CZ2013963A3 - Tryskový odlučovač - Google Patents

Abstract

Vynález se týká odlučování kapaliny z potrubí, v němž proudí heterogenní směs plynu a kapaliny pomocí tryskového odlučovače umístěného na stěně (2) sacího potrubí (1). Podstata spočívá v tom, že tryskový odlučovač sestává z potrubí (1), v jehož stěně (2) je otvor (3), k němuž těsně přiléhá sběrná komora (4) o šířce (5) maximálně do opsaného průměru (6) potrubí (1) a o tloušťce (7) do dvou opsaných průměrů (6) potrubí (1). Ke dnu (8) sběrné komory (4) je těsně připojena trubice (9), v jejímž konci (10) je tryska (11) vytvořená jako otvor o ploše menší, než je plocha průřezu trubice (9).

Description

Tryskový odlučovač

Oblast techniky

Vynález se týká odlučování kapaliny z heterogenní směsi například vzduchu a vody nebo jiného plynu a jiné kapaliny, který lze použít například u spalovacích motorů při odstraňování nežádoucí vody v sacím potrubí při jízdě za deště, nebo v jiných průmyslových odvětvích, kde je třeba provést zmíněnou separaci.

Dosavadní stav techniky

V technické praxi se velmi často vyskytuje potřeba oddělit kapalinu od proudícího plynu. Typickým případem je sací potrubí spalovacího motoru, pohánějícího automobil, motocykl, nebo je užit pro pohon průmyslového zařízení.

Spalovací motor pro svou funkci vyžaduje přívod vzduchu z vnějšího prostředí, neboť vzdušný kyslík je jednou z pohonných látek spalovacího motoru. Pokud se ve vnějším prostředí nacházejí například vodní kapky při dešti nebo v případě motorového vozidla dochází ke vzniku vodní tříště nad vozovkou následkem jízdy kol po smáčené vozovce, jsou tyto vodní částice spolu s vnějším vzduchem nasávány do sacího potrubí spalovacího motoru. Jejich vnik do válců motoru je nežádoucí a může silně ovlivnit spolehlivost a funkci motoru.

Prvním nežádoucím účinkem vniku vody do sacího potrubí je možný proplach filtrační vložky ve filtru sání. Filtrační vložka během předchozího provozu motoru zachytila značné množství pevných mikročástic z nasávaného vzduchu, a to i křemičitá zrna z polétavého prachu. Pokud do filtrační vložky následně během jízdy například za deště přiveden vzduch s vodními kapkami, tak zpočátku jsou tyto kapky zachyceny filtrační vložkou, ale po jejím plném nasycení nebo i pouze lokálním nasycení začnou vodní kapky pronikat přes filtrační vložku dále do válců motoru, přičemž vymývají zmíněné křemičité mikročástice z filtrační vložky. Tyto mikročástice se dostanou do válců motoru, mohou být pohlceny do olejového filmu na stěnách válců a následně způsobit rychlé opotřebení vývrtu válců, případě i pístů a pístních kroužků. Taktéž mohou přes stěny válců nebo uložení ventilů vniknout do olejové náplně motoru a způsobit celkovou devastaci pohyblivých dílů motoru postupným vydíráním.

-2-··’ .:.·..·

Druhým nežádoucím účinkem vniku vody do sacího potrubí je možné poškození přesných elektronických čidel v sacím potrubí, a to především čidla měřiče hmotnosti nasávaného vzduchu. Toto čidlo je náchylné k elektrické poruše při smáčení vodními kapkami účinkem, jak byl výše popsan. V tomto případě při poškození zmíněného čidla dojde buď k zastavení motoru, nebo k přepnutí systému řízení do nouzového stavu s nepříjemnými následky pro uživatele.

Dalším nežádoucím účinkem je změna výkonu motoru, způsobená zvýšeným výskytem vody nebo vodních par ve válci během hoření. Vodní pára může ovlivnit termodynamiku oběhu motoru tak, že je například snížený výkon motoru, může se objevit detonační hoření s poškozujícím účinkem na motor, případně se mohou projevit kavitační účinky například na dně pístu.

Dosud se vniku vody do sacího potrubí čelí instalací odlučovačů, které se vyznačují odváděči trubkou, zaústěnou do místa výskytu vody v sacím potrubí nebo v komoře filtru sání, přičemž je tato trubka na svém konci opatřena mechanickou klapkou, předepnutou tak, že v okamžiku zvýšeného hydraulického tlaku se klapka otevře a částečně vypustí vodu do vnějšího prostředí. Nevýhodou je mechanická komplikovanost mechanické předepnuté klapky, což vede ke zvýšení její výrobní ceny a menší funkční spolehlivosti.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky ve značné míře odstraňuje tryskový odlučovač podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tryskový odlučovač sestává z potrubí, v jehož stěně je otvor, k němuž těsně přiléhá sběrná komora o šířce maximálně do opsaného průměru potrubí a o tloušťce do dvou opsaných průměrů potrubí. Ke dnu sběrné komory je těsně připojena trubice, která má ve svém dně vytvořený otvor ve formě trysky o ploše menší, než je plocha průřezu trubice.

V alternativním provedení se tryskový odlučovač vyznačuje tím, že trubice je propojena přímo se stěnou potrubí.

V dalším alternativním provedení může být otvor vytvořen ve trubicové stěně.

Konstrukční provedení tryskového odlučovače může být různé, tj. může být vytvořen jednoduše jako jeden celek s například sacím potrubím, případně může být sesazen z několika například plastových dílů, spojených prolisy, návleky, termickým účinkem nebo lepením. Taktéž sběrná komora může mít různý tvar, například její tvar může

-3-.·’ .:.·..· být válcový, oválný nebo obecného tvaru, ale vždy tak, že její propojení se stěnou potrubí i trubicí je dostatečně těsné, může mít i prstencový tvar, obepínající po obvodu celé potrubí nebo jeho část. Trubice může mít průřez kruhový, obdélníkový nebo obecného tvaru.

Funkce tryskového odlučovače dle tohoto patentu je následující - při průtoku heterogenní směsi například vzduchu a vodních kapek sacím potrubím spalovacího motoru se zpravidla v některé části potrubí, zejména v místech zvýšeného odporu, například v ohybech, vodní mikročástice postupně spojí a vlivem gravitační nebo odstředivé síly nalehnou na stěnu potrubí, kde vytvoří spojitý vodní tok. Polohu tohoto spojitého vodního toku lze zjistit například při pohledu do potrubí, například užitím mikrokamery a příslušného osvitu. Poloha zjištěného spojitého vodního toku je potom určující pro umístění sběrné komory nebo případně přímo pro zaústění trubice do potrubí. Poloha i velikost sběrné komory je volena tak, aby svou šířkou a tloušťkou pokrývala místo v potrubí, v němž se pohybuje zjištěný vodní tok.

Během průtoku heterogenní směsi potrubím vtéká vodní tok do sběrné komory a následně gravitačním účinkem nebo vlivem jiného silového působení, jako například při nepopsané rotaci v potrubí kolem osy potrubí, do trubice. V sacím potrubí je podtlak, který způsobuje vtok malého množství vzduchu z vnějšího prostředí tryskou do trubice. Aby tento vtékající vzduch svým náfukovým účinkem nebránil vtoku vody do trubice je dosaženo volbou ploch průřezu trubice a trysky, kdy plocha průřezu trysky je výrazně menší, než plocha průřezu trubice. Rychlost vzduchu, nasávaného z trysky, se v trubici vlivem zmíněného poměru ploch výrazně sníží a nebrání vtoku vody do trubice. Voda se postupně hromadí ve spodní části trubice, vzduch, nasávaný tryskou proniká přes zvyšující se sloupec vody ve formě bublin.

V okamžiku, kdy vodní sloupec v trubici dosáhne výšky, kdy hydraulický tlak u trysky přesáhne hodnotu podtlaku v sacím potrubí, vody z trubice se gravitačně protlačím přes trysku do vnějšího prostředí. Po poklesu hydraulického tlaku pod úroveň podtlaku v potrubí se proces odtoku vody zastaví, opět se postupně zvýší hladina vody v trubici a proces se cyklicky opakuje.

Výhodou tryskového odlučovače dle tohoto vynálezu je jednoduchost jeho konstrukce bez pohyblivých dílů, což vede k nízkým výrobním nákladům a snížení možnosti poruch.

-4-·· .:...·

Přehled obrázků na výkresech

Na obr. 1 je zobrazen tryskový odlučovač v bočním řezu a na obr. 2 je zobrazen tryskový odlučovač v čelním příčném řezu.

Příklad provedení vynálezu

Příklad provedení podle vynálezu je zobrazen na obr. 1 a 2. Znázorňuje tryskový odlučovač podle tohoto vynálezu, který je umístěný na stěně 2 sacího potrubí 1 spalovacího motoru. Tryskový odlučovač je vytvořen na sacím potrubí 1, v jehož stěně 2 je otvor 3. K otvoru 3 těsně přiléhá sběrná komora 4 o šířce 5 maximálně do opsaného průměru 6 potrubí 1a o tloušťce 7 o velikosti do dvou opsaných průměrů 6 potrubí I. K trubicovému dnu 8 sběrné komory 4 je těsně připojena trubice 9, v jejímž trubicovém dně 10 je tryska 11 vytvořená jako otvor o ploše menší, než je plocha průřezu trubice 9.

Vynález není omezen pouze na popsaný příklad provedení tryskového odlučovače sacího potrubí (1) spalovacího motoru.

-5Použitá označení potrubí stěna potrubí otvor ve stěně potrubí sběrná komora šířka sběrné komory opsaný průměr potrubí tloušťka sběrné komory dno sběrné komory trubice trubicové dno tryska trubicová stěna

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Tryskový odlučovač umístěný na stěně (2) sacího potrubí (1) vyznačující se tím, že tryskový odlučovač je vytvořen tak, že ve stěně (2) sacího potrubí (1) je otvor (3), k němuž těsně přiléhá sběrná komora (4) o šířce (5) maximálně do opsaného průměru (6) potrubí (1) a tloušťce (7) o velikosti do dvou opsaných průměrů (6) potrubí (1), přičemž ke dnu (8) sběrné komory (4) je těsně připojena trubice (9), v jejímž trubicovém dně (10) je tryska (11) vytvořená jako otvor o ploše menší, než je plocha průřezu trubice (9).
2. 2. T ryskový odlučovač podle nároku 1,vyznačující se tím, že tryska (11) je vytvořena ve trubicové stěně (12).
3. 3. Tryskový odlučovač podle nároku 1,vyznačující se tím, že trubice (9) je propojena přímo se stěnou (2) potrubí (1).