Система автоматичного регулювання температури каталітичного реактора

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системах автоматического регулирования температуры в устройства х, в которых греющим теплоносителем являются газы или жидкость. Известна система регулирования температуры каталитического реактора в котором отработавшие газы двигателя используются в качестве греющего теплоносителя [1], принятая за прототип и состоящая из выпускной системы автомобильного двигателя, байпасного канала и дроссельной заслонки, регулирующей направление потока отработавших газов через реактор, в зависимости от их температурного уровня. Температура катализаторного слоя контролируется датчиком температуры. При ее повышении свыше допустимого предела, от датчика температуры поступает сигнал на термопреобразователь, открывающий дроссельную заслонку и перепускающий часть газов (50%) в атмосферу, минуя реактор. Недостаток системы в низкой надежности механических регуляторов (дроссельных заслонок), работающих в условиях высоких температур и пульсирующи х потоков отработавших газов. Особенно этот недостаток проявляется при дискретном регулировании теплового потока в режиме "открыто-закрыто". Осуществление плавного регулирования теплового потока нецелесообразно, в связи с большой инерционностью реактора. В основу изобретения поставлена задача повышения надежности системы автоматического регулирования температуры в слое катализатора, при котором обеспечивается регулирование температуры косвенным путем через изменение расхода греющего теплоносителя (отработавших газов) с помощью вихревого клапана, представляющего собой регулируемое гидравлическое сопротивление без подвижных частей. Поставленная задача решается тем, что в системе автоматического регулирования температуры каталитического реактора, содержащей выпускную систему автомобиля, каталитический реактор с датчиком температуры, байпасный канал отработавших газов, согласно изобретению, регулирование температуры в каталитическом реакторе осуществляется путем изменения уровня теплового потока отработавших газов через реактор вихревым клапаном. Регулирующее воздействие на вихревой клапан осуществляется через термопневмопреобразователь, включающий датчик температуры катализаторного слоя реактора и усилитель мощности пневматического сигнала. Клапан относится к элементам струйной техники [2] и обладает всеми присущими ей достоинствами отсутствием подвижных механических частей, нечувствительностью к высоким температурам. Конструктивно он выполнен в виде короткой цилиндрической камеры с радиальным каналом подвода питающего потока, тангенциальным каналом управления и расположенным соосно с осью вихревой камеры выходным цилиндрическим патрубком. Техническая сущность и принцип действия предлагаемой системы поясняются чертежом (фиг.). Предлагаемая система автоматического регулирования температуры каталитического реактора состоит из выпускной системы автомобильного двигателя 1, каталитического реактора 2, байпасного канала 3, термопневмопреобразователя 4, вихревого клапана 5 и датчика температуры 6. Описанная выше система автоматического регулирования температуры каталитического реактора работает следующим образом: отработавшие газы из двигателя поступают в выпускную систему 1, а из нее через каталитический реактор 2 или байпасный канал 3 - в атмосферу. Датчик 6 регистрирует температуру в наиболее нагретой части каталитического реактора 2, и при ее повышении выше рабочей температуры катализатора, термопневмопреобразователь 4 посылает пневматический сигнал на вихревой клапан 5, который открывает байпасный канал 3 и часть отработавших газов перепускается мимо каталитического реактора 2, снижая в нем температуру. Работает вихревой клапан следующим образом. При отсутствии управляющего сигнала поток питания с малым сопротивлением проходит через питающий патрубок, вихревую камеру в вы ходной патрубок. Подача сигнала управления приводит к закрутке потока в вихревой камере и созданию на ней перепада давлений, уменьшающего в заданном соотношении поток питания вплоть до нулевого значения. Таким образом, изменяя сопротивление клапана за счет управляющего потока газа (воздуха), можно регулировать количество проходящих отработавши х газов через каталитический реактор 2. Вследствие инерционности реактора целесообразно использовать дискретное регулирование, т.е. открывать вихревой клапан при перегреве реактора и, наоборот, закрывать клапанпри восстановлении рабочей температуры катализатора. Использование предлагаемой системы автоматического регулирования температуры каталитического реактора обеспечивает по сравнению с прототипом [2] следующие преимущества: - нечувствительность к изменению температуры проходящих через него газов, что делает его и всю систему высоконадежной по сравнению с механическим регулятором (дроссельной заслонкой); - пневматические средства автоматики предпочтительнее в усло виях высоких температур и вибраций.