками 9 с упругими элементами 10,

XI о

CJ

о со ел

ю

Внутри кожуха 1 напротив входного патрубка 2 на керамических клеммах 11 ус- тановлен испаритель 12 с рассекателем 13 отработавших газов. Цилиндрический испа- ритель 12 и конический рассекатель 13 изго- товлены из жаропрочного диэлектрического материала, например, керамики, на котором выполнены покрыти катализатором, на- пример, из никельхромового сплава в виде спиральных электродов 14. Первые концы всех электродов 14 соединены между собой на вершине конического рассекател 13 и подключены к нижней клемме 11. Вторые концы электродов 14 соединены между со- бой кольцом 15 и подключены к верхней клемме 11. Через переключатель 16 клеммы подключены к источнику тока 17 высокого напр жени и к источнику тока низкого напр жени , например 12 вольт. Внутренн полость испарител 12 подключена трубоп- роводом 18 через вентиль 19 к емкости 20, котора заполнена жидкостью, водой. Вентиль 19 кинематически св зан с педалью 21 управлени подачей топлива в двигатель внутреннего сгорани . Внутренн полость испарител 12 соедин етс переходником 22, изготовленным из жаропрочного диэлектрического материала, например, керамики с контуром 23 температурной стабилизации пара. Контур 23 температур- ной стабилизации состоит из теплообменника 24, расположенного внутри цилиндрического корпуса контура 23, наружна поверхность которого содержит ринтовые поверхности 25. Контур 23 снаб- жен термостатом 26, вход которого соединен с выходом теплообменника 24, а выход - со входом охлаждающего радиатора 27, выход которого соединен со входом теплообменника 24. Внутренн полость корпуса контура 23 соединена с трубой 28, котора снабжена перфораци ми и наружными винтовыми поверхност ми 29, расположенными , например, в два р да. Труба 28 установлена в кольце 30, которое закрепле- но в выходном патрубке 4 на дистанционных шпильках 31. Внутренн полость герметичного поддона 7 соединена трубопроводом 32 с входом жидкостного фильтра 33, выход которого соединен с входом емко- сти 20.

Устройство работает следующим образом .

Водитель воздействует на педзть 21 управлени подачей топлива в двигатель внут- реннего сгорани , измен количество сжигаемого топлива и величину поступающих в устройство выхлопных газов. Пропорционально этой величине измен етс подача жидкости из емкости 20 в испаритель 12 с рассекателем 13 по трубопроводу 18 за счет св зи вентил 19 с педалью 21. Выхлопные газы поступают во входной патрубок 22, обтекают рассекатель 13 и нагревают его вместе с электродами 14 катализатора до рабочей температуры. При запуске и прогреве холодного двигател , когда температура ЁЫХЛОПНЫХ газов низка , переключателем 16 клеммы 11 подключают к источнику тока низкого напр жени 12В} Электроды 14 разогреваютс током до рабочей температуры. После этого, переключателем 16 клеммы 11 подключают к источнику тока 17 высокого напр жени , которое подаетс между электродами 14 катализатора и стальным кожухом 1, подключенным к массе транспортного средства. Наложение электрического пол ускор ет процесс комплексной нейтрализации выхлопных газовч на прогретом катализаторе. Одновременно протекает окислительно-восстановительна реакци между окислами азота и окисью углерода. В результате бифункционального процесса на катализаторе окись углерода окисл етс до углекислого газа, а окислы азота восстанавливаютс до атомного азота , что значительно снижает токсичность выхлопных газов.

Одновременно с нагреванием наружной поверхности с катализатором на рассекателе 13 и испарителе 12, часть тепловой энергии выхлопных газов затрачиваетс на нагревание жидкости, поступающей внутрь рассекател 13 и испарител 12. Образующийс при этом пар поступает через переходник 22 в контур 23 температурной стабилизации и заполн ет его внутреннюю полость, взаимодейству с поверхностью теплообменника 24. Теплообменник заполнен охлаждающей жидкостью с температурой кипени выше 110°С и через термостат подключен к охлаждающему радиатору 27, который отводит избыточное тепло дл утилизации на транспорте или в атмосферу. Термостат 26 автоматически регулирует поток циркулирующей жидкости в контуре 23 таким образом, что ее температура стабилизируетс на границе конденсации паров жидкости в туман. При этом, винтовые поверхности 25 отвод т избыток тепла выхлопных газов через контур 23 температурной стабилизации также в атмосферу или дл утилизации тепла на транспорте . Поэтому, температура выхлопных газов, поступающих в корпус3 не превышает 100-110°С. нар ду с температурой пара, поступающего внутрь трубы 28.

М гкий пар, наход щийс на границе конденсации, заполн ет весь внутренний объем сменного фильтрующего элемента 6

и взаимодействует с различными механическими примес ми, наход щимис в выхлоп- ных газах. Пары жидкости активно адсорбируют вредные примеси выхлопных газов, наход щиес в различных агрегатных состо ни х и вл ющиес центрами конденсации паров. Происходит образование конденсата и достаточно крыпных конгломератов , на которые оказывают воздействие центробежные силы при спиральном движении газов с примес ми между винтовыми поверхност ми 29. Под действием центробежных сил капли конденсата с примес ми и механическими включени ми несгоревших углеводородов движутс к поверхности фильтрующего элемента 6, на котором оседают и далее проникают внутрь пористого элемента 6 под действием сил инерции, осмотических и капилл рных сил, действующих в порах материала элемента 6.

По мере продвижени выхлопных газов к выходному патрубку 4, их температура снижаетс в результате тепловых потерь в атмосферу, поэтому становитс ниже 100°С, что приводит к полной конденсации пара на поверхности фильтрующего элемента 6 и частично на винтовых поверхност х 29, с которых капли жидкости улавливаютс стенками кольца 30 и возвращаютс в кор- пус 3. Таким образом, через выходной патрубок А в атмосферу удал ютс очищенные выхлопные газы, которые не испытывают динамического торможени в устройстве, что не снижает мощности двигател . Пары жидкости и конденсат сохран ютс в корпусе 3 устройства, что обеспечивает малый расход жидкости и возможность использовани устройства на малогабаритных транспортных средствах. Через перфорации 8 в нижней стенке корпуса 3 жидкость из фильтрующего элемента б и кольца 30 поступает в поддон 7, откуда через трубопровод 32, подаетс на вход жидкостного фильтра 33. Поскольку все крупные и средние частицы загр знений задерживаютс на фильтрующем элементе 6, то жидкостной фильтр предназначен дл отделени лишь мелких частичек загр знений, поэтому занимает

мало места и имеет большой ресурс, С выхода фильтра 33 очищенна жидкость вновь поступает в емкость 20 дл последующей замкнутой циркул ции в устройстве.

При длительной эксплуатации устройства в фильтрующем элементе 6 осаждаютс значительные величины вредных примесей, поэтому необходима его замена. Дл этого достаточно удалить ст жки 9 с упругими элементами 10, сн ть крышку 5 вместе с кольцом 30 и заменить фильтрующий элемент 6. Использованный элемент 6 содержит смолистые отложени , сажу и другие вредные и канцерогенные вещества, поэтому сдаетс на переплавку или изол цию от окружающей среды. Использование устройства на транспорте значительно улучшает экологическое состо ние окружающей среды, экономит горюче-смазочные материалы без снижени мощности двигател . Кроме того, устройство характеризуетс высокой надежностью и пожарной безопасностью за счет гашени искр в паровой среде, что обеспечивает его использование на различных транспортных средствах в пожароопасных услови х эксплуатации, например, на сельскохоз йственной и лесной технике, горнодобывающих и перерабатывающих агрегатах .

Claims

Формула изобретени

Устройство дл очистки выхлопных газов двигател внутреннего сгорани по aeT.cB.fsfe 1188343, отличающее с тем, что, с целью повышени эффективности, оно снабжено жидкостным фильтром и контуром температурной стабилизации, включающим последовательно соединенные теплообменник, термостат и радиатор, расположенный между трубой с перфорацией и испаритепем с рассекателем, выполненным из жаропрочного диэлектрического материала , причем электроды выполнены спиральными и расположены на рассекателе, а корпус снабжен сменным фильтрующим элементом и герметическим поддоном, соединенным через жидкостной фильтр с емкостью .

J7