ФИЛЬТР ЖИДКОСТНЫЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ Российский патент 2003 года по МПК F02M27/04 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано, в частности, на транспортных средствах для очистки топлива, например, бензина, поступающего в двигатель.

Известен фильтр жидкостный электростатический, содержащий трубопровод с входным и выходным каналами, высоковольтный источник электроэнергии с отрицательным и положительным электродами, смонтированными в горизонтальной плоскости и размещенными в корпусе, снабженном фильтром (см., например, патент РФ 2093699, МПК F 04 М 27/04, "Устройство для обработки жидких и/или газообразных сред", опубл. 20.10.97 в БИ 29).

Известное устройство обеспечивает хорошее распыление топлива в камере сгорания, однако оно не обеспечивает очистку горючего от примесей.

Более близким по технической сущности является фильтр жидкостный электростатический, описанный в патенте 2107181, МПК F 02 М 27/04 ("Устройство для электростатической обработки жидкого топлива", опубл. 20.03.98 в БИ 8), содержащий корпус из бензостойкого неэлектропроводящего материала, внутреннюю камеру, входные и выходные каналы, механический фильтрующий элемент с оболочкой, выполненной из углеродного материала, отрицательный и положительный электроды, подключенные к высоковольтному источнику электроэнергии и отстойную полость.

Фильтр позволяет снизить содержание загрязняющих топливо компонентов.

Недостаток известного фильтра заключается в том, что он недостаточно полно обеспечивает очистку топлива, имеет высокое энергопотребление и, кроме того, индикация скопившегося загрязнения недостаточно надежна.

Целью данного изобретения является максимальное снижение содержания загрязняющих примесей в топливе, повышение информативности о наличии загрязнения, уменьшение потребления энергии, повышение эффекта смесеобразования, снижение токсичности отработанных газов и повышение кпд и надежности системы в целом.

Указанная цель достигается тем, что в известном фильтре жидкостном электростатическом, содержащем корпус, выполненный из бензостойкого неэлектропроводящего материала, внутреннюю камеру, входной и выходной каналы, механический фильтрующий элемент с оболочкой, выполненный из углеродного электропроводящего материала, отрицательный и положительный электроды, подключенные к высоковольтному источнику электроэнергии, отстойную полость, согласно изобретению в качестве высоковольтного источника электроэнергии использован импульсный генератор.

В варианте технического решения входной канал расположен сбоку по отношению к механическому фильтрующему элементу.

В варианте технического решения между отстойной полостью и механическим фильтрующим элементом с оболочкой из углеродного электропроводящего материала установлена перфорированная диафрагма, заполненная углеродным электропроводящим материалом, соединенным с отрицательным потенциалом низковольтного источника.

В варианте технического решения между перфорированной диафрагмой с электропроводящим углеродным материалом и отстойной полостью имеется электропроводящая сетка, подключенная к положительному потенциалу низковольтного источника электроэнергии через световой индикатор, а дно отстойной полости имеет углеродную подкладку с электродом с отрицательным потенциалом низковольтного источника электроэнергии.

Применение импульсного высоковольтного источника электроэнергии повышает ионизационные свойства фильтра, что позволяет более полно обеспечить очистку топлива. Кроме того, за счет импульсной работы источника в фильтре уменьшаются габаритные размеры высоковольтного источника электроэнергии и сокращается потребление электроэнергии.

Расположение входного канала сбоку по отношению к механическому фильтрующему элементу обеспечивает более полную очистку топлива, поскольку увеличивается путь прохождения топлива между входным и выходным каналами.

Наличие между отстойной камерой и механическим фильтрующим элементом перфорированной диафрагмы с углеродным электропроводящим заполнителем, соединенным с отрицательным потенциалом высоковольтного источника электроэнергии, также способствует более полной очистке топлива.

Применение электропроводящей сетки, установленной между перфорированной диафрагмой и отстойной полостью и подключенной к положительному потенциалу низковольтного источника энергии, не позволяет скопившимся в отстойной полости фильтра загрязняющим примесям смешаться с очищенным топливом и обеспечивает визуальную информацию о количестве скопившейся в отстойнике примеси по частоте мигания светового индикатора.

Заявленный фильтр для очистки жидкого топлива иллюстрируется чертежом, на котором изображена его конструкция.

Фильтр жидкостный электростатический устроен следующим образом. Пластмассовый корпус 1, выполненный из бензостойкого материала, имеет в верхней части боковой входной канал 2, связанный с топливным насосом (на фиг. не показан). Механический фильтрующий элемент 3 снабжен электропроводящей углеродной оболочкой 4 и герметично соединен с верхней крышкой 5 корпуса 1. Фильтр 3 имеет выходной канал 6, расположенный по центру в верхней крышке 5. В свою очередь углеродная оболочка 4 снабжена электрическим контактом 7, который соединен с положительным потенциалом импульсного высоковольтного источника (на фиг. не показан). На некотором расстоянии от механического фильтрующего элемента 3 и ниже него в корпусе находится перфорированная диафрагма 8, заполненная пористым углеродным электропроводящим материалом 9. Углеродный материал 9 имеет электрический контакт 10, соединенный с отрицательным потенциалом упомянутого высоковольтного импульсного источника. На некотором расстоянии от диафрагмы 8, ниже нее расположено контактное кольцо 11 с электропроводящей сеткой 12 и контактным зажимом 13, соединенным с положительным потенциалом низковольтного источника питания (на фиг. не обозначен) через световой индикатор 14. В нижней части корпуса 1 расположена отстойная полость 15 со сливной крышкой 16. Дно последней имеет электрод 17, соединенный с углеродной подкладкой 18 и связанный с отрицательным потенциалом низковольтного источника электроэнергии.

Минусовые зажимы высоковольтного и низковольтного источников электроэнергии могут быть соединены через общую массу.

Фильтр жидкостный электростатический действует следующим образом. Через входной канал 2 топливо поступает в полость корпуса 1, обходя фильтрующий элемент 3 и заполняя все пространство полости корпуса. Между контактами 7 и 10 генерируются высоковольтные импульсы, источником которых может служить, например, катушка зажигания двигателя внутреннего сгорания. Топливо, в частности бензин, и имеющиеся в нем загрязняющие примеси имеют различную электропроводность. Так, электропроводность бензина несколько ниже, чем воды и загрязняющих примесей. В связи с этим, водяная эмульсия вместе с примесями электризуется более интенсивно и притягивается под действием сил Кулона к углеродному электропроводящему материалу 9 и через перфорированную диафрагму 8, отслаиваясь, попадает в отстойную полость 16, где и удерживается за счет небольшого положительного потенциала электропроводящей сетки 12 и отрицательного потенциала электрода 17. Обработанное таким образом топливо поступает в выходной канал 6 через механический фильтрующий элемент 3. В последнем осуществляется окончательная и, по существу, полная очистка топлива. Оставшиеся на углеродной оболочке механического фильтрующего элемента 3 механические примеси, подвергаясь высоковольтному импульсному воздействию, также оседают вниз. При этом механический фильтрующий элемент 3 практически остается чистым. Отслоившаяся от топлива грязевая эмульсия постепенно заполняет отстойную полость 15. Когда эта эмульсия достигает поверхности электропроводящей сетки 12, создается электрическая цепь: световой индикатор 14, положительный потенциал сетки 12, связанный с контактным зажимом 13, электропроводящая эмульсия, углеродная подкладка 18, отрицательный потенциал электрода 17. При этом световой индикатор 14 начинает светиться. Если отстойная полость 15 заполнена грязевой эмульсией не до конца, то при движении транспортного средства эмульсия начинает плескаться в отстойной полости 15 и, при определенном ее заполнении, периодически соприкасается с поверхностью сетки 12, что приводит к таким же периодическим включениям светового индикатора 14. Частота включений светового индикатора зависит от степени заполнения отстойной полости 15 грязевой эмульсией. Таким образом водитель может оценить степень наполнения отстойной полости фильтра. Если световой индикатор светится постоянно, водителю необходимо отвинтить крышку 18, слить грязевую эмульсию, поставить крышку на место, и фильтр готов к работе.

В результате работы фильтра происходит полная очистка жидкого топлива от всех видов загрязнений, что значительно увеличивает срок безотказной работы топливной аппаратуры и моторесурс двигателя. Импульсное воздействие электрического поля высокого напряжения ионизирует частицы топлива, что значительно повышает распыление горючей смеси, препятствует конденсации ее на стенках камеры сгорания, уменьшает токсичность выхлопа. Достигается снижение расхода топлива, что и приводит к повышению кпд двигателя.

Технико-экономические преимущества предлагаемого фильтра жидкостного электростатического заключаются в следующем.

1. Уменьшается потребление энергии за счет обеспечения импульсного включения высоковольтного источника электроэнергии.

2. Снижены габаритные размеры высоковольтного источника электроэнергии.

3. Повышается степень очистки топлива за счет того, что входной канал расположен сбоку от механического фильтрующего элемента, и за счет электропроводящей сетки, снабженной положительным потенциалом.

4. Повышена информативность системы очистки о количестве загрязнений за счет наличия электропроводящей сетки с положительным потенциалом.

5. Обеспечивается лучшее распыление топлива в камере сгорания, исключается адгезия к стенкам камеры, снижается нагарообразование, что ведет к повышению кпд двигателя внутреннего сгорания, и снижено содержание вредных примесей в выхлопных газах.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано, в частности, на транспортных средствах для очистки топлива, например бензина, поступающего в двигатель. Фильтр жидкостный электростатический содержит корпус, выполненный из бензостойкого неэлектропроводящего материала, внутреннюю камеру, входной и выходной каналы, механический фильтрующий элемент с углеродной электропроводящей оболочкой, отрицательный и положительный электроды, подключенные к высоковольтному источнику электроэнергии, и отстойную полость, отделенную от фильтрующего элемента перфорированной диафрагмой с углеродной прокладкой. В качестве высоковольтного источника электроэнергии использован импульсный генератор. Техническим результатом изобретения является максимальное снижение содержания загрязняющих примесей в топливе, уменьшение потребления энергии, повышение эффекта смесеобразования, снижение токсичности отработанных газов и повышение кпд и надежности системы в целом. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Фильтр жидкостный электростатический, содержащий корпус, выполненный из бензостойкого неэлектропроводящего материала, внутреннюю камеру, входной и выходной каналы, механический фильтрующий элемент с углеродной электропроводящей оболочкой, отрицательный и положительный электроды, подключенные к высоковольтному источнику электроэнергии, отстойную полость, отличающийся тем, что в качестве высоковольтного источника электроэнергии использован импульсный генератор. 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что входной канал расположен сбоку от механического фильтрующего элемента. 3. Фильтр по пп.1 и 2, отличающийся тем, что между отстойной полостью и механическим фильтрующим элементом с оболочкой из углеродного электропроводящего материала установлена перфорированная диафрагма, заполненная углеродным электропроводящим материалом, соединенным с отрицательным потенциалом низковольтного источника. 4. Фильтр по п.3, отличающийся тем, что между перфорированной диафрагмой с электропроводящим углеродным материалом и отстойной полостью имеется электропроводящая сетка, подключенная к положительному потенциалу низковольтного источника электроэнергии через световой индикатор, а дно отстойной полости имеет углеродную подкладку с электродом с отрицательным потенциалом низковольтного источника электроэнергии.