ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02M35/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания.

Наиболее близким к предложенному является воздухоочиститель для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с входным осевым и выходным радиальным патрубками, фильтрующий элемент, расположенный внутри корпуса, моноциклон, установленный на входном осевом патрубке, и ионизатор воздуха, выполненный в виде источника α -излучения и установленный на входном осевом патрубке, причем фильтрующий элемент выполнен в виде кассет, одна из которых, имеющая чашеобразную форму, установлена напротив выходного отверстия осевого патрубка и снабжена стержнями из электретов [1].

Однако при выполнении одной из кассет чашеобразной формы и снабжении ее стержнями из электретов возможен отрыв частиц пыли потоком воздуха при значительном заполнении межстержневого пространства. Кроме того нанесение электретов на поверхность пластмассовых нитей другой кассеты не гарантирует надежной очистки от загрязненных радионуклидами частиц пыли, что снижает эффективность очистки.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки.

Цель достигается тем, что воздухоочиститель дополнительно снабжен сферическим сетчатым и осадительным электродами, связанными через повышающий трансформатор и умножитель напряжения с одной из обмоток генератора, сферический сетчатый электрод размещен над стержнями электретов, а осадительный электрод - на дне корпуса и снабжен изолятором со стороны сферического сетчатого электрода.

По вариантам выполнения воздухоочистителя вторая кассета фильтрующего элемента может быть выполнена в виде набора пакетов из пластмассовых нитей, на поверхность которых нанесены электреты, при этом плотность нанесения электретов на нити выполнена увеличивающейся по ходу движения воздуха, фильтрующий элемент может быть снабжен третьей кассетой в виде набора пластмассовых усеченных пирамид, внутренний объем которых заполнен поляризованной тканью, уложенной "гармошкой" с продольными по ходу движения воздуха гофрами, основание кассеты чашеобразной формы может быть выполнено перфорированным, а на верхних основаниях усеченных пирамид могут быть расположены сетки.

На фиг. 1 изображен воздухоочиститель, поперечный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Воздухоочиститель для двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1 с входным осевым патрубком 2 и выходным радиальным патрубком 3, фильтрующий элемент 4, расположенный внутри корпуса 1, моноциклон 5, установленный на входном осевом патрубке 2, и ионизатор 6 воздуха, выполненный в виде источника α -излучения и установленный на входном осевом патрубке 2. Фильтрующий элемент 4 выполнен в виде трех кассет 7, 8 и 9, одна из которых, имеющая чашеобразную форму, установлена напротив выходного отверстия осевого патрубка 2 и снабжена стержнями 10, выполненными из электретов с разноименными зарядами, чередующимися в шахматном порядке и имеющими прямоугольную форму. Причем стержни 10 установлены на перфорированном основании. В нижней части корпуса 1 над стержнями 10, напротив выходного отверстия осевого патрубка 2 установлен сферический сетчатый электрод 11. Дно корпуса покрыто слоем изолятора 12 для предотвращения искрового пробоя между электродом 11 и дном корпуса 1 и выполняет роль осадительного электрода. Последние соединены через умножитель напряжения, состоящий из диодов 13 и конденсаторов 14, и повышающий трансформатор 15 с одной из обмоток генератора 16. Кассета 8 выполнена в виде набора пакетов из пластмассовых (например, капроновых) нитей, на поверхность которых нанесены электреты с разноименными зарядами, чередующимися по ходу движения потока воздуха. Плотность нанесения электретов на нити пакетов увеличивается по ходу движения воздуха к выходному патрубку 3. Кассета 9 (фиг.2,3) выполнена в виде набора пластмассовых усеченных пирамид 17, установленных в основание 18, внутренний объем которых заполнен поляризованной тканью 19, уложенной "гармошкой" с продольными по ходу движения воздуха гофрами. На верхних основаниях усеченных пирамид 17 расположены сетки 20 (фиг.3).

Моноциклон 5 (фиг.1) установлен на входном осевом патрубке 2 и состоит из завихрителя 21, колпака 22 с щелями 23 и сетки 24. Сферический сетчатый электрод 11 установлен на изоляторах 25.

Воздухоочиститель работает следующим образом.

Воздух поступает через сетку 24 (фиг.1) моноциклона 5 и, проходя между лопастями завихрителя 21, получает вращательное движение. Под действием центробежных сил крупные частицы пыли отбрасываются к стенкам колпака 22 и удаляются через щели 23.

Частицы пыли, прошедшие через моноциклон 5, вместе с потоком воздуха попадают в оcевой патрубок 2 и, проходя через ионизатор 6, ионизируются источником α -излучения. Заряженные таким образом частицы пыли, имеющие положительные и отрицательные заряды, проходя за счет энергии потока воздуха через сферический сетчатый электрод, попадают на кассету 7, захватываются электрическими полями электретных стержней 10 и осаждаются на их поверхности.

От одной из обмоток генератора 16 напряжение подается на первичную обмотку повышающего трансформатора 15, где повышается до 600-700 В. С вторичной обмотки трансформатора 15 напряжение поступает на умножитель напряжения, где повышается и подводится к сферическому сетчатому электроду 11 и дну корпуса 1.

По мере накопления частиц пыли на поверхности электретных стержней 10 электрические силы, удерживающие частицы на поверхности стержней, ослабевают и за счет потока воздуха сдуваются и захватываются электрическим полем между сферическим сетчатым электродом 11 и дном корпуса 1.

Частицы пыли проваливаются через отверстия в перфорированном основании первой кассеты и осаждаются на поверхности изолятора 12, где надежно удерживаются этими силами. Наличие положительного заряда на сферическом сетчатом электроде препятствует обратному проникновению заряженных частиц к кассете 8.

Далее воздушный поток резко меняет направление и часть пыли захватывается электрическими полями электретных нитей пакетов. Окончательная очистка воздуха от особо мелкой пыли, в том числе загрязненной радионуклидами, происходит в кассете 9, где за счет действия электрических сил поляризованной ткани мелкие частицы пыли осаждаются на ее поверхности. Укладка поляризованной ткани в виде "гармошки" с продольными по ходу движения воздуха гофрами увеличивает пылеемкость третьей ступени очистки и не приводит к увеличению аэродинамического сопротивления фильтра.

Предлагаемая конструкция воздухоочистителя может быть использована на двигателях внутреннего сгорания, работающих в загрязненной радионуклидами зоне для их эффективной утилизации на поверхностях электретных нитей и поляризованных тканей.

Использование: двигателестроение, очистка воздуха в двигателях внутреннего сгорания. Сущность изобретения: воздухоочиститель содержит корпус 1 с входным осевым патрубком 2 и выходным радиальным патрубком 3, фильтрующий элемент 4, моноциклон 5, ионизатор воздуха 6. Фильтрующий элемент 4 выполнен в виде трех кассет 7, 8 и 9. Кассета 7 имеет чашеобразную форму и снабжена стержнями 10, выполненными из электретов и установленными на перфорированном основании. Кассета 8 выполнена в виде пакетов из пластмассовых нитей, на поверхность которых нанесены электреты с разноименными зарядами, чередующимися по ходу движения воздуха. Кассета 9 выполнена в виде набора пластмассовых усеченных пирамид, внутренний объем которых заполнен поляризованной тканью, уложенной "гармошкой" с продольными по ходу движения воздуха гофрами. Воздухоочиститель снабжен сферическим сетчатым электродом 11. Дно корпуса 1 выполняет роль осадительного электрода и покрыто слоем изолятора 12. Электроды связаны через повышающий трансформатор 5 и умножитель напряжения с одной из обмоток генератора 16. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с входным осевым и выходным радиальным патрубками, фильтрующий элемент, расположенный внутри корпуса, моноциклон, установленный на входном осевом патрубке, и ионизатор воздуха, выполненный в виде источника α -излучения и установленный во входном осевом патрубке, причем фильтрующий элемент выполнен в виде кассет, одна из которых, имеющая чашеобразную форму, установлена напротив выходного отверстия осевого патрубка и снабжена стержнями из электретов, отличающийся тем, что он снабжен сферическим сетчатым и осадительным электродами, связанными через повышающий трансформатор и умножитель напряжения с одной из обмоток генератора, сферический сетчатый электрод размещен над стержнями электретов, а осадительный электрод - на дне корпуса и снабжен изолятором со стороны сферического сетчатого электрода. 2. Воздухоочиститель по п. 1, отличающийся тем, что вторая кассета фильтрующего элемента выполнена в виде набора пакетов из пластмассовых нитей, на поверхность которых нанесены электреты, при этом плотность нанесения электретов на нити выполнена увеличивающейся по ходу движения воздуха. 3. Воздухоочиститель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что фильтрующий элемент снабжен третьей кассетой в виде набора пластмассовых усеченных пирамид, внутренний объем которых заполнен поляризованной тканью, уложенной "гармошкой" с продольными по ходу движения воздуха гофрами. 4. Воздухоочиститель по пп.1 - 3, отличающийся тем, что основание кассеты чашеобразной формы выполнено перфорированным. 5. Воздухоочиститель по пп.1-4, отличающийся тем, что на верхних основаниях усеченных пирамид расположены сетки.