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, тонко дисперсное 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, самолета, работающего как на бензине, дизельном топливе, газе, керосине, так и на спиртосодержащих жидкостях.
Аналогом предложенного фильтра служит "Устройство для магнитной обработки жидкотекучих сред" по а.с. СССР №1736942, 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 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.
Прототипом является "Фильтр магнитной очистки и обработки автомобильного топлива ЭКОМАГ-10Г" по патенту РФ за №2268388, включающий цилиндрический корпус, внутри которого по оси установлена магнитная система из С-образных магнитов. Внутри магнитной системы установлен цилиндрический стержень, в котором выполнен глухой канал. В канал установлены цилиндрические магниты. Торец стержня расположен напротив входного штуцера и выполнен плоским, концевым или плоским с фаской.
Недостатки прототипа
- образование в районе первого и последнего рядов магнитов по ходу движения топлива 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 которой поворачивает под углом 90° в каналы стержня, тем самым минуя внутренние поверхности магнитов, то есть проходит не через всю область концентрации магнитного поля;
- малый уровень активизации молекул жидкости из-за поворота жидкости при движении по каналам стержня, малое время обработки;
- малая структуризация молекул жидкости из-за ее слабой магнитной обработки и малого времени обработки;
- значительная величина гидравлического сопротивления из-за двойного поворота потока жидкости на 90° в зоне каналов стержня;
- неэффективно используется первый ряд С-образных магнитов и первого магнита в стержне из-за глухого торца стержня.
Цель изобретения
- устранение вышеперечисленных недостатков;
- повышение эффективности магнитной активизации и структуризации обрабатываемой жидкости;
- получение оптимально-минимального гидравлического сопротивления внутри устройства-фильтра;
- получение тонкодисперсной топливно-воздушной смеси;
- повышение теплотворной способности топливно-воздушной смеси.
Предложен фильтр магнитной очистки и обработки автомобильного и авиационного топлива, включающий цилиндрический корпус с входным каналом, крышку с выходным каналом, 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; цилиндрический стержень, выполненный с каналом, соединенный с крышкой, расположенный внутри магнитной системы соосно с образованием кольцевого канала между наружной поверхностью стержня и внутренними поверхностями магнитов; дополнительные постоянные цилиндрические магниты, расположенные в канале стержня одноименными полюсами друг к другу вплотную или на расстоянии друг от друга, торец стержня расположен напротив входного патрубка. Согласно изобретению стержень имеет соосный диск, наружный диаметр которого равен наружному диаметру втулки, при этом диск закрепляется между торцом крышки со стороны резьбы и торцом втулки, в пазах которой расположены постоянные магниты С-образной формы, канал в стержне со стороны канала входного штуцера выполнен открытым, в диске стержня на его толщину по среднему диаметру равномерно выполнены сквозные каналы параллельно продольной оси стержня, соединяющие кольцевой канал через канал в форме усеченного полого конуса с каналом выходного штуцера.
В крышке может быть выполнен канал в форме полого усеченного конуса, большая по диаметру торцевая поверхность которого расположена на торце резьбовой ее части, а меньшая соединяется с каналом выходного штуцера.
Осевой канал в диске в сторону конусного канала может быть выполнен открытым, но с меньшим диаметром по отношению к диаметру канала стержня.
Торец канала стержня со стороны входного канала может быть завальцован для закрепления цилиндрических магнитов, при этом торец крайнего магнита частично открыт.
Торец крайнего со стороны выходного канала постоянного цилиндрического магнита может быть частично открыт.
Таким образом, обеспечивается выполнение поставленной выше цели по снижению гидравлического сопротивления потоку топлива от канала входного штуцера через кольцевой канал, далее через каналы диска, через конусный канал и в канал выходного штуцера.
Магнитные поля цилиндрических магнитов взаимодействуют по всей длине этих магнитов и с полями всех магнитов С-образной формы. В результате создают в кольцевом канале усиленное магнитное поле сложной формы и напряженности, магнитные силовые линии (МСЛ) которого, взаимодействуя друг с другом, вибрируют в широком диапазоне частот, что увеличивает эффективность обработки, а также увеличивается время обработки обеспечивает достижение поставленной цели.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором 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.
2 - Крышка выполнена в виде короткого цилиндра из немагнитного материала, на наружной поверхности которого имеется резьба, внутри (со стороны резьбовой части) выполнен осевой конусной формы канал.
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 сквозной канал.
6 - Внутренний канал, в котором размещаются и закрепляются цилиндрические постоянные магниты.
7 - Канал в форме полого усеченного конуса, который соединяет кольцевой канал с выходным каналом фильтра.
8 - Внутренняя цилиндрической формы полость в корпусе, в которой расположены система С-образных постоянных магнитов.
9 - Система постоянных магнитов С-образной формы из синтетического или металлообразного материала, состоящая из нескольких (трех и более) рядов парных магнитов.
10 - Втулка, обеспечивающая параллельность рядов 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 канале стержня.
12 - Торец канала стрежня с завальцовкой стенок канала.
13 - Кольцевой канал, образованный внутренними поверхностями С-образных магнитов, разделителя и наружной поверхностью цилиндрического стержня.
14 - Диск выполнен совместно со стержнем и имеет осевой сквозной канал и каналы равномерно расположенные по среднему диаметру диска. Осевой канал диска выполнен соосно с каналом стержня и необходим для визуального контроля чистоты канала стержня. Каналы в диске, выполненные по среднему его диаметру, соединяют кольцевой канала с каналом в форме полого усеченного конуса, выполненным в крышке фильтра.
Все вышеперечисленные конструктивные особенности заявляемого фильтра магнитной очистки и обработки автомобильного и авиационного 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 9 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 канал 6 стержня 5 вводятся постоянные магниты 11 одноименными полюсами друг к другу на расстоянии друг к другу в треть их длины и закрепляются простыми механическими способами типа завальцовки, и стержень 5 вместе с диском 14 вставляется в корпус 1. В расточку крышки 2 устанавливается резиновое кольцо, и крышка 2 ввинчивается спецключом в корпус 1 и затягивается до упора. Таким образом закрепляются втулка 10 с магнитной системой и диск 14 вместе со стержнем 5 в корпусе 1 фильтра. Магнитные поля магнитной системы корпуса 1 и цилиндрических магнитов 11 начинают взаимодействовать.
Сборка фильтра и общей его магнитной системы завершена. Фильтр магнитной очистки и обработки топлива ЭКОМАГ-ЮГ готов к установке в топливный шланг (рукав) двигателя автомобиля и самолета как поршневого, так и реактивного типа.
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 кольцевом зазоре 13 фильтра образуется сжатое по всей продольной оси, концентрированное и скрученное по поперечной оси постоянное магнитное поле, МСЛ которого вибрируют в широком диапазоне частот. С открытого торца по ходу движения потока топлива магнитное поле первого цилиндрического магнита взаимодействует с магнитным полем первого ряда С-образных магнитов, повышая эффективность обработки топлива.
Процесс очистки автомобильного топлива (бензина) внутри кольцевого канала фильтра
Поток бензина по каналу 3, огибая торец 12 канала стержня 5, поступает в кольцевой канал 13, пересекает концентрированное, сжатое, скрученное постоянное магнитное поле, которое "захватывает" частицы, обладающие магнитными свойствами, "транспортирует" 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 0,05 мм до 1 мм, а поверхности магнитов "ощетинились" мельчайшими частицами как "ежики".
При этом вязкость бензина уменьшилась на 11,38%, а воды - на 7,14%.
Магнитная обработка топлива
Одновременно с магнитной очисткой топлива происходит его магнитная обработка: активизация атомов и структуризация молекул по всему объему составляющих топлива.
Зоной возбуждения для топлива, проходящего по кольцевому каналу 13, являются специальной формы постоянные магниты 9 и их оригинальное взаиморасположение в пространстве друг к другу и относительно потока топлива.
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.
Молекулы топлива, попадая в зону возбуждения (в магнитную систему) фильтра, подвергаются воздействию зарядов, магнитных полей и вибраций, что приводит к увеличению частоты и амплитуды вибрации протона (ядра) атома водорода (северное сияние в широких высотах Земли, имеющей в этих местах концентрированное, уплотненное магнитное поле), 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 топлива полученный заряд с положительным знаком от магнитного поля зоны возбуждения. Это называется "короткие водородные связи внутри атома". Тоже происходит и в молекуле. Этими зарядами, ионами покрываются молекулы топлива.
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 топлива и значит электроны не могут увеличить свою орбиту, то и они "сбрасывают" полученную избыточную для них энергию в виде заряда кулона, иона в поток топлива, что увеличивает количество оседающих ионов на поверхности молекул топлива. Получается, что все молекулы, составляющие топливо, находятся на равном удалении друг от друга и 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 (равная удаленность молекул), то есть получение однородной структуры по всему объему топлива. Аналогичные процессы происходят и с другими атомами и молекулами составляющих топлива.
Топливо с новыми характеристиками (пониженной вязкостью, активизацией и структуризацией), попадая при своем дальнейшем движении по трубопроводам, карбюратору, жиклерам, форсункам и прочим 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 топлива
Учитывая все вышеизложенное, рассмотрим последовательность движения топлива по каналам фильтра.
Топливо 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 проходит по каналам диска 14, поступает в канал 7 в виде полого усеченного конуса, а затем в выходной канал 4, из которого подается к потребителю в двигатель внутреннего сгорания автомобиля или самолета.
Топливо в результате обработки получает новые качественно отличающиеся от необработанного топлива 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:
Количество СО в выхлопных газах автомобилей снижается в шесть раз.
Вязкость бензина снижается на 11,38%.
Массовое использование 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, улучшаются технические характеристики двигателя.
Результаты, полученные на автомобиле "Волга", %: 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.
"Фильтр - активизатор бензина" хорошо зарекомендовал себя в работе в составе двигателя сверхлегкого самолета "Альбатрос" АС-3А. Значительно улучшились пусковые характеристики, устойчивой стала работа на холостых оборотах, снизился расход бензина, повысилась приемистость двигателя и его мощность. /Директор ЦНТТ "Альбатрос" В.П.Дарьин 142092, Россия, г.Троицк Московской обл., ул.Центральная, 22-126, телефакс: (496) 751-66-76/.
Эффект от заправки самолетов керосином, обработанным в фильтрах типа ЭКОМАГ-10Г.
На топливных фильтрах была обнаружена густая липкая масса темного цвета, а в остатке топлива обнаружились желеобразные сгустки, "медузы", которые при высыхании превращались в порошок серого или бурого цвета. Обнаруженные в кессонах "медузы" являются следствием развития микроорганизмов, углеводородноокисляющих бактерий, а также продуктов их жизнедеятельности - белков, ферментов, углеродов, многоосновных карбоновых кислот. Смесь имеет кислую реакцию и вызывает разрушение герметика и металла. Существующие биоцидные средства обеззараживания кессон-баков являются малоэффективными и дорогостоящими.
С целью уничтожения и предупреждения образования кластеров-"медуз" в виде сгустков бактерий в топливных кессон-баках самолетов, вертолетов, возможно заправку баков производить топливом, обработанным в постоянном магнитном поле специальной формы и напряженности ЭКОМАГ-10Г, так как бактерии, образующие сгустки, уничтожаются в указанном магнитном поле.
Как результат применения
1) значительно снизится количество катастроф по причине "забивки" топливных фильтров двигателей самолетов "медузами" из топливных баков;
2) будет обеспечен равномерный температурных режим работы лопаток турбины;
3) повысятся мощность, тяга двигателей;
4) снизится количество вредных компонентов в выхлопных газах двигателей;
5) повысится скорость и произойдет равномерность горения топлива, как следствие, светящийся факел за соплом реактивного двигателя (продолжение горения топлива, часть которого не сгорело в камере сгорания двигателя), уменьшится в размерах и снизится его температура, что усложнит обнаружение самолета (вертолета) по факелу;
6) все это - без изменения конструкции топливных систем.
Положительный экономический эффект
После установки фильтра достигается уменьшение расхода бензина без потери мощности.
Автомобили с двигателями карбюраторного типа
Автомобили с двигателями инжекторного типа
Автомобили с двигателями дизельного типа
Все вышеперечисленные положительные эффекты говорят о том, что предлагаемое техническое решение является своевременным и необходимым для решения насущных проблем человечества.
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам очистки и обработки топлив. Фильтр магнитной очистки и обработки автомобильного и авиационного топлива содержит цилиндрический корпус с входным каналом, крышку с выходным каналом, 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; цилиндрический стержень, выполненный с каналом, соединенный с крышкой, расположенный внутри магнитной системы соосно с образованием кольцевого канала между наружной поверхностью стержня и внутренними поверхностями магнитов; дополнительные постоянные цилиндрические магниты, расположенные в канале стержня одноименными полюсами друг к другу вплотную или на расстоянии друг от друга. Торец стержня расположен напротив входного патрубка. Стержень имеет соосный диск, наружный диаметр которого равен наружному диаметру втулки. Диск закрепляется между торцом крышки со стороны резьбы и торцом втулки, в пазах которой расположены постоянные магниты С-образной формы. Канал в стержне со стороны канала входного штуцера выполнен открытым. В диске стержня на его толщину по среднему диаметру равномерно выполнены сквозные каналы параллельно продольной оси стержня, соединяющие кольцевой канал через канал в форме усеченного полого конуса с каналом выходного штуцера. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
| ФИЛЬТР МАГНИТНОЙ ОЧИСТКИ И ОБРАБОТКИ АВТОМОБИЛЬНОГО ТОПЛИВА ЭКОМАГ-10Г | 2004 |
|
RU2268388C1 |
| RU 2052652 C1, 20.01.1996 | |||
| ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ЭКОНОМАЙЗЕР | 1995 |
|
RU2144622C1 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 2001 |
|
RU2184868C1 |
| ТРОСТЬ "FELIX" | 1999 |
|
RU2155993C1 |
| JP 7012326 A, 17.01.1995. | |||
