Способ обработки горючесмазочных материалов, преимущественно углеводородов, устройство для его осуществления и приспособление для намагничивания горючесмазочных материалов

 

Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для обработки топлива и масла в двигателях внутреннего сгорания. Способ заключается в том, что осуществляют турбулизацию потока топлива и пропускание его сквозь постоянное магнитное поле под углом α = 0 - 88^o или α = (0 - 88^o) + 180^o к плоскости, расположенной вдоль силовых линий магнитного поля и проходящей через зону действия наибольшего числа этих линий при напряженности магнитного поля H = 100 - 30000 Э, воздействуют посредством обработанного топлива в процессе работы двигателя на смазочные материалы и металлы двигателя в течение времени t, не меньшем 1 с, и повторяют это воздействие через промежуток времени T = (1 - 10⁶)t, во время которого осуществляют обработку топлива и топливовоздушной смеси каталитическим воздействием на них обработанными горючесмазочными материалами и металлами двигателя. Для реализации описанного способа используют устройство, содержащее топливный бак, бензопровод, насос для перекачки топлива и приспособление для намагничивания, включающее корпус из немагнитного материала и размещенный в корпусе источник постоянного магнитного поля с магнитопроводом, охватывающим проточный канал бензопровода, и выполненный в виде подковы, концы которой соединены перемычками, а в середине ее дуги имеется сквозная прорезь, внутренние края кромок которой выполнены со скосом. Через сквозную прорезь под углом к ее кромкам в плоскости симметрии проходит проточный канал. Источник постоянного магнитного поля расположен в перемычке и его полюса ориентированы перпендикулярно по отношению к плоскости подковы. Изобретение позволяет повысить эффективности обработки горючесмазочных материалов. 3 с.п. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повышать эффективность обработки топлива и масла, используемых в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) и газовых турбинах.

Известно устройство для магнитной обработки топливовоздушной смеси по а. с. 1477929 F 02 M 27/00, 1989 [1], содержащее корпус из немагнитного материала, топливный бак, бензопровод и насос для перекачки топлива, сообщенный с ними проточный канал и источник постоянного магнитного поля. Известное устройство осуществляет магнитную обработку топлива путем турбулизации потока топлива при пропускании его сквозь постоянное магнитное поле.

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции, связанная с размещением сеток в межполюсном пространстве и повышенный расход магнитного материала. Кроме того, оно не позволяет регулировать степень обработки, имеет низкую эффективность обработки и неустойчивость этого процесса, вызванную непрерывным воздействием на топливо без учета процессов, происходящих в масле и металлах двигателя. Все это приводит к снижению эффективности обработки, повышению содержания CO и CH в отработавших газах.

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание устройства, которое бы позволило реализовать новый способ обработки топлива и масла с более высокой эффективностью путем обеспечения управляемости процессом воздействия на горючесмазочные материалы и использования остаточных явлений намагничивания в топливе, масле и металлах двигателя. Способ заключается в том, что пропускание потока сквозь постоянное магнитное поле осуществляют под углом α= 0-88^o или α= (0 - 88^o)+ 180^o к плоскости, расположенной вдоль силовых линий магнитного поля и проходящей через зону действия наибольшего числа этих линий при напряженности магнитного поля H = 100-30000 Э, посредством обработанного топлива в процессе работы двигателя воздействуют на смазочные материалы и металлы двигателя в течение времени t, не меньшем 1 с, с повторением этого воздействия через промежуток времени T= (1-10⁶)t, во время которого осуществляют обработку топлива и топливовоздушной смеси каталитическим воздействием на них обработанными горючесмазочными материалами и металлами двигателя. Турбулизацию потока топлива и пропускание его сквозь постоянное магнитное поле могут осуществлять одновременно. Устройство содержит топливный бак, бензопровод, насос для перекачки топлива и приспособление для намагничивания, включающее корпус из немагнитного материала и размещенный в корпусе источник постоянного магнитного поля с магнитопроводом, охватывающим проточный канал бензопровода и выполненным в виде подковы, концы которой соединены перемычкой, а в середине ее дуги имеется сквозная прорезь, внутренние края кромок которой выполнены со скосом. Через сквозную прорезь под углом к ее кромкам проходит проточный канал. Источник постоянного магнитного поля расположен в перемычке, полюса его ориентированы перпендикулярно к проточному каналу. Вход проточного канала может быть сообщен с топливным баком, а выход - с насосом. Угол скоса кромок может быть β= 20 - 70^o. Проточный канал может быть снабжен установленным на его входе перепускным клапаном и выполнен сужающимся в месте пересечения им кромок прорези таким образом, что щель клапана имеет наибольший размер в плоскости симметрии подковы. Источник постоянного магнитного поля может быть выполнен в виде постоянного магнита.

Осуществление способа обуславливается применением устройства, содержащего топливный бак, бензопровод, насос для перекачки топлива и приспособление для намагничивания, включающее корпус из немагнитного материал и размещенный в корпусе источник постоянного магнитного поля с магнитопроводом, охватывающим проточный канал бензопровода и выполненным в виде подковы, концы которой соединены перемычкой, а в середине ее дуги имеется сквозная прорезь, образующая зазор в магнитопроводе. Внутренние края кромок прорези выполнены со скосом. Угол скоса может быть β= 20 - 70^o. Через сквозную прорезь под углом к ее кромкам проходит проточный канал. Вход проточного канала может быть сообщен с топливным баком, а выход - с насосом для перекачки топлива. На выходе в канал может быть установлен перепускной клапан, а сам канал может быть выполнен сужающимся в месте пересечения кромок прорези и имеет наибольший размер в плоскости симметрии подковы. Источник постоянного магнитного поля расположен в перемычке, полюса его ориентированы перпендикулярно по отношению к плоскости симметрии подковы, в качестве источника может быть использован постоянный магнит.

Примером промышленной применимости способа, устройства и приспособления является конструкция, представленная на чертежах, где на фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для обработки горючесмазочных материалов; на фиг. 3 - вид I фиг. 2; на фиг. 4 - сечение А-А фиг. 2.

На фиг. 2 представлена конструкция приспособления для намагничивания.

Устройство содержит топливный бак 1, бензопровод 2, насос 3 для перекачки топлива, приспособление 4 для намагничивания. Приспособление включает корпус 5 из немагнитного материала и размещенный в корпусе источник 6 постоянного магнитного поля, который может быть выполнен в виде постоянного магнита как на фиг. 2, так и электромагнита. Источник постоянного магнитного поля установлен в магнитопроводе 7, выполненным в виде подковы. В середине дуги подковы магнитопровода имеется сквозная прорезь 8, образующая магнитный зазор, через который проходит проточный канал 9 бензопровода. Внутренние края 10 кромок 11 прорези выполнены со скосом, а внешние края представляют собой плоские поверхности, параллельные плоскости симметрии подковы магнитопровода. Угол скоса может быть β= 20 - 70^o (см. вид I, фиг. 2). Проточный канал 9 проходит через сквозную прорезь под углом к ее кромкам. Полюса источника постоянного магнитного поля ориентированы перпендикулярно по отношению к плоскости симметрии подковы. Вход проточного канала 9 может быть сообщен с топливным баком 1, а выход - с насосом 3. На входе проточного канала может быть установлен перепускной клапан 12, который может быть выполнен на базе электромагнитного клапана с устройством 13 управления 1, выполненным в виде тумблера или программируемого таймера. Проточный канал может иметь сужение в месте пересечения им кромок прорези. Набольший размер щели в сужающейся части канал имеет в плоскости симметрии подковы магнитопровода (см. вид А-А, фиг. 2).

Устройство работает следующим образом. Топливо, поступающее из топливного бака 1 автомобиля с помощью насоса 3 перекачивается через проточный канал 9 (перепускной клапан 12 закрыт).

Под действием магнитного поля в зазоре магнитопровода 7 у частиц топлива возникает закручивающий момент. При перекачке топлива сквозь постоянное магнитное поле с напряженностью H = 100-30000 Э в межполюсном пространстве, заключенном в зазоре, возникают электромагнитные колебания, вызванные изменением ориентации магнитных моментов частиц, вектор которых в некотором объеме перпендикулярен вектору магнитного поля. В этих условиях возникает ядерная магнитная прецессия, молекулы топлива поляризуются, разрушаются молекулярные связи, и окисление топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания происходит с большей эффективностью. Попутно от поляризованных молекул топливовоздушной смеси поляризуются и молекулы масла в двигателе, масло приобретает свойства катализатора, что резко снижает уровень вредных выбросов окиси углерода и углеводородов в выхлопных газах, например, старых автомобилей, а также снижает уровень потребления топлива. Как показали исследования, при выполнении кромок магнитопровода со скосом на угол β= 20 - 70^o и расположении проточного канала под углом α= 0 - 88^o к кромкам магнитопровода достигается оптимальный эффект или α= (0 - 88^o) + 180^o.

При работе насоса топливо, помимо поступательного движения, совершает колебательные движения, вызываемые работой клапанов насоса. Это приводит к тому, что частицы топлива во время колебаний передают свою поляризацию соседним частицам и постепенно, в течение короткого времени поляризуется все топливо в баке.

Воздействием обработанного топлива в процессе работы двигателя на смазочные материалы системы смазки в течение времени t, не меньшем 1 с, при достаточной напряженности магнитного поля и соответствующей скорости потока топлива, проходящего через устройство, достигается необходимая степень обработки не только топлива, но и смазочных материалов системы смазки двигателя и его металла. Металл и масло приобретают каталитические свойства и становятся способными оказывать воздействие на топливо и топливовоздушную смесь в течение длительного времени. При обработке топлива образующиеся свободные радикалы вступают в кратковременные связи с металлом и маслом двигателя, образуя дополнительную более прочную масляную пленку, что приводит к уменьшению износа двигателя и продлению его моторесурса.

В результате работы двигателя его акустическое, тепловое и электромагнитное излучения поддерживают процесс формирования радикалов и оказывают влияние на вязкость масла, продлевая действие масла как катализатора процесса горения топливной смеси. В этот промежуток времени (T) устройство может быть выключено или работать на пониженной мощности. Устройство отключается устройством 13 управления открывающим клапан 12 (фиг. 2). При этом топливо поступает из топливного бака напрямую в двигатель. Таким образом, можно осуществлять регулировку степени обработки топлива и масла двигателя.

Выполнение проточного канала 9 сужающимся в месте расположения его в зазоре электромагнита способствует более интенсивному закручиванию частиц топлива и обеспечению благоприятных условий для возникновения ядерной магнитной процессии.

Предлагаемые способ и устройство позволяют поддерживать концентрацию свободных радикалов в топливе и масле на уровне, обеспечивающем каталитические процессы. При постепенном уменьшении концентрации радикалов процесс начинает затухать, поэтому необходимо повторное включение устройства или добавление обработанного топлива. Момент повторного включения может выбираться по концентрации свободных радикалов в масле или топливе, по уровню вязкости масла или топлива, а также эмпирически, исходя из температуры окружающей среды и времени работы двигателя.

Предлагаемый способ позволяет уменьшить начальное негативное воздействие на топливо только в начале обработки и производить дообработку топливовоздушной смеси с помощью каталитических процессов, возникающих в масле и металле двигателя, служащих как бы аккумулятором каталитических свойств. Таким образом можно существенно улучшить процесс горения топливовоздушной смеси, уменьшить уровень вредных выбросов CO и CH и снизить потребление топлива.

Устройство и способ обработки горючесмазочных материалов (углеводородов) позволяет повысить эффективность обработки путем обеспечения управляемости процессом воздействия на горючесмазочные материалы и использования остаточных явлений намагничивания в топливе, масле и металле двигателя.

Формула изобретения

1. Способ обработки горючесмазочных материалов путем турбулизации потока топлива и пропускания его сквозь постоянное магнитное поле, отличающийся тем, что пропускание потока сквозь постоянное магнитное поле осуществляют под углом α = 0 - 88^o или α = (0 - 88^o) + 180^o к плоскости, расположенной вдоль силовых линий магнитного поля и проходящей через зону действия наибольшего числа этих линий при напряженности магнитного поля H = 100 - 30000 Э, посредством обработанного топлива в процессе работы двигателя воздействуют на смазочные материалы и металлы двигателя в течение времени t, не меньшем 1 с, с повторением этого воздействия через промежуток времени T = (1 - 10⁶)t, во время которого осуществляют обработку топлива и топливовоздушной смеси каталитическим воздействием на них обработанными горючесмазочными материалами и металлами двигателя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что турбулизацию потока топлива и пропускание его сквозь постоянное магнитное поле осуществляют одновременно.

3. Устройство для обработки горючесмазочных материалов, преимущественно углеводородов, содержащее топливный бак, бензопровод, насос для перекачки топлива и приспособление для намагничивания, включающее корпус из немагнитного материала и размещенный в корпусе источник постоянного магнитного поля с магнитопроводом, охватывающим проточный канал бензопровода, отличающееся тем, что магнитопровод выполнен в виде подковы, концы которой соединены перемычкой, а в середине ее дуги имеется сквозная прорезь, внутренние края кромок которой выполнены со скосом, через сквозную прорезь под углом к ее кромкам проходит проточный канал, источник постоянного магнитного поля расположен в перемычке, полюса его ориентированы перпендикулярно к плоскости симметрии подковы.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что вход проточного канала сообщен с топливным баком, а выход - с насосом для перекачки топлива.

5. Приспособление для намагничивания горючесмазочных материалов, преимущественно углеводородов, содержащее корпус из немагнитного материала и размещенный в корпусе источник постоянного магнитного поля с магнитопроводом, охватывающим проточный канал, отличающееся тем, что магнитопровод выполнен в виде подковы, концы которой соединены перемычкой, а в середине ее дуги имеется сквозная прорезь, внутренние края кромки которой выполнены со скосом, через сквозную прорезь под углом к ее кромкам проходит проточный канал, источник постоянного магнитного поля расположен в перемычке, полюса его ориентированы перпендикулярно к проточному каналу.

6. Приспособление по п.5, отличающееся тем, что угол скоса кромок подковообразного магнитопровода составляет β = 20 - 70^o.

7. Приспособление по пп. 5 и 6, отличающееся тем, что проточный канал снабжен установленным на его входе перепускным клапаном.

8. Приспособление по пп. 5 - 7, отличающееся тем, что проточный канал выполнен сужающимся в месте пересечения им кромок прорези так, что щель канала имеет наибольший размер в направлении, перпендикулярном силовым линиям магнитного поля.

9. Приспособление по пп.5 - 8, отличающееся тем, что источник постоянного магнитного поля выполнен в виде постоянного магнита.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4