ОЧИСТИТЕЛЬ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Техническое решение относится к двигателям внутреннего сгорания. Оно касается очистки отработавших газов дизельных двигателей внутреннего сгорания для снижения концентрации содержащихся в них вредных веществ, поступающих в атмосферу.
Известны различные очистители отработавших газов двигателей внутреннего сгорания от вредных веществ, представленные в патентах Российской Федерации №№2184858, 2205966, 2190767, в патентах №№5243819, 5396764, выданных в США, в заявках №№2787137, 2810370, 2821117, опубликованных во Франции.
Наиболее близким аналогом является очиститель отработавших газов двигателя внутреннего сгорания от вредных веществ, изображенный в патенте Российской Федерации №2102605, F01N 3/00. Этот очиститель содержит полый корпус с патрубками для подвода и отвода отработавшего газа, внутри корпуса поперек размещено несколько перегородок, имеющих каналы, на поверхность которых нанесен катализатор, в перегородках сделаны окна для свободного прохода части отработавшего газа мимо каналов всех перегородок. Такой очиститель отработавших газов имеет сложную конструкцию, в которой трудно закрепить внутри корпуса несколько перегородок. Причем в этом очистителе перегородки, образующие нейтрализатор отработавших газов, примыкают к наружной стенке корпуса, вследствие чего получается значительный перепад в них температуры по объему от центра до наружной стенки корпуса, контактирующей с окружающей средой. Из-за неодинаковой температуры в нейтрализаторе ухудшается эффективность очистки пропускаемого через него отработавшего газа.
Задача - создание простого и надежного очистителя, обеспечивающего эффективную очистку отработавших газов двигателя внутреннего сгорания от вредных веществ.
Решение этой задачи обеспечено тем, что очиститель отработавших газов двигателя внутреннего сгорания содержит корпус, состоящий из обечайки и крышек с впускным и выпускным отверстиями, в камере, образованной обечайками и крышками корпуса, расположен нейтрализатор вредных веществ, состоящий из каталитического реактора и фильтра дисперсных частиц, установленных в чехле, чехол соединен с кольцевой перфорированной деталью, прикрепленной к корпусу.
При расположении каталитического реактора и фильтра дисперсных частиц в чехле, размещенном внутри камеры, образованной в корпусе, они контактируют с горячим отработавшим газом как с проходящим внутри них, так и с проходящим в пространстве между чехлом и стенкой корпуса, отделенной от чехла перфорированной деталью, что обеспечивает одинаковую температуру в каталитическом реакторе по его объему и, значит, оптимальные условия для каталитической обработки в нем вредных веществ для снижения их содержания в отработавших газах до приемлемого уровня, допустимого по норме, предусмотренной требованиями экологии.
Чехол нейтрализатора состоит из цилиндрической оболочки, охватывающей каталитический реактор, цилиндрической оболочки, охватывающей фильтр, и выполненного с ребордой промежуточного кольца с уплотнительным элементом, вставленного в оболочку фильтра и соединенного сваркой с оболочкой каталитического реактора, со стороны выпускного отверстия корпуса в чехле установлены у фильтра другое кольцо с уплотнительным элементом и сделанное в виде обруча кольцо, выступающее из оболочки фильтра и соединенное с ней сваркой.
Перфорированная деталь соединена сваркой с оболочкой фильтра и сделана в виде чаши, край которой расположен в одной плоскости с краем кольца, сделанного в виде обруча, а оболочка каталитического реактора соединена с подставкой, уложенной на обечайку корпуса.
При таком выполнении очистителя упрощается его сборка, так как чехол каталитического реактора и фильтра при сборке нейтрализатора можно надежно установить вертикально, опирая его и перфорированной деталью, и кольцом в виде обруча, вставленным в оболочку фильтра.
Представленный на прилагаемой фигуре очиститель отработавших газов дизельного двигателя от вредных веществ содержит металлический корпус 1, состоящий из цилиндрической обечайки 2 и выпуклых крышек 3, 4 с фланцами 5, 6 для крепления корпуса. В крышках 3, 4 расположены соответственно впускное отверстие 7 и выпускное отверстие 8. В камере 9, образованной в корпусе 1 обечайкой 2 и крышками 3, 4, расположен нейтрализатор вредных веществ отработавших газов двигателя, состоящий из каталитического реактора 10 и фильтра 11 дисперсных частиц, установленных в чехле, сделанном в виде пенала с открытыми концами. Чехол состоит из цилиндрических оболочек 12 и 13, охватывающих по окружности каталитический реактор и фильтр, сделанных в виде цилиндра. Между оболочками 12, 13 установлено кольцо 14 С-образного профиля со вставленным в его кольцевую выемку уплотнительным элементом 15, примыкающим к торцу фильтра. На периферии кольца 14 сделана реборда 16, то есть кольцевой выступ. Кольцо 14 вставлено в оболочку 13 фильтра 11, упираясь в него в его торец ребордой 16, и соединено с ним сваркой. С кольцом 14 с его плоским торцом соединена сваркой оболочка 12, охватывающая каталитический реактор 10. Со стороны выпускного отверстия 8, то есть со стороны задней крышки 4 корпуса, в оболочке 13 фильтра установлены рядом друг с другом другое кольцо 17 С-образного профиля с расположенным в нем уплотнительным элементом и выступающее из оболочки 13 фильтра кольцо 18, сделанное из листового материала в виде обруча. Кольцо 18 соединено сваркой с оболочкой 13 фильтра. Между кольцами 14 и 17, а именно между расположенными в них уплотнительными элементами, примыкающими к торцам фильтра, в оболочке 13 расположен упругий трубчатый уплотнительный элемент 19, охватывающий фильтр 11 по внешней поверхности. Чехол нейтрализатора, а именно оболочка 13 фильтра, соединен сваркой с кольцевой перфорированной деталью 20, которая сделана в виде тонкостенной чаши со сквозными отверстиями 21, соединенной сваркой с обечайкой корпуса 1. Деталь 20 сделана из листового материала с отбортовкой, примыкающей к обечайке 2 корпуса. Край детали 20, обращенный к задней крышке 4 корпуса, расположен в одной плоскости с краем кольца 18, выступающего из оболочки фильтра. Расположение края перфорированной детали 20 и выступающего края кольца 18 в одной плоскости обеспечивает устойчивость нейтрализатора в вертикальном положении при его сборке, хранении и транспортировке.
Оболочка 12 каталитического реактора соединена сваркой с подставками 22, уложенными на обечайку корпуса 1. Подставки 22 сделаны из листового материала в виде трапеции и расположены равномерно вокруг оболочки 12.
При работе двигателя внутреннего сгорания отработавший газ через впускное отверстие 7 входит для его очистки в камеру 9 корпуса 1 и проходит параллельными потоками через каталитический реактор 10 и фильтр 11 нейтрализатора и через кольцевое пространство между нейтрализатором и обечайкой 2 корпуса 1. В нейтрализаторе в его каталитическом реакторе 10 и в фильтре 11 происходит обезвреживание находящихся в отработавшем газе вредных веществ и их поглощение фильтром. При этом горячий отработавший газ, проходя в пространстве вокруг нейтрализатора, поддерживает необходимую высокую температуру в каталитическом реакторе 10 для обеспечения эффективного обезвреживания вредных веществ отработавшего газа. После прохода через отверстия 21 в перфорированной детали 20 перед выходом наружу в окружающую среду через выпускное отверстие 8 отработавший газ смешивается с очищенным газом, выходящим из фильтра, в результате чего концентрация вредных веществ в отработавшем газе двигателя значительно уменьшается.
Созданный очиститель отработавших газов дизельного двигателя от вредных веществ имеет простую и технологичную конструкцию со сравнительно небольшой металлоемкостью, в которой детали надежно соединены между собой только сваркой. В нем чехол нейтрализатора отделен от стенок корпуса и снабжен надежными опорами, образованными расположенными у его концов перфорированной деталью 20 и подставками 22, примыкающими к обечайке 2. Вследствие размещения нейтрализатора в чехле внутри камеры 9 в корпусе на расстоянии от его обечайки 2 в кольцевом потоке горячего отработавшего газа созданы оптимальные температурные условия работы каталитического реактора, обеспечивающие эффективную очистку отработавшего газа от вредных веществ.