Жидкостный нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к очистке выхлопных газов двигателей и может быть использовано в мобильных и стационарныхустановках с двигателями внутреннего сгорания.Известны жидкостные нейтрализаторы,содеркащие частично заполненную жидкостью емкость с перфорированным входнымтрубопроводом и выходным трубопроводомс фильтром (а.с.538145, кл. Р 01 М 3/04,1976),Недостатком таких нейтрализаторов является повторный выброс уже задержанныхчастиц сажи из-за повторных контактов последних с газами) и низкая эффективностьочистки от газовых загрязнителей,Частично указанные недостатки устранены в известных жидкостных нейтрализаторах отработавших газов двигателя,содержащих частично заполненный жидкостью корпус, входной с распределителемгаза у дна корпуса и выходной, сообщенныйс атмосферой, трубопроводы (Битколов Н.З,Жидкостные нейтрализаторы дизельноговыхлопа. Сб,докладов "Токсичность двигателей внутреннего сгорания и пути ее сйикения". М.: Наука, 1966, с.248, рис,17).Недостатком известного решения является низкая эффективность, связанная стем, что повышение эффективности захватав данном устройстве требует значительныхгабаритов устройства, больших масс жидкости, что не исключает значительных выбросов сажи и газов в атмосфеоу, особенно сростом мощности двигателя;Целью изобретения является повышение эффективности очистки,Цель достигается тем, что в известномжидкостном нейтралиэаторе отработавшихгазов, содержащем частично заполненныйжидкостью корпус с входным и выходным. патрубками, конец первого из которыхснабжен перфорацией и размещен у днакорпуса, а второй сообщен с атмосферой,корпус снабжен лабиринтом в виде шахматно сообщенных между собой полостей, образованных жестко закрепленными квнутренним стенкам корпуса выпуклымипластинами с окнами на одном иэ концовкаждой из них, причем число полностью заполненных рабочей жидкостью полостейкорпуса выполнено не менее одной, а числополостей, полностью размещенных вне рабочей жидкости, не менее двух,Достижению цели способствует и то,что площадь сообщающих полости отверстий в каждой из пластин выполнена превышающей площадь поперечного сечениявходного трубопровода, а число размещенных в жидкости полостей лабиринта выполнено из условия обеспечения суммарной длины пути газов в погруженной в жидкостьчасти лабиринта не менее К х О, где К -экспериментально найденный коэффици 5 ент, раэвный для бензинового двигателя2 х 10, а для выхлопных газов дизельныхдвигателей 60 х 10, 0 - . измеренный макси-з,мальный расход, м /ч.Кроме того, достижению цели способст 10 вует и то, что выходной трубопровод корпуса может быть размещен в крышке верхнейполости со стороны, противоположной расположению окна, сообщающего верхнююполость с предыдущей, и снабжен угольным15 фильтром;Снабжение корпуса лабиринтом в видешахматно сообщенных между собой полостей обеспечивает увеличение пути движения отработавших газов при уменьшении20 габаритов и потребного количества жидкости, что резко повышает степень очисткигазов и уменьшает возможность выноса ватмосферу задержанных жидкостью частиц. сажи.25 Выполнение полостей образованнымижестко закрепленными к внутренним стенкам корпуса выпуклыми пластинами с окнами на одном из концов каждой из нихобеспечивает упрощение конструкции и30 максимальное использование для очисткирабочей длины корпуса и образованных внем полостей.При этом вышеуказанное шахматноесообщение полостей в совокупности с вы 35 полнением окон на одном из концов каждойпластины обеспечивает дополнительноеосаждение частиц сажи в каждой из полостей, уменьшая возможность выброса ихспутными газами.40 Выпуклость пластин обеспечивает получение нового, неожиданного для таких пластин свойства - уменьшение выбросачастиц сажи и жидкости,Выполнение числа заполненных жидко 45 стью полостей в корпусе не менее одной, ачисла полностью размещенных вне жидкости полостей не менее двух обеспечиваетснижение выбросов сажи и газов в атмосферу как за счет обеспечения необходимой50 экспериментально найденной длины пути.движения газов в жидкости, так и зэ счет того, что покидающие жидкость газы перед выходам из устройства проходят по части лабиринта, находящейся вне жидкости, где 55 дополнительно очищаются от сажи и несомых газовым потоком капель жидкости эа счет динамических соударений частиц со стенками лабиринта, разности температур стенок и капель, вертикальности стенок и выпуклости пластин.Выполнение площади каждого из сообщающих полости отверстий превышающей площадь поперечного сечения входного патрубка обеспечивает уменьшение сопротивления нейтрализатора, а суммарная длина пути газов в погруженной в жидкость части лабиринта не менее К х 0 обеспечивает резкий рост эффективности отделения частиц сажи и нейтрализации газов,Размещение выходного трубопровода в крышке верхней полости со стороны, противоположной расположению окна. сообщающего верхнюю полость с предыдущей, обеспечивает дополнительное увеличение длин пути газов, чем повышает эффектив.ность очистки, как и снабжение выходного трубопровода угольным фильтром,Сопоставительный анализ с прототипом выявил отсутствие в нем признаком заявляемого решения, в связи с чем может быть сделан вывод о соответствии последнего критерию "новизна",Сравнительный анализ с аналогами показывает, что элементы лабиринта присутствуют в некоторых из них (например, а,с. М 1000564, кл. Р 01 Г 4 3/04, или а.с. 802578, кл. Р 01 Г 43/04), однако данные элементы не обеспечивают достигаемых заявляемым решением преимуществ. Так, в сравнении .с прототипом и вышеуказанными аналогами заявляемое решение обеспечивает снижение выбросов сажи в 1,7 - 2,5 раза, а газовых загрязнений на 25 - 30%.Т,е, налицо дополнительный сверхсуммарный эффект, позволяющий сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отлйчия";На фиг.1 схематически изображен жидкостный нейтрализатор; на фиг,2 - разрез А-А; на фиг.3,4 - вид Б на фиг.1.Жидкостный нейтрализатор состоит иэ корпуса 1 в виде прямоугольной в плане емкости с входным трубопроводом 2, соединенным с выхлопной трубой 3 двигателя и выходным трубопроводом 4, сообщенным с атмосферой. Нижний конец 5 входного трубопровода 2 снабжен перфорацией 6 и размещен у дна 7 корпуса 1. К внутренним стенкам корпуса жестко закреплены выпуклые пластины 8 с окнами 9 на одном из концов каждой из них, образующие полости 10-16. Причем окно в пластине 8, ближней к нижнему концу 5 входного трубопровода, выполнено с дальней от последнего стороны пластины: окно в следующей пластине - на противоположном конце и так далее, с обеспечением шахматного сообщения полостей 10-16 между собой, Корпус 1 частично заполнен рабочей жидкостью до уровня 17 не менее 1/4 не более 1/2 высоты корпуса, причем число полостей, размещенных полностью вне жидкости, выполнено не менее двух на фиг,1 полости 14 - 16), а число полостей, полностью заполненных рабочей 5 жидкостью, - не менее одной (на фиг.1 -полости 10 - 12). Каждое из окон 9 выполнено с площадью, превышающей площадь поперечного сечения выходного трубопровода 2, Окна 9 могут быть выполнены в виде про емов в пластинах 8 у места соединения последних со стенками корпуса, или в виде перфорации 18 в тех же местах пластин, с обеспечением превышения площади окна или суммарной площади отверстий перфо рации в каждой из них над площадью поперечного сечения входного трубопровода.При этом суммарная длина пути газов от места их входа в рабочую жидкость до выхода из нее выполнена не менее К х О, где К - 20 абсолютная величина экспериментальнонайденного коэффициента (длл бензино. вого двигателя - 2 х 10, для дизельного -.з60 х 10 ), а О - максимальный расход выде-зляющихся при расходе газов, мз/ч.25 Выходной трубопровод 4 размещен вкрышке 19 корпуса со стороны, противоположной расположению окна, сообщающего верхнюю полость 16 с предшествующей ей полостью 15, и снабжен угольным филь 1 ром 30 20. Дно 7 корпуса выполнено с уклоном ксливному штуцеру 21.Жидкостнь 1 й нейгрализатор работаетследующим образом.Перед работой не менеече:,; одна по лость нейтрализатора заливаетсл рабоче,1обычно щелочной) жидкостью. При этом желательно произвести заливку не менее 1/4 и не более 1/2 высоты корпуса. Далее выходной трубопровод 2 подсоединлетсл к ис.40 точнику выхлопных газов, которые г 1 ослевключения двигателя) через перфорацию б попадают в рабочую жидкость, части но вытесняя ее из занимаемых ею полостей, и перемещаются по лабиринту вначале к окну 45 9 в полости 10, затем в противоположнуюсторону по полости 11 и так далее до выхода из рабочей жидкости, В процессе перемещения частицы сажи, контактируя с жидкостью, утяжеляютсл и оседают на дно 7 50 корпуса 1, а газы частично очищэютсл, всту.пая в реакцию с водой, и нейгрализуютсл содержащейся в рабочей ждкос 1 и щелочью, Причем благодаря шахматному соединению образующих лабиринт полостей и 55 наличия не менее. чем двух свободных отжидкости полостей, увлекаемые выходящим из рабочей жидкости потоком частицы по следней и провзаимодейстеовавшие с жид - костью, но не ьыпавшие в осадок част цы сажи инерционно оседают на стенках кор2003816 Использование изобретения обеспечивает резкое повышение эффективности очистки выхлопных газов двигателя при значительном упрощении конструкции и 5 снижении вторичного выброса сажи и загрязненной рабочей жидкости в атмосфе- РУ(56) Сборник докладов "Токсичность и пути10 ее снижения" МНаука, 1966, с.248, рис.7. ЖИДКОСТНЫЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с входным и выходным трубопроводами, частично заполненный жидкостью, отличающийся тем, что, с целью повыше ния эффективности, в корпусе размещены выпуклые пластины, жестко закрепленные на внутренних стенках корпуса, а в пластинах с противоположных сторон в чередующемся порядке выполнены окна с 25 образованием лабиринтного канала, припуса 1 и пластинах 8, по которым, благодаря вертикальности первых и выпуклости вторых, стекают в рабочую жидкость, Очищенные вышеуказанным образом выхлопные газы покидают корпус через выходной трубопроводд 4 и установленный в нем угольный фильтр 20, где дополнительно очищаются. В процессе работы корпус регулярно очищается от отработавшей жидкости и осадка через сливной штуцер 21,Формула изобретения чем по меньшей мере одна пластина полностью погружена в жидкость и по меньшей мере две пластины размещены над жидкостью,2, Нейтрализатор по п.1, отличающийся тем, что окно каждой пластины выполнено площадью, превышающей площадь поперечного сечения входного трубопровода.3. Нейтрализатар по п.1, отличающийся тем, что выходной трубопровод размещен над пластинами со стороны, противоположной окну последней пластины, и снабжен угольным фильтром,200381 б 3 6 Ффиг, 3 Составитель М;КитованиТехред М.Моргентал Т.Лошкарева орректор С,Лисин ед Подписно Тираж НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раущская на Зак зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101