УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ТОПЛИВА

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для магнитной обработки жидкости, преимущественно топлива в двигателях внутреннего сгорания (ДВС).
Известно устройство для обработки магнитным полем топлива, протекающего в топливной магистрали, включающее диэлектрический корпус, снабженный постоянными магнитами, корпус разделен вдоль продольной оси на, по меньшей мере, две части и снабжен средством для их фиксации друг относительно друга и топливной магистралью, а постоянные магниты выполнены из материала на основе неодима. (МПК F02М 27/04 от 10.10.2003 Бюл. №28, авторы Цейко А.П., Цейко Э.А.)
Недостатком устройства является низкая эффективность обработки за счет того, что жидкость недостаточно подвергается воздействию магнитного поля при попадании ее в зону ориентации магнитного поля, направленного параллельно потоку жидкости, и не обеспечивает требуемое изменение градиента напряженности магнитного поля в пространстве (dH/dx).
Известно устройство для магнитной обработки жидкости, содержащее корпус, состоящий из двух проточных камер с шарообразными постоянными магнитами, разделенную на входную и выходную камеры. Шарообразные постоянные магниты, расположенные во входной и выходной проточных камерах, имеют разную магнитную индукцию, при этом индукция магнитов входной проточной камеры выбрана меньшей, чем индукция магнитов выходной проточной камеры, а
поверхность магнитов снабжена сферическими выступами. (МПК F02М 27/04 от 10.07.98 Бюл. №19, автор Ткаченко Ю.П.).
Недостатком устройства является низкая эффективность обработки за счет того, что топливо, попадая в зону постоянных магнитов не задерживается там, что отрицательно сказывается на процессе обработки. Кроме того, не обеспеченно достаточное диспергирование топлива, что снижает эффективность устройства. Данное устройство выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение эффективности обработки топлива за счет увеличения площади соприкосновения обрабатываемого топлива с поверхностью постоянных магнитов и турбулизации потока топлива.
Технический результат достигается тем, что устройство для магнитной обработки жидкости, преимущественно топлива ДВС, имеет проточную камеру с расположенными в ней шарообразными постоянными магнитами, которая разделена расширительной камерой на входную и выходную проточные камеры, постоянные магниты, расположенные во входной и выходной проточных камерах соответственно, имеют разную магнитную индукцию, при этом магнитная индукция постоянных магнитов, расположенных во входной проточной камере, выбрана меньшей, чем магнитная индукция постоянных магнитов, расположенных в выходной проточной камере, а поверхность постоянных шарообразных магнитов снабжена сферическими выступами, причем постоянные магниты выполнены полыми с соосными и несоосными отверстиями в стенках.
На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для магнитной обработки топлива;
На фиг.2 - сечение по А-А входной проточной камеры 7 на фиг.1.
На фиг.3 - сечение по Б-Б рабочего элемента 10 на фиг.1 с соосными отверстиями в стенке (вариант исполнения 1)
На фиг.4 - сечение по Б-Б рабочего элемента 10 на фиг.1 с несоосными отверстиями в стенке (вариант исполнения 2).
Устройство для магнитной обработки жидкости содержит цилиндрический корпус 1, торцевые крышки 2 и 3 с входным 4 и выходным 5 штуцерами, сетчатый турбулизатор 6 потока жидкости, проточные камеры - входную 7 и выходную 8, разделенные расширительной камерой 9, расположенные внутри проточных камер 7 и 8 рабочие элементы 10, выполненные в виде постоянных магнитов шарообразной формы, сетчатые перегородки 11 выполнены из диамагнитного материала, поверхность магнитов снабжена сферическими выступами (условно не показаны).
Шарообразные постоянные магниты выполнены полыми с соосными (вариант 1) и несоосными (вариант 2) отверстиями. Магнитная индукция шарообразных постоянных магнитов 10 в выходной проточной камере 8 выше, чем во входной проточной камере.
Устройство работает следующим образом: при работе двигателя топливо поступает через штуцер 4, установленный на торцевой крышке 2, на сетчатый турбулизатор потока 6, где при прохождении через щелевые отверстия давление жидкости мгновенно уменьшается, скорость возрастает, затем топливо поступает во входную проточную камеру 7, выполненную в корпусе 1, протекая между рабочими элементами 10 и через соосные и несоосные отверстия в стенках рабочих элементов 10, где происходит многократное преобразование скорости топлива и наряду с турбулизацией потока и эффектом вскипания за счет снижения давления ниже давления насыщения пара жидкости возникает эффект кавитации, а в связи с этим совершается работа по измельчению частиц. При этом частицы топлива пересекают силовые линии магнитного поля,
образованного каждой парой рабочих элементов, и тем самым они подвергаются первичной магнитной обработке. Пройдя первичный этап магнитной обработки, топливо поступает через сетчатую перегородку 11 из диамагнитного материала в расширительную камеру 9, где происходит преобразование скорости потока и увеличивается давление, а затем топливо поступает через сетчатую перегородку 11 из диамагнитного материала в выходную проточную камеру 8, где происходит обратный процесс увеличения скорости при протекании топлива между рабочими элементами 10 и через соосные и несоосные отверстия в стенках рабочих элементов 10, где также происходит многократное преобразование скорости топлива и наряду с турбулизацией потока и эффектом вскипания за счет снижения давления ниже давления насыщения паров жидкости возникает эффект кавитации и совершается работа по измельчению частиц топлива с одновременной магнитной обработкой частиц повышенной магнитной индукцией. В результате обеспечивается дополнительное дробление частиц топлива, турбулизация потока и вторичная магнитная обработка топлива. После этого топливо поступает через выходной штуцер 5, установленный в торцевой крышке 3, в карбюратор двигателя или в цилиндры дизеля.
В предложенном устройстве достигается магнитогидродинамическое диспергирование топлива без использования дополнительной, например электрической энергии, сгорание которого в двигателе происходит с большей эффективностью, а соосные и несоосные отверстия, расположенные в стенке пустотелого рабочего элемента 10 способствуют большей концентрации магнитных силовых линий, увеличивают площадь соприкосновения обрабатываемого топлива с поверхностью постоянных магнитов и создают дополнительную турбулизацию потока, что существенно улучшает качество обработки топлива.
Использование данного устройства в дизельных двигателях тепловозов позволит в значительной степени снизить токсичность отработавших газов и снизить выброс вредных веществ в атмосферу, обеспечивая экологические требования.