Патент на изобретение №2392031

(54) УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к устройству и способу очистки дизельного топлива, с помощью которого получают топливо высокой чистоты, которое отвечает требованиям полного сгорания в камере сгорания двигателя. Устройство для очистки содержит камеру очистки, заключенную во внешний корпус устройства, имеющую перегородку с конической и цилиндрической частями, окруженными фильтром и размещенными с обеспечением возможности поступления топлива через впускное отверстие устройства с последующим проходом через трубу вниз в коническую часть, причем перегородка с фильтром выполнена с обеспечением возможности поступления нагретого топлива в направлении фильтра, в верхней части устройства имеется перепускной клапан, в нижней части устройства имеется нагревательный элемент и датчик контроля воды, выполненный с возможностью соединения со звуковым и световым индикаторами на приборном щитке в кабине, а на днище имеется сливной клапан. В способе очистки дизельного топлива применяют описанное устройство. Технический результат: получение топлива высокой чистоты, сведение к минимуму техобслуживания и ремонта. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Уровень техники

Дизельное топливо применяют в работе практически всех типов легкого и тяжелого оборудования, включая транспортные средства, технику для строительства дорог, тракторы, агротехнику, металлургическое оборудование, оборудование для нефтеразведки, электрогенераторы, поезда, суда, корабли, военную технику и т.д. Засорение дизельного двигателя – фактор, который является одной из наиболее частых причин, негативно влияющих на работу двигателя. Именно для устранения этой причины применяют фильтры для твердых частиц, а также вторичные фильтры для мелких загрязнений, а для отделения воды от топлива могут быть применены водоотделители. Однако эти фильтры все же неэффективны и не могут полностью исключить частое загрязнение топлива.

Подобные фильтры и водоотделители могут быть единственным решением проблемы очистки дизельного топлива, доступным в настоящее время, но недостатком таких устройств является необходимость их периодической замены и периодического технического обслуживания и текущего ремонта.

С помощью традиционных фильтров и водоотделителей также можно получать до некоторой степени относительно чистое топливо, не содержащее воды и загрязнений, но с их помощью все же нельзя удалить твердые частицы размером менее 5 мкм (5·10^-6 м) и, особенно в холодную погоду, воскообразные образования, которые в большинстве случаев полностью или частично блокируют такие фильтры, что затрудняет течение топлива и, в конечном итоге, отрицательно сказывается на самом двигателе из-за отсутствия надлежащего сгорания.

Для решения этой проблемы внутри камеры сгорания дизельного двигателя применяют электронагревательные элементы, служащие для предварительного нагревания воздуха перед запуском двигателя; в то время как в устройстве для очистки применяют другой нагревательный элемент для улучшения качества топлива, а также для создания потоков загрязнителей, что способствует осаждению и отделению загрязнений и удалению воскообразных образований, что положительно влияет на процесс горения и работу двигателя.

Краткое описание изобретения

Задачей настоящего изобретения является решение проблем, связанных с загрязняющими веществами в дизельном топливе, снижение выбросов в окружающую среду и сведение к минимуму периодического технического обслуживания и текущего ремонта, а также достижение максимальной отдачи двигателя благодаря относительно полному сгоранию в камере сгорания.

Другой задачей настоящего изобретения является получение топлива высокой чистоты и создание аппарата для очистки топлива, который требует относительно редкого технического обслуживания и текущего ремонта по сравнению с применяемыми в настоящее время фильтрами и водоотделителями.

В основном, изобретение предназначено для применения в странах с холодным климатом, так как оно не требует применения двух нагревательных элементов (внутри камеры сгорания и в системе топливных фильтров).

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложено устройство для очистки дизельного топлива, содержащее камеру очистки, имеющуюся во внешнем корпусе устройства, имеющую перегородку с конической частью и цилиндрической частью, окруженными проволочным фильтром и размещенными с обеспечением возможности поступления топлива через впускное отверстие устройства с последующим проходом через трубу в коническую часть и далее, причем перегородка с фильтром выполнены с обеспечением возможности поступления нагретого топлива в направлении фильтра, в верхней части установки имеется выпускное отверстие и перепускной клапан; в нижней части имеется нагревательный элемент и датчик контроля воды, выполненный с возможностью соединения со звуковым и световым индикаторами на приборном щитке в кабине; а на дне имеется сливной клапан.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предложено устройство для очистки дизельного топлива по п.1 формулы изобретения, в котором внешний корпус, впускная труба для топлива и цилиндрическая и коническая части изготовлены штамповкой из листа черной стали, а верхняя и нижняя крышки изготовлены путем формовки; при этом места для установки перепускного клапана 9, нагревательного элемента, водоспускного крана и сливного клапана выполнены на гидравлическом оборудовании.

Предпочтительные аспекты и отличительные признаки настоящего изобретения представлены в формуле изобретения, прилагаемой к настоящему описанию изобретения, причем формула изобретения составляет неотъемлемую часть настоящего документа. Более подробно преимущества и характеристики заявленного изобретения рассмотрены далее в описании изобретения со ссылками на предпочтительные примеры реализации.

Краткое описание чертежей

На приложенных чертежах исключительно для иллюстрации настоящего изобретения представлены признаки и характеристики устройства для очистки дизельного топлива.

На Фиг.1 показан продольный разрез указанного устройства для очистки.

На Фиг.2 представлена диаграмма, показывающая место установки в топливной системе указанного устройства для очистки.

Фиг.3 представляет собой разрез по линии А-А Фиг.2, на котором показано, как закрепить устройство для очистки с помощью скобы на основном корпусе транспортного средства.

На Фиг.4А и 4В приведено схематичное изображение применяемых проволочных фильтров.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к устройству для очистки дизельного топлива, с помощью которого получают дизельное топливо высокой чистоты, которое отвечает требованиям полного сгорания в камере сгорания двигателя.

Следует отметить, что любые упоминания в настоящем тексте устройства или аппарата для очистки означают предпочтительное устройство в соответствии с настоящим изобретением.

Настоящее изобретение показано подробно на приложенных чертежах, причем на Фиг.1 показан продольный разрез указанного устройства для очистки. Устройство в основном состоит из камеры 1 очистки, которая заключена во внешнем корпусе устройства 2; при этом камера 1 очистки имеет сужающуюся коническую секцию 4 и цилиндрическую секцию 3, вокруг которых проходит проволочный фильтр 7 (показан на Фиг.4А, 4В)

Топливо проходит через впускное отверстие 5 и далее вниз по трубопроводу 6 для топлива до конической части, показанной на Фиг.2, где его нагревают с помощью нагревательного элемента 10 до некоторой температуры, при этом нагретое топливо проходит через проволочный фильтр 7, затем через выпускное отверстие 8 и через конечный фильтр 22, который установлен непосредственно в выпускном отверстии. Верхняя часть устройства имеет перепускной клапан 9 для подачи воздуха внутрь корпуса устройства, в нижней части находится нагревательный элемент 10 и водоспускной кран 11, который соединен со звуковыми и световыми индикаторами 12 на приборном щитке транспортного средства, а на дне устройства имеется сливной клапан 13.

Цилиндрический корпус 2 и впускная труба 6 для топлива, а также цилиндрическая 3 и коническая 4 части изготовлены штамповкой из листа черной стали, а верхняя и нижняя крышки и отверстия, а также места для монтажа перепускного клапана 9, нагревательного элемента 10, водоспускного крана 11 и сливного клапана 13 изготовлены на гидравлическом оборудовании.

После изготовления цилиндрических частей и установки указанных клапанов выполняют пришлифовку соединенных частей, затем устройство очищают соответствующими растворителями; производят испытания на герметичность и отсутствие утечек с помощью сжатого воздуха (давление 7 бар); затем исправное устройство красят соответствующим образом, а на устройства, предназначенные для применения в море, наносят покрытие из специальной краски, устойчивой к влажности морского воздуха и препятствующей коррозии.

Перепускной клапан 9, нагревательный элемент 10, водоспускной кран 11 и сливной клапан 13 закрепляют с помощью зажима. Для устранения любых утечек при установке этих клапанов используют сальники (не показаны на диаграмме). Эти детали также могут быть установлены с помощью обжима или клепаного соединения, или любым другим подходящим способом.

На Фиг.2 подробно показана схема установки устройства в топливную систему транспортного средства. Топливо поступает из топливного бака 14 в направлении, указанном стрелкой 15, во впускное отверстие 5 устройства, в котором имеется также перепускной клапан 9, нагревательный элемент 10 и водоспускной кран 11, который соединен со звуковыми и световыми индикаторами на приборном щитке 12, и сливной клапан 13. Устройство закреплено посредством обруча 16.

Дизельное топливо подвергают очистке в устройстве, после чего чистое дизельное топливо выходит в выпускное отверстие 8 через первичный фильтр 17, затем поступает в инжекционный насос 18, затем в двигатель (не показан на диаграмме).

На Фиг.3 показана схема монтажа устройства на транспортном средстве. Устройство закрепляют с помощью стального зажима 16, закрепленного болтами 19 на U-образной скобе 20 на корпусе 21 транспортного средства.

Применение устройства для очистки в соответствии с настоящим изобретением будет иметь ряд преимуществ, включая, например:

1) Снижение до минимума образования сажи благодаря полному сгоранию топлива.

2) Защиту чувствительных частей топливной системы, включая инжекторы и инжекторные устройства, благодаря улучшенной смазывающей способности подогретого топлива (которая достигает оптимального значения при 36°С).

3) Исключение возможности образования серной кислоты благодаря отделению воды от топлива.

На Фиг.2 показано предпочтительное место для размещения устройства, а именно, в линии подачи топлива, после основного топливного бака, что обеспечивает поступление топлива непосредственно в аппарат для очистки.

Топливо полностью очищают в указанном устройстве; при этом топливо поступает в устройство через впускное отверстие 5, затем проходит вниз в коническую часть 4, где подвергается действию нагревательного элемента 10, при этом флуктуации температуры формируют потоки загрязнителей и оказывают воздействие на плотность твердых частиц и топлива, что способствует оседанию на дне, возле сливного клапана 13, твердых частиц и воды. Подогретое топливо затем направляют к проволочным фильтрам 7, в которых происходит отделение легких загрязняющих веществ, и топливо поступает по направлению к выпускному отверстию 8, где происходит окончательное фильтрование через фильтр 22, закрепленный в выпускном отверстии устройства. Получают чистое топливо, не содержащее воды и загрязняющих веществ.

Проволочные фильтры изготовлены из алюминиевой проволоки. Дизельное топливо в конической части нагревают до температур 25°С-55°С.

Вышеуказанный способ очистки основан на создании некоторой разницы в плотностях загрязняющих веществ, что способствует осаждению тяжелых загрязнений, в то время как легкие загрязняющие вещества отделяют на проволочных фильтрах. Такую разницу в плотностях создают путем нагрева топлива в ограниченном пространстве в нижней части установки. При достижении соответствующей температуры тяжелые загрязнения и вода оседают, в то время как подогретое топливо будет поступать по направлению к выпускному отверстию через проволочные фильтры, задерживающие легкие загрязняющие вещества.

Отделенные загрязняющие вещества собираются на дне установки около сливного клапана 13, где они накапливаются до определенного уровня, определяемого датчиком 11; в этот момент датчик срабатывает, при этом включается предупреждающий свет и сигнал тревоги, указывающий, что настал момент слива загрязняющих веществ.

Загрязняющие вещества легко удаляют путем открывания верхнего перепускного клапана 9 и нижнего вентиля 13. После завершения слива перепускной клапан и сливной клапан должны быть плотно закрыты.

Сливной механизм может быть модифицирован так, чтобы он работал в автоматическом режиме, например, при замене его электромагнитным вентилем.

Следует отметить, что в рамках настоящего изобретения может существовать множество модификаций, которые не изменяют основной концепции настоящего изобретения.

Слова «содержит (включает)» или его измененные формы, такие как «содержащий (включающий)», в контексте настоящей заявки означают включение в изобретение указанного понятия или группы понятий, а не исключение любого другого понятия или группы понятий, если из контекста не очевидно обратное.

Формула изобретения

1. Устройство для очистки дизельного топлива, содержащее камеру очистки, заключенную во внешний корпус устройства, имеющую перегородку с конической и цилиндрической частями, окруженными фильтром и размещенными с обеспечением возможности поступления топлива через впускное отверстие устройства с последующим проходом через трубу вниз в коническую часть, причем перегородка с фильтром выполнена с обеспечением возможности поступления нагретого топлива в направлении фильтра, в верхней части устройства имеется перепускной клапан, в нижней части устройства имеется нагревательный элемент и датчик контроля воды, выполненный с возможностью соединения со звуковым и световым индикаторами на приборном щитке в кабине, а на днище имеется сливной клапан.

2. Устройство для очистки дизельного топлива по п.1, отличающееся тем, что внешний корпус, впускная труба для топлива и цилиндрическая и коническая части изготовлены штамповкой из черной листовой стали, верхняя и нижняя крышки изготовлены формовкой.

3. Устройство для очистки дизельного топлива по п.1 или 2, отличающееся тем, что детали устройства пришлифованы, затем устройство очищено, подвергнуто испытаниям на герметичность и отсутствие утечек, а затем на устройство нанесено покрытие.

4. Устройство по очистке дизельного топлива по п.3, отличающееся тем, что на устройство, предназначенное для применения на море, нанесено покрытие, препятствующее коррозии.

5. Устройство для очистки дизельного топлива по любому из вышеуказанных пунктов, отличающееся тем, что перепускной клапан, нагревательный элемент, сливной клапан и датчик воды закреплены с помощью зажима, а для обеспечения герметичности при установке любого из этих клапанов используют сальники.

6. Устройство для очистки дизельного топлива по п.5, отличающееся тем, что перепускной клапан, нагревательный элемент, сливной клапан и водоспускной кран закреплены с помощью обжима.

7. Устройство для очистки дизельного топлива по п.1, отличающееся тем, что проволочные фильтры изготовлены из алюминиевой проволоки.

8. Способ очистки дизельного топлива с применением устройства для очистки дизельного топлива по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что топливо подают в устройство для очистки через впускное отверстие, затем вниз в коническую часть, где оно подвергается действию нагревательного элемента, который нагревает дизельное топливо, находящееся в этой части, создавая потоки загрязнителей, которые способствуют отделению и осаждению тяжелых загрязняющих веществ на дне, в направлении сливного клапана; затем нагретое топливо поступает в направлении проволочных фильтров, на которых происходит отделение мелких загрязняющих веществ; затем чистое топливо продолжает двигаться по направлению к выпускному отверстию, где оно проходит конечную очистку в фильтре, который установлен в выпускном отверстии, откуда вытекает чистое, не содержащее воды и тяжелых и легких загрязняющих веществ топливо и течет по направлению к первичному традиционному фильтру.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что дизельное топливо в конической части нагревают до температур, лежащих в пределах от 25 до 55°С.

10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что вода и тяжелые загрязняющие вещества накапливаются в нижней части установки, в направлении сливного клапана.

11. Способ по пп.8, 9 или 10, отличающийся тем, что предупреждающий свет и звуковой сигнал тревоги включаются, как только загрязняющие вещества накапливаются до заранее определенного уровня, указывая, что настал момент слива загрязняющих веществ.

12. Способ по любому из пп.8-11, отличающийся тем, что загрязняющие вещества удаляют путем открывания верхнего перепускного клапана и нижнего сливного клапана, в результате чего начинается слив воды и тяжелых загрязняющих веществ, а после завершения слива перепускной клапан и сливной клапан закрывают.

РИСУНКИ