1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28431
(51) B01D 53/04
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0445.1
(22) 08.04.2013
(45) 15.05.2014, бюл. №5
(72) Исбеков Куаныш Байболатович; Ким Аркадий
Игнатьевич
(73) Товарищество с ограниченной
ответственностью "Казахский научно-
исследовательский институт рыбного хозяйства"
(56) RU 2133357, кл.F02B 75/10, 1999
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ
ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ
АВТОМОБИЛЯ
(57) Изобретение относится к устройствам очистки
выхлопных газов двигателей автомобилей и может
быть использовано для снижения уровня
загрязнения воздушного бассейна городов.
Предлагаемое устройство компактное,
несложное в изготовлении и эксплуатации и имеет
регенерируемые очищающие элементы. Включает в
себя два уровня очистки выхлопных газов
дизельного или бензинового двигателя - первый от
сажи, второй от газообразных токсичных веществ.
Наиболее близким аналогом предлагаемого
изобретения является устройство по очистке
выхлопных газов дизельного мотора (Патент РФ
№2133357). Сходным существенным признаком
аналога и предлагаемого изобретения является то,
что предусмотрено два уровня очистки выхлопных
газов двигателя - первый от сажи, второй от
газообразных токсичных веществ. Причинами,
препятствующими получению требуемого
технического результата при использовании аналога
являются то что аналог предназначен для очистки
выхлопных газов только дизельного двигателя и
адсорбирующий элемент используется одноразово.
Устройство в виде ящика монтируется на пол
багажного отсека автомобиля со стороны
выхлопной трубы, которая снабжена подводящим к
устройству патрубком и отводящим патрубком.
Весь объем выхлопных газов двигателя, по
подводящему патрубку попадает в отсек с вставным
фильтром механической очистки от сажи. При
прохождении потока выхлопных газов через
сетчатый фильтр легкие частицы сажи налипают на
поверхность сквозных перегородок.
Далее выхлопные газы через переходной отсек
попадают в отсек химической очистки с 4
вставными пакетами из жесткой металлической
сетки с ячеей 7×7 мм. 2 первых пакета наполнены
формованным активированным углем с диаметром
круглых гранул 1,5×1,5 см (например типа Carbonut
VP для очистки различных газов и воздуха). Для
адсорбции неорганических или нестабильных,
полярных токсичных веществ 2 последних пакета
наполнены формованным импрегнированным
активированным углем с диаметром круглых гранул
также 1,5×1,5 см. При прохождении выхлопных
газов через отсек химической очистки, токсичные
вещества адсорбируются активированным и
активированным импрегнированным углем.
По прохождении фильтров механический и
химической очистки, очищенные от сажи и
токсичных веществ выхлопные газы через
отводящий патрубок отходятся в выброс выхлопной
трубы.
(19)KZ(13)A4(11)28431

2. 28431
2
Изобретение относится к устройствам очистки
выхлопных газов двигателей автомобилей и может
быть использовано для снижения уровня
загрязнения воздушного бассейна городов.
Современный образ жизни и развитая экономика
больших городов тесно связаны с автомобильным
транспортом, ввиду чего количество автомобилей
постоянно растет. Однако при всех преимуществах
автотранспорта выхлопные газы двигателей
представляет собой существенный источник
загрязнения воздуха различными газообразными
токсическими веществами и сажей, что наносит
вред здоровью населения.
Предлагаемое устройство компактное,
несложное в изготовлении и эксплуатации и имеет
регенерируемые очищающие элементы. Включает в
себя два уровня очистки выхлопных газов
дизельного или бензинового двигателя - первый от
сажи, второй от газообразных токсичных веществ.
Уровень техники
Наиболее близким аналогом предлагаемого
изобретения является устройство по очистке
выхлопных газов дизельного мотора (Патент РФ
№2133357). Аналог относится к устройствам
очистки выхлопных газов дизель-моторов и может
быть использовано в нефтегазодобывающей
промышленности на передвижных буровых
установках, имеющих дизельный привод, а также на
большегрузных автомашинах с дизельным
приводом. Устройство содержит циклон,
воздушный эжектор и адсорбер с четырьмя
химическими пакетами адсорбентов. Поставленная
задача достигается тем, что устройство по очистке
выхлопных газов дизель-мотора, включающее
циклон и адсорбер, имеет воздушный эжектор, а в
адсорбере выхлопные газы последовательно
очищаются в четырех химических пакетах -
цеолита, оксида алюминия, гопкалита и
активированного угля. Очистка осуществляется
следующим образом. Выхлопные газы от маршевого
дизель-мотора по коллектору, не достигнув
глушителя, по отводу выхлопных газов, и гибкому
шлангу (чтобы уменьшить вибрацию
трубопроводов) попадают в циклон, где осаждается
сажа. Далее по отводу они устремляются в эжектор.
Первоначально они попадают в пассивное сопло
камеры смещения эжектора и, перемешавшись со
сжатым в компрессоре воздухом, через диффузор
эжектора (получив кинетический импульс)
поступают в адсорбер. В адсорбере выхлопные газы
последовательно очищаются в четырех химических
пакетах: цеолита, оксида алюминия, гопкалита и
активированного угля, после чего через выкидной
отвод с соплом выбрасываются в атмосферу. Сброс
сажи из циклона осуществляется через задвижку в
накопительную емкость для сбора сажи. Собранная
сажа и отработанные химические пакеты удаляются
из системы и зарываются в специально отведенных
могильниках.
Сходным существенным признаком аналога и
предлагаемого изобретения является следующее:
- предусмотрено два уровня очистки выхлопных
газов двигателя - первый от сажи, второй от
газообразных токсичных веществ.
Причинами, препятствующими получению
требуемого технического результата при
использовании аналога являются следующие:
- аналог предназначен для очистки выхлопных
газов только дизельного двигателя;
- адсорбирующий элемент для химической
очистки выхлопных газов от токсичных веществ
используется одноразово и не подлежит
регенерации.
Сущность изобретения
1. Задачей предлагаемого способа является
снижения уровня загрязнения воздушного бассейна
городов автотранспортом.
2. Ожидаемым техническим результатом
является два уровня очистки выхлопных газов
дизельного или бензинового двигателя - первый от
сажи (механическим способом), второй от
газообразных токсичных веществ (химическим
способом с возможностью регенерации
адсорбирующего элемента).
3. Достижение технического результата
осуществляется следующим:
- компактное закрытое термоизолированное
устройство в виде ящика монтируется на пол
багажного отсека автомобиля со стороны
выхлопной трубы (ф1, эл1), которая снабжена
подводящим к устройству патрубком (ф1, эл2) и
отводящим патрубком (ф1, эл3) такого же диаметра
как сама труба (участок подводящего патрубка от
выхлопной трубы до примыкающей к устройству
расширенной части выполнен из гибкого шланга для
уменьшения вибрации). Весь объем выхлопных
газов двигателя, по подводящему патрубку попадает
в отсек с вставным фильтром механической очистки
(ф1, эл4) от сажи. Последний представляет собой
пакет скомпонованный из 23 вертикальных
неподвижно закрепленных сквозных перегородок
(ф1, эл5) из металлической сетки, размером
18×18 см. Первые 8 перегородок имеют ячею 5×5
мм, вторые 7 перегородок - ячею 4×4 мм, третьи 5
перегородок - ячею 3×3 мм, четвертые 3
перегородки -ячею 2×2 мм. Расстояние меду
перегородками 10 мм. Причем соседние
перегородки с одинаковой ячей расположены друг
против друга таким образом, что по горизонтальной
оси их ячеи взаимно перекрываются в соотношении
0,5:0,5 площади ячеи;
- подводящий патрубок у места присоединения к
отсеку с вставным фильтром несколько расширяется
на 1/3 диаметра, а на его внутренней поверхности в
этом месте спиралевидно приварена вертикальная
металлическая полоса для закручивания потока
газов с целью равномерной подачи на фильтр
механической очистки. При прохождении потока
выхлопных газов через сетчатый фильтр легкие
частицы сажи налипают на поверхность сквозных
перегородок;
- далее выхлопные газы через переходной отсек
(ф1, эл6) попадают в отсек химической очистки с 4
вставными пакетами из жесткой металлической

3. 28431
3
сетки с ячеей 7×7 мм. 2 первых пакета (ф1, эл7)
наполнены формованным активированным углем с
диаметром круглых гранул 1,5×1,5 см (например
типа Carbonut VP для очистки различных газов и
воздуха). Активированный уголь хорошо
адсорбирует органические, высокомолекулярные
вещества с неполярной структурой. Для адсорбции
неорганических или нестабильных, полярных
токсичных веществ 2 последних пакета (ф1, эл8)
наполнены формованным импрегнированным
активированным углем с диаметром круглых гранул
также 1,5×1,5 см. Высота и ширина пакетов 18 см,
толщина 7,5 см. При прохождении выхлопных газов
через отсек химической очистки, углем;
- по прохождении фильтров механический и
химической очистки, очищенные от сажи и
токсичных веществ выхлопные газы через
отводящий патрубок отходятся в выброс выхлопной
трубы;
- при забивании сажей ячей сетчатых
перегородок фильтра механической очистки,
двигатель автомобиля не будет запускаться, что
является сигналом для замены съемных элементов -
самого фильтра и пакетов с активированным и
активированным импрегнированным углем. Снятый
фильтр механической очистки направляется на
промывку, а пакеты с активированным и
активированным импрегнированным углем на
регенерацию посредством десорбции, после чего
они могут вновь использоваться.
Наиболее существенным отличительным
признаком предлагаемого способа от аналога
является следующий:
- адсорбирующие элементы для химической
очистки выхлопных газов от токсичных веществ
регенерируемые и предназначены для
многократного использования.
Совокупным признаком аналога и изобретения,
обеспечивающим получение технического
результата, является следующий:
- обеспечиваются два уровня очистки выхлопных
газов двигателя - первый от сажи, второй от
газообразных токсичных веществ.
Описание изобретения
Компактное закрытое термоизолированное
устройство монтируется на пол багажного отсека
автомобиля со стороны выхлопной трубы (ф1, эл1),
которая снабжена подводящим к устройству
патрубком (ф1, эл2) и отводящим патрубком (ф1,
эл3) такого же диаметра как сама труба (участок
подводящего патрубка от выхлопной трубы до
примыкающей к устройству расширенной части
выполнен из гибкого шланга для уменьшения
вибрации). Весь объем выхлопных газов двигателя,
по подводящему патрубку попадает в отсек с
вставным фильтром механической очистки (ф1, эл4)
от сажи. Последний представляет собой пакет
скомпонованный из 23 вертикальных неподвижно
закрепленных сквозных перегородок (ф1, эл5) из
металлической сетки, размером 18×18 см. Первые 8
перегородок имеют ячею 5×5 мм, вторые 7
перегородок -ячею 4×4 мм, третьи 5 перегородок -
ячею 3×3 мм, четвертые 3 перегородки - ячею
2×2 мм. Расстояние между перегородками 10 мм.
Причем соседние перегородки с одинаковой ячей
расположены друг против друга таким образом, что
по горизонтальной оси их ячеи взаимно
перекрываются в соотношении 0,5:0,5 площади
ячеи. По краям пакет фильтра механической
очистки окаймлен металлической рамкой. Пакет
плотно и неподвижно вставляется в свой отсек, для
чего в последнем имеются соответствующие пазы.
Подводящий патрубок у места присоединения к
отсеку с вставным фильтром несколько расширяется
на 1/3 диаметра, а на его внутренней поверхности в
этом месте спиралевидно приварена вертикальная
металлическая полоса для закручивания потока
газов и равномерной подачи на фильтр
механической очистки. При прохождении потока
выхлопных газов через сетчатый фильтр легкие
частицы сажи налипают на поверхность сквозных
перегородок. Далее выхлопные газы через
переходной отсек (ф1, эл6) попадают в отсек с
фильтром химической очистки с 4 вставными
пакетами из жесткой металлической сетки с ячеей
7×7 мм. 2 первых пакета (ф1, эл7) наполнены
формованным активированным углем с диаметром
круглых гранул 1,5×1,5 см (например типа Carbonut
VP для очистки различных газов и воздуха).
Активированный уголь хорошо адсорбирует
органические, высокомолекулярные вещества с
неполярной структурой. Для адсорбции
неорганических или нестабильных, полярных
токсичных веществ 2 последних пакета (ф1, эл8)
наполнены формованным импрегнированным
активированным углем с диаметром круглых гранул
также 1,5×1,5 см. Высота и ширина пакетов 18 см,
толщина 7,5 см. По краям пакеты фильтра
химической очистки окаймлены металлической
рамкой. Пакеты плотно и неподвижно вставляется в
каждый в свое место в отсеке химической очистки,
для чего в последнем имеются соответствующие
пазы. Для равномерной подачи потока выхлопных
газов из отсека механической очистки в отсек
химической очистки, на вогнутой стенке
переходного сектора имеется ряд вертикальных
планок (ф1, эл9). Их назначение - отбивать идущий
вдоль вогнутой стенки поток выхлопных газов
равномерно перераспределяя его на поверхность
фильтра. При прохождении выхлопных газов через
отсек химической импрегнированным углем.
По прохождении фильтров механический и
химической очистки, очищенные от сажи и
токсичных веществ выхлопные газы через
отводящий патрубок отходят в выброс выхлопной
трубы.
Наружный футляр устройства представляет
собой металлический ящик с двойными стенками
(ф1,2, эл10) между которыми расположен слой
термоизоляции устойчивой к высокой температуре.
На подводящем и отводящем патрубке также
предусмотрен наружный слой термоизоляции.
Футляр сверху закрывается такой же
термоизолированной крышкой (ф2, эл11), контура
ящика. Разделение секций внутри устройства
осуществляется перегородкой (ф1,2, эл14), которая

4. 28431
4
имеет по длине выемку (ф1,2, эл15), для валика (ф2,
эл,16) на нижней стороне крышки. Выемки на
крышке и перегородке выстланы эластично-упругим
термоустойчивым материалом, для плотного
прилегания крышки, во избежание утечки
выхлопных газов.
Крышка фиксируется зажимом верхних
накладных петель (ф2, эл17) с нижними накладными
петлями (ф1,2, эл18) посредством болта который
свободно проходит через верхнюю петлю и
закручиваются в резьбовое гнездо на нижней. На
верхней части болта имеются вертикальные V-
образные пластинки для удобства закручивания.
Верх крышки по диагоналям и наружному
периметру армирован металлическими ребрами
жесткости во избежание деформации при
закручивании. На верху крышки имеются гибкая
ручка. На термоизолированном днище (ф2, эл19)
имеется четыре плоские петли (ф2, эл20), которыми
устройство крепится ко дну багажного отсека.
При забивании сажей ячей сетчатых перегородок
фильтра механической очистки, двигатель
автомобиля не будет запускаться, что является
сигналом для замены съемных элементов - самого
фильтра и пакетов с активированным и
активированным импрегнированным углем. Снятый
фильтр механической очистки направляется на
промывку, а пакеты с активированным и
активированным импрегнированным углем на
регенерацию посредством десорбции, после чего
они могут вновь использоваться.
Предлагаемый тип устройства предназначен для
легковых автомобилей с багажным отсеком, однако
на его основе можно создать ряд модификаций для
грузовых автомобилей и автобусов.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство для очистки выхлопных газов
двигателя автомобиля включающее в себя, фильтр
механической очистки от сажи и фильтр
химической очистки от газообразных токсичных
веществ, отличающееся тем, что имеется съемный
быстрозаменяемый пакет фильтра механической
очистки от сажи, имеются адсорбирующие
регенерируемые пакеты с активированным и
импрегнированным углем в фильтре химической
очистки от газообразных токсичных веществ.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч