Проточный магнитокавитационный активатор топлива

Полезная модель относится к жидкостным распылительным устройствам эжекционного типа и может быть использовано в энергетике для подготовки к сжигании жидкого или газообразного топлива в двигателях внутреннего сгорания ДВС и газотурбинных двигателях ГТД. Задачи создания изобретения увеличение полноты сгорания и уменьшение эмиссии вредных веществ в атмосферу с выхлопными газами. Технический результат разложение тяжелых фракций топлива на легкие. Решение указанных задач достигнуто в проточном магнитнокавитационный активаторе топлива, содержащем диэлектрический корпус в виде цилиндра с рабочей полостью, с входным и выходным штуцерами для прохождения топлива на его торцах, внутри или снаружи корпуса установлены два кольцевых постоянных магнита с осевой намагниченностью, с осевым рабочим зазором между ними, тем, что внутрь полой камеры установлен, по меньшей мере, один кавитатор. По меньшей мере один кавитатор может быть выполнен в виде дроссельной шайбы. По меньшей мере, один кавитатор может быть выполнен в виде сужающегося сопла. По меньшей мере, один кавитатор может быть выполнен в виде сопла Лаваля. Один кавитатор может быть выполнен в виде сопла Лаваля и еще два в виде сужающегося и расширяющегося сопел, при этом сопло Лаваля установлено внутри кольценвых постоянных магнитов в средней части рабочей камеры. Входной и выходной штуцера могут содержать внутренние части, поджатые накидными гайками к торцам диэлектрического корпуса, а кавитаторы выполнены в виде сопел на внутренних частях штуцеров. По меньшей мере, один кавитатор может быть выполнен в виде втулки с турбулизаторами потока. По меньшей мере, один кавитатор может быть размещен внутри отверстий постоянных кольцевых магнитов. Кольцевые магниты могут быть установлены внутри рабочей камеры около торцов корпуса и по меньшей мере, один кавитатор размещен между кольцевых магнитов. Кольцевые магниты могут быть установлены внутри рабочей камеры и два кавитатора размещен между кольцевыми магнитами и торцами корпуса. По меньшей мере, один кавитатор может быть размещен непосредственно во входном штуцере. По меньшей мере, один кавитатор может быть размещен непосредственно в выходном штуцере. Соотношение диаметров отверстия внутри штуцеров и диаметра рабочей камеры активатора может быть выбрано в соотношении не менее 1:10. Рабочая полость может быть частично заполнена металлорезиной. Рабочая полость может быть полностью заполнена металлорезиной. В рабочей полости может быть установлен перфорированный контейнер. Перфорированный контейнер может быть заполнен металлорезиной. Перфорированный контейнер может быть заполнен шунгитом. 1 с. п-кт ф.-лы, 17 зав. п.-ов, илл. - 24

Полезная модель относится к жидкостным распылительным устройствам эжекционного типа и может быть использовано в энергетике для подготовки к сжигании жидкого или газообразного топлива в двигателях внутреннего сгорания ДВС и газотурбинных двигателях ГТД..

Известно устройство для обработки жидкого топлива кавитацией, которое содержит цилиндрический корпус с патрубками подачи и удаления жидкого топлива. В корпусе размещен ультразвуковой струйный излучатель. Излучатель выполнен в виде двух спиралей Архимеда, лопасти которых имеют противоположные направления и расположены один между другим. Устройство дополнительно снабжено камерой переменного сечения, расположенной за струйным излучателем, (см. патент РФ на изобретение 2075619 по кл. МПК F02M 27/07, 1997).

Недостатком указанного устройства является сложность конструкции и высокая стоимость его изготовления.

Известен также распылитель для улучшения смесеобразования, состоящий из корпуса с последовательно выполненными входным каналом, тороидальной камерой и выходным клапаном. Входной клапан сообщен с форсункой, размещенной в проточном канале. Камера обеспечивает создание резонансного режима движения вихревого потока и увеличение интенсивности кавитации (см. заявка на ИЗ 94027355 по кл. МПК F02M 61/10, 1996).

Указанный распылитель предназначен для смешения топлива с воздухом.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для диспергирования жидкости, состоящее из корпуса со ступенчатыми зонами: зоной подачи топлива и зоной кавитации. Зона подачи топлива выполнена в виде полого усеченного конуса, переходящего в цилиндрическую часть. Зона кавитации выполнена с кавитационным стержнем и со ступенчатой частью в виде профилированных колец нарастающего диаметра (см. патент РФ на изобретение 2159684 по кл. МПК B05B 1/00, B05B 1/30, B05B 1/32,2000).

Указанная конструкция сложная при изготовлении.

Известен топливный активатор-кавитатор по патенту РФ на изобретение МПК, опубл. 10.12.2011 г.

Этот топливный кавитатор, состоит из корпуса, выполненного как единое целое с зонами: зоной подачи топлива с усеченным конусом, переходящим в цилиндрическую часть, зоной кавитации, выполненной с каналом и со ступенчатой частью с элементами переменного диаметра и зоной отвода с цилиндрической частью с диаметром d₄. Причем зона подачи топлива выполнена из трех частей: обратного усеченного конуса, цилиндрической части с диаметром d₃ и конической части с диаметром в основании d₂ и с внутренним диаметром сопла d₁, а зона кавитации выполнена в виде частей: канала с внутренним диаметром d₁, цилиндрических частей с диметрами d₅ и d₆, усеченного конуса.

Кроме того, соотношение размеров в зоне подачи топлива выбрано d₁:d₂:d₃=1:10:16.

А соотношение размеров в зоне кавитации выбрано d ₁:d₄:d₅:d₆=1:7:16:10. Кроме того, соотношение длины частей устройства выбрано l ₁:l₂:l₃:1₄:1₅ :l₆=.8:26:9:17:14:9, где l₁ - длина канала, l₂ - длина конической части зоны подачи топлива, l ₃ - длина цилиндрической части зоны подачи топлива, l ₄ - длина усеченного конуса зоны кавитации, l₅ , l₆ - длина цилиндрических частей зоны кавитации.

Недостатки большое гидравлическое сопротивление и относитель низкие качества активации топлива.

Известен топливный активатор по патенту РФ на полезную модель 138122, МПК F02M 27/04, опубл. 12.11.2012 г., автор Дудышев В.Д., прототип.

Этот активатор содержит диэлектрический корпус и постоянные магниты, при этом диэлектрический корпус выполнен в виде цилиндра, внутрь которого вставлены два постоянных магнита кольцевой формы с осевой намагниченностью одноименными магнитными полюсами навстречу друг другу, с рабочим зазором между ними.

Недостаток малая эффективность устройства из-за отсутствия механического воздействия на топливо.

Задачи создания изобретения увеличение полноты сгорания и уменьшение эмиссии вредных веществ в атмосферу с выхлопными газами, путем совместного воздействия на топливо кавитации и магнитного поля

Эта цель - задачи достигаются в результате совместного использования магнитов и кавитатора - а именно

- дробление сложных молекул органического топлива кавитацией и структурирование измельченных молекул топлива магнитным полем

Решение указанных задач достигнуто в проточном магнитнокавитационный активаторе топлива, содержащем диэлектрический корпус в виде цилиндра с рабочей полостью, с входным и выходным штуцерами для прохождения топлива на его торцах, внутри или снаружи корпуса установлены два кольцевых постоянных магнита с осевой намагниченностью, с осевым рабочим зазором между ними, тем, что внутрь полой камеры установлен, по меньшей мере, один кавитатор.

По меньшей мере один кавитатор может быть выполнен в виде дроссельной шайбы. По меньшей мере, один кавитатор может быть выполнен в виде сужающегося сопла. По меньшей мере, один кавитатор может быть выполнен в виде сопла Лаваля.

Один кавитатор может быть выполнен в виде сопла Лаваля и еще два в виде сужающегося и расширяющегося сопел, при этом сопло Лаваля установлено внутри кольцевых постоянных магнитов в средней части рабочей камеры.

Входной и выходной штуцера могут содержать внутренние части, поджатые накидными гайками к торцам диэлектрического корпуса, а кавитаторы выполнены в виде сопел на внутренних частях штуцеров.

По меньшей мере, один кавитатор может быть выполнен в виде втулки с турбулизаторами потока.

По меньшей мере, один кавитатор может быть размещен внутри отверстий постоянных кольцевых магнитов. Кольцевые магниты могут быть установлены внутри рабочей камеры около торцов корпуса и по меньшей мере, один кавитатор размещен между кольцевых магнитов. Кольцевые магниты могут быть установлены внутри рабочей камеры и два кавитатора размещен между кольцевми магнитами и торцами корпуса. По меньшей мере, один кавитатор может быть размещен непосредственно во входном штуцере. По меньшей мере, один кавитатор может быть размещен непосредственно в выходном штуцере. Соотношение диаметров отверстия внутри штуцеров и диаметра рабочей камеры активатора может быть выбрано в соотношении не менее 1:10.

Рабочая полость может быть частично заполнена металлорезиной. Рабочая полость может быть полностью заполнена металлорезиной. В рабочей полости может быть установлен перфорированный контейнер. Перфорированный контейнер может быть заполнен металлорезиной. Перфорированный контейнер может быть заполнен шунгитом.

Сущность изобретения поясняется чертежами фиг. 124, где:

на фиг. 1 показано предлагаемое устройство,

на фиг. 2 - приведен вариант устройства в котором один кавитатор установлен в рабочей камере,.

- на фиг. 3 приведен вариант устройства в котором применен кавитатор в виде расширяющегося сопла.

- на фиг. 4 приведено устройство с кавитатором в виде сопла Лаваля,

- на фиг. 5 приведен кавитатор имеющий сопло Лаваля ч цилиндрическим участком,

- на фиг. 6 приведен кавитатор в виде втулки с турбулизаторами,

- на фиг. 7 приведен вариант устройства с кавитатором установленным в кольцевом постоянном магните,

- на фиг. 8 приведен приведено устройство с кольцевыми постоянными магнитами внутри рабочей камеры и с кавитатором между ними,

- на фиг. 9 приведен корпус с накидной гайкой,

- на фиг. 10 приведен вид А, первый вариант,

- на фиг. 11 приведен вид А, второй вариант,

- на фиг. 12 приведен один из вариантов исполнения кавитатора,

- на фиг.13 приведен приведено устройство с кольцевыми постоянными магнитами внутри рабочей камеры и с кавитатором внутри них,

- на фиг. 14 приведен вариант устройства с кавитаторами между торцовыми стенками и кольцевыми постоянными магнитами,

- на фиг. 15 приведен вариант устройства с кавитатором во входном штуцере,

на фиг. 16 приведен вариант с кавитатором в выходном штуцере,

- на фиг.17 приведена размерная схема.

- на фиг. 18 приведена схема устройства с рабочей камерой частично заполненной металлорезиной,

- на фиг. 19 приведен схема устройства с рабочей камерой полностью заполненной металлорезиной,

- на фиг. 20 приведена сзема установки контейнера,

- на фиг. 21 приведен контейнер с металлорезиной,

- на фиг. 22 приведен контейнер с шугнитом,

- на фиг. 23 приведен наиболее оптимальный рабочий вариант устройства,

- на фиг. 24 приведен внешний вид устройства..

Проточный магнитокавитационный кавитатор топлива (фиг. 124) состоит из диэлектрического корпуса 1, выполненного в форме цилиндра с рабочей камерой 2 внутри и торцами 3 и 4 на которых установлены соответственно входной и выходной штуцеры 5 и 6. Снаружи диэлектрического корпуса 1 или внутри него установлены два постоянных кольцевых магнита 7 и 8 с радиальным зазором между ними.. Постоянные кольцевые магниты 7 и 8 имеют осевую намагнитченность. В рабочей камере 2 установлен по меньшей мере, один кавитатор 9.

Кавитатор 9 может быть выполнен различной конструкции (фиг. 224) и установлен в различных местах.

По меньшей мере один кавитатор 9 может быть выполнен в виде дроссельной шайбы 10 (фиг. 1). По меньшей мере, один кавитатор 9 может быть выполнен в виде сужающегося сопла 11 (фиг. 2). По меньшей мере, один кавитатор 9 может быть выполнен в виде расширяющегося сопла 12 (фиг. 3). По меньшей мере, один кавитатор 9 может быть выполнен в виде сопла Лаваля 13 (фиг. 4), т.е в виде сужающееся-расширяющегося сопла содержащего сужающийся участок 14 и расширяющийся участок 15. Возможно выполнение между ними цилиндрического участка 16.(фиг. 5).

По меньшей мере, один кавитатор 9 может быть выполнен в виде втулки 17 с турбулизаторами потока 18 (фиг. 6).

По меньшей мере, один кавитатор 9 может быть размещен внутри отверстий постоянных кольцевых магнитов 7 или 8 (фиг. 8).

Входной и выходной штуцеры 3 и 4 могут быть выполнены с внутренней частью 19, поджатой накидной гайкой 20. (фиг. 9). Накидная гайка 20 может быть выполнена шестигранной (фиг. 10) или круглой (фиг. 11) с уступами 21. Внутри внутренней части 19 может быть выполнен кавитаттор 9, например в виде расширяющегося сопла (фаски) см. фиг. 12.

Кольцевые постоянные магниты 7 и 8 могут быть установлены внутри рабочей камеры 2 около торцов 3 и 4 корпуса 1 и по меньшей мере, один кавитатор 9 размещен между постоянными кольцевыми магнитами 7 и 8 (фиг. 13). Кольцевые магниты 7 и 8 могут быть установлены внутри рабочей камеры 1 и два кавитатора 9 размещен между постоянными кольцевыми магнитами 7 и 8 и торцами 3 и 4 корпуса 1 (фиг. 14). По меньшей мере, один кавитатор 9 может быть размещен непосредственно во входном штуцере 5 (фиг. 11). По меньшей мере, один кавитатор 9 может быть размещен непосредственно во входном или в выходном штуцере 5 или 6 (фиг. 15 и 16). Соотношение диаметров отверстия внутри штуцеров 5 и 6 и диаметра рабочей камеры 2 активатора может быть выбрано в соотношении не менее 1:10 (фиг. 17) для получения оптимального эффекта кавитации и активирования топлива.

Рабочая полость 2 может быть частично заполнена металлорезиной 22 (фиг. 18). Металлорезина это спрессованная тонка проволока диаметром около 0,1 мм, применяется при изготовлении амортизаторов и фильтров.

Рабочая полость 2 может быть полностью заполнена металлорезиной 22 (фиг. 19). В рабочей полости 2 может быть установлен перфорированный контейнер 23 (фиг. 20). Внутри контейнер 23 может быть заполнен металлорезиной 22 (фиг. 21). Внутри контейнер 23 может быть заполнен шунгитом 24, при этом кусочки шунгита 24 должны иметь размер больше, чем диаметр отверстий 25 перфорации контейнера 23 (фиг. 22).

На фиг. 23 приведен пример реального исполнения устройства. Оно содержит диэлектрический корпус 1, рабочую полость 2, входной и выходной штуцеры 3 и 4, имеющие внутренние части 19, которые поджаты накидными гайками 20.

Оптимальные размеры.

X - расстояние между постоянными кольцевыми магнитами 7 и 8 выбирается опытным путем,

Соотношение диаметров: D3:D2:D1=5.

D4:D1 равно или более 10, для получения оптимального эффекта активации топлива.

На фиг. 24 приведен внешний вид устройства. Словесное наименование «КБ Нитрон» является товарным знаком св. РФ 528636.

Работает активатор следующим образом

Устройство устанавливают в топливную систему двигателя после насоса (на фиг. 124 не показано). При прохождении через него происходит значительное повышение степени активации топлива в результате совместного использования магнитов и кавитатора - а именно дробление сложных молекул органического топлива кавитацией и структурирование измельченных молекул топлива магнитным полем.

Именно суммарное действие двух положительных факторов магнитного поля и кавитации дает возможность получить максимальный эффект.

Результаты сравнительных испытаний предложенного устройства приведены в табл. 1

Из табл. 1 видно, что совместное применение кавитации и магнитного поля значительно повысило активационные свойства предложенного устройства и как следствие полноту сгорания топлива.

Предлагаемый магнитокавитационный кавитатор топлива имеет следующие преимущество перед известными ранее устройствами аналогичного назначения:

- достигнуто значительное повышение степени активации топлива в результате совместного использования магнитов и кавитатора - а именно, дробление сложных молекул органического топлива кавитацией и структурирование измельченных молекул топлива магнитным полем

- активатор не имеет механических движущих частей;

- активатор не подключается к электросети автомобиля; т.е не потребляет энергии и пожаро и врывобезопасен.

- активатор работает в любой топливной системе автомобиля при наличии входящего рабочего давления;

- активатор очень просто и быстро устанавливается или демонтируется на любом автомобиле;

- активатор имеет высокие показатели улучшения в работе двигателя.

- благодаря обработке с использованием кавитации топливо становиться мелкодисперсионным, температура возгорания смеси падает и позволяет сжигать все поступившее топливо,

- при сжигании всего впрыскиваемого топлива возрастает мощность автомобиля, в разы уменьшается содержание вредных веществ в выхлопных газах автомобиля, уменьшение расхода топлива до 35%.

- предлагаемое устройство простое в изготовлении и легко монтируется в топливную систему автомобиля и другой тепловой машины или энергетической машины, работающей как на жидком, так и на газообразном топливе.

1. Проточный магнитокавитационный активатор топлива, содержащий диэлектрический корпус в виде цилиндра с рабочей полостью, с входным и выходным штуцерами для прохождения топлива на его торцах, внутри или снаружи корпуса установлены два кольцевых постоянных магнита с осевой намагниченностью, с осевым рабочим зазором между ними, отличающийся тем, что внутрь полой камеры установлен, по меньшей мере, один кавитатор.

2. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере один кавитатор выполнен в виде дроссельной шайбы.

3. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один кавитатор выполнен в виде сужающегося сопла.

4. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один кавитатор выполнен в виде сопла Лаваля.

5. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один кавитатор выполнен в виде сопла Лаваля и еще два - в виде сужающегося и расширяющегося сопел, при этом сопло Лаваля установлено внутри кольцевых постоянных магнитов в средней части рабочей камеры.

6. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 5, отличающийся тем, что входной и выходной штуцера содержат внутренние части, поджатые накидными гайками к торцам диэлектрического корпуса, а кавитаторы выполнены в виде сопел на внутренних частях штуцеров.

7. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один кавитатор выполнен в виде втулки с турбулизаторами потока.

8. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один кавитатор размещен внутри отверстий постоянных кольцевых магнитов.

9. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что кольцевые магниты установлены внутри рабочей камеры около торцов корпуса и, по меньшей мере, один кавитатор размещен между кольцевыми магнитами.

10. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что кольцевые магниты установлены внутри рабочей камеры, и два кавитатора размещены между кольцевыми магнитами и торцами корпуса.

11. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один кавитатор размещен непосредственно во входном штуцере.

12. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один кавитатор размещен непосредственно в выходном штуцере.

13. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что соотношение диаметра отверстия внутри штуцеров и диаметра рабочей камеры активатора выбирается в соотношении не менее 1:10.

14. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что его рабочая полость частично заполнена металлорезиной.

15. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что его рабочая полость полностью заполнена металлорезиной.

16. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что в его рабочей полости установлен перфорированный контейнер.

17. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 16, отличающийся тем, что перфорированный контейнер заполнен металлорезиной.

18. Проточный магнитокавитационный активатор топлива по п. 16, отличающийся тем, что перфорированный контейнер заполнен шунгитом.