ФИЛЬТР МАГНИТНОЙ ОЧИСТКИ И ОБРАБОТКИ АВТОМОБИЛЬНОГО ТОПЛИВА ЭКОМАГ-10Г Российский патент 2006 года по МПК F02M27/00 

Изобретение относится к области техники, где требуется тонкая очистка, магнитная обработка (активизация атомов топлива и структуризация его молекул относительно друг друга и получение качественно новых показателей, характеристик) жидкотекучих сред, например, тонкодисперсное распыление в вакууме или в воздушной среде, а также получение однородной структуры жидкости, преимущественно автомобильного топлива (бензина), в частности получение однородной по объемной структуре и тонкодисперсной по составу топливно-воздушной смеси, поступающей в камеру сгорания двигателя автомобиля, работающего как на бензине, дизельном топливе, газе, так и на спиртосодержащих жидкостях.

Аналогом предложенного фильтра служит «Аппарат для магнитной обработки жидкотекучих сред» по авторскому свидетельству №1089058, включающий корпус и магнитную систему, выполненную из постоянных магнитов или электромагнитов, причем корпус выполнен винтообразной формы, имеющей овальные участки, где и расположены попарно магниты.

Прототипом является «Устройство для магнитной обработки жидкотекучих сред» по патенту РФ за №1736942, включающее цилиндрический корпус, крышки с входным и выходным патрубками, магнитную систему из постоянных С-образных магнитов, установленных попарно вдоль оси устройства с разворотом каждой последующей пары вдоль оси на 90° и ориентированных в паре одноименными полюсами друг к другу, а магниты расположены в пазах разделителя образованных параллельно установленных кольцевых элементов, соединенных продольными ребрами, развернутых в каждом ряду на 90 относительно друг друга.

Недостатки прототипа

- Образование в районе магнитов застойных зон, в которых жидкость остается на месте, а не течет к выходу из фильтра, поэтому не участвует в образовании топливно-воздушной смеси для двигателя автомобиля;

- Недостаточная магнитная обработка жидкости, поток который проходит «ровной» струей из входного патрубка прямо в входной, минуя внутренние поверхности магнитов, то есть проходит через слабую концентрацию магнитных силовых линий;

- Малый уровень активизации атомов жидкости из-за «быстрого» прохода жидкости по продольной оси устройства, малое время обработки;

- Малая структуризация молекул жидкости из-за ее слабой магнитной обработки и малого времени обработки;

- Необходимость применения в магнитной системе значительных по размерам и массе постоянных магнитов для появления оптимального значения магнитной обработки, что, в свою очередь, увеличивает вес устройства и, соответственно, его себестоимость в денежном исчислении.

Цель изобретения

- Устранение вышеперечисленных недостатков;

- Повышение эффективности магнитной активизации и структуризации обрабатываемой жидкости;

- Получение оптимально необходимого гидравлического сопротивления внутри устройства - фильтра;

- Получение тонкодисперсной топливно-воздушной смеси;

- Повышение теплотворной способности топливно-воздушной смеси.

Поставленная цель достигается тем, что внутри системы постоянных магнитов по всей ее продольной оси расположен цилиндрической формы стрежень, имеющий внутренний осевой глухой канал, который расположен соосно продольной оси канала входного штуцера фильтра, расположенного на наружном торце крышки фильтра, а полый стрежень расположен на внутреннем резьбовом торце крышки, которая, в свою очередь, закрепляет в корпусе систему постоянных магнитов.

Стержень расположен по продольной оси магнитной системы, стержень имеет тупой или конической формы торец и образует своей наружной поверхностью, торцом и внутренней поверхностью магнитов и разделителя кольцевой канал, который по площади поперечного сечения равен или больше на одну треть площади поперечного сечения канала входного штуцера фильтра.

С целью обеспечения свободного прохода бензина от входного канала фильтра далее по кольцевому каналу, стрежень у резьбового торца крышки имеет четыре радиальных канала, соединяющих кольцевой канал с выходным каналом штуцера фильтра, а суммарная площадь их поперечного сечения в два раза больше площади поперечного сечения выходного канала штуцера фильтра; а также, для обеспечения указанной выше цели, внутри осевого глухого канала стержня расположены постоянные магниты цилиндрической формы, имеющие в поперечном сечении любую геометрическую форму, причем количество цилиндрических магнитов может быть два и более, но расположены они (магниты) одноименными полюсами друг к другу, тем самым магнитные силовые линии цилиндрических магнитов, взаимодействуя с магнитными силовыми линиями магнитной системы, создают в кольцевом канале магнитное поле сложной формы и напряженности, магнитные силовые линии которого, взаимодействуя друг с другом, вибрируют в широком диапазоне частот, что обеспечивает достижение поставленной цели по повышению эффективности магнитной обработки жидкости (бензина) и увеличивает время и эффективность его обработки, так как «толщина» потока бензина в кольцевом канале меньше диаметра потока у аналога и прототипа.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан продольный разрез фильтра ЭКОМАГ-10Г

1 - Корпус выполнен в виде полого цилиндра из немагнитного материала, на торце которого имеется штуцер с внутренним входным каналом, расположенным соосно с полым цилиндром, а с противоположной стороны цилиндр имеет внутреннюю резьбу для подсоединения к нему крышки фильтра, причем соотношение размера внутреннего диаметра цилиндрической полости к ее длине составляет один к двум;

2 - Крышка выполнена в виде короткого цилиндра из немагнитного материала, на наружной поверхности которого имеется резьба, внутри выполнен осевой продольный канал, соосно которому с наружного торца крышки расположен штуцер с осевым каналом, а с противоположного, внутреннего, торца крышки, расположен стержень, имеющий внутренний осевой «глухой» канал, причем у внутреннего торца крышки стержень имеет четыре или более радиальных канала. Длина стрежня меньше длины системы постоянных магнитов на одну десятую ее длины;

3 - Входной канал входного штуцера, к которому подсоединяется подводной рукав топливопровода двигателя;

4 - Выходной канал выходного штуцера, к которому подсоединяется отводной рукав топливопровода двигателя;

5 - Стержень, имеющий внутренний глухой канал;

6 - Внутренний глухой канал, в котором размещаются и закрепляются цилиндрические постоянные магниты;

7 - Радиальные каналы, которые соединяют кольцевой канал с выходным каналом фильтра;

8 - Внутренняя, цилиндрической формы, полость в корпусе, в которой расположены система постоянных магнитов и которая создает резонанс постоянного магнитного поля системы постоянных магнитов, тем самым многократно увеличивает его эффективность;

9 - Система постоянных магнитов С-образной формы из синтетического или металлообразного материала, состоящая из нескольких (трех и более) рядов парных магнитов;

10 - Разделитель, обеспечивающий параллельность радов пар магнитов и их разворот на 90° относительно друг друга, и таким образом в магнитной системе образуется сжатое по продольной и поперечным осям, скрученное магнитное поле;

11 - Постоянные магниты цилиндрической формы, расположенные одноименными полюсами друг к другу и закрепленные в глухом канале стержня;

12 - Торец стрежня имеет вертикальную плоскость по отношению к продольной оси входного канала с закругленной кромкой или форму усеченного конуса;

13 - Кольцевой канал, образованный внутренними поверхностями С-образных магнитов, разделителя и наружной поверхностью цилиндрического стержня, соединяющий входной канал входного штуцера с радиальными каналами стержня, в котором образовано сжатое по продольной и поперечным осям, скрученное по продольной оси постоянное магнитное поле, взаимодействуя с магнитными силовыми линиями цилиндрических магнитов и таким образом образуется необходимой напряженности, сложной формы постоянное магнитное поле, магнитные силовые линии которого вибрируют в широком диапазоне частот.

Все вышеперечисленные конструктивные особенности заявляемого фильтра магнитной очистки и обработки автомобильного топлива устраняют недостатки прототипа, являются новыми и полезными для выполнения поставленной цели предлагаемого технического решения.

Сборка фильтра

1. Постоянные магниты 9 одноименными полюсами друг к другу вставляются в пазы разделителя 10 поочередно; каждый ряд магнитов 8 постепенно вводится в цилиндрическую полость 8 корпуса 1 и таким образом собираются все пять пар магнитов 9 и магнитная система вводится до упора в стенку цилиндрической полости 8 корпуса 1;

2. Затем в глухой канал 6 стержня 5 крышки 2 через выходной канал 4 вводятся постоянные магниты 11 одноименными полюсами друг к другу на расстоянии друг к другу в треть их длины и закрепляются простыми механическими способами или спецклеем. В расточку крышки 2 устанавливается резиновое кольцо, и крышка 2 ввинчивается спецключом в корпус 1 и затягивается до упора. Таким образом, закрепляется разделитель 10 с магнитной системой в корпусе 1 фильтра. Магнитные силовые линии магнитной системы корпуса 1 и магнитные силовые линии цилиндрических магнитов 11 начинают взаимодействовать.

Сборка фильтра и общей его магнитной системы завершена. Фильтр-активизатор бензина ЭКОМАГ-10Г готов к установке в топливный шланг (рукав) двигателя автомобиля.

Название ЭКОМАГ-10Г расшифровывается:

- ЭКО - экологический;

- МАГ - магнетизм;

- 10 - модель фильтра;

- Г - Голиков - автор.

После полной сборки фильтра измененной конструкции по отношению к прототипу с оригинальным и новым расположением магнитов в системе образуется, в его (фильтра) кольцевом зазоре 13, сжатое по продольной оси, концентрированное и скрученное по поперечной оси постоянное магнитное поле, магнитные силовые линии которого вибрируют в широком диапазоне частот, а за счет воздействия и магнитных силовых линий цилиндрических магнитов 11 концентрация, уплотнение и их взаимодействие друг с другом повышает эффективность магнитной обработки бензина в кольцевом канале от полутора до двух раз за счет уплотнения магнитных силовых линий как магнитной системы стержнем крышки, так и за счет уплотнения магнитных силовых линий цилиндрическими магнитами.

Процесс очистки автомобильного топлива (бензина) внутри кольцевого канала фильтра

Поток бензина по каналу 3, отражаясь от торца 12 и огибая его, поступает в кольцевой канал 13, пересекает магнитные силовые линии концентрированного, сжатого, скрученного постоянного магнитного поля, которое своими магнитными силовыми линиями «захватывают» частицы, обладающие магнитными свойствами, «транспортируют» их к поверхности магнитов 9, где они и закрепляются. Таким образом, бензин очищается от частиц, обладающих магнитными свойствами.

С помощью микроскопа были осмотрены поверхности магнитов 9, которые «проработали» в потоке бензина около шести месяцев, и было обнаружено значительное количество мелких металлических блестящих шариков размером от пяти сотых миллиметра до одного миллиметра, а поверхности магнитов «ощетинились» мельчайшими частицами как «ежики».

При этом вязкость бензина уменьшилась на одиннадцать целых тридцать восемь сотых процента, а воды - на семь целых четырнадцать сотых процента.

Активизация

Одновременно с магнитной очисткой бензина происходит его магнитная обработка: активизация атомов и структуризация молекул по всему объему составляющих топлива.

Зоной возбуждения для топлива, проходящего по кольцевому каналу 13, является: специальной формы постоянные магниты 9 и их оригинальное взаиморасположение в пространстве друг к другу и относительно потока бензина.

Известно, что в бензине, воде и других жидкостях, содержащих водород, имеются так называемые водородные «связи» - короткие и длинные, первые имеются в атомах водорода, другие - в молекулах и между молекулами.

Атомы и молекулы бензина, попадая в зону возбуждения (в магнитную систему) фильтра, подвергаются воздействию зарядов, токов магнитных силовых линий и вибрациям, что приводит к увеличению частоты и амплитуды вибрации протона (ядра) атома водорода (северное сияние в широких высотах Земли, имеющей в этих местах концентрированние магнитных силовых линии), и он (протон) начинает с повышенной скоростью перескакивать от одной пары электронов к другой, при приближении к другой паре электронов происходит его «торможение», и он (протон) «сбрасывает» в поток бензина полученный заряд с положительным знаком от магнитного поля зоны возбуждения. Это называется «короткие водородные связи внутри атома». То же происходит и в молекуле. Этими зарядами, ионами покрываются молекулы бензина.

Одновременно электроны атома водорода, попадая в зону возбуждения, начинают вращаться вокруг своей оси и по своей орбите с повышающейся скоростью, пытаясь выйти на более высокую орбиту (в 600 раз большую), но, так как они (атомы) плотно упакованы в потоке бензина и, значит, электроны не могут увеличить свою орбиту, то и они «сбрасывают» полученную избыточную для них энергию в виде заряда, кулона, иона в поток бензина, что увеличивает количество оседающих ионов на поверхности молекул топлива. Получается, что все молекулы, составляющие топливо, находятся на равном удалении друг от друга, так как покрыты одинаковыми по знаку и величине зарядами, взаимоотталкиваются друг от друга.

Так происходит процесс активизации - вибрации - молекул топлива. Как следствие, при активизации молекул происходит и его структуризация, равноудаленность молекул, то есть получение однородной структуры по всему объему топлива. Аналогичные процессы происходят и с другими атомами и молекулами составляющих бензина.

Топливо с новыми характеристиками (пониженной вязкостью, активизацией и структуризацией), попадая при своем дальнейшем движении по трубопроводам, карбюратору, жиклерам, форсункам и прочими каналам приборов, передает часть своего заряда внутренним стенкам каналов, поэтому величина гидравлического сопротивления каналов уменьшается, что повышает коэффициент полезного действия различных топливных систем и других транспортных систем гидравлики.

Движение потока бензина

Учитывая все вышеизложенное, рассмотрим последовательность движения бензина по каналам фильтра.

Бензин по входному каналу 3 поступает на торец 12 стрежня 5, поворачивает под углом 90° в кольцевой канал 13 и, не образуя застойных зон, продвигается по зоне возбуждения - магнитной системе - очищается, обрабатывается и попадает на внутренний торец крышки 2, поворачивает под углом 90°, поступает в распределительные каналы 7, а затем в выходной канал 4, из которого подается к потребителю в двигатель внутреннего сгорания автомобиля.

Бензин в результате обработки получает новые качественно отличающиеся от «обычного» бензина свойства, что подтверждается данными в «Протоколах испытаний», приведенных по базе ИЦАИ НАМИ от 25 июля 1995 года и статистикой, приведенной ниже по тексту.

Таким образом, обработка в фильтре ЭКОМАГ-10Г обеспечивает получение тонкодисперсной топливно-воздушной смеси, что и является выполнением поставленной цели техническим решением, указанным в данной заявке на изобретение.

Данные, полученные при испытаниях фильтра ЭКОМАГ на базе института НАМИ, подтвердили предполагаемые положительные технические эффекты, заложенные в предлагаемой конструкции магнитной системы фильтра активизации и структуризации автомобильного топлива.

Положительные технические, экологические, экономические и политические эффекты от применения фильтра ЭКОМАГ на двигателях внутреннего сгорания автомобилей различных марок и систем

Положительный экологический эффект:

Данные, полученные с автомобилем марки «Волга» на роликовом стенде НАМИ 25.06.1995.

ЭКОМАГ-7ГОбороты холостого хода, об/минСодержание, %NO_xСОСНБез фильтра55026,071,214,89С фильтром650-0,65-С фильтром и возвратом оборотов холостого хода55016,270,212,49 Скорость, км/часСодержание СО, %Без фильтраС фильтром150,450,15600,650,3

Количество СО в выхлопных газах автомобилей снижается в шесть раз.

При массовом использовании фильтра типа ЭКОМАГ на автомобилях различных марок и моделей, как военных, так и гражданских, значительно улучшит экологическую среду обитания человека на Земле, так как снизит содержание вредных для человека выхлопных газов на многие тонны.

Положительные технические эффекты, полученные на двигателях внутреннего сгорания ряда автомобилей:

Фильтр обеспечивает топливу, поступающему в двигатель внутреннего сгорания одновременно и последовательно:

- Ионизацию молекул всех составляющих топлива по всему его объему. Молекулы находятся на равном расстоянии друг от друга;

- Однородную структуру всех веществ, составляющих топливо, в том числе и при смешивании различных марок бензина и даже при наличии воды в баке автомобиля;

- Активизацию, повышение заряда его атомов, молекул и их взаимосвязей;

- Уменьшение смольности, коксообразования, гидравлического сопротивления потоку топлива в трубах, каналах, жиклерах, форсунках.

Как следствие вышеперечисленного, повышается теплотворная способность топлива и за счет получения особо тонкодисперсной структуры топливно-воздушной смеси, которая в камере сжатия более полно и с повышенной скоростью сгорает, улучшая технические характеристики двигателя.

Результаты, полученные на автомобиле «Волга», в %: повышение мощности на 10÷15, уменьшение содержания СО и СН на 70÷80, окислов азота на 10÷12, смольности на 14, снижение гидросопротивления на 10÷12, снижение вязкости на 11,38.

Фильтр предотвращает: детонацию при смешивании различных марок бензина, «калильное» зажигание, образование в поплавковой камере и насосе водо-грязе-смольно-бактериальной эмульсии-геля, образование нагара на днище поршней и свечах зажигания, износ диаметров каналов жиклеров и форсунок, преждевременный и коварный износ поршневых колец и стенок цилиндров и юбок поршней, засорение-забивку каналов форсунок.

Фильтрующие элементы фильтра не замерзают в осенне-зимний период.

Фильтр обеспечивает нормальный запуск двигателя в зимнее время и при высокой влажности воздуха.

Положительный экономический эффект

После установки фильтра достигается уменьшение расхода бензина без потери мощности:

Автомобили с двигателями карбюраторного типа«Волга»Экономия до 9 литров на 100 км«Москвич»Экономия до 5 литров по трассе и до 7 литров по городу на 100 км«Жигули»Экономия до 6 литров на 100 кмНовая «Нива»На одной заправке проезжает 800 км«MITSUBISHI»Позволяет использовать бензин марки А92 вместо А95, а также дает экономию 1,5 литра на 100 кмАвтомобили с двигателями инжекторного типа«Ford»Повышение мощности на 10÷12%«Audi», «Volvo», «TOYOTA»«Резвее» бегают«Волга»Без фильтра на одной заправке проезжает 360 км, с фильтром - 450 кмАвтомобили с двигателями дизельного типа«NISSAN», «Ford»Экономия 1,5 литра на 100 км пробега, зимой не замерзает фильтр топлива, хороший запуск двигателя зимой

Все вышеперечисленные положительные эффекты говорят о том, что предлагаемое техническое решение является своевременным и необходимым для решения насущных проблем человечества.

Изобретение относится к обработке автомобильного топлива с целью его очистки, активизации и структуризации под действием магнитного поля. Фильтр содержит корпус, по оси которого установлена магнитная система из С-образных магнитов. Внутри магнитной системы установлен цилиндрический стержень, в котором выполнен глухой канал. В канал установлены магниты. Торец стержня расположен напротив входного патрубка. Технический результат состоит в повышении теплотворной способности топлива и уменьшении его вязкости. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1. Фильтр магнитной очистки и обработки автомобильного топлива, включающий цилиндрический корпус, крышки с входным и выходным патрубками, магнитную систему из постоянных С-образных магнитов, установленных попарно вдоль оси устройства с разворотом каждой последующей пары на 90° и ориентированных в паре одноименными полюсами друг к другу, отличающийся тем, что он снабжен цилиндрическим стержнем, соединенным с крышкой, расположенным внутри магнитной системы соосно с образованием кольцевого канала между наружной поверхностью стержня и внутренними поверхностями магнитов и выполненным с внутренним глухим каналом и четырьмя радиальными каналами, соединяющими кольцевой канал с внутренним глухим каналом и выходным патрубком, при этом фильтр снабжен дополнительными постоянными магнитами, расположенными в глухом канале стержня одноименными полюсами друг к другу вплотную или на расстоянии друг от друга, а торец стержня расположен напротив входного патрубка.2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что дополнительные постоянные магниты выполнены цилиндрическими.3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что торец стержня выполнен плоским, или конусным, или плоским с фаской.