Пристрій для рідинного очищення відпрацьованих газів теплового двигуна

Пристрій для рідинного очищення відпрацьованих газів теплового двигуна, що містить корпус, обладнаний впускними та випускними патрубками та частково заповнений нейтралізуючою робочою рідиною, та встановлені в корпусі вертикальну циліндричну розмежувальну перегородку, відокремлюючу в корпусі циліндричну камеру, сполучену з порожниною корпусу, перфорований диск кріплення циліндричної перегородки до корпусу, розташований нижче рівня рідини, трубу Вентурі, у якій випускний отвір розташовано над рівнем рідини, впускний отвір підключений до патрубка підво ду очищених газів та в мінімальному перерізі якої встановлена форсунка для подання робочої рідини, та краплеуловлювач, розташований над випускним отвором труби Вентурі та під випускним патрубком корпусу і обладнаний каналом зливу крапель під рівень рідини, який відрізняється тим, що корпус виконаний з переливною трубкою, зріз якої розташований на заданому рівні рідини, та з додатковим перфорованим диском, встановленим над зрізом переливної труби та з'єднуючим циліндричну перегородку з корпусом, впускний патрубок корпусу частково розміщений в циліндричній камері, а його зріз розміщений вище зрізу переливної труби, циліндрична камера виконана з глухою верхньою торцевою стінкою, а вхідний отвір патрубка підводу очищених газів до труби Вентурі розташований в циліндричній розмежувальній перегородці вище зрізу переливної труби, але нижче зрізу впускного патрубка корпусу. со Корисна модель відноситься до галузі промислової та транспортної енергетики і, в цілому, може бути використана для уловлювання аерозолів. Відомий пристрій для очищення газів, який має корпус із патрубками підвода та відвода газу, трубу Вентурі [а.с. №611651 МКИ 2 B01D47/10]. Недоліком даного пристрою є підвищений опір від наявності завихрювача, перфорації в дифузорі, що не дозволяє його використовувати для очищення випускних газів теплових двигунів, які мають обмеження по втраті тиску на газовипускному тракті. Відома судова установка для сепарації нафтовмісних вод [заява №4348262/27-26], яка складається із корпусу, всередині якого знаходиться труба Вентурі з трубкою підвода робочої рідини, патрубків підвода та відводу випускних газів теплових двигунів, краплеуловлювача, переливної труби. Недоліком цього пристрою є мала ефективність очищення випускних газів теплових двигунів на змінних режимах роботи, особливо під час пуску та режиму 0,1...0,3 від номінального навантаження. На таких режимах подача газу складає менш ніж 20% від номінальної, на яку розрахована установка (швидкість газу в горловині труби Вентурі, від якої залежить ефективність уловлювання часток, складає менш ніж 0,2 від розрахованої). Відомий пристрій для рідинного очищення відпрацьованих газів теплового двигуна, який має корпус, обладнаний впускним та випускним патрубком, і частково заповнений нейтралізуючою рідиною, і установлену в корпусі вертикальну циліндричну перегородку, прикріплену до корпусу за допомогою перфорованого диска, розташоване під рівнем рідини, впускний отвір підключений до патрубка підвода очищуємих газів та в мінімальному перерізі котрого встановлена форсунка для подачі очищуваної рідини, і краплеуловлювач, розташований над випускним отвором труби Вентурі та під випускним патрубком корпусу та обладнаний каналом зливу крапель під шар рідини [а.с. №1317173, М.кл. 3/04, прототип]. Недоліком такого пристрою є мала ефективність очищення випускних газів під час пуску та режиму 0,1...0,3 від номінального навантаження - нерозрахований режим. 10747 Задача корисної моделі - підвищення ефекпрохідним перерізом кільцевих просторів між кортивності очищення. пусом та циліндричною камерою та між внутріЗадача вирішується тим, що в пристрої для рішньою поверхнею циліндричної камери та розподинного очищення відпрацьованих газів теплового дільником). У всіх випадках після контактної двигуна, який має корпус, обладнаний впускним та обробки газів робочою рідиною (в трубі Вентурі випускним патрубками та частково заповнений або додатково в кільцевому просторі) на останній нейтралізуючою рідиною. З установленою в корпустадії очищення газ поступає в краплеуловлювач, сі вертикальною циліндричною роздільною переде очищається від крапель, а потім - до вихідного городкою, яка відокремлює в корпусі циліндричну патрубка. Перелічувані ознаки є новими, дають камеру, яка сполучається з порожниною корпусу, позитивний ефект і безпосередньо впливають на перфорованим диском кріплення циліндричної поставлену мету. перегородки до корпусу, який розташований нижче Розташування труби Вентурі над циліндричрівня рідини, трубою Вентурі, випускний отвір якої ною камерою та вхідного отвору патрубка підвода розташований над рівнем рідини, а впускний отвір газу до труби Вентурі вище зрізу переливної трупідключено до патрубку підвода очищуваних газів і би, але нижче зрізу випускного патрубка дозволяє в мінімальному перерізі якої встановлена форсунвиключити потрапляння робочої рідини в патрубок ка для подачі робочої рідини, і краплеуловлювапідвода газу (в тепловий двигун) під час пуску тепчем, який знаходиться над випускним отвором лового двигуна, коли подача газу майже відсутня, труби Вентурі і під випускним патрубком корпусу а робоча рідина в горловину труби Вентурі подата обладнаним каналом зливу крапель під рівень ється. Це також впливає на поставлену мету і має рідини корпус зроблений з переливною трубкою, вагомі відмінності від прототипу. зріз якої розміщується на заданому рівні рідини, та На кресленні представлений загальний вид з додатковим перфорованим диском, встановлепристрою для рідинного очищення відпрацьованих ним над зрізом переливної труби і з'єднуючим цигазів теплового двигуна. ліндричну перегородку з корпусом, впускний патПристрій для рідинного очищення відпрацьорубок корпусу частково розташований в ваних газів теплового двигуна складається з корциліндричній камері і його зріз розташований вище пусу 1, впускного 2 та випускного 3 патрубків, при зрізу переливної труби, циліндрична камера зробчому впускний патрубок утоплений всередині корлена з глухою верхньою торцевою стінкою, а вхідпусу та частково - область 4, розташований в циний отвір патрубка підвода очищуємих газів до ліндричній камері 5. Камера 5 виконана з глухою труби Вентурі розташовано в циліндричній роз'єдверхньою торцевою стінкою. До її бокової стінки нувальній перегородці вище зрізу переливної трувертикальної циліндричної відокремлюючої переби, але нижче зрізу впускного патрубка корпусу. городки - кріпиться патрубок підвода очищувальКрім того, труба Вентурі розташована над циліндних газів 6 до труби Вентурі 7. Зріз вхідного отвору ричною камерою, відношення прохідного перерізу патрубка 6 знаходиться в циліндричній перегопатрубка підвода газів до труби Вентурі до переріродці нижче зрізу частини 4 впускного патрубка 2. зу циліндричної камери виконане рівним 0,1-0,2, а В мінімальному перерізі труби Вентурі вставідношення перерізу, не зайнятого в корпусі циліновлена форсунка (трубка)б подання очищувальндричної камери до перерізу впускного патрубка, ної рідини. виконане рівним 2-3 і над краплеуловлювачем Циліндрична розділяюча перегородка встановлений перфорований щит. кріпиться до корпусу перфорованими дисками нижнім 9, розташованим нижче рівня рідини, та Виконання корпусу з переливною трубкою, зріз верхнім 10 (додатковим), встановленим над зрізом котрої розміщений на заданому рівні рідини, і з переливної труби 11. Переливна труба 11 знахододатковим перфорованим диском, встановленим диться в кільцевому просторі між корпусом та над зрізом переливної труби і з'єднуючим циліндциліндричною відокремлюючою перегородкою. ричну перегородку з корпусом, розміщення впускКонцентричне корпусу встановлена шумопоглиного патрубка корпусу частково в циліндричній наюча перфорована циліндрична поверхня 12, при камері і його зрізу вище зрізу переливної труби, чому її частина - 13 - розташована напроти дифувиконання циліндричної камери з глухою верхньою зора труби Вентурі на відстані меншій ніж його торцевою стінкою; виконання відношення прохідвихідний діаметр. Труба Вентурі 7 розташована ного перерізу патрубка підвода газів до труби Веннад камерою 5, а над нею -краплеуловлювач 14. турі до перерізу циліндричної камери рівним 0,1Для відводу рідини з краплеуловлювача передба0,2, а відношення перерізу, не зайнятого в корпусі чений піддон 15 із каналом зливу рідини 16. Перед циліндричною камерою до перерізу впускного патвихідним патрубком встановлений перфорований рубка, рівним 2-3, дозволяє виробляти процес щит 17. Переливна труба 11 з'єднана з зливним очищення випускних газів на перемінних режимах патрубком 18. Корпус 1 частково заповнений очиза рахунок пропускання малого об'єму газу (до 0,2 щуємою рідиною, рівень 19 котрої визначається від всієї подачі на номінальному рівні) тільки через переливною трубою. трубу Вентурі, а при підвищенні подачі газу та через кільцевий простір між циліндричною камерою Пристрій працює наступним чином. та корпусом, в котрому утворюється пінний шар Випускні гази теплових двигунів поступають робочої рідини. (Потраплянню малого об'єму газу через впускний патрубок 2 та його утоплену часв кільцевий простір між корпусом і камерою заватину 4 в простір циліндричної камери 5. На малих жає опір контрольного стовпа робочої рідини, яке режимах роботи двигуна (пусковому, менш ніж визначається відстанню від нижнього кільцевого 20% від номіналу) випускні гази поступають на перфорованого диска до зрізу переливної труби та очищення тільки в підвідну трубку 6 труби Вентурі 7, в котру подається (в горловину) через трубку 8 робоча рідина. Переміщення газу в кільцевий простір між корпусом 1 та камерою 5 заважає контрольний шар рідини, який визначається розташуванням переливної труби 11. Опір контрольного стовпа рідини також залежить від співвідношення прохідного перерізу кільцевих просторів - між корпусом 1 та циліндричною камерою 5 та між внутрішньою поверхнею камери 5 та впускного патрубка 4. Проведені випробовування показали, що для теплових двигунів опір цього контрольного стовпа рідини не повинно перевищувати 2кПа. Потрапивши в трубку 6, газ поступає в трубу Вентурі 7, де відбувається інерційне осадження сажистих часток на краплях робочої рідини. При виході газу з труби Вентурі відбувається його отруйне обтікання пластини 13, де за рахунок інерції осаджуються краплі робочої рідини. Відстань від зрізу дифузора труби Вентурі до пластини 13 не повинно перевищувати його діаметра. При такій відстані, як показали експерименти, відбувається найбільш ефективне осадження крапель. Кінцеве очищення газу від можливих унесених потоком крапель рідини відбувається в краплеуловлювачі 14, звідки з піддона 16 рідина потрапляє в нижню частину корпусу через канал 16, утоплений під рівень робочої рідини 19, що утворює гідрозатвор. Із краплеуловлювача очищений та охолоджений газ потрапляє в випускний патрубок 3. При збільшенні навантаження теплового двигуна збільшується подача газу до номінального значення, починає зростати опір труби Вентурі та при його досягненні опору контрольного стовпа рідини газ починає видавлювати цей стовп в кільцевий простір. Газ та робоча рідина, проходячи 10747 через нижній кільцевий перфорований диск 9, утворюють пінний шар (ліва половина Фіг.) в кільцевому просторі між корпусом і камерою. В пінному шарі відбувається очищення газів від твердих та газоподібних складових, а виносимі потоком краплі вхоплюються краплеуловлювачем 14. Одночасно частина газу - до 20% - очищується в трубі Вентурі 7, чому сприяє прохідний переріз підвідної трубки 6, рівний до 0,2 від прохідного перерізу випускного патрубка 4. Підживлення робочою рідиною відбувається через трубку 8, її надлишок усувається переливною трубою в патрубок 18. Як показали досліди, найбільш ефективний процес очищення газів в пінному шарі відбувається при швидкостях газу 4...5м/с. Швидкість газу у вхідному патрубку для створення допустимого опору для газового тракту теплового двигуна складає 10... 15м/с. Звідси виходить, що прохідний переріз кільцевого простору між корпусом та камерою (не зайнятого в корпусі циліндричною камерою), для забезпечення вказаних співвідношень швидкості газу повинно бути в 2...З рази більше, ніж прохідний переріз впускного патрубка 2. Для здійснення газоочисником функції шумопоглинача передбачена установка перфорованої циліндричної оболонки 12 та перфорованого щита 17. Корисний ефект від використання запропонованого газоочисника для очистки випускних газів дозволить знизити забруднення навколишнього середовища, особливо сажистими частинками та токсичними газами, на малих режимах роботи теплових двигунів, коли спостерігається неповнота згорання палива. 10747 f7 Фіг. Комп'ютерна верстка М. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. К и ї в - 4 2 , 01601