Адсорбер системы улавливания паров топлива
Владельцы патента RU 2474722:
Общество с ограниченной ответственностью "Детальстройконструкция" (RU)
Техническое решение относится к области транспортного машиностроения, в частности к системам питания двигателей внутреннего сгорания, а именно к системам улавливания и утилизации паров топлива, образуемых в топливном баке. Технический результат заключается в улучшении и сохранении на высоком уровне в процессе эксплуатации экологических показателей транспортного средства за счет повышения эффективности протекания процессов адсорбции и десорбции паров топлива в системе их улавливания. Адсорбер системы улавливания паров топлива содержит полый корпус в виде размещенного горизонтально стакана, заполненный адсорбирующим веществом и герметично закрытый крышкой. На глухом торце корпуса размещены два сборника конденсата с патрубками подвода и отвода паров топлива и патрубок связи полости корпуса с атмосферой. Полость каждого из сборника конденсата связывается с полостью корпуса либо через два круглых отверстия, либо через одно отверстие с проходным сечением продолговатой формы, выполненные в глухом торце корпуса на максимально возможном удалении от дна сборников конденсата. Адсорбирующее вещество поджато в полости корпуса прижимной пластиной, упирающейся, по меньшей мере, через одну пружину сжатия в крышку открытого торца корпуса. В полости корпуса на расстоянии от его стенок размещена замкнутая стенка, имеющая один открытый торец, и второй торец, совмещенный с глухим торцом корпуса, которая предназначена для увеличения пути топливовоздушного потока через уголь при выходе в атмосферу. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
Техническое решение относится к области транспортного машиностроения, в частности к системам питания двигателей внутреннего сгорания, а именно к системам улавливания и утилизации паров топлива, образуемых в топливном баке.
Из существующего уровня техники известны адсорберы системы улавливания паров топлива, работа которых основана на адсорбции этих паров активированным углем во время простоя двигателя внутреннего сгорания и десорбции - в результате продувки угля поступающим в двигатель воздухом в процессе его работы.
Так, например, из патента РФ №2267027 C2, МПК F02M 25/08, опубл. 27.12.2005, известен адсорбер системы улавливания паров топлива из топливного бака, цилиндрический корпус которого размещен вертикально и заполнен зерненным активированным углем. В верхней части корпуса размещены патрубки подвода и отвода паров топлива и патрубок для связи полости корпуса с атмосферой. При этом патрубок подвода паров топлива связан с полостью корпуса через полость сборника конденсата, размещенного на верхней крышке корпуса, а патрубок отвода паров топлива связан с полостью корпуса непосредственно и не оборудован сборником конденсата.
Недостатком адсорбера по патенту РФ №2267027 является отсутствие сборника конденсата между патрубком отвода паров топлива и полостью корпуса, что может привести к попаданию конденсата, образующегося в трубопроводе отвода паров топлива на адсорбирующее вещество. Также в результате размещения сборника конденсата подводимых паров топлива над полостью корпуса объем данного сборника ограничен общей монтажной высотой устройства. В результате существует вероятность переполнения этого сборника и попадание конденсата в полость корпуса адсорбера. Попадание конденсата на адсорбирующее вещество приводит к снижению его поглощающей способности и, как следствие, к увеличению токсичности транспортного средства. Более того, отсутствие в известном адсорбере средства поджатия адсорбирующего вещества приводит к возможности возникновения в нем незаполненных полостей, что снижает эффективность его работы и способствует истиранию зерен активированного угля в результате вибраций транспортного средства, приводя к прогрессирующему снижению эффективности работы.
Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является адсорбер системы улавливания паров топлива, охарактеризованный в патенте РФ №2274765 C2, МПК F02M 25/08, опубл. 20.04.2006. В данном адсорбере корпус с адсорбирующим веществом выполнен в виде горизонтально размещаемого стакана, открытый торец которого герметично закрыт крышкой. На противоположном торце корпуса размещены: патрубок для связи с атмосферой, а также два сборника конденсата соответственно с патрубками подвода и отвода паров топлива. При этом сборники конденсата сообщены с полостью корпуса через соответственно средство подвода и отвода паров топлива, каждое из которых представляет собой калиброванное отверстие в глухом торце корпуса. Относительная протяженность поперечных сечений данных отверстий по высоте сборников конденсата уменьшает их емкость, что приводит к возможности перелива конденсата при достижении его уровня нижнего края этих отверстий. Кроме того, в данном адсорбере, также как и в адсорбере по патенту РФ №2267027 средство поджатия адсорбирующего вещества не предусмотрено.
Следует отметить, что возможность проникновения конденсата в адсорбирующее вещество, также как и пустоты в последнем, негативно сказывается на эффективности работы системы улавливания паров топлива. Указанное приводит к повышению вероятности попадания паров топлива в окружающую атмосферу, что недопустимо с точки зрения высоких требований к экологическим характеристикам современных транспортных средств.
Технический результат, на достижение которого направлено данное техническое решение, заключается в улучшении и сохранении на высоком уровне в процессе эксплуатации экологических показателей транспортного средства за счет повышения эффективности протекания процессов адсорбции и десорбции паров топлива в системе их улавливания.
Согласно заявленному техническому решению адсорбер системы улавливания паров топлива содержит полый корпус, заполненный адсорбирующим веществом, в качестве которого используется, например, зерненный активированный уголь. Корпус адсорбера выполнен в виде стакана, размещаемого при монтаже на транспортном средстве горизонтально. Корпус оборудован с глухого торца средствами подвода и отвода паров топлива и патрубком для связи его с атмосферой, а с противоположного открытого торца - герметично закрывающей его крышкой. На глухом торце корпуса размещено два полых сборника конденсата, один из которых связан своей полостью с полостью корпуса через средство подвода паров топлива, а другой - через средство отвода паров топлива, при этом оба сборника конденсата оборудованы соответственно патрубками подвода и отвода паров топлива.
В корпусе предусмотрено средство поджатия адсорбирующего вещества, выполненное в виде параллельной глухому торцу корпуса прижимной пластины, свободно проходящей между стенками корпуса и упирающейся, по меньшей мере, через одну пружину сжатия в крышку открытого торца корпуса. Прижимная пластина оборудована уплотняющим элементом, перекрывающим зазор, образованный по ее периметру между ней и внутренней поверхностью стенок корпуса.
В полости корпуса на расстоянии от его стенок и преимущественно коаксиально им размещена замкнутая стенка, выполненная в виде стакана, размещенного внутри стакана корпуса и имеющего с последним общий глухой торец. Замкнутая стенка, имеющая один открытый торец, опирается на глухой торец корпуса таким образом, что выходящее в полость корпуса отверстие патрубка связи с атмосферой сообщается с объемом, ограниченным указанной замкнутой стенкой. При этом средства подвода и отвода паров топлива выполнены в глухом торце корпуса вне этого объема и сообщаются с полостью, размещенной между замкнутой стенкой и стенками корпуса. Расстояние между торцами замкнутой стенки меньше, чем расстояния от глухого торца корпуса до подпружиненной прижимной пластины.
Средство подвода, также как и отвода паров топлива, может быть образовано в глухом торце корпуса либо, по меньшей мере, двумя сквозными круглыми отверстиями, либо одним сквозным отверстием с проходным сечением продолговатой формы. Отверстия средств подвода и отвода паров топлива расположены на максимально возможном удалении от дна сборников конденсата. При этом площадь проходного сечения отверстия или суммарная площадь проходного сечения отверстий средства подвода паров топлива выполнена не менее площади проходного сечения патрубка подвода паров топлива, а соответствующая площадь проходного сечения отверстия или отверстий средства отвода паров топлива - не менее площади проходного сечения патрубка отвода паров топлива.
Сборники конденсата, размещенные на глухом торце корпуса, выполнены либо в виде единой крышки этого торца, имеющей две открытые со стороны этого торца полости и отверстие для прохождения патрубка связи полости корпуса с атмосферой, либо в виде двух отдельных крышек глухого торца корпуса, каждая из которых имеет соответствующую открытую со стороны этого торца полость.
Отверстие патрубка связи с атмосферой и средства подвода и отвода паров топлива со стороны их выхода в полость корпуса закрыты газопроницаемыми прокладками, изготовленными, например, из нетканого термоформованного материала.
Корпус и крышки адсорбера предпочтительно выполнены из пластмассы с низкой топливной проницаемостью. При этом элементы адсорбера, неподвижные относительно друг друга, могут быть соединены, например, посредством клеевого соединения или ультразвуковой сварки.
Предложенное техническое решение поясняется графическими материалами, на которых изображено:
на фиг.1 - продольный разрез адсорбера;
на фиг.2 - изометрический вид адсорбера со стороны сборников конденсата;
на фиг.3 - изометрический вид крышки глухого торца корпуса адсорбера со сборниками конденсата;
на фиг.4 - вид на глухой торец корпуса адсорбера без сборников конденсата, выполненный по пункту 2 формулы;
на фиг.5 - вид на глухой торец корпуса адсорбера без сборников конденсата, выполненный по пункту 3 формулы.
Адсорбер системы улавливания паров топлива содержит размещаемый горизонтально полый корпус 1, заполненный зерненным активированным углем 2. Корпус 1 со стороны открытого торца герметично закрыт крышкой 3. На глухом торце корпуса размещена крышка 4, имеющая две открытые со стороны этого торца полости сборников конденсата 5 и отверстие 6 для прохождения патрубка 7 связи полости корпуса 1 с атмосферой. С внешней стороны крышки 4 на одном из сборников конденсата 5 размещен патрубок 8 подвода паров топлива, а на другом сборнике конденсата 5 - патрубок 9 отвода паров топлива.
С глухого торца корпус оборудован средствами подвода 10 и отвода 11 паров топлива и патрубком 7 для связи его с атмосферой. Средства подвода 10 и отвода 11 паров топлива связывают полости сборников конденсата 5 с полостью корпуса 1, заполненного зерненным активированным углем 2. При этом каждое из средств подвода 10 и отвода 11 паров топлива может быть выполнено в виде двух круглых отверстий, оси которых лежат в одной горизонтальной плоскости (см. фиг.4). Также каждое из средств подвода 10 и отвода 11 паров топлива может быть выполнено в виде одного сквозного отверстия с проходным сечением продолговатой формы, у которого большая ось проходного сечения размещена преимущественно горизонтально (см. фиг.5). При этом отверстия средств подвода 10 и отвода 11 паров топлива расположены в верхней части сборников конденсата 5 на максимально возможном удалении от их дна. Подобное выполнение средств подвода 10 и отвода 11 паров топлива в отличие от примененного в наиболее близком аналоге одного калиброванного круглого отверстия позволяет уменьшить размер поперечного проходного сечения данных средств 10, 11 по высоте, при сохранении общей площади этого сечения. Указанное позволяет увеличить емкость сборников конденсата 5. Тем самым предотвращается возможность попадания конденсата в полость корпуса 1 и выведение из строя активированного угля 2 в результате его смачивания.
Отверстие патрубка 7 связи с атмосферой и отверстия 10, 11 средств подвода и отвода паров топлива со стороны их выхода в полость корпуса 1 закрыты газопроницаемыми прокладками 12, предотвращающими высыпание угля 2 из полости корпуса 1.
В корпусе 1 адсорбера предусмотрено средство поджатия адсорбирующего вещества, выполненное в виде прижимной пластины 13, упирающейся через пружину сжатия 14 в крышку 3 корпуса. Прижимная пластина 13 оборудована уплотняющим элементом, выполненным в виде прокладки 15, перекрывающей зазор между пластиной 13 и внутренней поверхностью стенок корпуса 1, чем предотвращается возможность выпадения угля 2 в пространство между прижимной пластиной 13 и крышкой 3, а также попадание и конденсация в этом пространстве паров топлива. Наличие подобного средства уплотнения обеспечивает постоянство насыпной плотности угля 2 и отсутствие в нем незаполненных полостей, как при первичном наполнении корпуса 1 углем 2, так и в процессе эксплуатации устройства, при которой возможна, например, вибрационная усадка угля 2.
Таким образом, конструктивные особенности средства уплотнения адсорбирующего вещества совместно с конструктивными особенностями ловушек конденсата со средствами подвода и отвода паров топлива позволяют поддерживать плотность и влажность адсорбирующего вещества на уровне, необходимом для обеспечения наибольшей эффективности протекания процессов адсорбции и десорбции паров топлива. Указанное однозначно сказывается на улучшении экологических показателей системы улавливания паров топлива в сравнении с известными аналогами.
Для повышения эффективности протекания процессов адсорбции и десорбции паров топлива необходимо обеспечить равномерную обработку объема активированного угля, для чего необходимо увеличить путь прохождения топливовоздушного потока. Указанное достигается созданием лабиринта на пути этого потока. Для чего в полости корпуса 1 на расстоянии от его стенок размещена замкнутая стенка 16, имеющая один открытый торец, и второй торец, совмещенный с глухим торцом корпуса. Лабиринт образуется в результате того, что выходящее в полость корпуса 1 отверстие патрубка 7 связи с атмосферой сообщается с объемом, ограниченным указанной замкнутой стенкой 16, а средства подвода 10 и отвода 11 паров топлива выполнены в глухом торце корпуса 1 вне этого объема и сообщаются с полостью, размещенной между замкнутой стенкой 16 и стенками корпуса 1. При этом расстояние между торцами замкнутой стенки 16 меньше, чем расстояние от глухого торца корпуса 1 до подпружиненной прижимной пластины 13.
1. Адсорбер системы улавливания паров топлива, содержащий полый корпус с адсорбирующим веществом, выполненный в виде размещаемого горизонтально стакана, оборудованного с глухого торца средствами подвода и отвода паров топлива и патрубком для связи его с атмосферой, а с противоположного открытого торца - герметично закрывающей его крышкой, на глухом торце корпуса размещено два полых сборника конденсата, один из которых связан своей полостью с полостью корпуса через средство подвода паров топлива, а другой - через средство отвода паров топлива, при этом оба сборника конденсата оборудованы соответственно патрубками подвода и отвода паров топлива, отличающийся тем, что оборудован размещенным в корпусе средством поджатия адсорбирующего вещества, выполненным в виде параллельной глухому торцу корпуса прижимной пластины, свободно проходящей между стенками корпуса и упирающейся, по меньшей мере, через одну пружину сжатия в крышку открытого торца корпуса, в полости корпуса на расстоянии от его стенок и преимущественно коаксиально им размещена замкнутая стенка, имеющая один открытый торец, которая опирается на глухой торец корпуса таким образом, что выходящее в полость корпуса отверстие патрубка связи с атмосферой сообщается с объемом, ограниченным указанной замкнутой стенкой, а средства подвода и отвода паров топлива выполнены в глухом торце корпуса вне этого объема и сообщаются с полостью, размещенной между замкнутой стенкой и стенками корпуса, при этом расстояние между торцами замкнутой стенки меньше расстояния от глухого торца корпуса до подпружиненной прижимной пластины.
2. Адсорбер по п.1, отличающийся тем, что каждое из средств подвода и отвода паров топлива образовано, по меньшей мере, двумя сквозными круглыми отверстиями в глухом торце корпуса, расположенными на максимально возможном удалении от дна сборников конденсата и имеющими суммарную площадь проходного сечения не менее площади проходного сечения соответственно патрубка подвода и отвода паров топлива.
3. Адсорбер по п.1, отличающийся тем, что каждое из средств подвода и отвода паров топлива образовано сквозным отверстием с проходным сечением продолговатой формы в глухом торце корпуса, расположенным на максимально возможном удалении от дна сборников конденсата и имеющим площадь проходного сечения не менее площади проходного сечения соответственно патрубка подвода и отвода паров топлива.
4. Адсорбер по п.1, отличающийся тем, что сборники конденсата выполнены либо в виде единой крышки глухого торца корпуса, имеющей две открытые со стороны этого торца полости и отверстие для прохождения патрубка связи полости корпуса с атмосферой, либо в виде двух отдельных крышек глухого торца корпуса, каждая из которых имеет соответствующую открытую со стороны этого торца полость.
5. Адсорбер по п.1, отличающийся тем, что в качестве адсорбирующего вещества использован зерненный активированный уголь.
6. Адсорбер по п.1, отличающийся тем, что отверстие патрубка связи с атмосферой и средства подвода и отвода паров топлива со стороны их выхода в полость корпуса закрыты газопроницаемыми прокладками, изготовленными, например, из нетканого термоформованного материала.
7. Адсорбер по п.1, отличающийся тем, что прижимная пластина оборудована уплотняющим элементом, перекрывающим зазор, образованный по ее периметру между ней и внутренней поверхностью стенок корпуса.
8. Адсорбер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что корпус и крышки выполнены из пластмассы с низкой топливной проницаемостью.
9. Адсорбер по п.8, отличающийся тем, что его элементы, неподвижные относительно друг друга, соединены, например, посредством клеевого соединения или ультразвуковой сварки.
