Способ электромагнитной очистки и обработки топлива

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания и способам обработки топлива. Изобретение позволяет повысить эффективность магнитной очистки и обработки топлива. Способ электромагнитной очистки и обработки топлива, заключающийся в том, что поток топлива пропускают через электромагнитный аппарат с регулируемой напряженностью магнитного поля. На входе в аппарат топливо подогревают до температуры 300...312 К, придают ему вращательное движение в зоне взаимодействия с магнитным полем и отводят одновременно воздух из зоны взаимодействия. 1 ил.

 

Изобретение относятся к двигателестроению и позволяет получить высокую степень очистки топлива и обеспечить его обработку магнитным полем. Это приводит к увеличению скорости и полноты сгорания, а также резкому снижению токсичности отработавших газов с одновременной экономией топлива.

Известен способ омагничивания топлива [1], заключающийся в обработке жидкости постоянным магнитным полем при протекании его через магнитный аппарат.

Недостатком этого способа является невозможность обеспечить высокую эффективность очистки и омагничивания топлива при изменении режимов обработки, что обусловлено использованием постоянных магнитов, т.к. это усложняет подбор необходимой напряженности магнитного поля при реализации способа в каждом конкретном режиме.

Известен циклонный способ очистки топлива [2], который обеспечивает достаточно тонкую очистку топлива.

Основным недостатком этого способа является образование в циклонах воздушного столба - попадание воздуха в систему питания недопустимо.

Наиболее близким техническим решением является способ магнитной обработки жидкостных (водных) систем [3], включающий обработку жидкости постоянным или переменным магнитным полем при протекании жидкости турбулентным потоком через магнитный аппарат с регулируемой напряженностью магнитного поля и ввод распыленного воздуха в аппарат.

Основным недостатком этого способа является невозможность применения его для очистки и обработки топлива, это обусловлено тем, что известный способ предусматривает подачу воздуха в зону обработки жидкости, а свойства воды и топлива значительно отличаются друг от друга. Попадание воздуха в систему питания топлива недопустимо.

Цель изобретения - повышение эффективности магнитной очистки и обработки топлива со снижением затрат путем нарушения структуры топлива и ослабления связи отдельных молекул при взаимодействии с магнитным полем.

Поставленная цель достигается тем, что поток топлива пропускают через электромагнитный аппарат с регулируемой напряженностью магнитного поля, на входе в аппарат топливо подогревают до температуры 300...312 К для снижения вязкости и поверхностного натяжения, придают ему вращательное движение и одновременно воздух отводят из зоны взаимодействия с магнитным полем.

На чертеже представлена одна схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит корпус 1, электромагнитную катушку 2, неподвижную аксиальную турбинку 3, фильтрующий элемент 4, воздушную ловушку 5, выполненную в виде селективной жидкостно-газовой мембраны, воздухоотводную трубку 6, выводной тангенциальный патрубок 7, штуцер сброса примесей 8, регулятор напряжённости магнитного поля 9, подогреватель топлива 10.

Подогреватель топлива 10 и аксиальную турбинку 3 устанавливают на входе, а выходной тангенциальный патрубок 7 в широкой части конуса, выполненного в виде усеченного конуса, регулятор напряженности магнитного поля 9 соединен с электромагнитной катушкой 2.

Способ осуществляют следующим образом.

Поток топлива подогревают до температуры 300...312 К в подогревателе 10, подают на лопатки неподвижной турбинки 3 и ему сообщают вращательное движение вдоль стенки фильтрующего элемента 4. По мере этого движения скорость потока падает в 3-4 раза.

Воздух за счет разрежения в воздушной ловушке 5 отводят через воздухоотводную трубку 6, например, к впускному патрубку двигателя. Одновременно на очищаемое топливо воздействует магнитное поле, создаваемое электромагнитной катушкой 2, расположенной на внешней стороне корпуса 1.

Подогрев топлива осуществляют в подогревателе 10 для снижения вязкости, соответственно, затрат на его нагнетание и снижение поверхностного натяжения топлива. Исходя из существующих зависимостей вязкости [4] и поверхностного натяжения [5] от температуры топлива, можно сделать вывод, что его оптимальная температура находится в пределах 300...312 К. При этом обеспечиваются минимальные затраты энергии на его нагнетание. Дальнейшее же повышение температуры нецелесообразно, так как может привести к образованию паровых пробок в системе питания и увеличению энергозатрат на его нагревание. Понижение температуры топлива ниже 300 К способствует увеличению его вязкости и поверхностного натяжения, которые будут вызывать значительное сопротивление его движению (нагнетанию) и распыливанию. Например, затраты на нагнетание топлива зависят от - потерь давления на турбинке 3, где L - длина турбинки, м; dэ - эквивалентный диаметр турбинки 3, м; ρ - плотность топлива, кг/м3; ω - скорость движения топлива, м/с; g =9,81 м/с2 - постоянная Планка; λ - коэффициент потерь на трение; при ламинарном движении, когда Re<2320,1, при турбулентном (2320<Re<105) и при Re>105, λ=(0,0032+0,221·Re-0,237), где - критерий Рейнольдса, v - кинематическая вязкость топлива, м2/с; Q - часовой расход топлива, кг/ч.

Таким образом, при комбинированным воздействии центробежных сил и магнитного поля топливо очищается от магнитных металлических и немагнитных частиц, т.е., частицы, попадая в зону действия магнитного поля, покрываются “заряженными” ионами от вихревых токов, создаваемых магнитным полем, и коагулируют - слипаются, укрупняются и задерживаются в фильтрующем элементе 4, в результате чего общая площадь поверхностей частиц уменьшается.

За счет воздействия вихревых потоков магнитно-силовых линий концентрированного магнитного поля “спиновой” момент электронов на их орбитах и атомов элементов, составляющих топливо, увеличивается. Поэтому энергетические характеристики топлива повышаются, тем самым оно адаптируется к расчетно-эксплуатационным режимам работы как карбюраторных, так и дизельных двигателей.

Использование предлагаемого способа по сравнению с известными обеспечивает повышение эффективности магнитной очистки и обработки топлива на 20...30%.

Источники информации

1. Устройство для тонкой очистки и магнитной модификации топлива двигателя внутреннего сгорания. Патент РФ 2137939, кл. F 02 M 27/04.

2. Высоцкий Л.И., Морозов В.Г. О применении гидроциклонов для очистки рабочих жидкостей гидросистем от механических примесей. В кн.: Гидравлические исследования сооружений. Осветление жидкостей. - Саратов, 1968, вып.29, с.198-201.

3. Способ омагничивания водных систем. Авторское свидетельство SU 1736943 A1, C 02 F 1/48.

4. Николаенко А.В., Хватов В.Н. Повышение эффективности использования тракторных дизелей в сельском хозяйстве. - Л.: Агропромиздат., Ленинградское отделение, 1986, с.61, рис. 13.

5. Чертков Я.Б. Современные и перспективные углеводородные реактивные и дизельные топлива. - М.: Химия, 1968, с.199, рис. 55.

Способ электромагнитной очистки и обработки топлива, заключающийся в том, что поток топлива пропускают через электромагнитный аппарат с регулируемой напряженностью магнитного поля, отличающийся тем, что на входе в аппарат топливо подогревают до температуры 300-312 К, придают ему вращательное движение в зоне взаимодействия с магнитным полем и отводят одновременно воздух из зоны взаимодействия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к устройствам для контроля состояния фильтрующих элементов. .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для подготовки к сжиганию дизельного топлива с улучшенными экологическими и эксплуатационными характеристиками.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливным фильтрам для двигателей внутреннего сгорания и способам изготовления указанных фильтров. .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для приготовления дизельного топлива с улучшенными свойствами. .

Изобретение относится к способам подачи жидкого топлива в двигатель внутреннего сгорания транспортных средств, в частности к фильтрам-заборникам топлива из баков.

Изобретение относится к области технической эксплуатации двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к системам топливоподачи различных устройств (двигателей внутреннего сгорания, отопительных печей и т.п.). .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системах питания ДВС. .

Изобретение относится к топливным фильтрам-отстойникам и может использоваться для очистки топлива двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к силовым установкам на базе дизелей, включающих системы утилизации теплоты отработавших газов. .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для подготовки к сжиганию дизельного топлива с улучшенными экологическими и эксплуатационными характеристиками.

Изобретение относится к машиностроению в частности к двигателестроению, а именно к устройствам для облегчения запуска и эксплуатации дизельных двигателей. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к устройствам для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способу подачи топлива в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области управления подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано в топливных бензиновых системах автомобилей.

Изобретение относится к кислородсодержащей топливной композиции, пригодной для применения в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, оборудованных нагревателем входящего воздуха, оборудованием для каталитической дегидратации спирта, пригодным для химической равновесной конверсии метанола, содержащего до 20 мас.% воды и до 20 мас.% этанола или высшего спирта.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием. .

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с искровым зажиганием и внешним смесеобразованием и питанием гомогенным однородным и оптимально-обедненным бензогазом.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности устройствам подготовки топлива для его сжигания, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, отопительных, нагревательных топливных устройствах.
Наверх