RU57837U1

RU57837U1 - MAGNETIC FILTER MODIFIER OF HYDROCARBON FUEL

Info

Publication number: RU57837U1
Application number: RU2006107583/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Петрович Кудрявский; Олег Владимирович Погудин
Original assignee: ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология"
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2006-10-27

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для дизельных и/или карбюраторных двигателей внутреннего сгорания Разработанное техническое решение может быть использовано, в частности, в автомобилестроении, тракторостроении, судостроении, тепловозостроении, и в военной технике (танки, САУ и др.), задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции фильтра-модификатора и обеспечении, тем самым, условий их массового промышленного производства. Технический результат, который может быть получен при этом заключается в снижении материалоемкости целевого продукта - фильтра-модификатора. Технический результат который может быть получен при использовании предлагаемого магнитного фильтра-модификатора для обработки углеводородного топлива в двигателях внутреннего сгорания заключается в сокращении удельного расхода топлива и снижении выбросов токсичных веществ (оксидов азота и углерода) с выхлопными газами. Поставленная задача решается с достижением вышеуказанных техническими результатами предлагаемым магнитным фильтром-модификатором углеводородного топлива, включающим цилиндрический корпус, в который помещена цилиндрическая рабочая камера, входной и выходной штуцеры, топливопровод, расположенный вокруг рабочей камеры, постоянные магниты выполнены в форме дисков, находящихся внутри рабочей и разделены между собой дискообразными пористыми материалами. Новым в предлагаемой конструкции магнитного фильтра-модификатора является то, что топливопровод расположенный внутри корпуса магнитного фильтра вокруг рабочей камеры, образован наружной поверхностью рабочей камеры и внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, а между торцевой частью рабочей камеры и днищем цилиндрического корпуса установлена упругая подпирающая пружина.The proposed utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used for diesel and / or carburetor internal combustion engines. The developed technical solution can be used, in particular, in the automotive industry, tractor manufacturing, shipbuilding, diesel locomotive engineering, and in military equipment (tanks, self-propelled guns, etc. ), the objective of the proposed utility model is to simplify the design of the filter modifier and thereby ensure the conditions for their mass industrial production. The technical result that can be obtained in this case is to reduce the material consumption of the target product - filter modifier. The technical result that can be obtained by using the proposed magnetic filter modifier for processing hydrocarbon fuels in internal combustion engines is to reduce specific fuel consumption and reduce emissions of toxic substances (nitrogen and carbon oxides) with exhaust gases. The problem is solved with the achievement of the above technical results by the proposed magnetic filter-modifier of hydrocarbon fuel, including a cylindrical body in which a cylindrical working chamber, inlet and outlet fittings, a fuel pipe located around the working chamber, permanent magnets are made in the form of disks inside the working and separated by disc-shaped porous materials. New in the proposed design of the magnetic filter modifier is that the fuel pipe located inside the magnetic filter housing around the working chamber is formed by the outer surface of the working chamber and the inner surface of the cylindrical body, and an elastic retaining spring is installed between the end part of the working chamber and the bottom of the cylindrical body.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для двигателей внутреннего сгорания (дизельных и/или карбюраторных). Разработанное техническое решение может быть использовано, в частности, в автомобилестроении, тракторостроении, судостроении, тепловозостроении, и в военной технике (танки, САУ и др.)The proposed utility model relates to the field of engineering and can be used for internal combustion engines (diesel and / or carburetor). The developed technical solution can be used, in particular, in the automotive industry, tractor manufacturing, shipbuilding, diesel locomotive engineering, and in military equipment (tanks, self-propelled guns, etc.)

Известен магнитный фильтр-модификатор углеводорода топлива. (А.с. СССР №1388573 по заявке №4055326/25-06 с приор. от 16.04.1986; Опубликовано: 15.04.1998, Бюл. №14).Known magnetic filter modifier of the hydrocarbon fuel. (USSR AS No. 1388573 according to the application No. 4055326 / 25-06 with a priority of 04.16.1986; Published: 04.15.1998, Bull. No. 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 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. Данное известное устройство эксплуатируется следующим образом. При работе двигателя топливо поступает через выходное 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 c 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 в 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 The known device comprises a coil winding mounted on a frame element formed by a cylindrical sleeve with an end collar and an end cap and having an internal flow chamber for fuel, working elements arranged in the form of balls located inside the chamber, and a power source, the terminals of which are connected to the coil winding; an inlet for liquid is provided in the end cap, and an outlet in the sleeve; balls are placed inside the chamber loosely with the possibility of movement relative to each other and are made in the form of permanent magnets; outside, the coil of the coil is closed by a casing, which is a magnetic circuit. This known device is operated as follows. When the engine is running, fuel enters through the outlet into the internal flow chamber of the frame element, and, passing through the chamber, flows around the balls. At the same time, due to the supply of the winding with current, for example, of an alternating voltage, a magnetic field is induced in the chamber, the lines of force of which interact with the magnetic fields of the balls; as a result, the balls are installed in the chamber according to the direction of the lines of force of the magnetic field created by the winding. Fuel, passing through the chamber, flows around the balls, crosses the lines of force of the magnetic field and is subjected to magnetic treatment. When an alternating voltage current is applied to the winding, fuel is heated due to losses in the winding itself, as well as losses due to hysteresis and eddy currents in the elements of the device. Since the power is supplied by an alternating voltage current, the direction of the magnetic field lines changes with the frequency of the current, and the balls are constantly shifted and rotated in the latter due to a loose filling of the chamber, which prevents obliteration of the gaps between them and increases the processing efficiency. In this way, a constant

воздействие магнитного, электрического и теплового полей на топливо, сгорание которого в двигателе происходит с большей эффективностью.the effect of magnetic, electric and thermal fields on fuel, the combustion of which in the engine occurs with greater efficiency.

Недостатком известного устройства является неудовлетворительная производительность устройства. Другим, весьма существенным недостатком известного фильтра-модификатора является сложность его конструкции, что затрудняет и по существу, препятствует широкому практическому использованию этих устройств для модификации углеводород или топлива.A disadvantage of the known device is the unsatisfactory performance of the device. Another, very significant drawback of the known filter modifier is the complexity of its design, which complicates and essentially prevents the wide practical use of these devices for the modification of hydrocarbon or fuel.

Известна также другая конструкция фильтров-модификаторов топлива («Устройство подготовки топлива» - Патент РФ №2140008 по заявке №97103743/06 с приоритетом от 19.03.1997. Зарег. и опубл.: 20.10.1999, Бюл. №29; МКИ⁷ F 02 M 27/04).Another design of fuel filter modifiers is also known (“Fuel preparation device” - RF Patent No. 2140008 according to the application No. 97103743/06 with priority dated March 19, 1997. Registered and published: 10.20.1999, Bull. No. 29; MKI ⁷ F 02 M 27/04).

Устройство содержит корпус, входной штуцер, три постоянных магнита - «магнитные преобразователи» - входной, главный магнит и выходной, между которыми располагаются конические вставки, обладающие пьезокерамическими свойствами, 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 топливный канал - штуцер - в первую преобразовательную камеру, образованную пъезокерамической 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 пъезокерамического конуса - вставки, динамико-импульсивного 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, в результате совокупности происходящих процессов происходит ионизация топлива, образование в нем свободных радикалов и, как следствие, снижение вредных выбросов и снижение расхода топлива (бензина, солярки и т.д.)The device contains a housing, an inlet fitting, three permanent magnets - “magnetic transducers” - an input, a main magnet and an output, between which conical inserts with piezoceramic properties are located, the inserts form a conversion and output chambers having the shape of two truncated cones facing each other peaks. A sponge made of a non-magnetic metal is installed on the side of the outlet chamber and the outlet fitting, which creates the effect of a hydrodynamic chamber; the main magnet is located at the tops of the cones. The prototype device works as follows. The device is installed between the pump and the carburetor (for carburetor engines) and in front of the high pressure pump (for diesel engines). When fuel enters through the fuel channel — the fitting — into the first conversion chamber formed by a piezoceramic conical insert, the fuel flow is turbulized with the formation of local turbulent vortices. In this case, local turbulization of the fuel leads to the appearance, in addition to the static pressure of the fuel on the inner surface of the piezoceramic cone - insert, of dynamic-impulsive pressure, which leads to the formation of an electric field with a variable potential. According to the Authors, when fuel molecules flow along the field under consideration, they exert a pulsed influence on the ring currents of their dipoles, which leads to the appearance of wave processes in the polymer chains of fuel molecules, accompanied by elastic-dissipative processes in the bonds between the radicals. As the authors of the patent indicate, as a result of a combination of processes, ionization of the fuel occurs, the formation of free radicals in it and, as a result, the reduction of harmful emissions and the reduction of fuel consumption (gasoline, diesel fuel, etc.)

Недостатком данной известной конструкции является сложность изготовления таких фильтров для массового производства и неудовлетворительная удельная производительность фильтров по обрабатываемому топливу.The disadvantage of this known design is the difficulty in manufacturing such filters for mass production and the unsatisfactory specific productivity of filters for processed fuel.

Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности - совокупности существенных признаков и достигаемому при этом техническому результату - является известное техническое решение («Устройство для магнитной обработки топлива» патент РФ на ПМ №38846 по заявке №2004408380/22 с приор. от 23.03.2004; Зарег., и опубл.: 10.07.2004; Бюл. №29 - принято за прототип.Of the known analogues, the closest in technical essence - the set of essential features and the technical result achieved at the same time - is the well-known technical solution ("Device for magnetic fuel processing" RF patent for ПМ No. 388846 according to application No. 2004408380/22 with prior dated March 23, 2004 ; Zareg., And publ.: 07/10/2004; Bull. No. 29 - taken as a prototype.

Устройство по прототипу включает в себя цилиндрический корпус в который помещена цилиндрическая рабочая камера, содержащая постоянные магниты и имеющая входной и выходной штуцеры, при этом диаметр цилиндрического корпуса 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, расположенной вокруг рабочей камеры, и имеющей 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.The prototype device includes a cylindrical body in which a cylindrical working chamber is placed, containing permanent magnets and having input and output fittings, while the diameter of the cylindrical body is 1.2–2 times the diameter of the working chamber, and the length is 10–20% more than the length of the working chamber, the inlet connection forms a connection with a fuel pipe made in the form of a spiral located around the working chamber, and having a connection with the end part of the working chamber, permanent magnets located in the working chamber, In the form of disks, the diameter of which is equal to the inner diameter of the working chamber, and the height of the disks is 2-4% of the length of the working chamber, the magnetic disks have holes, the ratio of the diameters of which and the diameter of the disk is 1: (8 ± 12). The magnetic disks in the working chamber are divided among themselves by disks of equal diameter made of highly porous materials.

Устройство «фильтр-модификатор» по прототипу работает следующим образом. Исходное топливо (бензин, солярка) подается насосом из топливного бака в рабочую камеру, помещенную в корпус, через входной штуцер, соединенный с топливопроводом, выполненным в форме спирали, расположенной вокруг рабочей камеры. При прохождении топлива по этому трубопроводу («спирали») происходит предварительная обработка (подготовка) топлива внешним магнитным полем постоянных магнитов, расположенных внутри рабочей камеры и имеющих равномерно распределенные отверстия. Из топливопровода топливо поступает в торцевую часть рабочей камеры; далее топливо последовательно проходит через разделительные диски из высокопористых материалов и отверстия дисков постоянных магнитов. При этом в топливе под действием магнитного поля происходят структурные, конформационные изменения, возможно образование активных радикалов, вероятно, вследствие этого уменьшается энергия активации реакции горения (сжигания) топлива и, в связи с этим, уменьшение удельного The device "filter modifier" of the prototype works as follows. The initial fuel (gasoline, diesel fuel) is pumped from the fuel tank to the working chamber, placed in the housing, through an inlet connected to a fuel pipe made in the form of a spiral located around the working chamber. When fuel passes through this pipeline (“spiral”), the fuel is pretreated (prepared) by an external magnetic field of permanent magnets located inside the working chamber and having uniformly distributed openings. From the fuel line, fuel enters the end of the working chamber; Further, fuel sequentially passes through separation discs of highly porous materials and openings of permanent magnet disks. At the same time, structural, conformational changes occur in the fuel under the influence of a magnetic field, formation of active radicals is possible, probably, as a result of this, the activation energy of the combustion (burning) reaction of the fuel decreases and, therefore, the specific

расхода топлива, более полное сгорание топлива и снижение выброса токсичных и вредных выхлопных газов (главным образом СО) в атмосферу.fuel consumption, more complete combustion of fuel and reduction of the emission of toxic and harmful exhaust gases (mainly СО) into the atmosphere.

Недостатком фильтра-модификатора топлива по прототипу является сложность конструкции и, значительные трудозатраты при сборке готового фильтра и подготовке его к эксплуатации.The disadvantage of the fuel filter modifier according to the prototype is the design complexity and considerable labor costs when assembling the finished filter and preparing it for operation.

Заявленное техническое решение - полезная модель «Магнитный фильтр-модификатор углеводородного топлива» направлено на решение задачи заключающейся в упрощении конструкции фильтра-модификатора и обеспечении, тем самым, условий массового (до 10-100 тыс. штук в год) промышленного производства.The claimed technical solution - a useful model “Magnetic filter-modifier of hydrocarbon fuel” is aimed at solving the problem of simplifying the design of the filter-modifier and thereby ensuring conditions for mass production (up to 10-100 thousand units per year) of industrial production.

Технический результат, который может быть получен при этом в снижении материалоемкости целевого продукта фильтра-модификатора. Технический результат который может быть получен при использовании предлагаемого магнитного фильтра-модификатора для обработки углеводородного топлива в двигателях внутреннего сгорания заключается в сокращении удельного расхода топлива и снижении выбросов токсичных веществ (оксидов азота и углерода) с выхлопными газами.The technical result, which can be obtained by reducing the material consumption of the target product of the filter modifier. The technical result that can be obtained by using the proposed magnetic filter modifier for processing hydrocarbon fuels in internal combustion engines is to reduce specific fuel consumption and reduce emissions of toxic substances (nitrogen and carbon oxides) with exhaust gases.

Поставленная задача решается с достижением вышеуказанных техническими результатами предлагаемым магнитным фильтром-модификатором углеводородного топлива, включающим (см. рисунок) цилиндрический корпуса (1), в который помещена цилиндрическая рабочая камера (2), входной (3) и выходной (4) штуцеры, топливопровод, расположенный вокруг рабочей камеры (2), постоянные магниты выполнены в форме дисков (5), находящихся внутри рабочей и разделены между собой дискообразными пористыми материалами (6). Новым в предлагаемой конструкции магнитного фильтра-модификатора является то, что топливопровод расположенный внутри корпуса магнитного фильтра вокруг рабочей камеры (7), образован наружной поверхностью рабочей камеры (2) и внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, а между торцевой частью рабочей камеры и днищем цилиндрического корпуса установлена упругая подпирающие пружины (8).The problem is solved with the achievement of the above technical results by the proposed magnetic filter modifier of hydrocarbon fuel, including (see figure) a cylindrical body (1), in which a cylindrical working chamber (2), inlet (3) and outlet (4) fittings, fuel pipe are placed located around the working chamber (2), the permanent magnets are made in the form of disks (5) located inside the working chamber and are separated by disk-like porous materials (6). New in the proposed design of the magnetic filter modifier is that the fuel pipe located inside the magnetic filter housing around the working chamber (7) is formed by the outer surface of the working chamber (2) and the inner surface of the cylindrical body, and between the end part of the working chamber and the bottom of the cylindrical body elastic supporting springs (8).

Выбор вышеперечисленных конструктивных особенностей магнитного фильтра-модификатора по предлагаемому техническому решению осуществлен на основании результатов сравнительных натурных испытаний (на автомобилях типа КАМАЗ) различных вариантов и различных типов конструкций магнитных фильтров-модификаторов. Результаты этих испытаний показали, что предложенная в настоящей заявке конструкция является по сравнению с другими конструкциями устройств того его назначения (см. например, Патент РФ на ПМ №38846 - прототип; №№38847; 38848; The abovementioned design features of the magnetic filter modifier according to the proposed technical solution were selected based on the results of comparative field tests (on KAMAZ vehicles) of various options and various types of designs of magnetic filter modifiers. The results of these tests showed that the design proposed in this application is compared with other designs of devices for that purpose (see, for example, RF Patent PM PM 38846 - prototype; No. 38847; 38848;

40766; 41090 и др.) наиболее простой - как с точки зрения изготовления отдельных составных частей - конструктивных элементов «фильтра-модификатора», так и с точки зрения последующей сборки и монтажа «Фильтра»: сборка и подготовка «фильтра» к работе предлагаемой полезной модели осуществляется с наименьшими трудовыми затратами. При этом важно отметить и подчеркнуть, что использование предлагаемой полезной модели для предварительной обработки углеводородного топлива в двигателях внутреннего сгорания обеспечивает существенное (на 10-20%) сокращение удельного расхода углеводородного топлива и значительное уменьшение (более 50%) выбросов токсичных веществ с отходящими выхлопными газами.40,766; 41090, etc.) the simplest - both from the point of view of manufacturing individual components - structural elements of the "filter modifier", and from the point of view of the subsequent assembly and installation of the "Filter": the assembly and preparation of the "filter" for the proposed utility model is carried out with the lowest labor costs. It is important to note and emphasize that the use of the proposed utility model for the pretreatment of hydrocarbon fuel in internal combustion engines provides a significant (10-20%) reduction in the specific consumption of hydrocarbon fuel and a significant reduction (more than 50%) of emissions of toxic substances with exhaust exhaust gases .

Реализация полезной моделиUtility Model Implementation

Исходное углеводородное топливо (бензин, керосин, летроин, солярка и.т.п.), из топливного бака подают сначала на последовательно установленные фильтры грубой и тонкой очистки, затем очищенное от механических примесей топливо через входной штуцер (3) направляют для предварительной магнитной обработки в топливопровод (7), образованный внутренней поверхностью цилиндрического корпуса (1) и внешней поверхностью рабочей камеры (2). Затем углеводородное топливо проходит снизу вверх через серию дискообразных магнитных элементов (5), разделенных между собой дискообразный пористыми материалами. Обработанное в магнитном поле («модифицированный», «активированное») углеводородное топливо через выходной штуцер (4) поступает в топливопровод, соединяющий магнитный фильтр-модификатор с двигателем внутреннего сгорания.The initial hydrocarbon fuel (gasoline, kerosene, letroin, diesel fuel, etc.) is fed first from the fuel tank to sequentially installed coarse and fine filters, then the fuel purified from mechanical impurities is sent through the inlet fitting (3) for preliminary magnetic processing into the fuel line (7) formed by the inner surface of the cylindrical body (1) and the outer surface of the working chamber (2). Then, hydrocarbon fuel passes from bottom to top through a series of disk-shaped magnetic elements (5), separated by disk-shaped porous materials. The hydrocarbon fuel processed in a magnetic field (“modified”, “activated”) through the outlet fitting (4) enters the fuel line connecting the magnetic filter modifier to the internal combustion engine.

Claims

A magnetic filter modifier of hydrocarbon fuel, including a cylindrical body in which a cylindrical working chamber is placed, inlet and outlet fittings, a fuel pipe located around the working chamber, permanent magnets made in the form of disks located inside the working chamber and separated by disk-like porous materials, characterized in that the fuel pipe located inside the magnetic filter housing around the working chamber is formed by the outer surface of the working chamber and the inner surface of the cylindrical body and between the end portion of the working chamber and the bottom of cylindrical body installed propping spring.