УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТОПЛИВА Российский патент 1999 года по МПК F02M25/08 F02M33/08 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к средствам обработки дизельного топлива непосредственно в топливном баке.

В настоящее время для повышения эффективности работы дизельного двигателя перспективными являются приемы подачи топлива к дизелю, имеющего повышенную температуру, а также полностью или частично испаренного. Так, широко применяется устройство для обработки топлива, представляющее собой испаритель, например пленочный, после которого пары дизельного топлива подаются в двигатель /1/. Однако недостатком такого устройства является его высокая энергоемкость, тем более, что для нормальной работы двигателя необходимо испарять значительный объем топлива и при нарушении данного технологического процесса нарушается нормальная работа самого двигателя.

Также известно устройство для обработки топлива, содержащее патрубок для возврата топлива в топливный бак, сообщенный с инжектором, при работе которого возвращаемое топливо засасывает часть топлива из бака и, смешиваясь с ним, повышает температуру топлива, которое подается в насос высокого давления /2/, причем в патрубок для возврата топливо последнее попадает при отводе его части через клапан от насоса высокого давления /3/. Недостатком указанного устройства является его низкая эффективность, поскольку забор топлива осуществляется при смешении нагретого возвращенного топлива со значительным объемом топлива, находящегося в баке.

Наиболее близким к заявленному является устройство для обработки топлива, включающее патрубок возврата паров топлива и/или нагретой топливной смеси, закрепленный в крышке топливной канистры для расположения в топливном баке, с которой также сообщен патрубок подачи топлива к двигателю, причем канистра имеет по крайней мере одно отверстие для сообщения ее объема с топливным баком /4/. Недостатком указанного устройства является его высокая сложность и необходимость применения специальных испарителей, а также высокая энергоемкость устройства.

Технической задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции, снижение ее энергоемкости при одновременной высокой эффективности применения.

Указанная задача решается тем, что топливная канистра для расположения в топливном баке снабжена средством для подачи паров топлива и/или нагретой топливной смеси внутрь объема данной канистры по ее высоте, сообщенным с патрубком возврата паров топлива и/или нагретой топливной смеси, а патрубок для подачи топлива к двигателю закреплен в днище упомянутой топливной канистры, причем отверстия для сообщения ее объема с топливным баком расположены на боковой поверхности канистры.

А также тем, что средство для подачи паров топлива и/или нагретой топливной смеси внутрь объема топливной канистры по ее высоте выполнено в виде системы гидролиний, размещенных в теле топливной канистры для расположения в топливном баке.

И, кроме того, тем, что средство для подачи паров топлива и/или нагретой топливной смеси внутрь объема топливной канистры по ее высоте выполнено в виде полости, размещенной в теле топливной канистры для расположения в топливном баке, причем данная полость сообщена с внутренним объемом канистры рядом отверстий.

И тем, что диаметры отверстий для сообщения объема топливной канистры с топливным баком уменьшаются по мере их расположения от крышки упомянутой канистры к ее днищу.

И тем, что выходы гидролиний или отверстий средства для подачи паров топлива и/или нагретой топливной смеси внутрь объема топливной канистры по ее высоте выполнены с возможностью направления потока паров топлива и/или нагретой топливной смеси вдоль внутренних стенок топливной канистры.

Поиск, проведенный по патентным и техническим источникам информации показал, что заявленная совокупность неизвестна, т.е. она соответствует условию изобретения "новизна".

Поскольку имеется потребность в таком устройстве и оно выполнено из известных узлов, то заявленное соответствует условию "промышленная применимость".

А так как в результате использования устройства реализуется поставленная техническая задача, причем неочевидным для специалиста образом, при этом получается более высокий эффект, чем от использования отдельных составляющих устройство частей, то заявленное соответствует условию "изобретательский уровень".

На чертеже представлено заявленное устройство.

Устройство для обработки топлива включает патрубок 1 возврата паров топлива и/или нагретой топливной смеси, который закреплен в крышке топливной канистры 2 для расположения в топливном баке 3, патрубок 4 подачи топлива, сообщенный с объемом топливной канистры 2, средство 5 для подачи паров топлива и/или нагретой топливной смеси внутрь объема топливной канистры 2 по ее высоте, имеющее выходные отверстия 6, сообщающие данное средство 5 с объемом канистры 2, с которым посредством отверстий 7, расположенных на боковой поверхности канистры 2 последняя сообщена с топливным баком 3. Входной конец 8 патрубка 4 закреплен в днище топливной канистры 2 и может быть несколько приподнят относительно ее дна, а может и находиться на одном уровне с ее дном. Средство 5 может быть выполнено в виде системы гидролиний, размещенных в теле канистры 2, сообщенных с патрубком 1 и имеющих выходные отверстия 6 для сообщения этого средства 5 с объемом канистры 2. Средство 5 также может быть выполнено в виде полости, размещенной в теле топливной канистры 2, выходные отверстия 6 при этом будут сообщать эту полость с объемом топливной канистры 2. Целесообразно также такое выполнение отверстий 6, при котором выходной поток паров топлива и/или нагретой топливной смеси направляется вдоль внутренних стенок топливной канистры 2 для лучшего перемешивания его с топливом, поступающим из бака 3. Отверстия 7, расположенные по высоте топливной канистры 2, выполняются, например, с уменьшением величины их сечения по мере их расположения от крышки до днища топливной канистры 2, т.е. чем ближе к днищу канистры 2 располагается отверстие 7, тем меньшее проходное сечение оно имеет по сравнению с отверстием 7, расположенным далее от днища канистры 2. Отверстия 7 также могут быть выполнены в виде направителей потока топлива из бака 3 вдоль внутренних стенок канистры 2, как это указано выше для отверстий 6. Это можно реализовать при направлении данных отверстий 7 под углом относительно линии, соединяющей ось симметрии канистры 2 и начало отверстия /для каждого отверстия отдельно/ 7, расположенного на внешней боковой поверхности канистры 2, но реализацию можно осуществить и посредством применения соответствующих ребер, направляющих и т.д. Канистра 2 также может иметь различную форму, в частности целесообразно ее выполнение в виде усеченного конуса, с большим основанием которого сообщен патрубок 1, а с меньшим - патрубок 4.

Устройство для обработки топлива работает следующим образом. В процессе работы дизеля /3/ часть топлива после насоса высокого давления /не показан/, имеющая более высокую температуру вследствие предварительного сжатия, поступает по патрубку 1 и средству 5 внутрь топливной канистры 2, причем, в зависимости от режимов работы в канистру 2 может поступать как пары топлива, так и само нагретое топливо, так и их смесь. Внутрь топливной канистры 2 посредством отверстий 7 также поступает топливо из бака 3, имеющее более низкую температуру, чем пары топлива или нагретое топливо, в топливной канистре 2 возвращенные пары и/или нагретое топливо смешивается с более холодным топливом из бака 3 и общая температура топлива в канистре 2 в любом случае будет более высокой, чем температура топлива в баке 3. Это топливо с повышенной температурой поступает к насосу высокого давления, что позволяет повысить эффективность работы двигателя. А поскольку смешение возвращаемого топлива или паров топлива в канистре 2 происходит только с небольшим объемом более холодного топлива, поступающего из бака 3, то и температура топлива, проходящего по патрубку 4 к двигателю будет более высокой, чем при смешении возвращаемого топлива со всем объемом топлива, которое располагается в баке 3, что повышает эффективность работы устройства. Кроме того, при использовании канистры 2 в виде перевернутого усеченного конуса с отверстиями 7, диаметр которых уменьшается по мере расположения к днищу канистры, нагрев топлива, поступающего из бака 3 будет более эффективен. А при использовании средства 5 с подачей возвращаемого топлива через отверстия 6 вдоль внутренних стенок канистры 2 эффективность работы устройства еще возрастает за счет лучшего перемешивания. Увеличение эффекта можно также достичь при использовании отверстий 7, которые позволяют направить топливо из бака 3 также вдоль внутренних стенок канистры 2. Направление паров топлива и/или нагретого возвращаемого топлива посредством средства 5 вдоль внутренних стенок канистры 2 и такое же направление более холодного топлива посредством отверстий 7 из бака 3 позволяет быстро и эффективно перемешивать нагретое и холодное топливо и при его более высокой температуре, чем это имеет место у известных устройств аналогичного назначения и схожей конструкции, подавать по патрубку 4 к двигателю.

Практическая проверка показала высокую эффективность работы устройства при его простой конструкции, позволяющей производить установку этого устройства на любой топливный бак без существенных трудозатрат.

Источники информации:
1. Алякринский К. А., Лебедев В.А. Исследования эффективности дизеля с системой утилизации теплоты, в сб. Проблемы повышения технического уровня тракторных и комбайновых двигателей, Ленинград, 1988, НПО "ЦНИТА", с. 6-13.

2. Патент США 4838307, кл. F 02 M 33/02, 1989.

3. Лышевский А.С. Системы питания дизелей, Москва, Машиностроение, 1981, с. 13-15.

4. Патент США 5146901, кл. F 02 M 33/02, 1992.

Изобретение относится к средствам обработки дизельного топлива непосредственно в топливном баке. Устройство включает патрубок возврата паров топлива и/или нагретой топливной смеси, закрепленный в крышке топливной канистры для расположения в топливном баке, с которой также сообщен патрубок подачи топлива к двигателю. Топливная канистра снабжена средством для подачи паров топлива и/или нагретой топливной смеси внутрь объема данной канистры по ее высоте, сообщенным с патрубком возврата паров топлива и/или нагретой топливной смеси, а отверстия для сообщения ее объема с топливным баком расположены на боковой поверхности канистры. При этом средство для подачи паров топлива и/или нагретой топливной смеси внутрь объема топливной канистры по ее высоте выполнено в виде системы гидролиний, размещенных в теле топливной канистры для расположения в топливном баке или в виде полости, также размещенной в теле топливной канистры. Топливо по патрубку возврата паров попадает в топливную канистру, смешивается с топливом из бака и нагретая смесь поступает в двигатель, повышая эффективность его работы. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для обработки топлива, включающее патрубок возврата паров топлива и/или нагретой топливной смеси, закрепленный в крышке топливной канистры для расположения в топливном баке, с которой также сообщен патрубок подачи топлива к двигателю, причем канистра имеет по крайней мере одно отверстие для сообщения ее объема с топливным баком, отличающееся тем, что топливная канистра для расположения в топливном баке снабжена средством для подачи паров топлива и/или нагретой топливной смеси внутрь объема данной канистры по ее высоте, сообщенным с патрубком возврата паров топлива и/или нагретой топливной смеси, а патрубок для подачи топлива к двигателю закреплен в днище упомянутой топливной канистры, причем отверстия для сообщения ее объема с топливным баком расположены на боковой поверхности канистры. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для подачи паров топлива и/или нагретой топливной смеси внутрь объема топливной канистры по ее высоте выполнено в виде системы гидролиний, размещенных в теле топливной канистры для расположения в топливном баке. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для подачи паров топлива и/или нагретой топливной смеси внутрь объема топливной канистры по ее высоте выполнено в виде полости, размещенной в теле топливной канистры для расположения в топливном баке, причем данная полость сообщена с внутренним объемом канистры рядом отверстий. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диаметры отверстий для сообщения объема топливной канистры с топливным баком уменьшаются по мере их расположения от крышки упомянутой канистры к ее днищу. 5. Устройство по пп.2 и 3, отличающееся тем, что выходы гидролиний или отверстий средства для подачи паров топлива и/или нагретой топливной смеси внутрь объема топливной канистры по ее высоте выполнены с возможностью направления потока паров топлива и/или нагретой топливной смеси вдоль внутренних стенок топливной канистры.