АГРЕГАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКОГО ТОПЛИВА МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ

Полезная модель относится к области машиностроения и, в частности, двигателестроения и может быть использована для изготовления агрегатов, применяемых для обработки магнитным полем жидкого углеводородного топлива в двигателях внутреннего сгорания дизельного и/или карбюраторного типа.
Известно «Устройство для магнитной обработки жидкости», преимущественно топлива в двигателях внутреннего сгорания (А.с. СССР №1388573 по заявке №4055326/25 - с приор, от 16.04.1986, опубликовано: 15.04.1998, Бюл. №14).
Известное устройство (агрегат) содержит обмотку катушки, установленную на каркасном элементе, образованном цилиндрической втулкой с торцевым буртом и торцевой крышкой и имеющем внутреннюю проточную камеру для топлива, расположенные внутри камеры рабочие элементы, выполненные в виде шариков, и источник питания, выводы которого соединены с обмоткой катушки; в торцевой крышке выполнено входное отверстие для жидкости, а во втулке - выходное отверстие; шарики размещены внутри камеры неплотно с возможностью перемещения друг относительно друга и выполнены в виде постоянных магнитов; снаружи обмотка катушки закрыта корпусом, являющимся магнитопроводом. Недостатком данного известного способа является неудовлетворительная удельная производительность процесса по обработанному в магнитном поле топливу и весьма значительным выбросом токсичных веществ в газовую фазу с выхлопными газами.
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности - совокупности существенных признаков и достигаемому при этом техническому результату - является известный Агрегат для обработки жидкого топлива магнитным полем постоянных магнитов («Устройство подготовки топлива» - Патент РФ №2140008 по заявке №97103743/06 с приоритетом от 19.03.1997. Зарегистрировано и опубликовано: 20.10.1999, Бюл. №29; МКИ 7 F 02 M 27/04) - принято за прототип.
Устройство (агрегат) по прототипу содержит рабочую камеру, входной штуцер, три постоянных магнита - «магнитные преобразователи» - входной, главный магнит и выходной, между которыми располагаются конические пьезокерамические вставки, обладающие пьезокерамическими свойствами, пьезокерамические вставки образуют преобразовательную и выходную камеры, имеющие форму двух усеченных конусов, обращенных друг к другу вершинами. Со стороны выходной камеры и выходного
штуцера установлена губка из немагнитоактивного металла, создающая эффект гидродинамической камеры; главный магнит расположен у вершин конусов.
По мнению авторов, при протекании вдоль рассматриваемого поля молекул горючего происходит импульсное воздействие на кольцевые токи их диполей, что приводит к появлению волновых процессов в полимерных цепочках молекул горючего, сопровождаемых упруго диссипативными процессами в связях между радикалами. Как указывают Авторы патента-прототипа, в результате совокупности происходящих процессов происходит ионизация топлива, образование в нем свободных радикалов и, как следствие (на что указывали авторы), снижение вредных выбросов и снижение расхода топлива (бензина, солярки и т.д.)
Недостатком устройства по прототипу является неудовлетворительная удельная производительность установки по обрабатываемому топливу, что, вероятно, связано с недостаточно эффективным контактом обрабатываемого топлива с магнитным полем постоянных магнитов, и/или малым временем контакта единицы объема топлива с магнитными преобразователями. Другим недостатком Агрегата (устройства) по прототипу является неполное сгорание обработанного в магнитном поле топлива и наличие в выхлопных газах значительного количества токсичных и вредных веществ.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение условий повышения эффективности обработки жидкого углеводородного топлива магнитным полем постоянных магнитов.
Технический результат, который может быть получен при реализации разработанного технического решения, заключается в повышении удельной производительности агрегата (устройства), сокращении удельного расхода топлива и снижении выброса токсичных веществ с выхлопными газами.
Указанный технический результат при реализации предлагаемой полезной модели достигается тем, что известный Агрегат для обработки жидкого топлива магнитным полем постоянных магнитов, включающий рабочую камеру с помещенными в нее постоянными магнитами, входной и выходной штуцеры для подвода в рабочую камеру исходного топлива и вывода из нее обработанного топлива, дополнительно содержит внешний корпус, на крышке которого установлены выходной и входной штуцер, соединенный с топливной магистралью, выполненной в форме спирали, проходящей вдоль внешней поверхности рабочей камеры и имеющей соединение с входным штуцером и патрубком, расположенным на торце рабочей камеры. Постоянные магниты изготовлены в виде плоских цилиндрических элементов с равномерно распределенными отверстиями, площадь которых составляет 30-60% от площади поверхности магнитных
элементов, магнитные элементы в рабочей камере разделены между собой цилиндрическими плоскими высокопористыми вкладышами, приготовленными из металлических порошкообразных спеченных материалов, магнитные элементы и вкладыши образуют в рабочей камере две секции, причем в первой по ходу движения топлива секции, содержащей 40-60% магнитных элементов и вкладышей, магнитные элементы расположены однополюсно, а во второй секции магнитные элементы расположены разнополюсно относительно друг друга.
Анализ совокупности существенных признаков заявляемой полезной модели и достигаемого при этом технического результата указывает, что между ними существует причинно-следственная связь, выражающаяся в следующем.
Экспериментально установлено, что дополнительное включение в состав Агрегата для обработки жидкого топлива магнитным полем постоянных магнитов топливной магистрали, выполненной в форме спирали, проходящей вдоль внешней поверхности рабочей камеры и имеющей соединение с входным штуцером и патрубком, расположенным на торце рабочей камеры, постоянные магниты изготовлены в виде плоских цилиндрических элементов с равномерно распределенными отверстиями, магнитные элементы в рабочей камере разделены между собой цилиндрическими плоскими высокопористыми вкладышами, приготовленными из металлических порошкообразных спеченных материалов, магнитные элементы и вкладыши образуют в рабочей камере две секции, причем в первой по ходу движения топлива секции, содержащей 40-60% магнитных элементов и вкладышей, магнитные элементы расположены однополюсно, а во второй секции магнитные элементы расположены разнополюсно относительно друг друга, обеспечивает решение поставленной задачи и достижение вышеуказанного технического решения по предлагаемой полезной модели. Важно отметить, что экспериментально был установлен факт снижения удельного расхода топлива в двигателях внутреннего сгорания при однополюсном расположении в первой (по ходу движения топлива) секции рабочей камеры плоских магнитных элементов и факт существенного уменьшения выброса с выхлопными газами вредных веществ - т.е. более полного сгорания топлива при разнополюсном расположении плоских магнитных элементов во второй магнитоактивной секции рабочей камеры.
Установлено также, что наличие постоянных магнитов, изготовленных в виде плоских цилиндрических элементов с равномерно распределенными отверстиями (площадь которых, например, составляет 30-60% от площади поверхности магнитных элементов для прохождения обрабатываемого топлива), является необходимым для предлагаемой полезной модели, однако еще недостаточным для достижения технического
результата. Необходимо, кроме того, наличие между магнитными элементами плоских цилиндрических высокопористых вкладышей, приготовленных из металлических порошкообразных спеченных материалов (при соотношении высоты магнитных элементов и вкладышей, например 1: (1-2)). По-видимому, оба вкладыша играют роль диспергаторов обрабатываемого топлива и, возможно, оказывают каталитическое воздействие на топливо, что, в конечном итоге, приводит к его более полному сгоранию, снижению удельного расхода и уменьшению вредных выбросов.
Анализ книжной, журнальной и патентной литературы свидетельствует о том, что в известных источниках информации отсутствуют сведения, идентичные и/или совпадающие по совокупности существенных признаков с заявляемым техническим решением. Причем из известных источников также явным образом не вытекает возможность решения поставленной задачи и достижения технического результата -благодаря вышеописааной совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения.
Предлагаемая полезная модель (показана на рисунке) включает в себя:
- внешний корпус (1) с крышкой;
- рабочую камеру (2);
- выходной штуцер (3) - для вывода обработанного в магнитном поле топлива;
- входной штуцер (4), соединенный с топливной магистралью;
- топливную магистраль (5), выполненную в форме спирали, проходящую вдоль внешней поверхности;
- патрубок (6), установленный на торце рабочей камеры, соединенный с топливной магистралью;
- постоянные магниты (7), изготовленные в виде плоских цилиндрических элементов с равномерно распределенными отверстиями;
- плоские цилиндрические высокопористые вкладыши (8).
Реализация полезной модели
Предлагаемое техническое решение - Агрегат для обработки жидкого топлива магнитным полем постоянных магнитов - эксплуатируется следующим образом.
Исходное жидкое углеводородное топливо поступает, например, из топливного бака в Агрегат через входной штуцер (4) и затем в топливную магистраль (5), проходя через которую, топливо подвергается предварительной магнитной обработке (подготовке), из топливной магистрали (5) топливо через патрубок (6) направляется в
рабочую камеру (2), содержащую постоянные магниты (7), изготовленную в виде плоских цилиндрических элементов с равномерно распределенными отверстиями для прохождения обработанного топлива, и плоские цилиндрические высокопористые вкладыши (8). В рабочей камере топливо последовательно проходит через секцию, в которой постоянные магниты расположены однополюсно, и затем через секцию (60-40% от общего объема), в которой магнитные элементы расположены разнополюсно. Обрабатываемое магнитным полем в рабочей камере топливо через выходной штуцер (7) подается непосредственно в двигатель внутреннего сгорания. При прохождении через рабочую камеру, под давлением магнитного поля постоянных магнитов, в жидком углеводородном топливе происходит целый ряд изменений (механизм и особенности которых до конца не выяснены), совокупность которых в конечном итоге приводит - при использовании такого топлива в двигателе внутреннего сгорания - к существенному сокращению удельного расхода топлива и уменьшению вредных выбросов с выхлопными газами.