УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ТОПЛИВА

Изобретение относится к области машиностроения и, в частности, к применяемым в двигателестроении устройствам для предварительной подготовки - магнитной обработки углеводородного топлива в карбюраторных и/или дизельных двигателях.
Известно «Устройство для магнитной обработки жидкости», преимущественно топлива в двигателях внутреннего сгорания (А.с. СССР №1388573 по заявке №4055326/25-06 с приор, от 16.04.1986, опубликовано: 15.04.1998, Бюл. №14).
Известное устройство 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 торцовой 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. Данное известное устройство эксплуатируется следующим образом. При работе двигателя топливо поступает через входное отверстие во внутреннюю проточную камеру каркасного элемента, и, проходя по камере, обтекает шарики. Одновременно, вследствие питания обмотки током, например, переменного напряжения, в камере наводится магнитное поле, силовые линии которого взаимодействуют с магнитными полями шариков, вследствие этого шарики устанавливаются в камере соответственно направлению силовых линий магнитного поля, создаваемого обмоткой. Топливо, проходя по камере, обтекает шарики, пересекает силовые линии магнитного поля и подвергается магнитной обработке. При подаче тока переменного напряжения к обмотке происходит нагрев топлива вследствие потерь в самой обмотке, а также потерь на гистерезисе и вихревые токи в элементах устройства. Так как питание осуществляется током переменного напряжения, направление силовых линий магнитного поля меняется с частотой тока, а шарики из-за неплотного заполнения камеры постоянно в последней смещаются и поворачиваются, что предотвращает облитерацию щелей между ними и повышает эффективность обработки. Этим самым внутри камеры достигается постоянное воздействие магнитного, электрического и теплового полей на топливо, сгорание которого в двигателе происходит с большей эффективностью.
Недостатком известного устройства является неудовлетворительная производительность устройства.
7
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности - совокупности существенных признаков и достигаемому при этом техническому результату - является известное устройство для магнитной обработки топлива («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 F 02 M 27/04) - принято за прототип
Устройство по прототипу содержит корпус, 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. Устройство по прототипу работает следующим образом. Устройство устанавливается между насосом и карбюратором (для карбюраторных двигателей) и перед насосом высокого давления (для дизельных двигателей). При поступлении горючего через топливной канал - штуцер -в первую преобразовательную камеру, образованную пьезокерамической конической вставкой, производится турбулизация потока горючего с образованием локальных турбулентных вихрей. При этом локальная турбулизация топлива приводит к появлению кроме статического давления горючего на внутреннюю поверхность пьезокерамического конуса-вставки динамико-импульсного давления, что приводит к образованию электрического поля с переменным потенциалом. 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.
Заявленное техническое решение - «Устройство для магнитной обработки топлива» - направлено на решение задачи, заключающейся в повышении удельной производительности устройства.
Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемого технического решения - полезной модели - заключается в обеспечении условий сокращения удельного расхода топлива и снижения выброса (с отработанными газами) вредных веществ в атмосферу.
Указанный технический результат при реализации предлагаемой полезной модели достигается тем, что известное устройство магнитной обработки топлива, включающее цилиндрическую рабочую камеру содержащую постоянные магниты и имеющую входной и выходной штуцеры, дополнительно содержит цилиндрический корпус, диаметр которого составляет 1,2-2 диаметра рабочей камеры, а длина на 10-20% превышает длину рабочей камеры, входной штуцер образует соединение с топливопроводом, выполненным в форме спирали, расположенным вокруг рабочей камеры и имеющим соединение с торцевой частью рабочей камеры, постоянные магниты, находящиеся в рабочей камере, выполнены в форме дисков, диаметр которых равен внутреннему диаметру рабочей камеры, а высота дисков составляет 2-4% от длины рабочей камеры, магнитные диски имеют отверстия, соотношение диаметров которых и диаметра диска составляет 1:(8-12). Магнитные диски в рабочей камере разделены между собой дисками равного диаметра из высокопористых материалов.
Анализ совокупности существенных признаков заявляемой полезной модели -наличие новых элементов, взаимного расположения узлов, форма их выполнения и достигаемого при этом технического результата указывает, что между ними существует причинно-следственная связь, выражающаяся в следующем.
Экспериментально установлено, что дополнительное включение в состав установки для магнитной обработки топлива цилиндрического корпуса, диаметр которого составляет 1,2-2 диаметра рабочей камеры, а длина на 10-20% превышает длину рабочей камеры, входной штуцер образует соединение с топливопроводом, выполненным в форме спирали, расположенным вокруг рабочей камеры и имеющим соединение с торцевой частью рабочей камеры, постоянные магниты, находящиеся в рабочей камере, выполнены в форме дисков, диаметр которых равен внутреннему диаметру рабочей камеры, а высота дисков составляет 2-4% от длины рабочей камеры, магнитные диски имеют отверстие, соотношение диаметров которых и диаметра диска составляет 1:(8-12); магнитные диски в рабочей камере разделены между собой дисками равного диаметра из высокопористых материалов, обеспечивает решение поставленной задачи и достижение вышеуказанного
технического результата. Причем, из книжной, журнальной и патентной литературы данный технический результат явным образом не следует и не вытекает.
На рисунке показана предлагаемая полезная модель - «Устройство для магнитной обработки топлива», которое включает в себя:
- рабочую камеру (1);
- входной штуцер (2);
- выходной штуцер (3);
- корпус устройства (4);
- топливопровод, выполненный в форме спирали (5);
- постоянные магниты (6);
- разделяющие диски из высокопористых материалов (7).
Реализация полезной модели.
Устройство для магнитной обработки топлива работает следующим образом. Исходное топливо (бензин, солярка) подается насосом из топливного бака в рабочую камеру (1) - помещенную в корпус (4) - через входной штуцер (2), соединенный с топливопроводом (5), выполненным в форме спирали; расположенный вокруг рабочей камеры (1). При прохождении топлива по этому трубопроводу («спирали») происходит предварительная обработка (подготовка) топлива внешним магнитным полем постоянных магнитов (6), расположенных внутри рабочей камеры (1) и имеющих равномерно распределенные отверстия. Из топливопровода (5) топливо поступает в торцевую часть рабочей камеры (1); далее топливо последовательно проходит через разделительные диски из высокопористых материалов и отверстие дисков постоянных магнитов (6). При этом в топливе под действием магнитного поля происходят структурные, конформационные изменения, возможно образование активных радикалов, вероятно, вследствие этого уменьшается энергия активации реакции горения (сжигание) топлива и, в связи с этим, уменьшение удельного расхода топлива (на 15-25%), более полное сгорание топлива и снижение выброса токсичных и вредных газов (главным образом СО) в атмосферу.
Следует особо отметить, что механизм физико-химических процессов, протекающих в топливе под действием магнитного поля, изучен пока недостаточно, до сих пор не выяснены особенности этих процессов, не идентифицированы продукты реакции, их качественный и количественный состав, время жизни и т.д.
Экспериментально - при проведении стендовых и натурных испытаний предлагаемого устройства - установлено, что технический результат - снижение
удельного расхода топлива и уменьшение выброса в атмосферу вредных веществ -достигается лишь при одновременном выполнении следующих конструктивных особенностей предлагаемого устройства для магнитной обработки топлива:
- наличие топливопровода от входного штуцера, расположенного по внешней поверхности рабочей камеры;
- дискообразная форма постоянных магнитов, а высота дисков составляет 2-4% от общей длины рабочей камеры;
- соотношение диаметра отверстий в магнитных дисках к их диаметру составляет 1:(8-12);
- наличие перегородок между дисками, причем эти перегородки выполнены из высокопористых материалов - для диспергирования потока топлива в рабочей камере и повышения тем самым эффекта контактирования топлива с поверхностью постоянных магнитов.
Невыполнение хотя бы одного из вышеуказанных условий приводит к тому, что технический результат по предложенному техническому решению не достигается.