ИСПАРИТЕЛЬ-УВЛАЖНИТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК F02M17/28 

Изобретение относится к устройствам испарения-увлажнения, условия реализации которых определяются поставленными задачами применения, например увлажнение воздуха, получение горючей смеси для двигателя внутреннего сгорания.

Из описания изобретения СССР N 1571368, кл.F 24 F 6/02, опубликованного в 1990 г. известен увлажнитель воздуха. В этом устройстве посредством канала-трубки подпита жидкостью капиллярно-пористый материал, с поверхности которого испаряется жидкость. Описанное устройство не имеет технического решения широкой регулировки интенсивности испарения.

Известны устройства для распыления и испарения жидкости, например карбюраторы для двигателя внутреннего сгорания. Основным недостатком карбюраторов при приготовлении горючей смеси является неполное испарение горючего, что отрицательно влияет на работу двигателя.

Из описания патента СССР N 362544, кл.F 02 M 17/28, опубликованного в 1972 г. известен карбюратор для двигателя внутреннего сгорания. В этом устройстве канал воздуховода перекрыт пористым элементом с подпиткой его жидким горючим, а сечение канала дополнительно перекрыто подвижной заслонкой по ходу воздушного потока за пористым элементом. Такое техническое решение создает препятствие потоку воздуха, идущему в цилиндры двигателя, и неполностью испаряет жидкость, особенно при запуске и при переходных режимах работы двигателя.

Из описания патента США N 3734474, кл. F 02 M17/28, опубликованного в 1973 г. известен карбюратор для двигателя внутреннего сгорания. В этом карбюраторе на пути воздуховода установлен контейнер 4, внутри которого рядами размещены колонки 7 микропористого тела. Между колонками установлены металлические стойки 6, а между колонками и стойками имеются проходы 5 для потока воздуха. Количество проходов воздушного потока регулируется посредством перемещения подпружиненных затворов 20 и 20 (заслонок). При открытом затворе в результате разряжения в канале воздуховода 21 горючее из емкости 8, бака 2 и верхней емкости бака поступает в канал 22. На фиг.1 каналы с топливом, идущие из верхней емкости в канал 22, изображены пунктирно на разрезе контейнера 4. При движении воздуха в канале 22 капельки горючего, двигаясь с потоком, сталкиваются с колонками 7 и стойками 6, разбиваются на мелкие части, частично испаряются, а частично впитываются в микропористую поверхность колонки, впоследствии испаряются от потока воздуха. Между колонками 7 и стойками 6 имеются свободные проходы 5, где мелкие капельки топлива могут свободно пролетать, не разбиваясь и не испаряясь. Поэтому полного испарения не происходит, горючая смесь получается неоднородной, что отрицательно отражается на работе двигателя, ведет к перерасходу топлива. В описании патента США нет решения подачи топлива по каналу в закрытую емкость из пористого элемента, а также нет решения плавного регулирования подачи топлива в поток воздуха. В описании патента США, как в предыдущих описанных аналогах, в канале горючей смеси создается разряженный участок посредством действия затвора 20 и 20 (заслонок), что отрицательно влияет на работу двигателя: цилиндры заполняются разряженным воздухом (горючей смесью), понижается степень сжатия, ниже температура сжатой среды в цилиндре, ухудшается воспламенение горючего, мощность снижается, плохо заводится, медленно набирает обороты, особенно холод.

Задача изобретения повышение интенсивности испарения жидкости-топлива, повышение температуры топливо-воздушной смеси при пониженной температуре воздуха, поддержание в работе двигателя вхолостую без водителя машины в кабине.

Поставленная задача достигается тем, что на поверхности испарителя утоплены токопроводящие витки-спирали, подключенные последовательно к регулятору тока, а в цепочку кинематической связи управления дополнительно вставлены пружина жесткости, опорная гайка, способная упираться на рожки отжимной, подпружиненной вилки, и выступ, включающий регулятор тока после открытия поверхности испарителя.

Такое решение позволяет, сохраняя умеренные габариты устройства, выдерживать интенсивность испарения топлива при значительно низкой температуре окружающей среды, подогревать поток топливо-воздушной смеси, идущий в цилиндры, облегчать запуск двигателя в мороз, поддерживать работу двигателя вхолостую при отсутствии водителя в кабине при осмотре двигателя в работе.

На фиг. 1 показаны испаритель-увлажнитель и система управления, общий вид; на фиг.2 вид A-A; на фиг.3 вид Б-Б; на фиг.4 электрическая схема включения нагревателя.

Испаритель-увлажнитель содержит испаритель-емкость 1 из пористого элемента, например из керамики, к которому прикреплен штуцер 2 с каналом 3. К штуцеру подведен трубопровод 4, который перекрывается краном 5. Пористая емкость жестко закрыта металлической пробкой 6 с наружной резьбой. На пробке выполнена канавка 7, в нее спрятан и укреплен кончик нагревателя-токопровода 8. Пробка изолирована от канала воздуховода 9 изоляционной втулкой 10 и изоляционной шайбой 11. Гайка 12 закрепляет жестко испаритель на стенке воздуховода и одновременно служит зажимом контакта проводника тока. На наружной поверхности испарителя с определенным шагом наложены утопленные витки токопровода-нагревателя 8, конец которого спрятан в канавке 13 штуцера 2 и закреплен. Вдоль испарителя и штуцера свободно перемещается втулка 14. В канале воздуховода 9 параллельно первому закреплен второй аналогичный испаритель со штуцером и подвижной втулкой. На этих втулках жестко закреплена планка 15 и подпружинена пружинами 16, которые упираются на кронштейн 17, прикрепленный к каналу воздуховода. Штуцеры вставлены в кронштейн. К планке 15 жестко прикреплен шток 18, а его конец выведен в отверстие кронштейна и подвижно соединен с полукольцом тяги 19. На тягу надета пружина жесткости 20 и поджата на определенное усилие другой тягой 21, которая посредством наконечника 22 соединена с канатом 23. Опорный блок 24 меняет направление каната, на его конце закреплена опора, выполненная в виде наконечника 25 с резьбой и гайкой 26, положение опорной гайки 26 регулируется по резьбе вдоль наконечника. Наконечник шарнирно соединен с педалью управления 27, которая поворачивается на оси 28. Напротив опорной гайки закреплена скоба 29, в ней установлена отжимная вилка 30, подпружиненная пружиной 31. Отжимная вилка служит упором опорной гайке. На отжимной вилке закреплена оттяжка 32, оттянутая вилка фиксируется замковым пружинным полукольцом 33. На конце педали выполнен упор 35, который при перемещении давит на штырь 36, установленный подвижно в сквозном отверстии изоляционной стойки 37. Штырь жестко вставлен в изоляционный колпак 38 с шайбой 39. К шайбе прикреплен токопровод 40, выведен и намотан на поверхности колпака в виде спирали 41. Изоляционный колпак с шайбой подпружинен пружиной 42 с опорой на шайбу 43 на площадке изоляционной стойки. Шайба имеет контактное крепление 44 для подвода токопровода, поэтому пружина служит и токопроводом. Посредством винта 45 на изоляционной стойке закреплена пружина 46 с колесиками 47, которые поджаты к изоляционному колпаку и способны контактировать с витками спирали 41. Винт 45 одновременно служит и контактной клеммой. Изображенная на фиг.4 электропроводная перемычка 48 служит для подключения второго нагревателя. В осенний период достаточно подогревать током только один испаритель, а зимой посредством установки перемычки 48 можно подключить и второй подогреватель испарителя в параллель первому.

Для общего отключения нагревателей предусмотрен выключатель 49.

Для работы испарителя-увлажнителя необходимо открыть кран 5 и нажать на педаль 27. Перемещая педаль вниз, потянем канат 23, пружину жесткости 20, шток 18 и планку 15 со втулками 14 вправо, сжимая пружины 16. Откроется поверхность испарителя-емкости 1 из пористого элемента. Жидкость-горючее по каналу 3 поступит в емкость, вытесняя воздух через стенки пористого элемента, пропитывая их горючим. Жидкое горючее будет испаряться с открытой поверхности пористого элемента, насыщая окружающий воздух своими парами. Образуется горючая смесь. Из канала воздуховода 9 горючая смесь будет засасываться в цилиндры двигателя, как при карбюраторном поступлении смеси. При перемещении педали 27 изменится положение втулки 14 относительно испарителя, что позволит плавно регулировать величину испаряемой поверхности пористого элемента, насыщая или обедняя воздух парами горючего. Однако при отрицательной температуре воздуха и в мороз интенсивность испарения уменьшится, обедняется горючая смесь. Для устранения этого отрицательного эффекта необходимо включать выключатель 49, нажать далее вниз педаль 27, втулки 14 полностью откроют поверхность испарителей 1, а шток 18 утолщенной частью упрется на кронштейн 17. При дальнейшем повороте педали вниз тяги 19 и 21 будут сжимать поджатую пружину жесткости 20, а упор 35 на конце педали нажмет и переместит вниз штырь 36 с колпаком 38. Колесики 47 накатятся на спираль 41, по электрической цепи пойдет ток, нагревая токопроводы 8, на поверхности испарителя повысится температура, интенсивность испарения горючего увеличится. При перемещении педали до конца вниз колпак 38 максимально переместится вниз, колесики 46 будут контактировать на крайних верхних витках спирали 41, общее сопротивление будет минимальным, а ток наибольшим, увеличивая интенсивность испарения горючего, подогреется горючая смесь в канале воздуховода. При ослаблении усилия на педаль сила пружины 42 переместит колпак 38 вверх, сопротивление в электрической цепи возрастет, ток уменьшится. Таким образом изменение положения педали дополнительно регулирует интенсивность испарения горючего. В холод, в мороз, не увеличивая поверхности испарения, обеспечивают стабильную работу двигателя, облегчают его запуск.

Для работы двигателя без нагрузки вхолостую при минимальных оборотах необходимо нажать на оттяжку 32. При этом отжимная вилка 30 освободится от фиксации замкового полукольца 33 и под усилием пружины 31 переместится вправо. Рожки отжимной вилки 30 обхватят канат 23. При прекращении действия на педаль усилия пружин через канат 23 потянут педаль 27 вверх. Пружина 42 поднимет колпак 38 в крайне верхнее положение, колесики 47 скатятся со спиралей 41 на изоляционную поверхность колпака, электрическая цепь разомкнется, пружина жесткости 20 займет первоначальное поджатое положение, опорная гайка 26 упрется на рожки отжимной вилки 30, часть поверхности испарителей останется открытой, обеспечивая минимальное испарение жидкости-горючего. Обедненная горючая смесь будет поддерживать работу двигателя при минимальных оборотах нагрузки. Точность количества испарения горючего регулируется положением опорной гайки 26 на наконечнике 25.

Для прекращения работы двигателя необходимо потянуть оттяжку 32 на себя, отжимная вилка 30 переместится влево, замковое полукольцо 33 зафиксирует ее. Рожки отжимной вилки соскользнут с опорной гайки 26, а пружины 16 своим усилием переместят втулки 14 влево, закроют поверхность испарителей 1, испарение горючего прекратится, двигатель остановится. Дополнительно можно выключить выключатель 49 и закрыть кран 5.

Такое выполнение испарителя-увлажнителя позволяет дополнительно плавно и в широких пределах регулировать интенсивность испарения топлива при пониженной температуре окружающей среды. Подогрев поверхности испарителя токопроводом нагревает поток воздуха горючей смеси, идущий в цилиндр, что особенно важно при запуске двигателей зимой в холодных районах страны, т.е.облегчается запуск двигателя. Возможность включения нагревателя второго испарителя в параллель первому посредством перемычки 48 расширяет диапазон подбора нагрева поверхности испарителя. Установка пружины жесткости 20 в цепи управления уменьшает длину штуцера 2, уменьшает габариты устройства. На наконечнике 25 опорная гайка 26, упирающаяся на отжимную вилку 30, при выдвинутом положении вилки позволяет качественно отрегулировать работу холостого хода двигателя. Последовательность ввода в работу испарителя сначала без подогрева, например летом, с подогревом осенью и зимой делает устройство пригодным к разным условиям работы.

Использование: устройство применяется для испарения жидкости, например воды, при увлажнении среды, в двигателях внутреннего сгорания для приготовления горючей смеси. Сущность изобретения: на поверхности цилиндрического полого испарителя из пористого элемента, подпитанного по каналу топливом, утоплены спиральные витки токопровода, включенные последовательно регулятором тока, а в цепочку управления кинематической связи дополнительно вставлены пружина жесткости, опорная гайка, способная упираться на рожки отжимной подпружиненной вилки, и выступ, включающий регулятор тока. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для испарения жидкости, содержащее пористый элемент, сообщенный с каналом подвода жидкости, и регулятор испарения с органом управления, отличающееся тем, что пористый элемент выполнен цилиндрическим, при этом регулятор испарения выполнен в виде подпружиненной втулки, охватывающей поверхность пористого элемента, кинематически связанного с органом управления, причем на поверхности пористого элемента утоплены спиральные витки токопровода, включенные последовательно с регулятором тока, а в цепочку кинематической связи органа управления дополнительно вставлены пружины жесткости и выступ. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в цепи кинематической связи выполнена регулируемая опора в виде наконечника с опорной гайкой, взаимодействующей с отжимной вилкой.