Топливный корректор

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для ультразвуковой и магнитной активации углеводородных сред, и может быть использовано при обработке топлива перед подачей его в двигатель внутреннего сгорания. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс обработки топлива за счет увеличения магнитной индукции и дополнительной кавитационной обработки, что в совокупности позволяет значительно увеличить "жизненный цикл" процесса обработки, что в конечном итоге позволяет уменьшить расход топлива, увеличить мощность двигателя, стабилизировать его работу и снизить содержание СО, СН, NOx в выхлопных газах. Топливный корректор содержит корпус с рабочей камерой переменного сечения, выполненный из диамагнитного материала, два или более магнитных блока с магнитами, установленными на некотором расстоянии во взаимно перпендикулярных плоскостях друг относительно друга. Корректор дополнительно содержит дисковый распределитель с отверстиями и излучатели, установленные с возможностью распределения и завихрения основного потока топлива на несколько равнозначных потоков и обеспечения ультразвуковых колебаний. Один из излучателей и распределитель установлены в рабочей камере корпуса в зоне подвода топлива, выполненной в виде конуса, вершина которого направлена в сторону зоны отвода топлива, а другой - между магнитными блоками, выполненными с измененным градиентом поля. Каждый из них выполнен с отражающей оболочкой из ферромагнитного материала, а магниты в них расположены одноименными полюсами. 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для ультразвуковой и магнитной активации углеводородных сред (жидких и газообразных), и может быть использовано при обработке топлива перед подачей его в двигатель внутреннего сгорания.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков, присущих изобретению, является устройство для обработки (активации) топлива, содержащее топливопровод с переменным сечением, выполненный из диамагнитного материала, два или более магнитных пояса с магнитами, размещенными биполярно в перпендикулярных плоскостях на определенном расстоянии друг относительно друга и монополярно по направлению движения топлива (декларативный патент Украины №53884, МКИ: F 02 M 27/04, 2003 г.).

Однако в известном устройстве магнитная система имеет всего 1,5 тысячи гауссов магнитной индукции, что недостаточно для получения долговременного, интенсивного и стабильного эффекта активации (кратковременный "жизненный цикл" процесса обработки), это ведет к тому, что обработанный поток попадает в камеру сгорания двигателя практически в своем первоначальном состоянии, т.е. до обработки.

Сущность изобретения как технического решения задачи заключается в интенсификации процесса обработки топлива за счет увеличения магнитной индукции и дополнительной кавитационной обработки, что в совокупности позволяет значительно увеличить "жизненный цикл" процесса обработки, что в конечном итоге позволяет уменьшить расход топлива, увеличить мощность двигателя, стабилизировать его работу и снизить содержания СО, СН, NOx в выхлопных газах.

Поставленная техническая задача решается тем, что топливный корректор, содержащий корпус с рабочей камерой переменного сечения, выполненный из диамагнитного материала, два или более магнитных блока с магнитами, установленными на некотором расстоянии во взаимно перпендикулярных плоскостях друг относительно друга, дополнительно содержит дисковый распределитель с отверстиями и излучатели, установленные с возможностью распределения и завихрения основного потока топлива на несколько равнозначных потоков и обеспечения ультразвуковых колебаний, при этом один из излучателей и распределитель установлены в рабочей камере корпуса в зоне подвода топлива, выполненной в виде конуса, вершина которого направлена в сторону зоны отвода топлива, а другой излучатель - между магнитными блоками, выполненными с измененным градиентом поля, при этом каждый из них выполнен с отражающей оболочкой из ферромагнитного материала, а магниты в них расположены одноименными полюсами.

На чертеже изображен продольный разрез топливного корректора.

Топливный корректор содержит корпус 1 с рабочей камерой 2 переменного сечения, выполненный из диамагнитного материала, два или более магнитных блока с постоянными магнитами 3 и 4, установленными на некотором расстоянии во взаимно перпендикулярных плоскостях друг относительно друга и расположенными вдоль рабочей камеры 2 одноименными полюсами друг напротив друга.

Внутри участка рабочей камеры 2, выполненного в виде конуса, вершина которого направлена в сторону зоны отвода топлива, расположен дисковый распределитель 5 с отверстиями 6 и излучатель 7.

Корректор также содержит излучатель 8, который расположен между магнитными блоками, каждый из которых выполнен с отражающей оболочкой 9 из ферромагнитного материала.

Топливный корректор работает следующим образом.

Топливо под давлением от 0,5 до 2 атмосфер поступает на дисковый распределитель 5, который позволяет создать жидкостной гидроудар и направить поток на лопатки излучателя 7. Проходя излучатель 7, поток топлива распределяется на два потока, и создается одновременно турбулентное движение потока. За счет увеличения давления потока на стенки конуса и прохождения через сечение в расширенный участок рабочей камеры происходит значительное увеличение скорости потока, топливо диспергируется с возникновением начальной стадии кавитации и, как следствие, образованием ультразвуковой волны. Вращающийся поток жидкости, поступающий в магнитное поле постоянных магнитов 4, которые расположены одноименными южными полюсами друг напротив друга, попадает под воздействие неоднородного магнитного поля (магнитная система выполнена с измененным градиентом поля), что позволяет получить торсионные магнитные поля, мощность которых в десятки раз выше, чем поля, которые мы можем получить от обычных постоянных магнитов. После магнитной активации топлива посредством первого блока жидкость поступает на второй излучатель 8, размещенный внутри рабочей камеры 2 между магнитными блоками по направлению жидкости. Вторичное завихрение потока в излучателе 8 позволяет усилить турбулентность уже обработанного потока ультразвуковым и магнитным полем на первом этапе. Обработка жидкости ультразвуком позволяет усилить эффект магнитной активации в десятки раз. Известно, что топливо по-своему химсоставу неоднородно. Дробление тяжелых углеводородных соединений в ультразвуковом поле позволяет гомогенизировать состав, что в последствии лучше поддается магнитной активации. Эффект возникающих торсионных полей может наблюдаться в двух случаях - когда магнитная система вращается вокруг ламинарного потока или когда поток вращается в магнитном поле.

При вращении потока в магнитной системе активации центробежные силы выносят на поверхность потока легкие молекулярные соединения, которые эффективно поддаются воздействию магнитного поля.

Магнитные рамки 9, в которые помещены магниты, позволяют избежать потери магнитного поля, а также сконцентрировать магнитное поле по направлению потока жидкости. Магниты, используемые в предложенном устройстве, имеют угловую заряженность, которая позволяет получить необходимый градиент магнитного поля и позволяет получить магнитную индукцию от 8 до 10 тысяч гауссов.

Сравнительные испытания предложенного топливного корректора и известного устройства показали, что заявленная совокупность признаков, изложенная в формуле изобретения, позволяет значительно интенсифицировать процесс обработки и сохранить "жизненный цикл" поляризованного потока до камеры сгорания. Кроме того, за счет ультразвуковых волн в потоке, которые воздействуют на стенки рабочей камеры и топливную аппаратуру, происходит вымывание абразивных частиц, уменьшается нагарообразование в камере сгорания и поршневой группе. При таком воздействии на поток топлива увеличивается температура на 30-50°С выхлопных газов. Данный эффект позволяет:

- значительно уменьшить недожог продуктов горения;

- уменьшить сопротивление выхлопного тракта и на двигателях внутреннего сгорания получить увеличение мощности от 10 до 15%;

- сэкономить топливо (если не использовать дополнительную мощность) до 22%;

- уменьшить дымность: на дизельных агрегатах на 51%; на бензиновых СО от 1,5 до 3-х раз.

Данное изобретение имеет многофункциональную направленность применения, так как способствует существенной активации самых разнообразных технологических процессов с применением углеводородных жидкостей.

Топливный корректор, содержащий корпус с рабочей камерой переменного сечения, выполненный из диамагнитного материала, два или более магнитных блока с магнитами, установленными на некотором расстоянии во взаимно перпендикулярных плоскостях относительно друг друга, отличающийся тем, что он дополнительно содержит дисковый распределитель с отверстиями и излучатели, установленные с возможностью распределения и завихрения основного потока топлива на несколько равнозначных потоков и обеспечения ультразвуковых колебаний, при этом один из излучателей и распределитель установлены в рабочей камере корпуса в зоне подвода топлива, выполненной в виде конуса, вершина которого направлена в сторону зоны отвода топлива, а другой - между магнитными блоками, выполненными с измененным градиентом поля, при этом каждый из них выполнен с отражающей оболочкой из ферромагнитного материала, а магниты в них расположены одноименными полюсами.