МНОГОСТРУЙНАЯ ФОРСУНКА С ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВОМ Российский патент 1999 года по МПК B60S1/52 B05B1/24 

Изобретение относится к форсункам с электроподогревом для размораживания отверстий сферических жиклеров при низких температурах и предназначено для омывания стекол транспортных средств, в частности лобовых.

Известна форсунка [1] по меньшей мере, с одним сферическим жиклером, подвижно запрессованным в выпускные отверстия литого пластмассового корпуса и электроподогревом термоэлементом металлической трубки с осевым каналом для прохождения жидкости, который установлен во впускном канале корпуса форсунки. Недостатком такой форсунки является отсутствие механического контакта жиклеров с нагревателем для прямой передачи тепла.

Известна форсунка [2], канал прохождения жидкости которой, от впускного отверстия до жиклера, изготовлен литьем из электропроводящей пластмассы с термостабилизирующим эффектом, являющейся нагревателем для жиклера.

Недостатком такой форсунки является длительное время разогрева жиклеров по причине низкой теплопроводности пластмассы.

Известна форсунка [3] с каналом прохождения жидкости в виде металлической трубки, один конец которой является впускным отверстием, в другой конец подвижно запрессован сферический жиклер, нагреваемый термоэлементом совместно с трубкой. Недостатками такой форсунки являются: пониженное время разогрева жиклера за счет большой теплоемкости теплопроводящей трубки и конструкционно-технологическая сложность исполнения форсунки в варианте с двумя и более жиклерами.

Учитывая, что в процессе эксплуатации транспортного средства при температурах ниже 0^oC, отверстия жиклеров закупорены замерзшей влагой, в основном внешнего происхождения, а жидкость омывателя, даже с антифризионными добавками, при включенном насосе, не поступает в форсунку и не принимает участия в передачи тепла до момента замораживания из-за наличия в форсунке воздушной пробки, то задача устранения вышеперечисленных недостатков сводится к увеличению мощности нагрева и созданию наиболее эффективной передачи тепла от нагревателя к нескольким жиклерам, включая тепловые переходы между элементами конструкции электроподогрева.

Заявляемое изобретение направлено на создание многоструйной форсунки с надежным электроподогревом сферических жиклеров для их ускоренного размораживания при низких температурах окружающей среды.

Это достигается тем, что многоструйная форсунка с электроподогревом, содержащая корпус из термостойкой пластмассы со штуцером и каналом для прохождения жидкости, по меньшей мере, один сферический жиклер с регулировкой направления формируемых струй омывающей жидкости, запрессованный в крышку корпуса, установленную в выпускном его проеме для прижатия сферического жиклера, электрический термостабилизированный нагревательный элемент, установленный в полости корпуса, и теплопровод с электрическими выводами, дополнительно снабжена двумя или тремя сферическими жиклерами, запрессованными в крышку, а теплопровод выполнен пластинчатого типа для передачи тепла от нагревательного элемента к сферическим жиклерам и установлен в корпусе методом литья, причем две пластины теплопровода являются боковыми стенками полости корпуса для термоэлемента, а в части пластинчатого теплопровода, входящей в выпускную полость корпуса, выполнены сквозные отверстия со сферическими стенками для упругого прижатия своими поверхностями к сферическим жиклерам, причем, нагревательный элемент выполнен в виде двух параллельно включенных термоэлементов, прижатых к пластинам теплопровода, к электрическим выводам уплотнением, выполненным из термостойкой резины.

На фиг. 1 представлен разрез общего вида предлагаемой форсунки, на фиг. 2 - вид А фиг. 1.

Корпус 1 (фиг. 1), отлитый из термостойкой пластмассы с установкой в прессформу пластинчатого теплопровода 2, например, из твердой меди, имеет штуцер 3, защелку для установки на автотранспортное средство 4, канал для прохождения омывающей жидкости 5, внешнюю полость для термоэлементов 7.

В выпускную полость корпуса герметично вставлена отлитая под давлением из термостойкой пластмассы крышка 8, с двумя-четырьмя (на фиг. 2 - тремя) запрессованными сферическими жиклерами 9. Крышка прижимает сферы жиклеров к сферическим стенкам отверстий упругой выходной части теплопровода 2 в пределах зазора 6.

В полость 7 корпуса 1, герметично закрытую уплотнением 10, помещены два термоэлемента 11, термостабилизирующихся при температуре 80-120^oC, таким образом, что их внешние контактные площадки прижаты к образующему противоположные стенки полости теплопроводу 2, а внутренние - к проволоке 12 вывода 13, пропущенной в отверстие уплотнения 15 из термостойкой резины, выполняющего роль упругой прижимной детали для теплоэлектрического контакта термоэлементов.

Два конца проволоки загнуты и прижаты уплотнением к термоэлементам, второй электрический вывод 14 припаян или приварен к теплопроводу в верхней части полости, которую герметично закрывает уплотнение 10.

Форсунка устанавливается в отверстие корпусной части транспортного средства на расстоянии не более 1 м от омываемого стекла и работает следующим образом. На штуцер 3 надевается трубка подачи жидкости от насоса омывателя. Клемма вывода 13 соединяется с плюсом бортовой сети, напряжением 12 В, клемма вывода 14 - через выключатель - с минусом бортовой сети транспортного средства.

При включении выключателя происходит нагрев сферических жиклеров за счет передачи тепла от термоэлементов до температуры стабилизации всей термодинамической системы, которая зависит от температуры окружающей среды. При росте температуры окружающей среды температура жиклеров стремится к паспортной температуре стабилизации термоэлементов, при понижении температуры - к температуре, определяемой количеством поступающего к жиклерам тепла от термоэлементов за вычетом количества тепла уходящего через жиклеры в окружающую среду, нагрев корпуса, выводов. Поэтому время нагрева жиклеров форсунки до определенной температуры, (или время размораживания) приведенные выше как один из ее параметров находится в прямой зависимости от тепловой мощности нагревателя и теплопроводности системы.

Термостабилизация нагрева жиклеров (количество подводящегося тепла равно количеству потерь тепла) предлагаемой форсунки, охлажденной до минус 30^oC наступает, как показали испытания, при температурах жиклера на несколько градусов (3-8)^oC выше нуля. Таким образом, гарантировано размораживание жиклеров форсунки в рабочем диапазоне отрицательных температур. Преимущества предлагаемой форсунки подтверждены результатами сравнительных испытаний (протокол ПСИ 37.459.018-97 от 29.05.97 исследовательской лаборатории УГК ОАО "КЗАЭ" г.Калуга). Испытывались образцы N 1 ... N4 предлагаемой форсунки с термоэлементами ТРН-1 производства ВПО "Монолит" г.Витебск и образец N 5 форсунки, изготовленной АО "Техоснастка" г.Москва, с цилиндрическим теплопроводом, помещенным во впускной канал корпуса, подогреваемым одним элементом типа ТРН-1.

Форсунка (образец N 5) была выбрана по лучшим параметрам, после испытаний совместно с форсунками фирм "Форд" и "БМВ" (Отчет по испытаниям опытных образцов токообогреваемых жиклеров омывателя ветрового стекла производства АО "Техоснастка", г.Москва от 21.03.96 г).

В ходе сравнительных испытаний измерялись динамика нагрева жиклеров, т. е. время размораживания жиклеров образцов. В таблицах 1 и 2 приведены вышеперечисленные параметры для температуры окружающей среды минус 15^oC.

В таблице 1 приведены время разогрева жиклеров, температура стабилизации.

В результате испытаний установлено, что динамика разогрева образцов N 1, N 2, N 3, N 4 примерно в 3-4 раза лучше динамики разогрева образца N 5. Температура стабилизации жиклеров образца N 4 выше, чем у образца N 5 на 13^oC. Время размораживания образцов NN 1...4 предлагаемой форсунки при температуре минус 15^oC в два раза ниже, чем у образца N 5.

Источники информации:
1. Патент РФ N 2094261, B 60 S 1/46.

2. Патент GB N 2044601 A, B 60 S 1/46, 22.10.80.

3. Патент US N 4212425, B 60 S 1/52, 15.07.80.

Изобретение относится к транспортной технике, в частности к форсункам с электроподогревом для размораживания отверстий сферических жилеров при низких температурах, и предназначено для смывания стекол транспортных средств. Многоструйная форсунка с электроподогревом содержит корпус из термостойкой пластмассы со штуцером и каналом для прохождения жидкости, два или три сферических жиклера с регулировкой направления формируемых струй омывающей жидкости, запрессованных в крышку корпуса, установленную в выпускном его проеме для прижатия сферических жиклеров, электрический термостабилизированный нагревательный элемент, установленный в полости корпуса, и теплопровод с электрическими выводами. Теплопровод выполнен пластинчатого типа для передачи тепла от нагревательного элемента к сферическим жиклерам и установлен в корпусе методом литья. Две пластины теплопровода являются боковыми стенками полости корпуса термоэлемента, а в части пластинчатого теплопровода, входящей в выпускную полость корпуса, выполнены сквозные отверстия со сферическими стенками для упругого прижатия своими поверхностями к сферическим жиклерам. Нагревательный элемент выполнен в виде двух параллельно включенных термоэлементов, прижатых к пластинам теплопровода, образующим противоположение боковые стенки корпуса, и электрическим выводам уплотнением, выполненным из термостойкой резины. Технический результат: ускоренное размораживании жиклеров форсунки при низких температурах. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Многоструйная форсунка с электроподогревом, содержащая корпус из термостойкой пластмассы с штуцером и каналом для прохождения жидкости, сферический жиклер с регулировкой направления формируемых струй омывающей жидкости, запрессованный в крышку корпуса, установленную в выпускной его полости для прижатия сферического жиклера, электрический термостабилизированный нагревательный элемент, установленный в полости корпуса, и теплопровод с электрическими выводами, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительно двумя или тремя сферическими жиклерами, запрессованными в крышку, а теплопровод выполнен пластинчатого типа для передачи тепла от нагревательного элемента к сферическим жиклерам и установлен в корпусе методом литья, причем две пластины теплопровода являются боковыми стенками полости корпуса для нагревательного элемента. 2. Форсунка по п.1, отличающаяся тем, что в части пластинчатого теплопровода, выходящей в выпускную полость корпуса, выполнены сквозные отверстия со сферическими стенками для упругого прижатия своими поверхностями к сферическим жиклерам. 3. Форсунка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что нагревательный элемент выполнен в виде двух параллельно включенных термоэлементов, прижатых к пластинам теплопровода, образующим противоположные боковые стенки полости корпуса, и электрическим выводам уплотнением, выполненным из термостойкой резины.