Система для удаления и фильтрации выхлопных газов тепловоза
Полезная модель относится к системам удаления и фильтрации выхлопных газов транспортных средств и может быть использована на испытательных стендах Требуемый технический результат достигается в системе, содержащей газоотводящий воздуховод, по крайней мере, один воздуховод забора выхлопных газов, входной конец которого сообщен с выхлопным патрубком транспортного средства, а выходной сообщается с газоотводящим воздуховодом, вытяжную шахту, которая сообщается с выходным концом газоотводящего воздуховода и снабжена вентилятором, первую заслонку, выполненную в воздуховоде забора выхлопных газов, и вторую заслонку, выполненную в выходном конце газоотводящего воздуховода, последний через вытяжную шахту и соединенный с ней проходной воздуховод сообщен с окружающей средой, введены третья, четвертая, пятая, шестая и седьмая заслонки, механический фильтр грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки с входным воздуховодом механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки в котором установлена третья заслонка, и с выходным воздуховодом механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки, в котором установлена четвертая заслонка, ступенчатый вентилятор с входным воздуховодом ступенчатого вентилятора, в котором установлена пятая заслонка, и с выходным воздуховодом механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки через входной воздуховод механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки соединен с проходным воздуховодом на участке между вытяжной шахтой и седьмой заслонкой, а через выходной воздуховод механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки - соединен с выходным концом проходного воздуховода, ступенчатый вентилятор через входной воздуховод ступенчатого вентилятора соединен с газоотводящим воздуховодом перед второй заслонкой, а через выходной воздуховод ступенчатого вентилятора соединен с газоотводящим воздуховодом на участке между второй заслонкой и вытяжной шахтой. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Полезная модель относится к системам удаления и фильтрации (очистки) выхлопных газов транспортных средств и может быть использована для удаления и фильтрации выхлопных газов тепловозов, находящихся, в частности, на испытательных стендах (реостатах) или в ремонтных локомотивных депо.
Известно устройство, содержащее вытяжную трубу, приточный воздуховод, по концам охваченный жесткими патрубками и выполненный из синтетического пленочного материала, с выходными отверстиями в нижней и боковой частях, воздухоотражатели, расположенные под отверстиями приточного воздуховода, клапаны и вытяжной трубы и приточного воздуховода [RU 2386903, C1, F24F 7/04, 20.04.2010].
Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности.
Известно также устройство, содержащее вентилятор, нагнетательный патрубок которого через воздуховод сообщается с атмосферой, а всасывающий патрубок через гибкий шланг соединен с газоприемником, выполненным в виде трубы с крышкой, шарнирно закрепленной у ее торца, отличающееся тем, что газоприемник со стороны крышки снабжен магнитным элементом [RU 95113798, A, F23J 11/02, 10.08.1997].
Недостатком этого устройства также является относительно узкие функциональные возможности.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является система для удаления отработавших газов от транспортных средств, содержащее газоотводящий воздуховод, выполненный в виде трубы, по крайней мере, один сквозной продольный канал, выполненный снизу газоотводящего воздуховода и выполняющий функции воздуховода забора выхлопных газов, парные эластичные шторки, закрывающие снизу сквозной продольный канал, вытяжную шахту с установленным в ней вентилятором, запорное устройство в виде заслонки, установленной с одной стороны газоотводящего воздуховода, выхлопной патрубок транспортного средства, муфту эллипсовидной формы, выполненную из изоляционного материала, причем, газоотводящий воздуховод сообщен с выхлопным патрубком транспортного средства и с вытяжной шахтой, а через последнюю - с окружающей средой, снабжена вторым запорным устройством в виде второй заслонки, установленной с другой стороны газоотводящего воздуховода, выхлопной патрубок транспортного средства частично размещен в газоотводящем воздуховоде, а муфта закреплена на выхлопном патрубке транспортного средства с возможностью контактировать с парными эластичными шторками в сквозном продольном канале газоотводящего воздуховода [RU 2191953, C1, F24F 7/04, 21.10.2002].
Недостатком наиболее близкого технического решения также является относительно узкие функциональные возможности, поскольку не обеспечивается фильтрация выхлопных газов перед их выбросом в атмосферу, а также относительно низкое качество их удаления из-за сложности согласованного размещения системы относительно выхлопной трубы, особенно в случае ее расположения в верхней части транспортного средства.
Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы и повышении эффективности удаления выхлопных газов.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в систему, содержащую газоотводящий воздуховод, по крайней мере, один воздуховод забора выхлопных газов, входной конец которого сообщен с выхлопным патрубком транспортного средства, а выходной сообщается с газоотводящим воздуховодом, вытяжную шахту, которая сообщается с выходным концом газоотводящего воздуховода и снабжена вентилятором, первую заслонку, выполненную в воздуховоде забора выхлопных газов, и вторую заслонку, выполненную в выходном конце газоотводящего воздуховода, причем, газоотводящий воздуховод через вытяжную шахту и соединенный с ней проходной воздуховод сообщен с окружающей средой, введены третья, четвертая, пятая, шестая и седьмая заслонки, механический фильтр грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки с входным воздуховодом механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки, в котором установлена третья заслонка, и с выходным воздуховодом механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки, в котором установлена четвертая заслонка, ступенчатый вентилятор с входным воздуховодом ступенчатого вентилятора, в котором установлена пятая заслонка, и с выходным воздуховодом ступенчатого вентилятора, в котором установлена шестая заслонка, причем, механический фильтр грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки через входной воздуховод механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки соединен с проходным воздуховодом на участке между вытяжной шахтой и седьмой заслонкой, а через выходной воздуховод механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки соединен с выходным концом проходного воздуховода, ступенчатый вентилятор через входной воздуховод ступенчатого вентилятора соединен с газоотводящим воздуховодом перед второй заслонкой, а через выходной воздуховод ступенчатого вентилятора - соединен с газоотводящим воздуховодом на участке между второй заслонкой и вытяжной шахтой.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, воздуховод забора выхлопных газов выполнен в виде жесткого поворотного рукава.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, воздуховод забора выхлопных газов выполнен в виде гибкого поворотного рукава.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, воздуховод забора выхлопных газов, выполненный в виде поворотного рукава, на входном конце снабжен газоприемной вытяжной воронкой.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, воздуховод забора выхлопных газов выполнен в виде рельсовой вытяжки, на которой установлена передвижная каретка с газоприемной вытяжной воронкой.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, воздуховод забора выхлопных газов выполнен в виде рельсовой вытяжки, на которой установлена передвижная каретка с поворотным рукавом передвижной картеки.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, рельсовая вытяжка выполнена в виде одинарного полого рельса или группы полых рельсов, которые выполняющих роль вытяжных каналов.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, механический фильтр грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки, вытяжная шахта и ступенчатый вентилятор оборудованы системой подогрева.
На чертежах представлены:
на фиг.1 - функциональная схема системы для удаления и фильтрации выхлопных газов тепловоза;
на фиг.2 - вытяжная воронка с подвижной кареткой в разрезе на двухканальной рельсовой вытяжке.
Система для удаления и фильтрации выхлопных газов тепловоза содержит газоотводящий воздуховод 1 и, по крайней мере, один воздуховод 2 забора выхлопных газов, входной конец которого сообщен с выхлопным патрубком транспортного средства, а выходной сообщается с газоотводящим воздуховодом 1.
Кроме того, система для удаления и фильтрации выхлопных газов тепловоза содержит вытяжную шахту 3, которая сообщается с выходным концом газоотводящего воздуховода 1 и снабжена вентилятором, первую заслонку 4, выполненную в воздуховоде 2 забора выхлопных газов, вторую заслонку 5, выполненную в выходном конце газоотводящего воздуховода 1, а также третью 6, четвертую 7, пятую 8, шестую 9 и седьмую 10 заслонки.
Система для удаления и фильтрации выхлопных газов тепловоза содержит также механический фильтр 11 грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки с входным воздуховодом 12 механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки, в котором установлена третья заслонка 6, и с выходным воздуховодом 13 механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки, в котором установлена четвертая заслонка 7.
Кроме указанного выше система для удаления и фильтрации выхлопных газов тепловоза содержит ступенчатый вентилятор 14 с входным воздуховодом 15 ступенчатого вентилятора, в котором установлена пятая заслонка 8, и с выходным воздуховодом 16 ступенчатого вентилятора, в котором установлена шестая заслонка 9.
Система для удаления и фильтрации выхлопных газов тепловоза снабжена также проходным воздуховодом 17, в котором установлена седьмая заслонка 10 и который соединяет вытяжную шахту 3 с окружающей средой.
Кроме того, в системе для удаления и фильтрации выхлопных газов тепловоза механический фильтр 11 грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки через входной воздуховод 12 механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки соединен с проходным воздуховодом 17 на участке между вытяжной шахтой 3 и седьмой заслонкой 10, а через выходной воздуховод 13 механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки - соединен с выходным концом проходного воздуховода 17.
Дополнительно, к указанному выше, ступенчатый вентилятор 14 через входной воздуховод 15 ступенчатого вентилятора соединен с газоотводящим воздуховодом 1 перед второй заслонкой 5, а через выходной воздуховод 16 ступенчатого вентилятора - соединен с газоотводящим воздуховодом 1 на участке между второй заслонкой 5 и вытяжной шахтой 3.
Возможны различные варианты выполнения воздуховода 2 забора выхлопных газов.
Воздуховода 2 забора выхлопных газов может быть выполнен в виде жесткого или гибкого поворотного рукава.
Кроме того, воздуховод 2 забора выхлопных газов может быть выполнен в виде жесткого или гибкого поворотного рукава, входной конец которого снабжен газоприемной вытяжной воронкой 18. Сам воздуховод 2 забора выхлопных газов может быть выполнен в виде рельсовой вытяжки, на которой установлена передвижная каретка 19 с газоприемной вытяжной воронкой 20 передвижной каретки. Возможен и вариант, когда воздуховод 2 забора выхлопных газов выполнен в виде рельсовой вытяжки, на которой установлена передвижная каретка 19 с поворотным рукавом 21 передвижной каретки, который также может быть снабжен газоприемной вытяжной воронкой.
Работает система для удаления и фильтрации выхлопных газов тепловоза следующим образом.
Система для удаления и фильтрации выхлопных газов тепловоза предназначена для удаления и фильтрации выхлопных газов тепловозов, находящихся, в частности, на испытательных стендах как внутри помещений, так и на испытательных стендах (реостатах) вне помещений (на улице). Особенностью большинства конструкций тепловозов является то, что выхлопная труба тепловоза находится на его крыше.
Непосредственный забор выхлопных газов осуществляется воздуховодом 2 забора выхлопных газов, который может иметь различную конструкцию, например, выполнен в виде жесткого или гибкого поворотного рукава. При этом, воздуховод 2 забора выхлопных газов, выполненный в виде поворотного рукава, на входном конце может быть снабжен газоприемной вытяжной воронкой 18.
В более сложном варианте системы воздуховод 2 забора выхлопных газов может выполнен в виде рельсовой вытяжки, на которой установлена передвижная каретка 19 с газоприемной вытяжной воронкой 18 или передвижная каретка с поворотным рукавом и газоприемной вытяжной воронкой 18 на его конце.
Позиционирование подвижной каретки 19 над выхлопной трубой тепловоза осуществляется посредством ее перемещения в направлениях «вперед-назад» по рельсовой вытяжке, расположенной выше тепловоза и параллельно ему. При этом сама газоприемная вытяжная воронка 18 может перемещаться в направлениях «вверх-вниз» относительно подвижной каретки 19. Рельсовая вытяжка, по которой подвижная каретка 19 движется «вперед-назад» представляет собой одинарный полый рельс или группу полых рельсов (количество рельсов подбирается из расчета необходимой пропускной способности по удаляемой газо-воздушной смеси с выхлопными газами), которые одновременно выполняют роль вытяжных каналов, обеспечивающих поступление удаляемых выхлопных газов в смеси с подсасываемым воздухом (для снижения температуры и агрессивной концентрации выхлопных газов) от газоприемной вытяжной воронки 18 в газоотводящий воздуховод 1.
По газоотводящему воздуховоду 1 выхлопные газы через вытяжную шахту 3, которая снабжена вентилятором, поступают в механический фильтр 11 грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки, например сажевый фильтр, обеспечивающий степень очистки газовой смеси до 99.2%.
В системе для удаления и фильтрации выхлопных газов тепловоза в автоматическом или ручном режиме путем манипуляции состояниями заслонок предусмотрена возможность прямого поступления выхлопных газов через вытяжную шахту 3 минуя механический фильтр грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки по проходному воздуховоду 17 в атмосферу (окружающую среду), что возможно при значительном загрязнении механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки.
Кроме того, использование ступенчатого вентилятора 14, выполняемого, как правило, двухступенчатым, позволяет использовать систему в интенсивном режиме с более мощным удалением выхлопных газов в соответствующих режимах испытаний тепловозов.
Для исключения образования наледи внутри системы в зимний период, в частности, при размещении фильтровально-вентиляционных элементов системы на улице, механический фильтр 11 грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки, вытяжная шахта 3 и ступенчатый вентилятор 14 могут быть оборудованы системой подогрева в зависимости от низкотемпературных характеристик эксплуатации системы в зимний период в конкретном регионе эксплуатации. С этой же целью отключение вентиляторов в ступенчатом вентиляторе 14 может осуществляться с задержкой (постепенным снижением числа оборотов вращения вентиляторов), что при отсутствии поступления разогретых выхлопных газов, а также при режиме подогрева позволяет осушить воздуховоды и фильтры в случае образования в них конденсата.
Таким образом, благодаря введенным усовершенствованиям достигается решение требуемой технической задачи, заключающейся в расширении функциональных возможностей, поскольку обеспечивается фильтрация выхлопных газов перед их выбросом в атмосферу, а также повышается эффективность удаления выхлопных газов, поскольку предложены различные варианты воздуховода забора выхлопных газов, в том числе, наиболее эффективный вариант использования газоприемной вытяжной воронкой и подвижной каретки на рельсовой вытяжке.
1. Система для удаления и фильтрации выхлопных газов тепловоза, содержащая газоотводящий воздуховод, по крайней мере, один воздуховод забора выхлопных газов, входной конец которого сообщен с выхлопным патрубком транспортного средства, а выходной сообщается с газоотводящим воздуховодом, вытяжную шахту, которая сообщается с выходным концом газоотводящего воздуховода и снабжена вентилятором, первую заслонку, выполненную в воздуховоде забора выхлопных газов, и вторую заслонку, выполненную в выходном конце газоотводящего воздуховода, причем газоотводящий воздуховод через вытяжную шахту и соединенный с ней проходной воздуховод сообщен с окружающей средой, отличающаяся тем, что введены третья, четвертая, пятая, шестая и седьмая заслонки, механический фильтр грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки с входным воздуховодом механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки, в котором установлена третья заслонка, и с выходным воздуховодом механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки, в котором установлена четвертая заслонка, ступенчатый вентилятор с входным воздуховодом ступенчатого вентилятора, в котором установлена пятая заслонка, и с выходным воздуховодом ступенчатого вентилятора, в котором установлена шестая заслонка, причем механический фильтр грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки через входной воздуховод механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки соединен с проходным воздуховодом на участке между вытяжной шахтой и седьмой заслонкой, а через выходной воздуховод механического фильтра грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки соединен с выходным концом проходного воздуховода, ступенчатый вентилятор через входной воздуховод ступенчатого вентилятора соединен с газоотводящим воздуховодом перед второй заслонкой, а через выходной воздуховод ступенчатого вентилятора соединен с газоотводящим воздуховодом на участке между второй заслонкой и вытяжной шахтой.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что воздуховод забора выхлопных газов выполнен в виде жесткого поворотного рукава.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что воздуховод забора выхлопных газов выполнен в виде гибкого поворотного рукава.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что воздуховод забора выхлопных газов, выполненный в виде поворотного рукава, на входном конце снабжен газоприемной вытяжной воронкой.
5. Система по п.1, отличающаяся тем, что воздуховод забора выхлопных газов выполнен в виде рельсовой вытяжки, на которой установлена передвижная каретка с поворотным рукавом передвижной каретки.
6. Система по п.1, отличающаяся тем, что воздуховод забора выхлопных газов выполнен в виде рельсовой вытяжки, на которой установлена передвижная каретка с газоприемной вытяжной воронкой передвижной каретки.
7. Система по п.5 или 6, отличающаяся тем, что рельсовая вытяжка выполнена в виде одинарного полого рельса или группы полых рельсов, которые выполняют роль вытяжных каналов.
8. Система по п.1, отличающаяся тем, что механический фильтр грубой очистки от маслянистых загрязнений и тяжелых фракций выхлопных газов с фильтром тонкой очистки, вытяжная шахта и ступенчатый вентилятор оборудованы системой подогрева.
