RU2724749C1

RU2724749C1 - Device for upgrading quality of diesel fuel

Info

Publication number: RU2724749C1
Application number: RU2019129770A
Authority: RU
Inventors: Максим Алексеевич Тещин; Юрий Валентинович Воробьев; Александр Егорович Ломовских; Андрей Александрович Баглаев; Андрей Александрович Волокитин; Иван Александрович Скопин
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2020-06-25

Abstract

FIELD: mixing devices.SUBSTANCE: invention relates to mixing devices comprising several consecutively arranged mixers of different operating mode, and relates to mixing of liquid-phase systems, including those which are a dispersion medium and disperse phase, as well as to activation of properties and recombination of said systems. Device for improving quality of diesel fuel consists of three series-installed sections, housing of second section is made of diamagnetic material, on the outside of which there is a magnetic amplifier, inside of which there is a constant magnetic field generator, which magnetic power lines are aligned with the direction of fuel flow, at the same time in the center of the section inside the housing there is additionally installed an insert with magnets of arbitrary shape and sizes placed in it.EFFECT: higher efficiency of engine fuel treatment.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к смесительным устройствам, содержащим несколько последовательно расположенных смесителей различного способа действия, и относится к области смешения жидкофазных систем, в том числе являющихся дисперсионной средой и дисперсной фазой, а также к области, направленной активации свойств и рекомбинации указанных систем.The invention relates to mixing devices containing several sequentially located mixers of a different mode of action, and relates to the field of mixing liquid-phase systems, including being a dispersion medium and a dispersed phase, as well as to the field of directed activation of the properties and recombination of these systems.

Известно устройство комбинированный статический смеситель-активатор для повышения степени гомогенности жидкофазной системы [см. патент RU 2411074, МПК B01F 13/10М], которое состоит из трех последовательно установленных смесителей различного принципа действия.A device is known combined static mixer-activator to increase the degree of homogeneity of the liquid-phase system [see patent RU 2411074, IPC B01F 13 / 10M], which consists of three sequentially installed mixers of different operating principles.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность обработки топлива в условиях низких температур.The disadvantage of this device is the low efficiency of fuel processing at low temperatures.

Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение эффективности обработки топлива в условиях низких температур за счет ионизации всего состава топлива, с возможностью изменения молекулярных свойств топлива и накоплением «активированных» частиц в его составе, чем достигается более полное окисление топлива кислородом, обеспечивающее экономию топлива при минимальных изменениях конструкции ДВС.The technical result of the proposed device is to increase the efficiency of fuel processing at low temperatures due to the ionization of the entire composition of the fuel, with the possibility of changing the molecular properties of the fuel and the accumulation of "activated" particles in its composition, thereby achieving a more complete oxidation of the fuel with oxygen, providing fuel economy with minimal changes ICE design.

Указанный технический результат достигается тем, что корпус второй секции выполнен из диамагнитного материала, снаружи которого установлен магнитный усилитель, внутри которого размещен формирователь постоянного магнитного поля, магнитные силовые линии которого совпадают с направлением потока топлива, при этом по центру секции внутри корпуса дополнительно установлена вставка с размещенными в ней магнитами произвольной формы и размеров, через которые проходит весь объем углеводородного топлива.The specified technical result is achieved in that the housing of the second section is made of diamagnetic material, on the outside of which a magnetic amplifier is installed, inside which a shaper of a constant magnetic field is placed, the magnetic field lines of which coincide with the direction of fuel flow, while an insert with magnets of arbitrary shape and size placed in it through which the entire volume of hydrocarbon fuel passes.

Сущность изобретения заключается в том, что при кавитационной обработке углеводородного топлива в секции 1 происходит деструкция молекул, вызванная микрокрекингом молекул и процессами ионизации, поэтому во второй секции накапливаются «активированные» частицы. Такие молекулы в поверхностном слое вблизи стенки неподвижного пузырька находятся в «мгновенно» ориентированном состоянии, направление мгновенного дипольного момента которых зависит от соотношения сил межмолекулярного взаимодействия жидкость-жидкость и жидкость-газ (фигура 2а, на котором показан неподвижный кавитационный пузырек). Образующийся при этом специфический двойной электрический слой, находится в квази-термодинамическом равновесии с окружающей фазой. Поэтому его энергия не может оказывать влияния на скорость химических реакций. В процессе кавитации в секции 1 при сжатии пузырька площадь его поверхности уменьшается, и число ориентированных молекул в поверхностном слое также снижается. Однако так происходит лишь до достижения некоторого предела скорости сжатия. При высоких скоростях сжатия молекулы, вытесненные из поверхностного слоя, возможно «не успевают» переориентироваться, и в окрестности пузырька образуется уже не слой, а облако из ориентированных молекул (фигура 2б, где показан сжимающийся кавитационный пузырек). Мгновенный диполь в неоднородном электрическом поле обладает дополнительной потенциальной энергией. Эта энергия может быть затрачена, во-первых, на переход в кинетическую энергию, которая после установления максвелловского распределения переходит в энергию теплового движения. Во-вторых, она может быть использована на преодоление активационного барьера химической реакции, образование радикалов или ионов [см. Маргулис М.А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция. М.: «Химия», 1986. 288 с.; Липсон А.Г., В.А. Кузнецов, Дж. Майли. Выход DD-реакции в процессе электрического пробоя кавитационных пузырьков в диэлектрических дейтерированных жидкостях // Письма в ЖТФ. 2004. №10. С. 39-45.]The essence of the invention lies in the fact that during cavitation treatment of hydrocarbon fuel in section 1, the destruction of molecules occurs, caused by microcracking of molecules and ionization processes, therefore, “activated” particles accumulate in the second section. Such molecules in the surface layer near the wall of a stationary bubble are in an “instantly” oriented state, the direction of the instantaneous dipole moment of which depends on the ratio of the forces of the intermolecular interaction liquid-liquid and liquid-gas (figure 2a, which shows a stationary cavitation bubble). The specific double electric layer formed in this case is in quasi-thermodynamic equilibrium with the surrounding phase. Therefore, its energy cannot affect the rate of chemical reactions. During cavitation in section 1, when the bubble is compressed, its surface area decreases, and the number of oriented molecules in the surface layer also decreases. However, this happens only until a certain compression rate limit is reached. At high compression rates, the molecules displaced from the surface layer may not “have time” to reorient themselves, and in the vicinity of the bubble, not a layer but a cloud of oriented molecules will form (Figure 2b, where a compressible cavitation bubble is shown). An instantaneous dipole in an inhomogeneous electric field has additional potential energy. This energy can be spent, firstly, on the transition to kinetic energy, which, after the establishment of the Maxwell distribution, passes into the energy of thermal motion. Secondly, it can be used to overcome the activation barrier of a chemical reaction, the formation of radicals or ions [see Margulis M.A. Sound chemical reactions and sonoluminescence. M .: "Chemistry", 1986. 288 p .; Lipson A.G., V.A. Kuznetsov, J. Miley. The output of the DD reaction in the process of electrical breakdown of cavitation bubbles in dielectric deuterated liquids // Letters in ZhTF. 2004. No. 10. S. 39-45.]

Магнитный усилитель соединенный через электрические выводы 3 с генератором постоянного тока двигателя, так чтобы магнитные силовые линии в активаторе совпадали с направлением потока топлива, что приводит к выстраиванию облака из молекул в ориентированный поток «активированных» частиц.A magnetic amplifier connected through electric terminals 3 to a direct current generator of the engine so that the magnetic lines of force in the activator coincide with the direction of the fuel flow, which leads to the formation of a cloud of molecules in an oriented stream of "activated" particles.

Вариант предлагаемой конструкции устройства, представлен на фигуре 1, где показаны: 1 - наружный магнитопровод, выполненный в виде полого ферромагнитного кожуха; 2 - формирователь постоянного магнитного поля; 3 - электрические выводы; 4 - торцевые ферромагнитные шайбы; 5 - электрическая обмотка; 6 - вставка с размещенными в ней магнитами произвольной формы и размеров; 7 - корпус, выполненный из диамагнитного материала.A variant of the proposed device design is shown in FIG. 1, which shows: 1 - an external magnetic circuit made in the form of a hollow ferromagnetic casing; 2 - shaper of a constant magnetic field; 3 - electrical leads; 4 - end ferromagnetic washers; 5 - electric winding; 6 - insert with magnets of arbitrary shape and size placed in it; 7 - a housing made of diamagnetic material.

Вставка 6 с размещенными в ней магнитами произвольной формы и размеров, через которые проходит весь объем углеводородного топлива, предназначена для ионизации всего состава топлива, проходящего через нее с распадом молекул тяжелых фракций, входящих в состав топлива и накоплением «активированных» частиц в его составе путем воздействия мощного электромагнитного поля, созданного этими магнитами и усиленного мощным наружным электромагнитом.Box 6 with magnets of arbitrary shape and size placed in it, through which the entire volume of hydrocarbon fuel passes, is intended to ionize the entire composition of the fuel passing through it with the decay of the heavy fraction molecules that make up the fuel and the accumulation of “activated” particles in its composition by exposure to a powerful electromagnetic field created by these magnets and amplified by a powerful external electromagnet.

Наружный электромагнит, состоящий из наружного магнитопровода 1 с размещенными внутри формирователем постоянного магнитного поля 2 который может быть выполнен в виде катушки с электрической обмоткой 5, соединенной через электрические выводы 3 с генератором постоянного тока ДВС, предназначен для того, чтобы устройству в максимальной мере «загнать» электромагнитную энергию обмотки с помощью магнитной вставки 6 в струю проходящего топлива, в результате протекания этого процесса происходит изменение молекулярных свойств топлива и накапливаются «активированные» частицы: радикалы, ионы, ионно-радикальные образования, которые активно атакуют, как другие радикалы, так и нейтральные частицы.An external electromagnet, consisting of an external magnetic circuit 1 with a constant magnetic field former 2 placed inside it, which can be made in the form of a coil with an electric winding 5 connected through electric leads 3 to an internal combustion engine DC generator, is designed to maximize the drive ”The electromagnetic energy of the winding with the help of a magnetic insert 6 into the jet of passing fuel, as a result of this process, the molecular properties of the fuel change and“ activated ”particles accumulate: radicals, ions, ion-radical formations that actively attack both other radicals and neutral particles.

Устройство работает следующим образом, топливо, попадая во вторую секцию, корпус 7 которой выполнен из диамагнитного материала и снаружи крепится магнитопровод 1, выполненный в виде полого ферромагнитного кожуха с размещенными внутри формирователем постоянного магнитного поля 2 с электрической обмоткой 5, соединенной через электрические выводы 3 с генератором постоянного тока ДВС так, чтобы магнитные силовые линии в активаторе совпадали с направлением потока топлива. Внутри корпуса 7 крепится вставка 6, с размещенными в ней магнитами произвольной формы и размеров, через которую проходит весь объем углеводородного топлива. В этой секции вся струя проходящего топлива подвергается воздействию мощного электромагнитного поля, созданного этими магнитамии усиленного мощным магнитным усилителем, состоящим из наружного магнитопровода 1 с размещенными внутри формирователем постоянного магнитного поля 2 с электрической обмоткой 5. В результате такой конструкции, во второй секции, происходит процесс ионизации всего состава топлива, проходящего через нее с изменением молекулярных свойств топлива и накоплением «активированных» частиц в его составе. Наличие в такой конструкции только наружного магнитопровода 1 позволяет устройству в максимальной мере "загнать" электромагнитную энергию обмотки с помощью магнитной вставки в струю проходящего топлива, в результате происходит более глубокое изменение молекулярных свойств топлива, и как следствие более полное его сгорание в двигателе.The device operates as follows, fuel falling into the second section, the housing 7 of which is made of diamagnetic material and the magnetic circuit 1 is mounted outside, made in the form of a hollow ferromagnetic casing with a permanent magnetic field generator 2 with an electric winding 5 connected through electrical leads 3 s ICE DC generator so that the magnetic lines of force in the activator coincide with the direction of fuel flow. Inside the housing 7, an insert 6 is attached, with magnets of arbitrary shape and size placed in it, through which the entire volume of hydrocarbon fuel passes. In this section, the entire jet of passing fuel is exposed to a powerful electromagnetic field created by these magnets and reinforced by a powerful magnetic amplifier, consisting of an external magnetic circuit 1 with a permanent magnetic field former 2 with an electrical winding 5. As a result of this design, in the second section, the process ionization of the entire composition of the fuel passing through it with a change in the molecular properties of the fuel and the accumulation of "activated" particles in its composition. The presence in such a design of only the external magnetic circuit 1 allows the device to “drive” the electromagnetic energy of the winding to the maximum extent with the help of a magnetic insert into the jet of passing fuel, resulting in a deeper change in the molecular properties of the fuel, and as a result, its more complete combustion in the engine.

Claims

A device for improving the quality of diesel fuel, consisting of three sequentially installed sections, characterized in that the housing of the second section is made of diamagnetic material, on the outside of which a magnetic amplifier is installed, inside which a shaper of a constant magnetic field is placed, the magnetic field lines of which coincide with the direction of fuel flow, at the same time, an insert with magnets of arbitrary shape and size placed in it is additionally installed in the center of the section inside the housing.