ФИЛЬТР-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОПЛИВА Российский патент 2003 года по МПК F02M27/04 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно двигателестроения, к устройствам для повышения энергетических возможностей топлива, и предназначено для использования в двигателях внутреннего сгорания, тепловых агрегатах и подобных устройствах.

Известно устройство для тонкой очистки и магнитной модификации топлива двигателя внутреннего сгорания, содержащее выполненные из немагнитного материала корпус, преимущественно цилиндрической формы, с выходным топливным штуцером и крышку с входным топливным штуцером и установленные в корпусе в количестве от 2 до 4 магнитные системы, каждая из которых образована постоянным магнитом кольцевой формы с внутренней кольцевой центрирующей вставкой из немагнитного материала, при этом кольцевой постоянный магнит выполнен из магнитопластов или спеченных материалов системы самарий-кобальт или железо-ниодим-бор и размещен между входной и выходной цилиндрическими обечайками из ферромагнитного материала и имеет центральную кольцевую полость для прохождения топлива от входного топливного штуцера через равноудаленный от оси фильтра ряд отверстий входной обечайки, при этом цилиндрический выступ входной обечайки образует с центральным отверстием выходной обечайки кольцевой зазор для прохождения топлива к выходному штуцеру через камеру, образованную конусными поверхностями, выполненными на торце цилиндрического выступа входной обечайки, на выходной обечайке и на внутренней поверхности выходной части корпуса, а внутренняя поверхность крышки выполнена конической или цилиндрической формы и снабжена металлическими сетками сначала грубой, затем тонкой очистки подаваемого в фильтр топлива (см. патент РФ 2137939, МПК 6 F 02 М 27/04,1999 г.).

Однако известный преобразователь топлива не обеспечивает достаточно высокой эффективности модификации, поляризации и гомогенизации топлива для повышения равномерности и полноты его сгорания, что приводит к ухудшению экологической чистоты окружающей среды при использовании топлива из-за недопустимого содержания вредных примесей в выхлопных газах, например, двигателя внутреннего сгорания.

Технической задачей изобретения является устранение перечисленных недостатков и создание фильтра-преобразователя топлива, обеспечивающего высокую эффективность модификации, поляризации и гомогенизации топлива для повышения равномерности и полноты его сгорания, что приведет, в свою очередь, к улучшению экологической чистоты окружающей среды при использовании преобразованного топлива из-за резкого снижения содержания вредных примесей в выхлопных газах, например, двигателя внутреннего сгорания.

Технический результат достигается тем, что в фильтре-преобразователе топлива, содержащем выполненными из немагнитного материала корпус, преимущественно цилиндрической формы, с выходным топливным штуцером и крышку с входным топливным штуцером и установленные в корпусе в количестве от 2 до 4 магнитные системы, каждая из которых образована постоянным магнитом кольцевой формы с внутренней кольцевой центрирующей вставкой из немагнитного материала, при этом кольцевой постоянный магнит выполнен из магнитопластов или спеченных материалов системы самарий-кобальт или железо-ниодим-бор и размещен между входной и выходной цилиндрическими обечайками из ферромагнитного материала и имеет центральную кольцевую полость для прохождения топлива от входного топливного штуцера через равноудаленный от оси фильтра ряд отверстий входной обечайки, при этом цилиндрический выступ входной обечайки образует с центральным отверстием выходной обечайки кольцевой зазор для прохождения топлива к выходному штуцеру через камеру, образованную конусными поверхностями, выполненными на торце цилиндрического выступа входной обечайки, на выходной обечайке и на внутренней поверхности выходной части корпуса, а внутренняя поверхность крышки выполнена конической или цилиндрической формы и снабжена металлическими сетками сначала грубой, затем тонкой очистки подаваемого в фильтр топлива, отличительной особенностью является то, что в корпусе фильтра между крышкой с входным топливным штуцером и магнитной системой дополнительно размещен завихритель топлива, корпус которого выполнен из немагнитного материала и снабжен внутренней тороидальной камерой с входным конфузорным осевым каналом подвода топлива и выходным диффузорным осевым каналом отвода топлива из тороидальной камеры завихрения к магнитным системам, при этом внутри тороидальной камеры завихрения топлива размещены разделители потока топлива, выполненные в виде лопаток со скосами, а по наружной поверхности завихрителя топлива размещен и зафиксирован кольцевым кожухом кольцевой однорядный или двухрядный постоянный магнит, составленный из отдельных постоянных магнитов призматической формы, обращенных друг к другу в месте своего стыка разноименными полюсами, причем в месте размещения в камере завихрения выходного диффузорного осевого канала выполнен направленный внутрь камеры остроугольный выступ. При этом постоянные магниты завихрителя выполнены из магнитопластов или из спеченных материалов системы самарий-кобальт или железо-ниодим-бор. При этом количество плоских лопаток выбрано от 2 до 12, а угол их скоса выбран в пределах от 20^o до 45^o. При этом диаметр выходного отверстия камеры завихрения топлива выбран в пределах 0,7-0,9 от диаметра входного отверстия камеры завихрения топлива. При этом угол входного конфузорного осевого канала камеры завихрения топлива выбран от 30^o до 50^o, а угол диффузорного выходного осевого канала камеры завихрения топлива выбран от 15^o до 30^o. При этом крышка фильтра с входным топливным штуцером закреплена на корпусе фильтра с помощью накидной гайки с фиксатором. При этом магнитные системы и завихритель топлива закреплены в корпусе фильтра кольцевыми фиксаторами.

Экспериментальные исследования предложенного фильтра-преобразователя во время эксплуатации на двигателях внутреннего сгорания различного типа показали, что с использованием всех отличительных признаков создано устройство, которое обеспечивает высокую эффективность модификации, поляризации и гомогенизации топлива, что в свою очередь повышает равномерность и полноту его сгорания. Таким образом, достигается улучшение экологической чистоты окружающей среды при использовании в ДВС преобразованного топлива из-за резкого снижения содержания вредных примесей в выхлопных газах.

В таблице представлены данные по влиянию на экологическую чистоту окружающей среды предложенного фильтра-преобразователя топлива во время эксплуатации на различного типа автомобилях.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан фильтр-преобразователь топлива, содержащий корпус 1 с выходным топливным штуцером 2 и крышку 3 с входным топливным штуцером 4, установленные в корпусе 1 магнитные системы, состоящие из постоянного кольцевого магнита 5 с внутренней кольцевой центрирующей вставкой 6, размещенного между входной и выходной обечайками 7 из ферромагнитного материала. В корпусе фильтра 1 между входным топливным штуцером 4 и магнитной системой размещен завихритель топлива с выполненным из немагнитного материала корпусом 8 с внутренней тороидальной камерой 9, входным конфузорным каналом 10 подводом топлива и выходным диффузорным осевым каналом 11 отвода топлива с направленным внутрь тороидальной камеры остроугольным выступом 15. Внутри тороидальной камеры 9 завихрения топлива размещены разделители топлива 12, выполненные виде лопаток со скосами, а по наружной поверхности корпуса 8 завихрителя размещен кольцевой составной постоянный магнит 13, зафиксированный на корпусе 8 кольцевым кожухом 14. Крышка 3 с входным топливным штуцером 4 закреплена на корпусе 1 фильтра с помощью накидной гайки 15 с фиксатором 16, а в крышке 3 установлен набор сеток 17.

Предложенный фильтр-преобразователь топлива работает следующим образом. Топливо через входной штуцер 4 крышки 3 подается в устройство и в наборе сеток 17 очищается от металлических и неметаллических примесей. Затем через входной конфузорный канал 10 завихрителя топливо подается в тороидальную камеру 9 завихрителя, где топливо завихряется, приобретая турбулентное течение с одновременной его поляризацией. Происходит изменение физико-химических свойств всех его составляющих. Затем топливо через разделители 12 подается в выходной диффузорный канал 11 завихрителя и проходит магнитные системы устройства. Очищенное и преобразованное топливо направляется к выходному топливному штуцеру 2 и затем к двигателю внутреннего сгорания.

Фильтр-преобразователь топлива содержит корпус цилиндрической формы с выходным топливным штуцером, крышку с входным топливным штуцером, от 2 до 4 магнитных систем в корпусе, кольцевой постоянный магнит с центральной кольцевой полостью для прохождения топлива, цилиндрический выступ входной обечайки образует с центральным отверстием выходной обечайки кольцевой зазор для прохождения топлива к выходному штуцеру через камеру обработки топлива, коническая или цилиндрическая поверхность крышки снабжена металлическими сетками грубой и тонкой очистки топлива, в корпусе фильтра между крышкой с входным топливным штуцером и магнитной системой дополнительно размещен завихритель топлива с внутренней тороидальной камерой с входным конфузорным и выходным диффузорным осевыми каналами подвода топлива к магнитным системам, внутри тороидальной камеры размещены разделители потока топлива в виде лопаток со скосами, по наружной поверхности завихрителя размещен и зафиксирован кольцевым кожухом кольцевой однорядный или двухрядный постоянный магнит из отдельных постоянных магнитов, в месте размещения в камере завихрения выходного диффузорного осевого канала выполнен направленный внутрь камеры остроугольный выступ. 6 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Фильтр-преобразователь топлива, содержащий выполненные из немагнитного материала корпус, преимущественно цилиндрической формы, с выходным топливным штуцером, крышку с входным топливным штуцером и установленные в корпусе в количестве от 2 до 4 магнитные системы, каждая из которых образована постоянным магнитом кольцевой формы с внутренней кольцевой центрирующей вставкой из немагнитного материала, при этом кольцевой постоянный магнит размещен между входной и выходной цилиндрическими обечайками из ферромагнитного материала и имеет центральную кольцевую полость для прохождения топлива от входного топливного штуцера через равноудаленный от оси фильтра ряд отверстий входной обечайки, при этом цилиндрический выступ входной обечайки образует с центральным отверстием выходной обечайки кольцевой зазор для прохождения топлива к выходному штуцеру через камеру, образованную конусными поверхностями, выполненными на торце цилиндрического выступа входной обечайки, на выходной обечайке и на внутренней поверхности выходной части корпуса, а внутренняя поверхность крышки выполнена конической или цилиндрической формы и снабжена металлическими сетками сначала грубой, затем тонкой очистки подаваемого в фильтр топлива, отличающийся тем, что в корпусе фильтра между крышкой с входным топливным штуцером и магнитной системой дополнительно размещен завихритель топлива, корпус которого выполнен из немагнитного материала и снабжен внутренней тороидальной камерой с входным конфузорным осевым каналом подвода топлива и выходным диффузорным осевым каналом отвода топлива из тороидальной камеры завихрения к магнитным системам, при этом внутри тороидальной камеры завихрения топлива размещены разделители потока топлива, выполненные в виде лопаток со скосами, а по наружной поверхности завихрителя топлива размещен и зафиксирован кольцевым кожухом кольцевой однорядный или двухрядный постоянный магнит, составленный из отдельных постоянных магнитов призматической формы, обращенных друг к другу в месте своего стыка разноименными полюсами, причем в месте размещения в камере завихрения выходного диффузорного осевого канала выполнен направленный внутрь камеры остроугольный выступ. 2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что постоянные магниты выполнены из магнитопластов или из спеченных материалов системы самарий - кобальт или железо - ниодим - бор. 3. Фильтр по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что количество лопаток выбрано от 2 до 12, а угол их скоса выбран в пределах от 20 до 45^o. 4. Фильтр по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что диаметр выходного отверстия камеры завихрения топлива выбран в пределах 0,7-0,9 от диаметра входного отверстия камеры завихрения топлива. 5. Фильтр по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что угол входного конфузорного осевого канала камеры завихрения топлива выбран от 30 до 50^o, а угол диффузорного выходного осевого канала камеры завихрения топлива выбран от 15 до 30^o. 6. Фильтр по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что его крышка с входным топливным штуцером закреплена на корпусе фильтра с помощью накидной гайки с фиксатором. 7. Фильтр по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что магнитные системы и завихритель топлива закреплены в корпусе фильтра кольцевыми фиксаторами.