ES2257345T3 - Aparato para tratar gas de escape. - Google Patents

Aparato para tratar gas de escape.

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ES2257345T3 ES00985467T ES00985467T ES2257345T3 ES 2257345 T3 ES2257345 T3 ES 2257345T3 ES 00985467 T ES00985467 T ES 00985467T ES 00985467 T ES00985467 T ES 00985467T ES 2257345 T3 ES2257345 T3 ES 2257345T3
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Abstract

Sistema modular para tratar los gases de escape de un motor de combustión interna, comprendiendo dicho sistema una serie de compartimentos que incluyen, cada uno, un elemento de cuerpo de alojamiento hueco (1) en el que se va realizar uno o más tratamientos en un chorro de gas que lo atraviesa, teniendo al menos dos compartimentos adyacentes elementos de cuerpos de alojamiento que incluyen collarines radiales circunferencialmente opuestos (7) que se dirigen hacia el exterior en los extremos adyacentes de los mismos o al lado para que los compartimentos puedan asegurarse entre si, y presentando los collarines radiales (7) una cara anular que se dirige axialmente hacia el cuerpo de alojamiento (1) del compartimiento, cara que se inclina axialmente alejándose del elemento de cuerpo de alojamiento (1), caracterizado porque una parte extrema de al menos un extremo del elemento de cuerpo de alojamiento (1) se ha plegado radialmente hacia el interior para formar un reborde anular (8) que se dirigehacia el interior, y después hacia el exterior para formar un collarín (7) que se dirige radialmente hacia el exterior integrado en el reborde interno (8), de manera que el collarín radial (7) está sustancialmente rebajado por todo el interior de las dimensiones radiales de la parte adyacente del elemento de alojamiento (1).

Description

Aparato para tratar gas de escape.
Campo y antecedentes de la invención
La presente invención se refiere a un aparato, en particular a una cámara de tratamiento de gases para tratar los gases de escape de un motor de combustión interna para automóviles y otras aplicaciones.
Los gases de escape de un motor diesel contienen varios gases nocivos, por ejemplo óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre y óxidos de carbono, además de hidrocarburos incombustos, carbono y otras partículas. La cantidad de óxidos de azufre en los gases de escape depende primeramente del azufre que hay en el combustible y se controla mediante la calidad del crudo inicial y de las técnicas de refinado utilizadas para preparar el combustible. Sin embargo, los otros materiales pueden tratarse para hacer que sean menos nocivos.
Es por tanto una practica común hacer que los gases de escape pasen a través de una o más cámaras de tratamiento que contienen un catalizador en el que los óxidos de nitrógeno más bajos se transforman en NO_{2}. Los compuestos de partículas se eliminan de la corriente de gas de escape con la ayuda de una gasa metálica o malla metálica o un filtro cerámico. El NO_{2} y el oxígeno que hay en la corriente de gas reaccionan con los compuestos de partículas de carbono que están atrapados en el filtro para formar dióxido de carbono que se descarga después con los otros gases de escape.
Si se desea, los gases filtrados se pueden someter a una reducción de los óxidos de nitrógeno restantes a nitrógeno inyectando urea en la corriente gaseosa después de que sale del filtro aunque antes de que salga del conjunto silenciador. La corriente gaseosa tratada pasa después por un catalizador de oxidación para transformar el amoniaco residual de urea en nitrógeno y agua, que son emisiones de escape aceptables. El resultado final es una reducción típica de más del 90% de los componentes nocivos de los gases de escape.
Tales cámaras de tratamiento se construyen siguiendo una base modular como una serie de unidades normalmente cilíndricas, que contiene cada una uno de los elementos operativos deseados. Normalmente, cada módulo comprende el elemento operativo como un cuerpo cilíndrico rodeado por un manguito amortiguador de material cerámico, situado mediante nervios o collarines anulares circunferenciales internos dentro de un manguito de metal, normalmente de acero inoxidable. De este modo, un módulo contiene el catalizador incluido en una cerámica foraminosa u otro soporte o como una tela metálica que atraviesan los gases de escape. Un segundo módulo contiene el filtro poroso fundido o de frita de cerámica que atrapa el material en partículas y en el cual esas partículas se queman en presencia del NO_{2} que se ha formado dentro del módulo catalizador. Se pueden utilizar otros módulos para otros tratamientos, por ejemplo la inyección de urea; y además, los módulos también sirven para atenuar el ruido que emite el motor que acciona los módulos.
El uso de una construcción modular, además de permitir al diseñador una gran flexibilidad a la hora de diseñar las cámaras de tratamiento para conseguir un tratamiento óptimo de los gases de escape, permite al operador retirar uno o más de los módulos para llevar a cabo servicios de limpieza, reparación o repuesto. Por ejemplo, se ha descubierto que el funcionamiento del módulo de filtrado se puede prolongar si el módulo se retira y se invierte.
Tales módulos se aseguran preferiblemente entre sí como una serie axial de componentes con la ayuda de mecanismos de unión liberables en los que se aseguran unos collarines que se extienden radialmente hacia el exterior en extremos opuestos de módulos adyacentes junto con una junta de estanqueidad compresible que forma un cierre hermético al gas entre las caras opuestas de los collarines. Los collarines se aseguran entre sí con cualquier medio adecuado. Por ejemplo, se pueden atornillar entre si con una serie circunferencial de tornillos. Sin embargo, esto resulta incómodo y el método que se acepta para asegurar los collarines entre sí, haciendo al mismo tiempo que resulte fácil deshacer la unión, consiste en formar los collarines como rebordes opuestos que se dirigen radialmente hacia el exterior y que están axialmente inclinados, y en aplicar una correa en V con una abrazadera que actúa circunferencialmente en los rebordes de dos módulos adyacentes. Al tensar las abrazaderas, las correas se contraen radialmente por la inclinación de los rebordes y por tanto unen los módulos entre sí y aseguran los rebordes axialmente en una junta de estanqueidad que está entre ambos para formar una junta impermeable al gas entre los módulos. Los solicitantes comercializan silenciadores que incorporan cámaras de tratamiento con este tipo de construcción modular con la marca registrada Greencat.
Por razones de conveniencia, a partir de ahora el término silenciador se usa para indicar en general cámaras para tratar gases de escape con el fin de eliminar materiales nocivos de la corriente gaseosa y que por su diseño o por coincidencia atenúan el ruido procedente de un motor de combustión interna.
Sin embargo, se han encontrado problemas en algunas aplicaciones ya que los collarines radiales y la fijación, aumentan efectivamente las dimensiones del silenciador y pueden restringir por tanto los emplazamientos en los que se puede montar el silenciador dentro de un vehículo. Hasta la fecha, no se ha encontrado ninguna respuesta satisfactoria a este problema de mantener la construcción modular del silenciador y la facilidad para desmontar las juntas del silenciador, que es una característica importante del silenciador.
Ahora hemos inventado una forma de junta que elimina el problema anterior.
Breve descripción de la invención
Por tanto, la presente invención proporciona un sistema modular para tratar los gases de escape de un motor de combustión interna, comprendiendo dicho sistema una serie de compartimentos que incluye cada uno un elemento de cuerpo de alojamiento hueco en el que se va realizar uno o más tratamientos en un chorro de gas que lo atraviesa, teniendo al menos dos compartimentos adyacentes elementos de cuerpos de alojamiento que incluyen collarines radiales circunferencialmente opuestos que se dirigen hacia el exterior en o al lado de los extremos adyacentes de los mismos para que los compartimentos puedan asegurarse entre si, y presentando los collarines radiales una cara anular que se dirige axialmente hacia el cuerpo de alojamiento del compartimiento, en donde dicha cara se inclina axialmente alejándose del elemento de cuerpo de alojamiento, caracterizado porque una parte extrema de al menos un extremo del elemento de cuerpo de alojamiento se ha plegado radialmente hacia el interior para formar un reborde anular que se dirige hacia el interior, y después hacia el exterior para formar un collarín que se dirige radialmente hacia el exterior integrado en el reborde interno, de manera que el collarín radial está sustancialmente rebajado por todo el interior de las dimensiones radiales de la parte adyacente del elemento de alojamiento.
La invención también proporciona un motor de combustión interna provisto de tal sistema y un compartimento adecuado para usar en tal sistema.
La invención también proporciona un método para fabricar el collarín radial en un elemento de cuerpo de alojamiento del compartimento descrito, caracterizado porque comprende plegar hacia el interior como mínimo una de las partes extremas del elemento de cuerpo de alojamiento aplicando una presión que se dirige radialmente hacia el interior en la pared del elemento de cuerpo de alojamiento en un determinado número de puntos que rodean circunferencialmente la parte extrema del elemento de cuerpo de alojamiento.
De manera preferible, los collarines se integran en el elemento de cuerpo de alojamiento plegando el material de pared de la parte extrema del elemento de cuerpo primero radialmente hacia el interior para formar un collarín anular que se dirige hacia el interior y después hacia el exterior para formar el collarín que se dirige radialmente hacia el exterior. De manera preferible, tales collarines se forman en cada extremo del elemento de cuerpo de alojamiento con lo cual cada compartimento del silenciador se puede asegurar en uno o varios compartimentos adyacentes usando el sistema de unión de la invención.
Al formarse los collarines radiales rebajados por el interior de las dimensiones radiales de los elementos de cuerpo de alojamiento, las juntas que aseguran los compartimentos entre si no sobresalen sustancialmente de manera radial, evitando así el problema de los actuales sistemas de unión de silenciador. Sin embargo, la junta mantiene la facilidad de desmontaje que ofrece el uso de la correa circunferencial en V y las abrazaderas en V. La forma preferida de la construcción del collarín ofrece la ventaja sorprendente y adicional de que el primer collarín que se dirige radialmente hacia el interior proporcionar un tope para limitar el movimiento axial de los elementos de tratamiento por el interior del cuerpo del silenciador, sustituyendo los collarines internos anulares adicionales que estaban soldados en el interior del elemento de alojamiento usados hasta ahora para proporcionar este tope interno.
Por razones de conveniencia, a partir de ahora la invención se describe refiriéndonos a un elemento de cuerpo de alojamiento normalmente cilíndrico hecho con acero inoxidable y que tiene los collarines de la invención formados en cada extremo del mismo. Normalmente, tales alojamientos contienen un núcleo central cilíndrico del elemento de tratamiento adecuado al tratamiento a realizar en ese módulo del silenciador. De este modo, el alojamiento normalmente contiene un núcleo central cilíndrico de un portador de cerámica que contiene el catalizador revestido por inmersión o depositado en fase de vapor dentro de los conductos del mismo; o un núcleo central filtrante con una pluralidad de superficies internas axiales cerradas en extremos alternos para proporcionar así una vía tortuosa para gas a través del filtro. Tales núcleos centrales, su diseño y fabricación pueden ser convencionales. Los núcleos centrales están normalmente rodeados por un material amortiguador de cerámica, por ejemplo el que se vende con la marca registrada Interam. El elemento de alojamiento se hace normalmente comprimiendo un cilindro partido hecho con una banda de acero inoxidable alrededor de un manguito del material amortiguador que encierra el elemento de tratamiento para formar el alojamiento cilíndrico alrededor de los componentes internos, y asegurando entre sí los bordes de unión a tope de la banda. Tales técnicas se pueden realizar usando cualquier tecnología adecuada y producir un elemento de cuerpo de alojamiento que contenga un elemento de tratamiento asegurado radialmente dentro del alojamiento tubular. Los elementos de tratamiento se pueden asegurar para hacer frente al movimiento axial dentro del alojamiento proporcionando uno o más collarines o nervios que se dirigen hacia el interior contra las partes extremas de los elementos de tratamiento. Sin embargo, como ya se ha indicado, la formación de los collarines rebajados de la presente invención forma un primer collarín que se dirige radialmente hacia el interior y el cual puede servir como el tope que impide el movimiento axial del elemento de tratamiento dentro del alojamiento.
Por razones de conveniencia, a partir de ahora la invención se describe refiriéndonos a un módulo que comprende un elemento de cuerpo de alojamiento tubular de acero inoxidable normalmente cilíndrico formado alrededor de un elemento de tratamiento cilíndrico y una o varias interfaces de un material amortiguador de cerámica entre el alojamiento tubular y el elemento de tratamiento, estando las caras extremas transversales axialmente expuestas o una parte de las mismas acopladas a tope con el collarín que se dirige radialmente hacia el interior de la junta rebajada de la invención en cada extremo del elemento de alojamiento tubular. Si se desea, se puede incorporar una junta de estanqueidad anular de malla de metal o de otro material termoestable deformable como interfaz compresible entre la cara extrema axialmente expuesta del elemento de tratamiento y el collarín opuesto que está en el elemento de alojamiento tubular.
La junta rebajada comprende dos componentes, una parte proximal que se dirige radialmente hacia el interior y una parte distal inclinada que se dirige radialmente hacia el exterior donde se coloca la correa en V. La extensión radial de las dos partes no tiene que ser la misma y la parte proximal puede extenderse radialmente más que la parte distal con lo cual la periferia circunferencial de la parte distal se introduce en las dimensiones radiales del elemento de alojamiento. Sin embargo, cuanto más profunda se inserte la periferia dentro del alojamiento, más difícil será para el operador aplicar una llave inglesa, una llave Allen u otra herramienta en las abrazaderas para asegurar la correa en V en su sitio. Por tanto, se prefiere que la parte proximal se extienda sustancialmente la misma distancia o hasta un 10% más que la extensión radial de la parte distal.
La parte proximal se forma de manera ventajosa aplicando una presión que se dirige radialmente hacia el interior en la parte extrema del elemento de alojamiento tubular para plegar así la pared del alojamiento hacia el interior. De manera preferible, la presión se aplica sobre una pluralidad de puntos alrededor de la circunferencia del alojamiento tubular mediante una pluralidad de elementos formadores que se empujan radialmente hacia el interior con uno o más émbolos hidráulicos o equivalentes. En especial, se prefiere sostener el alojamiento tubular que incluye el elemento o elementos de tratamiento sobre una placa de base con lo cual el borde expuesto del alojamiento tubular adopta una relación conocida con una serie de elementos empujadores que actúan radialmente que se encuentran en el elemento de base. También puede ser deseable hacer girar el alojamiento tubular alrededor de su eje longitudinal para que se produzca una deformación radial por enrollamiento del extremo del elemento tubular. De manera sorprendente, hemos descubierto que tal técnica para formar el pliegue hacia el interior proximal en el extremo del alojamiento tubular permite formar la parte proximal con un alto grado de precisión axial al colocar el pliegue hacia dentro o reborde en el que se va a acoplar el alojamiento tubular. Si se desea, la pared del elemento de alojamiento tubular se puede rayar o cortar circunferencialmente para ayudar a formar una curva pronunciada en la pared del elemento. Sin embargo, hemos descubierto que esto no es normalmente necesario.
El grado del ángulo del pliegue hacia el interior conseguido, en correspondencia con el eje longitudinal del elemento tubular, es de aproximadamente 90º con lo cual la parte proximal forma un reborde radial en el que se acopla la parte extrema expuesta del elemento de tratamiento. Sin embargo, si se desea, el pliegue hacia el interior puede sobrepasar los 90º con lo cual la parte plegada hacia el interior del elemento tubular se acopla y comprime una malla anular u otra junta de estanqueidad contra la parte extrema expuesta del elemento de tratamiento para fijar el elemento de tratamiento axialmente dentro de la superficie interna del elemento de cuerpo tubular. De manera alternativa, el pliegue hacia el interior de la parte proximal del elemento tubular puede medir entre 30 y 90º, preferiblemente entre 60 y 90º.
La extensión y la forma del pliegue hacia el interior de la parte proximal del elemento tubular vienen determinadas primeramente por el ángulo y la forma de la cara de la herramienta prensadora que se aplica sobre el elemento tubular. Normalmente, la herramienta prensadora comprime una parte radialmente interna para sostener la superficie interna de la pared del elemento tubular y una parte externa correspondiente, que se comprime radialmente hacia el interior contra la pared del elemento tubular.
El collarín de la junta de la invención se forma plegando radialmente hacia el exterior la parte distal del elemento tubular, es decir la parte adyacente al extremo axial expuesto del elemento tubular. Este pliegue hacia el exterior puede venir directamente después del pliegue hacia el interior de la parte proximal. Sin embargo, normalmente es preferible formar una parte intermedia con forma más o menos cilíndrica entre la parte distal y la proximal. Esta parte intermedia es una parte que tiene un diámetro sustancialmente uniforme, menor que el diámetro completo del alojamiento tubular. Sirve para proporcionar un espacio axial entre el collarín que se dirige radialmente hacia el exterior de la parte distal y el resto del elemento tubular. La dimensión radial y axial óptimas para esta parte intermedia puede determinarse fácilmente mediante pruebas de tanteo.
El collarín radial de la junta de la invención se proporciona plegando hacia el exterior la parte distal del elemento tubular. El pliegue hacia el exterior se realiza normalmente para formar un collarín que se inclina entre 45 y 85º, preferiblemente entre 60 y 80º, con respecto al eje longitudinal del elemento tubular con lo cual el collarín se inclina alejándose del resto del elemento tubular para proporcionar la cara inclinada en la que se acopla la correa circunferencial. Si se desea, el collarín se puede formar con una muesca circunferencial de guía, nervio o escalón en el que se acopla una parte correspondiente de la correa para inmovilizar la correa sobre el collarín una vez que se ha tensado de manera suficiente.
El pliegue hacia el exterior de la parte distal del cuerpo tubular se puede realizar en una operación diferente a la del pliegue hacia el interior de la parte proximal usando cualquier técnica adecuada. Sin embargo, se prefiere realizar el pliegue hacia el exterior en la misma operación que el pliegue hacia el interior de la parte proximal. Esto se puede hacer fácilmente usando bloques de soporte y de empuje que tengan una forma adecuada en el método preferido que se ha descrito para formar el pliegue hacia el interior.
El pliegue hacia el exterior de la parte distal del elemento tubular puede no formar un collarín completamente plano en donde el collarín se inclina ligeramente de manera axial alejándose del resto del elemento tubular. En algunas formas de junta, esta inclinación de la superficie del collarín puede usarse para proporcionar una carga anular concentrada durante la sujeción entre sí de dos collarines opuestos, ayudando esto a la formación de una junta impermeable al gas entre las caras de los collarines.
En uso, el silenciador se construye colocando los módulos deseados unidos por sus extremos para formar la configuración de silenciador deseada. No todos los módulos tienen que tener la misma longitud axial y se puede usar más de un módulo que lleve a cabo el mismo tratamiento de la corriente de gas que lo atraviese. Los módulos se aseguran después entre sí ajustando una correa que tiene una sección en V sobre la corona circunferencial de las periferias de dos collarines adyacentes. La correa es normalmente una correa de acero inoxidable que se ha plegado axialmente para formar un canal en V y que está provista de unas abrazaderas extremas que se pueden acoplar y después tensar. Tales correas y abrazaderas pueden ser las que se usan normalmente en tales juntas. Si se desea, las abrazaderas se pueden hacer con un metal o con una aleación que dilate por separado la correa y el elemento tubular de manera que la abrazadera permanezca tensa durante el calentamiento del silenciador y la correa durante el uso, en particular a temperaturas que sobrepasen los 250ºC, normalmente por encima de entre 300ºC y 600ºC, de las aplicaciones de la invención.
Como ya se ha descrito, el sistema de unión de la invención permite la producción de un silenciador en el que las juntas no sobresalen radialmente sobrepasando la envuelta del elemento tubular. Como la parte proximal de la junta forma un reborde integral que se dirige hacia el interior para hacer que los elementos de tratamiento hagan frente al movimiento axial, no es necesario proporcionar collarines anulares separados y similares dentro del elemento tubular.
La invención se ha descrito con referencia al uso de collarines y abrazaderas en V que consiguen un grado de fijación axial de los módulos a medida que la abrazadera se contrae radialmente. Sin embargo, se entiende que bien el collarín o bien la superficie interna de la abrazadera puede extenderse de manera sustancial y verdaderamente radial y que el otro forma ángulo con el anterior para proporcionar una inclinación relativa entre las caras opuestas. El collarín puede formar un ángulo de 90º con respecto al eje longitudinal del módulo y la forma interna de la correa de fijación en V puede proporcionar la inclinación necesaria para conseguir fijación axial entre dos módulos opuestos.
La invención se ha descrito refiriéndonos a un silenciador para usar en un motor diesel. Sin embargo, esta invención se puede aplicar en otras formas de motor, por ejemplo en un motor con encendido por chispa, y el motor puede ser un motor fijo, por ejemplo en un generador de electricidad o una unidad de compresión de fluido hidráulica, o puede ser un motor marino. La invención también se puede aplicar donde se desee para formar una unidad modular para tratar una corriente gaseosa, por ejemplo en el tratamiento de gases de escape procedentes de un horno de combustión de carbón o de las emisiones de un motor accionado por LPG (gas de petróleo licuado).
Breve descripción de los dibujos
A continuación se describe una forma preferida de la junta de la invención a modo de ilustración con respecto a un silenciador que se muestra en los dibujos que se adjuntan, en los que:
La figura 1 es una sección axial a través del silenciador.
La figura 2 muestra una forma alternativa de la junta para usar en el silenciador de la figura 1.
La figura 3 es una representación en forma de diagrama de una máquina para formar las juntas de la invención.
Descripción de la realización preferida
El silenciador comprende dos o más módulos, incluyendo cada uno un elemento de cuerpo de alojamiento tubular 1, que contiene un elemento de tratamiento sustancialmente cilíndrico 2 rodeado por un manguito amortiguador 3 de cerámica vendido con la marca registrada Interam.
Por ejemplo, en un elemento de cuerpo de alojamiento tubular está colocado un núcleo central foraminoso de frita de cerámica que incluye un catalizador de Rodio/Platino depositado sobre las superficies expuestas que están dentro del núcleo central; en otro elemento de cuerpo de alojamiento tubular está colocado un filtro de cerámica fundida o extrudida que tiene una pluralidad de conductos axiales en su interior que se abren de manera alternativa hacia cada extremo del elemento y se forman a partir de una cerámica porosa de manera que la vía de circulación para gas que atraviesa el filtro es tortuosa.
Cada extremo del elemento tubular 1 está formado por una parte plegada hacia el interior 5, una parte axial intermedia 6 y un collarín inclinado 7 plegado hacia el exterior. Según se muestra en la figura 1, la parte 5 se puede plegar hacia el interior un ángulo de 90º o más para formar un reborde anular 8 dentro del elemento tubular que se acopla con una junta obturadora anular 9 y se aplica sobre el extremo del elemento de tratamiento 10 que está en el elemento tubular para retener el elemento 10 contra el movimiento axial en el interior del elemento tubular. De manera alternativa, como se muestra en la figura 2, la parte 5 se puede plegar hacia el interior menos de 90º, y en ese caso puede que sea necesario proporcionar collarines anulares internos separados 11 dentro del elemento tubular para retener los elementos 10.
Los módulos del silenciador se aseguran juntos aplicando una correa 20, que tiene una sección interna en V, alrededor y sobre la corona de los collarines opuestos 7, que tiene una junta obturadora anular 21 entre las caras opuestas de los collarines. Debido al ángulo interno de corte en V de la correa y al ángulo de inclinación del collarín 7, cuando se tensa la correa 20 con unas abrazaderas que actúan circunferencialmente (no se muestran), las correas 20 se tensan radialmente sobre los collarines 7 y los arrastran juntos axialmente sobre la junta obturadora 21 para formar una junta hermética al gas entre los módulos.
Según se muestra en la figura 3, el pliegue hacia el interior y el pliegue hacia el exterior de las partes 5 y 7 de las juntas se pueden realizar fácilmente con un grado de exactitud sorprendente elevando el elemento tubular 1 derecho con un extremo sobre una mesa de base 30. La mesa está provista de una pluralidad, por ejemplo entre 12 y 15, de émbolos hidráulicos 31 que actúan radialmente, colocados simétricamente alrededor de la circunferencia del elemento 1. Cada émbolo incluye un elemento extremo conformador 32 que corresponde a la forma radialmente externa deseada de la junta. Dentro del elemento tubular 1 está colocada una serie correspondiente de elementos de soporte 33 contra los que los elementos conformadores 32 presionan el material del elemento tubular 1 para obtener la forma deseada de la junta. Si se desea, la acción de los elementos conformadores 32 se puede realizar en dos fases para formar primero la parte plegada hacia el interior 5 y la parte intermedia 6 y después para formar el collarín plegado hacia el exterior 7. Los elementos de soporte 33 también pueden retirarse radialmente hacia el interior para poder sacar fácilmente de la máquina el extremo conformado del elemento tubular 1. Dicha máquina se puede adaptar fácilmente para fabricar una selección de juntas en elementos tubulares de diferente diámetro simplemente cambiando los elementos conformadores y de soporte 32 y 33.
Aunque la invención se ha descrito con referencia a un elemento de cuerpo sustancialmente circular en sección, se entiende que se pueden usar otras formas de sección, por ejemplo elíptica y ovalada, donde el material de la correa 21 es suficientemente flexible para adaptarse a la forma del elemento de cuerpo con el fin de obtener un cierre hermético al gas entre los collarines opuestos de elementos de cuerpo adyacentes.

Claims (10)

1. Sistema modular para tratar los gases de escape de un motor de combustión interna, comprendiendo dicho sistema una serie de compartimentos que incluyen, cada uno, un elemento de cuerpo de alojamiento hueco (1) en el que se va realizar uno o más tratamientos en un chorro de gas que lo atraviesa, teniendo al menos dos compartimentos adyacentes elementos de cuerpos de alojamiento que incluyen collarines radiales circunferencialmente opuestos (7) que se dirigen hacia el exterior en los extremos adyacentes de los mismos o al lado para que los compartimentos puedan asegurarse entre si, y presentando los collarines radiales (7) una cara anular que se dirige axialmente hacia el cuerpo de alojamiento (1) del compartimiento, cara que se inclina axialmente alejándose del elemento de cuerpo de alojamiento (1), caracterizado porque una parte extrema de al menos un extremo del elemento de cuerpo de alojamiento (1) se ha plegado radialmente hacia el interior para formar un reborde anular (8) que se dirige hacia el interior, y después hacia el exterior para formar un collarín (7) que se dirige radialmente hacia el exterior integrado en el reborde interno (8), de manera que el collarín radial (7) está sustancialmente rebajado por todo el interior de las dimensiones radiales de la parte adyacente del elemento de alojamiento (1).
2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de cuerpo de alojamiento (1) contiene un elemento de tratamiento (2) para someter un gas que atraviesa el elemento a un tratamiento y porque el movimiento axial del elemento de tratamiento (2) en el elemento de cuerpo de alojamiento (1) se impide mediante la cooperación con el reborde que se dirige hacia el interior (8) del elemento de cuerpo de alojamiento (1).
3. Sistema según la reivindicación 2, caracterizado porque el pliegue hacia el interior de la parte extrema del elemento de cuerpo de alojamiento (1) para formar el reborde que se dirige hacia el interior (8) forma un ángulo de 90º o más, con lo cual el reborde interno (8) se aplica sobre la cara extrema expuesta transversal del elemento de tratamiento (2).
4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el collarín radial (7) se pliega hacia el exterior un ángulo comprendido entre 45º y 85º con relación al eje longitudinal del elemento de cuerpo de alojamiento (1).
5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los compartimentos se fijan a la vez en una disposición axial de extremo a extremo mediante elementos de apriete circunferenciales (20) que se acoplan con los collarines radiales (7) de los elementos de cuerpo de alojamiento de dos compartimentos adyacentes.
6. Sistema según la reivindicación 5, caracterizado porque los elementos de apriete (20) están provistos de un canal de sección en V que se dirige hacia el interior y se coloca sobre los labios radialmente externos de dos collarines radiales (7) y se contrae radialmente al tensar el elemento de apriete (20) circunferencialmente.
7. Motor de combustión interna provisto de un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores para tratar los gases de escape del motor.
8. Compartimiento para usar en un sistema modular según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, incluyendo el compartimiento un elemento de cuerpo de alojamiento (1) que tiene un collarín radial circunferencial (7) que se dirige hacia el exterior, en o cerca de un extremo del mismo, y presentando los collarines radiales (7) una cara anular que se dirige axialmente hacia el cuerpo de alojamiento (1) del compartimiento, cara que se inclina axialmente alejándose del elemento de cuerpo de alojamiento (1), caracterizado porque el collarín radial (7) está sustancialmente rebajado por todo el interior de las dimensiones radiales de la parte adyacente del elemento de alojamiento (1).
9. Método para fabricar el collarín radial en un elemento de cuerpo de alojamiento de un compartimento según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende plegar hacia el interior como mínimo una de las partes extremas del elemento de cuerpo de alojamiento aplicando una presión que se dirige radialmente hacia el interior en la pared del elemento de cuerpo de alojamiento (1) en un determinado número de puntos que rodean circunferencialmente la parte extrema del elemento de cuerpo de alojamiento.
10. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque la presión se aplica con una pluralidad de elementos formadores (32) que se empujan radialmente hacia el interior con uno o más émbolos hidráulicos (31).
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2381219B (en) 2001-10-25 2004-04-14 Eminox Ltd Gas treatment apparatus
US6736871B1 (en) * 2002-12-09 2004-05-18 Visteon Global Technologies, Inc. Integrated filter screen and hydrocarbon adsorber
DE10305057A1 (de) 2003-02-07 2004-08-19 Daimlerchrysler Ag Abgasnachbehandlungssystem und Nutzfahrzeug mit Abgasnachbehandlungssystem
US7146806B2 (en) 2004-07-07 2006-12-12 Homelite Technologies, Ltd. Internal combustion engine cylinder and muffler assembly with catalytic converter
EP1799980A1 (en) * 2004-09-08 2007-06-27 Donaldson Company, Inc. Construction for an engine exhaust system component
WO2006029199A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-16 Donaldson Company, Inc. Joint for an engine exhaust system component
EP1686247B1 (de) 2004-12-14 2008-01-16 BorgWarner Inc. Turbolader-Katalysator-Anordnung
DE102005025045A1 (de) 2005-05-30 2006-12-14 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgasanlage

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5887750A (en) * 1994-03-07 1999-03-30 James L. Popp Commodity container
JPH0953772A (ja) * 1995-08-12 1997-02-25 Shizusei Kogyo Kk ステンレス鋼管の接続構造及び接続端部の成形装置
DE19728655A1 (de) * 1997-07-04 1999-02-04 Meinig Metu System Stossverbindung an Luftkanalrohren

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