Устройство для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к системам очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, и может быть использована в выпускной системе дизельных двигателей, для снижения выброса сажи и вредных веществ. Отработавшие газы от дизельного двигателя поступают из выхлопного коллектора во впускной патрубок аэрозольной камеры 2. Проходя через конический завихритель 4 поток газа приобретает направленное вращательное движение, после чего проходит обработку водяной аэрозолью форсунками 5, установленными радиально в корпусе аэрозольной камеры. Впрыск осуществляется с частотой работы двигателя и регулируется электронным блоком управления 13. Отработавшие газы выводятся через выпускной патрубок 3 и, пройдя через эжектор 6, поступают во впускной патрубок 8 центробежного каплеуловителя, где, жидкая фаза и посторонние не газообразные примеси под действием центробежных сил сепарируются на внутренней стенке корпуса центробежного каплеуловителя 7, а пар и очищенный газ поступают в выпускной патрубок 10. Жидкая фаза попадает в полость между выпускным патрубком 10 и корпусом 7 и удаляется через трубу для отвода жидкости 12. Очищенный газ выводится через выпускной патрубок 10 в атмосферу. Предлагаемое устройство позволяет значительно повысить степень очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания от выбросов сажи и вредных веществ.
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к системам очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, и может быть использована в выпускной системе дизельных двигателей, для снижения выброса сажи и вредных веществ.
Известно устройство для снижения токсичности выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, в котором выхлопные газы от двигателя поступают в камеру, в которой обрабатываются электрическими импульсами высокого напряжения от блока тиристорного зажигания и затем водяной аэрозолью от впрыскивателя. Влагу с растворенными в ней примесями конденсируют на пластине и собирают в отстойной емкости, сажу собирают на сетке вблизи электродов и систематически удаляют, а очищенные выхлопные газы выпускают в окружающую среду. [Авторское свидетельство СССР №1188343 кл. F01N 3/08, 1983]
Недостатком такой конструкции является высокая скорость потока отработавших газов проходящих, через электроды и впрыскиватель аэрозоли, что значительно уменьшает число заряженных и обработанных аэрозолью сажевых частиц и как следствие низкая степень очистки от содержащихся в отработавших газах вредных веществ.
Известно устройство, принятое в качестве прототипа, содержащее вертикально установленный цилиндрический корпус с впускным патрубком, разделенным на два канала и выпускным патрубком, кольцевую диафрагму, центральную трубу слива жидкости, кожух, с верхней и нижней торцевыми стенками. Выпускной патрубок при помощи поперечной перегородки с наружным кольцевым выступом разделен на два участка и снабжен секцией с закручивающими козырьками, расположенной со стороны входного участка выпускного патрубка и секцией с закручивающими козырьками, размещенной со стороны выходного среза выпускного патрубка. Входной
участок выпускного патрубка выполнен в виде диффузора. [Авторское свидетельство СССР №1810404 кл. F01N 3/02, 1993]
Недостатком такой конструкции является ее сложность, возможность очистки только увлажненной среды, т.е. пара или пароводяной смеси, а так низкая степень очистки от содержащихся в отработавших газах вредных веществ.
Задача на решение которой направлена полезная модель и технический результат от ее использования заключается в упрощении конструкции устройства и повышении качества очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, устанавливаемых на мобильных энергетических средствах, от выбросов сажи и вредных веществ.
Технический результат от использования полезной модели заключается в улучшении экологических показателей дизельного двигателя внутреннего сгорания, снижения выброса сажи и вредных веществ, за счет применения конструкции, позволяющей производить очистку как неувлажненной, так и увлажненной парогазовой смеси.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, содержащем две камеры, одна из камер представляет собой центробежный каплеуловитель, содержащий впускной и соосный выпускной патрубок, конический завихритель и трубу слива жидкости, отличающееся тем, что перед каплеуловителем установлена аэрозольная камера, расположенная по ходу движения газов, содержащая впускной и соосный выпускной патрубки конической формы, причем во впускном патрубке коаксиально установлен завихритель лопаточного типа, а в корпусе камеры установлены форсунки для подачи аэрозоли, при этом между камерами установлен эжектор.
Целесообразно лопатки завихрителей выполнить под углом, обеспечивающим завихрение потока отработавших газов, а так же установить форсунки радиально на расстоянии 120°, под углом к вертикали и горизонтали, обеспечивающим насыщение и закручивание потока газа.
Предлагаемое устройство состоит из двух сообщающихся камер: аэрозольной камеры и центробежного каплеуловителя.
Устройство аэрозольной камеры
Аэрозольная камера 1 представляет собой полый цилиндр, с торцов которого установлены впускной и выпускной патрубки 2, 3, имеющие форму конуса с усечением. Патрубки 2, 3 с обоих сторон имеют фланцы для крепления их к выпускному коллектору дизельного двигателя, эжектору 6 и корпусу аэрозольной камеры 1. Внутри впускного патрубка 2 коаксиально установлен конический завихритель 4 лопаточного типа.
В корпус аэрозольной камеры 1 вмонтированы три форсунки 5, расположенные радиально, относительно оси корпуса 1, на расстоянии 120°. Форсунки 5 имеют угол наклона по вертикали и по горизонтали, такой, чтобы направление форсунок 5 совпадало с направлением вращения потока отработавших газов на выходе из завихрителя 4.
Устройство каплеуловителя
Каплеуловитель 7 представляет собой полый цилиндр, с торцов которого установлены впускной и выпускной патрубки 8, 10. Выпускной патрубок 10 представляет собой отрезок трубы круглого сечения, один из концов которой выполнен с коническим сужением. С переднего конца, по ходу движения газов цилиндрический корпус 7 закрыт впускным патрубком 8. С заднего конца цилиндрический корпус 7 закрыт задней торцевой крышкой 11. Конструкция впускного патрубка 8 каплеуловителя аналогична конструкции впускного патрубка 2 аэрозольной камеры. В задней части корпуса 7 каплеуловителя, в плоскости между выпускным патрубком 10 и корпусом 7, установлена труба для отвода жидкости 12, представляющая собой штуцер, вваренный в корпус под углом 45°.
Устройство работает следующим образом. Отработавшие газы от дизельного двигателя поступают из выпускного коллектора во впускной патрубок аэрозольной камеры 2. Проходя через конический завихритель 4 поток газа приобретает направленное вращательное движение. Затем
вихревой поток проходит обработку водяной аэрозолью форсунками 5, установленными радиально в корпусе аэрозольной камеры 1. При этом происходит превращение образовавшихся капель в пар в закрученном потоке, а так же очищение продуктов сгорания при их контактном взаимодействии с каплями жидкости. Впрыск аэрозоли осуществляется с частотой работы двигателя и регулируется электронным блоком управления 13. Одновременный впрыск эмульсии по меньшей мере тремя форсунками 5 придает дополнительный вращательный импульс движущемуся потоку. Пройдя аэрозольную обработку, отработавшие газы выводятся из корпуса 1 аэрозольной камеры через выпускной патрубок 3 и, пройдя через эжектор 6, смешиваясь с атмосферным воздухом, поступают во впускной патрубок 8 центробежного каплеуловителя, где, проходя через конический завихритель 9 поток приобретает направленное вращательное движение. Приток атмосферного воздуха, поступающего через эжектор 6, снижает температуру закрученной парогазовой смеси и способствует конденсации из нее капель воды. При этом жидкая фаза и посторонние не газообразные примеси под действием центробежных сил сепарируются на внутренней стенке корпуса 7 центробежного каплеуловителя, а пар и очищенный газ поступают в выпускной патрубок 10. Жидкая фаза попадает в полость между выпускным патрубком 10, корпусом 7 и задней торцевой стенкой 11, после чего удаляется через трубу для отвода жидкости 12. Очищенный газ выводится через выпускной патрубок 10 в атмосферу.
Использование предлагаемой полезной модели позволит улучшить экологические показатели дизельного двигателя, снизить выбросы сажи и вредных веществ в атмосферу.
1. Устройство для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, содержащее две камеры, одна из камер представляет собой центробежный каплеуловитель, содержащий впускной и соосный выпускной патрубки, завихритель, трубу слива жидкости, отличающееся тем, что перед каплеуловителем установлена аэрозольная камера, расположенная по ходу движения газов, содержащая впускной и соосный выпускной патрубки конической формы, причем во впускном патрубке коаксиально установлен завихритель лопаточного типа, а в корпусе камеры установлены форсунки для подачи аэрозоля, при этом между камерами установлен эжектор.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лопатки завихрителей выполнены под углом, обеспечивающим завихрение потока отработавших газов.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что форсунки установлены радиально на расстоянии 120° относительно друг друга и расположены под углом к вертикали и горизонтали, обеспечивающим насыщение и закручивание потока газа.
