Адсорбер улавливания паров бензина в топливной системе автомобилей

 

Изобретение относится к экологии автомобилей и может быть использовано для улавливания паров бензина, испаряющихся из топливного бака и карбюратора. Адсорбер содержит цилиндрический корпус, крышку с патрубками входа и выхода, подающую трубу, сборник конденсата, выходную полость, слой адсорбента и электромагнитный клапан с патрубком продувки. Сборник снабжен двухсекционной цилиндрической вставкой с центральным патрубком подачи жидкой фазы и отверстиями сообщения и имеет соотношение объемов внутренней и внешней секций 1:10-19, труба имеет диаметр, равный 0,09-0,12 диаметра корпуса, а выходная полость имеет объем, составляющий 0,04-0,08 объема слоя адсорбента. Соединение крышки с корпусом осуществлено замковым пазом со слоем герметика или путем сварки, слой адсорбента может быть зерненым или блочным. Слой может быть снабжен тремя стяжками, расположенными под углом 120° друг от друга. Технический результат заключается в повышении динамической активности адсорбера по Н-бутану в циклическом процессе по 7-20% и повышении надежности. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области экологии автомобилей и может быть использовано для улавливания паров бензина, испаряющихся из топливного бака и камеры карбюратора.

Известен адсорбер для улавливания топлива в автомобиле, содержащий корпус с крышкой, патрубки входа и выхода бензино-воздушной смеси, слой адсорбирующего материала, распределительную камеру под слоем материала и трубку для выдувания сконденсированного топлива (см. пат. ЕПВ N 0242049, кл. F 02 M 25(08).

Недостатком известного устройства является сложность его конструкции и низкий ресурс эксплуатации в условиях экстремальных нагрузок.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является адсорбер, содержащий цилиндрический корпус с крышкой, снабженной патрубками входа и выхода бензино-воздушной смеси (БВС), слой адсорбента в виде полого цилиндрического блока, состоящего из активного угля и полимерного связующего, сборник в днище корпуса под слоем адсорбента, электромагнитный клапан с патрубком продувки и прокладки, герметизирующей полость блока (см. пат. РФ N 2120561, кл. F 02 M 25/08, 33/02, опубл. 20.10.98 г.) Недостатком прототипа является низкий коэффициент использования адсорбирующих свойств адсорбента и, следовательно, малая динамическая активность адсорбера в циклическом процессе эксплуатации.

Целью изобретения является повышение динамической активности адсорбера в циклическом процессе эксплуатации и улучшение надежности его работы.

Поставленная цель достигается предложенным адсорбером, содержащим цилиндрический корпус, крышку с патрубками входа и выхода, подающую трубку, сборник конденсата, выходную полость, слой адсорбента и электромагнитный клапан с патрубком продувки, причем сборник снабжен двухсекционной цилиндрической вставкой с центральным патрубком подачи жидкой фазы и отверстиями сообщения и имеющий соотношение объемов внутренней и внешней секций 1:10-19, труба имеет диаметр, равный 0,09-0,12 диаметра корпуса, а выходная полость имеет объем, составляющий 0,04-0,08 объема слоя адсорбента, соединение крышки с корпусом осуществляется замковым пазом со слоем герметика или путем сварки, слой адсорбента может быть зерненым или блочным и снабжен тремя стяжками, расположенными под углом 120^o друг к другу.

Отличие предложенного адсорбера от прототипа заключается в том, что сборник снабжен двухсекционной цилиндрической вставкой с центральным патрубком подачи жидкой фазы и отверстиями сообщения и имеющий соотношение объемов внутренней и внешней секций 1:10-19, труба имеет диаметр, равный 0,09-0,12 диаметра корпуса, а верхняя полость имеет объем, составляющий 0,04-0,08 объема слоя адсорбента, соединение крышки с корпусом осуществляется замковым пазом со слоем герметика или путем сварки, слой адсорбента может быть зерненым или блочным и снабжен тремя стяжками, расположенными под углом 120^o друг к другу.

Из научно-технической литературы авторам не известен адсорбер, в котором сборник снабжен двухсекционной цилиндрической вставкой с центральным патрубком подачи жидкой фазы и отверстиями сообщения и имеющий соотношение объемов внутренней и внешней секций 1:10-19, труба имеет диаметр, равный 0,09-0,12 диаметра корпуса, а верхняя полость имеет объем, составляющий 0,04-0,08 объема слоя адсорбента, соединение крышки с корпусом осуществляется замковым пазом со слоем герметика или путем сварки, слой адсорбента может быть зерненым или блочным и снабжен тремя стяжками, расположенными под углом 120^o друг к другу.

Использование указанных признаков в предложенном адсорбере улавливания паров бензина в топливной системе автомобилей позволяет повысить динамическую активность адсорбера в циклическом процессе эксплуатации.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид адсорбера, на фиг. 2 - соединение крышки с корпусом замковым пазом со слоем герметика.

Предложенный адсорбер включает: корпус 1, крышку 2, патрубок входа БВС 3, патрубок выхода БВС 4, решетку верхнюю 5, решетку нижнюю 6, сборник бензина 7, цилиндрическую вставку 8, внешнюю секцию вставки 9, внутреннюю секцию вставки 10, центральный патрубок вставки 11, отверстия сообщения 12, трубку подающую 13, выходную полость 14, электромагнитный клапан 15 с патрубком продувки 16, прокладку верхнюю 17, прокладку нижнюю 18, сетки 19 и слой адсорбента 20; 21 - узел соединения крышки с корпусом; 22 - стяжка для уплотнения зернового слоя адсорбера.

При неработающем двигателе адсорбер работает в режиме наполнения (адсорбции). Под действием давления насыщенных паров бензина паровоздушная смесь из бензобака через входной патрубок 3 крышки 2 (электромагнитный клапан 15 закрыт) поступает в подающую трубу 13, проходит по ней сверху вниз и через нижнюю решетку 6, сетку 19 и нижнюю прокладку 18 поступает в слой адсорбента 20, где происходит поглощение паров бензина, а очищенный воздух через верхнюю прокладку 17, сетку 19 и верхнюю решетку 5 поступает в выходную полость 14 и затем через патрубок 4 в атмосферу. Так как насыщенные пары бензина способны к конденсации и образованию жидкой фазы (особенно в холодное время года), то жидкий бензин через центральный патрубок 11 цилиндрической вставки 8 стекает сначала во внутреннюю секцию 10, а затем через нижнее отверстие сообщения 12 протекает во внешнюю секцию 9, где растекается тонким слоем, быстро испаряется, и его пары через верхнее отверстие сообщения 12 поступают также в слой адсорбента 20.

В режиме десорбции электромагнитный клапан 15 открывает отверстие патрубка продувки 16 и под действием вакуума атмосферный воздух через патрубок продувки 16 в обратном направлении продувает слой адсорбента, удаляя из него пары бензина в двигатель автомобиля на сжигание.

Узел соединения 21 обеспечивает герметичность адсорбера (конструкция адсорбера).

Стяжка 22 исключает разбухание и измельчение слоя адсорбера, что особенно важно при использовании угля с низкой прочностью.

Соотношение объемов внутренней и внешней секций двухсекционной цилиндрической вставки обеспечивает эффективное испарение конденсата бензина (жидкой фазы), так как при отношении меньшем 1:10 ухудшаются условия испарения бензина и нарушается подача паров в слой адсорбента, а при соотношении большем 1:19 не происходит равномерное поступление паров в слой адсорбента.

Установленное оптимальное соотношение объема внутренней полости к объему слоя адсорбента 0,04-0,08 и диаметра подающей трубки к диаметру корпуса 0,09-0,12 позволяют исключить застойные зоны в слое и значительно увеличить коэффициент использования адсорбционных свойств активного угля.

Проведенные по стандартной методике ТУ 45-40-187-04873044-2000 испытания динамической активности адсорбера в циклическом процессе адсорбции N-бутана (как основной испаряющейся фракции бензина АИ-95) показали, что она составляет 94-105 г против 80-82 г у прототипа (см. пат. РФ N 2120561), что выше на 7-20%.

Данная конструкция адсорбера позволяет использовать слой адсорбента как в виде зерен (гранул) активного угля размером 1-3 мм, так и в виде пористого монолитного блока из активного угля и полимерного связующего. Причем стяжки 22 позволяют эксплуатировать в адсорбере даже активный уголь с низкой механической прочностью.

Адсорбер и его конструктивные элементы выполняются из полиэтилена высокого давления или полиамида; прокладки из фильтрующего материала типа пенополиуретана.

В целом предложенная конструкция улучшает надежность адсорбера.

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Формула изобретения

1. Адсорбер улавливания паров бензина в топливной системе автомобилей, включающий цилиндрический корпус, крышку с патрубками входа и выхода, подающую трубу, сборник конденсата, выходную полость, слой адсорбента и электромагнитный клапан с патрубком продувки, отличающийся тем, что сборник снабжен двухсекционной цилиндрической вставкой с центральным патрубком подачи жидкой фазы и отверстиями сообщения и имеющий соотношение объемов внутренней и внешней секций 1: 10-19, труба имеет диаметр 0,09-0,12 диаметра корпуса, а выходная полость имеет объем, составляющий 0,04-0,08 объема слоя адсорбента.

2. Адсорбер по п.1, отличающийся тем, что соединение крышки с корпусом осуществлено замковым пазом со слоем герметика или путем сварки.

3. Адсорбер по п. 1, отличающийся тем, что слой сорбента может быть зерненым или блочным.

4. Адсорбер по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен тремя стяжками, расположенными под углом 120° друг к другу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2