Устройство обработки водотопливной эмульсии в двигателе внутреннего сгорания

 

союз СОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„. Ж„„1815395 Al (ч)з F 02 М 25/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „„, саги

- @03qg, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иотр (21) 4811782/06 (22) 09,04.90 (46) 15.05.93. Бюл, М 18 (71) Саратовский институт механизации сельского хозяйства им. М.И.Калинина (72) О.А.Белов и П.П.Гамаюнов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1239388, кл. F 02 М 25/02, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ В ДВИГАТЕЛЕ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Назначение: машиностроение, в частности устройства для приготовления водотопливных эмульсий в двигателях внутреннего сгорания, позволяющие интенсифицировать процесс магнитного, теплового и ультразвукового воздействия на водотопливную эмульсию. Сущность: устройство содержит магнитострикционный излучатель 1 с акустической камерой 23, сообщенной с системой питания двигателя через всасывающий патрубок 26. Устройство имеет по меньшей мере дополнительный осесимметрично расположенный основному магнитострикционный излучатель 2, концентратор излучений

24 и конусообразный раструб 25 с основанием и выходным патрубком 26, концентратор

24 излучений выполнен в виду полусферы с фокусом, размещенным в днище акустической камеры 23, причем основание раструба

25 обращено в сторону излучателя 24, Магнитострикционные излучатели 1 и 2 выполнены в виде двух концентрично расположенных постоянных магнитов 6 и 7 с образованием кольцевой полости и кольцевого канала 15. заполненного ферромагнитными и алюминиевыми шариками,6 и

17 соответственно и сообщенного с кольцевой полостью 14 и акустической камерой 23.

1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1815395

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для приготовления водотопливных эмульсий в двигателях внутреннего сгорания,и позволяет интенсифицировать процесс магнитного, теплового и ультразвукового воздействия на водотопливную эмульсию, сгорание которой в двигателе происходит с высокой эффективностью.

Целью изобретения является повышение качества обработки смеси.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для обработки водотопливной смеси; на фиг. 2 магнитострикционный ультразвуковой из- 15 лучатель; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 2.

Устройство содержит два магнитострикционных излучателя 1 и 2, каждый из которых состоит из ферритного вибратора 20

3, представляющего собой механическую колебательную систему под действием переменного магнитного поля. Вибратор 3 закреплен в средней его части фторопластовым кольцом 4 и содержит об- 25 мотки 5 возбуждения и двух постоянных магнитов 6 и 7 соответственно кольцевого и цилиндрического, закрепленных гайкой 8.

Корпус 9, на который намотана обмотка 10 возбуждения, и корпус 11 с магнитами 6 и 7 30 соединены между собой перегородкой 12. имеющей овальные отверстия 13, сообщающие внутренние полости 14 и 15 корпусов 9 и 11, причем корпус 11 с обмоткой 10 содержит во внутренней полости 15 ферритовые 35 шарики 16, а ближе к магнитам 6 и 7 алюминиевые шарики 17. В противоположном конце корпус 11 имеет два отверстия, куда вставлены трубки 18 и 19, подающие водотопливную смесь к вибратору 3, Оба магни- 40 тострикционных излучателя 1 и 2 закреплены болтами 20 и 21 на крышке 22 акустической камеры 23, снабженной в днище концентратором 24 излучений, в фокусе которого размещен конусообразный рас- 45 труб 25, сообщенный со всасывающим патрубком 26 карбюратора или топливного насоса. Топливо с водой подают к устройству по шлангу 27, тройник 28, от которого отходят две трубки 29 и 30, разделяющие 50 топливоводяную смесь на два потока, к каждому из магнитострикционных излучателей

1и2, Устройство работает следующим образом. 55

При пуске двигателя топливо и вода из баков, образуя смесь, проходят по шлангу

27 и через тройник 28 разделяется на два потока, поступая через трубки 29 и 30 во внутренние кольцевые полости 14 магнитострикционных излучателей 1 и 2. На смесь действует магнитное поле, создаваемое соответственно кольцевым и цилиндрическим магнитами 6 и 7, в результате чего находящиеся в воде ионы солей теряют способность электростатического притяжения и не образуют твердых кристаллических отложений на цилиндропоршневой группе, так как вода становится "мягкой", а углеводородное топливо лучше смешивается с содой и cropaer более эффективно. Затем топливоводяная смесь проходит через овальные отверстия 13 в перегородке 12 и попадает в полость 15, где находятся алюминиевые и ферритовые шарики 17 и 16 соответственно, которые при подаче переменного напряжения на катушку 10 возбуждения из-за неплотного заполнения полости 15 постоянно смещаются и поворачиваются с той часто-. той, что и частота подаваемого переменного напря>кения. Хаотично колеблющиеся шарики интенсивно действуют на топливоводяную смесь электромагнитным полем, тем самым интенсифицируется процесс обработки смеси магнитосиловыми линиями, При прохождении переменного тока по обмотке 10 происходит нагрев смесь из-за потерь в самой обмотке 10, а также потерь на гистерезис и вихревые токи в шариках 16 и

17. Нагрев топлива и воды позволяет ускорить их смешивание. Таким образом, пройдя магнитную и тепловую обработку, смесь подготавливается к окончательному смешиванию (эмульгированию) ультразвуком, для чего направляется по трубкам 18 и 19 к вибратору 3. Последний создает ультразвук, образующий кавитационную струю, которая захватывает топливоводяную смесь из трубок 18 и 19 и одновременно смешивает топливо с водой с образованием мелкодисперсной эмульсии. Далее эмульсия, перемещаемая под действием кавитационной струи, попадает в концентратор излучений 24, который направляет эмульсию из двух излучателей 1 и 2 в конусообразный раструб 25, где она интенсивно обрабатывается сконцентрированным ульт.развуковым излучением, фокусируемым концентратором 24, Под действием ультразвука в воде образуется перекись водорода Н О, которая окисляет топливо, в результате чего и происходит его более полное сгорание. Ультразвуковое излучение сопровождается в конусообразном раструбе 25 схлопыванием кавитационных пузырьков, порождающих импульсы давлений, которые заставляют двигаться эмульсию во всасывающий патрубок 26. Количество воды, растворяемой в топливе, в зависимости от нагрузки двигате1815395 ля, может составлять 8 — 30 от всего состава эмульсии. Для эмульгирования используется ультразвук частотой 30-40 кГц.

Таким образом, предварительная обработка топливоводяной смеси магнитным и тепловым полями, а также концентрированным ультразвуковым излучением, позволяет улучшить качество приготавливаемой эмульсии. Изобретение позволяет экономить топливо до 10, снижает токсичность отработавших газов в 2 — 3 раза и их температуру на 30 — 60ОС.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки водотопливной эмульсии .в двигателе внутреннего сгорания, содержащее магнитострикционный излучатель с акустической камерой, сообщенной с системой питания, отл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества обработки смеси, устройство снаб8 жена по меньшей мере дополнительным осесимметрично расположенным основному магнитострикционным излучателем, концентратором излучений и конусообразным

5 раструбом с Основанием и выходным патрубком, концентратор излучений выполнен в виде полусферы с фокусом, размещенным в днище акустической Маклеры, причем основание раструба обращено в сторону излуча10 теля, а патрубок сообща@ с системой питания двигателя.

2. Устройство по и, 1, о т л и чае ще ес я тем, что магнитострикционный @Вручатель выполнен в виде двух «онцент ънио

15 расположенных постоянных магнитов с Образованием кольцевой полости и кольцевого канала, заполненного ферромагнитными и алюминиевыми шариками и сообщенного с кольцевой полостью и акустической каме20 рой.

Составитель B. Ерохов

Редактор С. Кулакова Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор А. Козориз

3""-каз 1624 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101