Устройство нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет повысить эффективность нейтрализации отработавших газов. Устройство содержит корпус 1 с патрубками 4, 5, 6 и 7 подвода и отвода отработавших газов и нейтрализующей жидкости, распределитель 12 жидкости, подключенный к ее нагнетателю и размещенный по продольной оси корпуса между патрубками 4, 6. Корпус распределителя выполнен в виде узкого прямоугольного короба с соплами 14, расположенными на широких гранях короба по их длине. Каждое сопло 14 касательно состыковано с контактными элементами 16, выполненными в виде перфорированных изогнутых пластин в четверть цилиндра, направление изгиба которых ориентировано в сторону патрубка 4. При этом пластины выполнены с переменным радиусом кривизны и установлены на коробе распределителя 12 так, что их размеры уменьшаются в направлении от входного отверстия 17. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„151 4 1 А1 (ц 4 F 01 N 3/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1б

1б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4391434/25-06 (22) 22.01.88 (46) 30.09.89. Бюл. F. - 36 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко (72) Б.Б. Виленчиц, M.С. Высоцкий, А.А. Ждановский, Г.И. Ждановская, M.М. Кугейко, Д.С. Умрейко и A.Î. Фут (53) 621.43.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1160075, кл. F 01 N 3/04, 1985.

2 (54) УСТРОЙСТВО НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАВНИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить эффективность нейтрализации отработавших газов. Устройство содержит корпус 1 с патрубками 4, 5, 6 и 7 подвода и отвода отработавших газов и нейтрализующей жидкости, распределитель 12 жидкости, подключенный к ее нагнетателю и размещенный по продольной оси корпуса между патрубками 4, 6. Корпус распределителя выполнен в виде узкого прямоугольного

3 1511441 короба с соплами 14, расположенными на широких гранях короба по их длине.

Каждое сопло 14 касательно состыковано с контактными элементами 16„ выполненными в виде перфорированных изогнутых пластин в четверть цилиндра, налравление изгиба которых ориентировано в сторону патрубка 4. При этом пластины выполнены с переменным радиусом кривизны и установлены на коробе распределителя 12 так, что их размеры уменьшаются в направлении от входного отверстия 17. 3 э.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для снижения токсичности и шума отра- 15 ботавших газов двигателя внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — контактная пластина; на фиг. 3 — разрез

А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — устройство, вид сбоку.

Устройство содержит прямоугольный корпус 1, герметично соединенный с крышками 2 и 3, которые выполнены в виде усеченных конусов. К нижней крышке 2 подсоединены впускной патрубок 4 отработавших газов и патрубок 5 отвода нейтрализующей жидкости, а к верхней крышке 3 — выпускной патрубок 6 отработавших газов и патрубок 7 подвода нейтрализующей жидкости. Патрубки 4-7 соединены соответствующими гибкими шлангами 8, 9, 10 и 11 с внешним нагнетателем жидкости, сливной емкостью, двигателем и атмосферой (не показаны). По продольной оси корпуса 1 расположен 40 распределитель 12 нейтрализующей жидкости, которык герметично привинчен к прямоугольному фланцу 13 патрубка

7 подвода жидкости. Корпус распределителя 12 выполнен в виде короба 45 прямоугольного сечения с плоскими соплами 14, расположенными на широких гранях короба по их длине. Грани короба распределителя 12 прикреплены герметично к днищу 15. Сопла 14 имеют постоянное проходное сечение и размещены по длине широких граней распределителя 12 с постоянным шагом.

Каждое сопло 14 касательно состыковано с контактными элементами 16, выполненными в виде перфорированных изогнутых пластин в четверть цилиндра, направление изгиба которых ориентировано в сторону впускного патрубка 4.Пластины 16 выполнены с переменным радиусом кривизны и установлены на коробе распределителя 12 так, что их размеры уменьшаются в направлении от входного отверстия 17. Радиусы кривизны R перфорированных пластин 16 определяется из соотношения

3, 0,007 — 0,04 где 8, — ширина сопла.

Каждая пластина 16 имеет ребра жесткости 18. Кроме того, к днищу 15 распределителя 12 прикреплен защитный конус 19 для предотвращения попадания капель нейтрализующей жидкости в тракт патрубка 4, который входит в него вдоль продольной оси корпуса

1 и размещен в нем коаксиально.

Выполнение перфорированных пластин 16 из несмачиваемого материала дополнительно повышает эффективность устройства, так как при этом нейтрализуюцая жидкость не проникает через перфорацию внутрь корпуса 1.

Устройство работает следующим образом.

Под напором внешнего нагнетателя через шланг 8 и патрубок 7 происходит заполнение нейтрализующей жидкостью внутренней полости распределителя 12 и ее истечение через плоские сопла 14. Выходящая из сопел 14 жидкость в виде плоских, "прилипающих" к выпуклым поверхностям перфорирован ных изогнутых пластин 16 тангенциальных струй поступает внутрь корпуса 1.

При этом, давление в жидкости изменяется по ее глубине, достигая наименьшего значения .на обтекаемых поверхностях выпуклых контактных пластин. Одновременно по шлангу 10 и патрубку 4 отработавший газ поступает снизу внутрь корпуса 1. С противоположных вогнутых сторон пластин 16 давление в газоном потоке

5 151144 внутри корпуса 1 оказывается более высоким, чем давление в слое жидкости, соприкасающемся с выпуклой поверхностью, что приводит к подсосу газа жидкостью через перфорации со стороны вогнутой поверхности этих пластин.

Втянутый жидкостью газ в виде пузырьков переносится вдоль выпуклых 10 поверхностей пластин 16. Срывающаяся с пластин. 16 нейтрализующая жидкость разбрызгивается в виде мельчайших капель. При этом одновременно происходят интенсивные процессы тепло- 15 и массообмена в пузырьках газа, втягиваемых жидкостью через перфорации со стороны вогнутых поверхностей пластин 16, в струях жидкости со стороны выпуклой поверхности этих 20 же пластин, а также в каплях разбрызгиваемой жидкости. Поскольку пластины 16 выполнены с переменным радиусом кривизны и равномерно заполняют и перекрывают весь объем корпуса 1, 25 то происходит надежная и эффективная очистка и.шумоглушение отработавших газов двигателя посредством использования эффекта Коанда. Установка пластин 16 на коробе распределителя 30

12 таким образом, что их размеры уменьшаются в направлении от впускного отверстия 17, позволяет максимально использовать этот эффект даже тогда, когда сопла 14 распределителя 12 выполнены с постоянным проходным сечением и размещены по его длине с постоянным шагом, так как на пластине 16 с максимальным радиусом кривизны скорость истечения струи 40 яащкости наибольшая, а на пластине

16 с минимальным радиусом — наименьшая (в то время как в газовом потоке, наоборот, скорость газового потока уменьшается снизу вверх). Тогда 45 больший градиент давления, возникший на верхней пластине 16, компенсирует падение градиента давления в газовом потоке, а меньший градиент давления на нижней пластине 16 50 компенсируется большим градиентом давления в газовом потоке.

Охлажденный, очищенный и.нейтрализованный отработавший ras с допустимым уровнем шума через патрубок 6 55 и шланг 11 выбрасывается в атмосферу, а контактирующая с ним нейтралйзуюцая жидкость стекает по стенкам корпуса 1 вместе с вредными примесями в коническую крышку 2, откуда через патрубок 5 и шланг 9 поступает в сливную емкость (не показана), где происходит ее очистка, и подается по замкнутому контуру на вход нагнетателя жидкости (не показан).

Формула иэ обретения

1. Устройство нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержацее корпус с впускным и выпускным патрубками и нейтрализующей жидкостью и распределитель нейтрализующей жидкости с соплами и входным отверстием, размещенный соосно с корпусом, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, распределитель нейтрализуюцей жидкости выполнен в виде короба прямоугольного сечения с дницем, на широких гранях которого установлены контактные изогнутые в сторону впускного патрубка перфорированные пластины, выполненные с радиусом кривизны, уменьшаюцимся от входного отверстия, а сопла выполнены в виде прорезей в широких гранях короба по всей их длине касательно к контактным пластинам.

2. Устройство по п. 1, о, т л ич а ю щ е е с я тем, что сопла распределителя нейтрализуюцей жидкости, выполнены с постоянным проходным сечением по его длине и размещены с постоянным шагом по его высоте.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю ц е е с я тем, что радиус кривизны контактных пластин равен

3, R

0,007..0 04 где 3 — ширина сопла.

4. Устройство по пп.1-3, о т л ич а ю ц е е с я тем, что распределитель нейтрализующей жидкости снабжен защитным конусом, установленным на его днище,, причем впускной патрубок размещен коаксиально внутри з."цитного конуса.

1511441

18

Составитель О. Немцов

Редактор И. Рыбченко Техред А . Кравчук Корректор В. Кабаций

Заказ 5877/36 Тираж 456 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101