RU2794292C2

RU2794292C2 - Automated fuel purification system for a diesel engine of military machinery

Info

Publication number: RU2794292C2
Application number: RU2021129758A
Authority: RU
Inventors: Виктор Эдуардович Шефер; Алексей Александрович Шаргаёв; Наталья Викторовна Ядровская; Анатолий Игоревич Винник; Александр Сергеевич Шудыкин; Александр Владимирович Брыт; Николай Григорьевич Макаренко; Андрей Михайлович Вторушин; Марат Жанабаевич Садвакасов; Даниил Александрович Клименок
Original assignee: Виктор Эдуардович Шефер; Алексей Александрович Шаргаёв
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2023-04-14

Abstract

FIELD: engines.

SUBSTANCE: invention relates to fuel supply systems of diesel internal combustion engines for military machinery, in particular, to purification apparatus for diesel fuel. Proposed automated fuel purification system for a diesel engine comprises a two-section fine mesh filter with filtering elements made of foamed polyvinylformal; a spool box made to automate the process of removing the mechanical impurities and water filtered from the diesel fuel, provided with a spool used to drive the apparatus for compressing the fouled filtering elements, to switch the channels for supplying non-purified fuel to the filtering sections and remove the purified fuel therefrom, and switch the compressed air supply channels in order to remove the filtered contaminants from the body of the filter. The spool is driven by an electric drive. The automated system is provided with an apparatus for monitoring for and signalling of limit clogging of the filtering elements being reached and an apparatus for the automated removal of filtered contaminants using compressed air. The automated system is provided with an apparatus for controlling the process of automation of purification of diesel fuel and cleaning of the fuel filter from mechanical impurities and water, wherein said apparatus is used to control the spool switching electric drive of the spool box, control the two electropneumatic valves for supplying compressed air to the filtering sections, and switch the lamps for signalling of limit clogging of the filtering elements being reached. An inlet and outlet filter pressure drop sensor for controlling the limit clogging of the filter and an outlet galvanic sensor for monitoring the presence of water in diesel fuel are provided, connected to the control apparatus.

EFFECT: higher quality of purification of diesel fuel, automated process of cleaning the filtering apparatus without disassembly thereof and shutdown of the engine.

2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам питания топливом дизельных двигателей внутреннего сгорания для военной техники, в которых реализуются способы очистки дизельного топлива до состояния, обеспечивающего его максимальное по объему сгорание при работе двигателя.The invention relates to the field of engine building, in particular to fuel supply systems for diesel internal combustion engines for military equipment, in which diesel fuel purification methods are implemented to a state that ensures its maximum combustion in terms of volume during engine operation.

Анализ эксплуатации военной техники за последние пять лет показывает, что около 50% отказов в работе, например, танкового двигателя происходят по вине системы питания топливом, а отказы в работе системы питания до 70% происходят из-за повышенной обводненности применяемого топлива. В целом это приводит к значительному снижению уровня боевой готовности военной техники, что влечет необходимость своевременной и качественной очистки топлива для дизельных двигателей военной техники.An analysis of the operation of military equipment over the past five years shows that about 50% of failures in the operation of, for example, a tank engine occur due to the fault of the fuel supply system, and failures in the operation of the supply system up to 70% occur due to increased water cut of the fuel used. In general, this leads to a significant decrease in the level of combat readiness of military equipment, which entails the need for timely and high-quality fuel cleaning for diesel engines of military equipment.

Дизельное топливо применяют в работе всех типов дизельных двигателей внутреннего сгорания, устанавливаемых на военной технике. Засорение топливной аппаратуры 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 и для отделения воды от топлива (водоотделители). С помощью традиционных фильтров и водоотделителей можно получать до некоторой степени относительно чистое топливо, но с их помощью все же нельзя удалять твердые частицы размером менее 5 мкм (5⋅10^-6 м), а возможности по отделению воды ограничены как по объему, так и по временит работы водоотделителя.Diesel fuel is used in the operation of all types of internal combustion diesel engines installed on military equipment. Clogging of the fuel equipment of a diesel engine is a factor that is one of the most common causes that adversely affect engine performance. It is to eliminate this reason that particulate filters are used, as well as secondary filters for fine impurities and for separating water from fuel (water separators). Conventional filters and water separators can produce some degree of relatively clean fuel, but they still cannot remove particulate matter smaller than 5 µm (5⋅10 ^-6 m) and the ability to separate water is limited in both volume and volume. according to the time of operation of the water separator.

Однако, до сих пор подобные фильтры и водоотделители оказывались единственным решением проблемы очистки дизельного топлива для военной техники, при том, что эти фильтры являются неэффективными для современных двигателей, поскольку они не исключают появление в топливе загрязнений механическими примесями и водой из-за отсутствия в этих устройствах гарантированного водоотделения, а также пропускания ими твердых частиц размером менее 5 мкм. Наконец, недостатками таких фильтрующих устройств является отсутствие в их конструкции автоматизированного встроенного контроля степени загрязнения фильтрующих элементов и необходимость их периодической замены или технического обслуживания и текущего ремонта, что, например, для военной техники в условиях ведения боевых действий не всегда оказывается возможным и, как следствие, влечет ухудшение характеристик двигателя внутреннего сгорания вплоть до появления повреждений топливной аппаратуры или полного отказа двигателя.However, until now, such filters and water separators have turned out to be the only solution to the problem of cleaning diesel fuel for military equipment, despite the fact that these filters are ineffective for modern engines, since they do not exclude the appearance of impurities in the fuel with mechanical impurities and water due to the absence of these devices for guaranteed water separation, as well as the passage of solid particles smaller than 5 microns. Finally, the disadvantages of such filtering devices are the absence in their design of automated built-in control of the degree of contamination of the filter elements and the need for their periodic replacement or maintenance and repair, which, for example, is not always possible for military equipment in combat operations and, as a result, , entails a deterioration in the characteristics of the internal combustion engine up to the appearance of damage to the fuel equipment or a complete failure of the engine.

Кроме того, потребность в совершенствовании средств очистки дизельного топлива вызвана повышением требований к его чистоте, которые обусловлены усложнением конструкции дизельных двигателей с целью увеличения их мощности, экономичности и долговечности, а также связаны с ужесточением экологических требований, что нашло отражение в ГОСТ 52368-2005, который соответствует европейскому стандарту ЕН 590-2004, наконец, для военной техники необходимость совершенствования фильтрующих устройств дополнительно предопределяется требованиями к надежности устанавливаемых на этих машинах дизельных двигателей, поскольку это напрямую связано с боевыми возможностями этих машин.In addition, the need to improve diesel fuel cleaning agents is caused by increased requirements for its purity, which are due to the complexity of the design of diesel engines in order to increase their power, efficiency and durability, and are also associated with tougher environmental requirements, which is reflected in GOST 52368-2005, which complies with the European standard EN 590-2004; finally, for military equipment, the need to improve filtering devices is additionally predetermined by the reliability requirements of diesel engines installed on these machines, since this is directly related to the combat capabilities of these machines.

Основной задачей настоящего изобретения является разработка автоматизированной системы очистки топлива для дизельного двигателя военной техники, в которой решаются проблемы, во-первых, связанные с некачественной очисткой дизельного топлива от механических примесей и воды в существующих конструкциях системы питания двигателя, во-вторых, проблемы, связанные с отсутствием в системах питания двигателя топливом необходимого контроля степени засорения фильтрующих элементов механическими примесями и водой, в-третьих, проблемы, связанные с отсутствием системы автоматизированной рекупирации (очистки) загрязненных фильтрующих устройств с одновременным удалением отфильтрованных механических примесей и воды из топливоподающей магистрали фильтрующих элементов двигателя без их пропуска в магистрали для очищенного топлива.The main objective of the present invention is the development of an automated system for cleaning fuel for a diesel engine of military equipment, which solves problems, firstly, associated with poor-quality purification of diesel fuel from mechanical impurities and water in existing designs of the engine power system, and secondly, problems associated with the absence in the engine fuel supply systems of the necessary control over the degree of clogging of the filter elements with mechanical impurities and water, thirdly, the problems associated with the lack of an automated recovery (cleaning) system for contaminated filter devices with the simultaneous removal of filtered mechanical impurities and water from the fuel supply line of the engine filter elements without their passage in the line for purified fuel.

В соответствии с первым аспектом (основной задачей) настоящего изобретения авторами предложена автоматизированная система очистки топлива для дизельного двигателя военной техники, содержащая: внутренние и наружные топливные баки; топливные трубопроводы; топливоподкачивающий насос; топливный фильтр грубой очистки; двухсекционный топливный фильтр тонкой очистки с золотниковой коробкой управления рекуперацией фильтрующих элементов; электрический прибор управления с датчиками и сигнальными лампами; элементы системы подачи сжатого воздуха для продувки и окончательной очистки топливных секций фильтра тонкой очистки в режиме автоматизированной или ручной рекуперации фильтрующих элементов. Существенным отличием предлагаемой автоматизированной системы очистки топлива для дизельного двигателя военной техники являются конструктивные решения, которые обеспечивают качественную очистку топлива от механических примесей и воды с непрерывным контролем засорения фильтрующих элементов соответствующими загрязнениями, а также позволяют без остановки двигателя в автоматизированном режиме проводить рекуперацию (очистку) фильтрующих элементов от механических примесей и воды с одновременным удалением этих загрязнений из корпуса фильтра для их сжигания (утилизации) в выпускном тракте двигателя.In accordance with the first aspect (main objective) of the present invention, the authors proposed an automated fuel cleaning system for a diesel engine of military equipment, containing: internal and external fuel tanks; fuel pipelines; fuel pump; coarse fuel filter; two-section fine fuel filter with a spool control box for filter elements recuperation; electrical control device with sensors and signal lamps; elements of the compressed air supply system for purging and final cleaning of the fuel sections of the fine filter in the mode of automated or manual recovery of filter elements. A significant difference between the proposed automated fuel cleaning system for a diesel engine of military equipment is the design solutions that provide high-quality fuel cleaning from mechanical impurities and water with continuous monitoring of filter elements clogging with corresponding contaminants, and also allow automatic recovery (cleaning) of filtering elements without stopping the engine. elements from mechanical impurities and water with the simultaneous removal of these impurities from the filter housing for their combustion (utilization) in the exhaust tract of the engine.

В соответствии со вторым аспектом (задачей) настоящего изобретения авторами предложена конструкция двухсекционного топливного фильтра тонкой очистки с набором фильтрующих элементов из пористого пенополивинилформаля для очистки дизельного топлива от механических примесей и воды, приспособленного для автоматизированной рекуперации фильтрующих элементов в случае их предельного загрязнения. Существенным отличительным признаком по данному аспекту изобретения является использование пористого пенополивиниформаля для очистки применяемого в танковом двигателе дизельного топлива.In accordance with the second aspect (task) of the present invention, the authors proposed the design of a two-section fine fuel filter with a set of filter elements made of porous polyvinyl formal foam for cleaning diesel fuel from mechanical impurities and water, adapted for automated recovery of filter elements in case of their maximum contamination. An essential feature of this aspect of the invention is the use of porous polyvinyl foam for cleaning diesel fuel used in a tank engine.

В соответствии с третьим аспектом (задачей) настоящего изобретения авторами предложены встроенные в систему питания танкового двигателя устройства для контроля предельного загрязнения и обводнения фильтрующих элементов, вырабатывающие необходимые сигналы для их последующей автоматизированной очистки, при этом, предлагаемые технические решения содержат: гальванический датчик контроля воды; датчики контроля перепада давления (загрязнения фильтра) в фильтре тонкой очистки; электрический прибор автоматизированного управления рекуперации фильтрующих элементов; сигнальные лампы. Отличительным признаком по настоящему аспекту изобретения являются технические решения для непрерывного контроля предельного загрязнения и обводнения фильтрующих элементов во время работы танкового двигателя с выработкой сигналов о таком засорении и инициировании процесса автоматизированной очистки фильтрующих элементов без остановки двигателя.In accordance with the third aspect (task) of the present invention, the authors proposed devices built into the power supply system of a tank engine to control the limiting contamination and watering of filter elements, which generate the necessary signals for their subsequent automated cleaning, while the proposed technical solutions contain: a galvanic water control sensor; sensors for monitoring the pressure drop (filter contamination) in the fine filter; electric device for automated control of the recuperation of filter elements; signal lamps. A distinctive feature of the present aspect of the invention are technical solutions for continuous monitoring of the limiting contamination and watering of the filter elements during the operation of a tank engine with the generation of signals about such clogging and initiation of the process of automated cleaning of the filter elements without stopping the engine.

В соответствии с четвертым аспектом (задачей) настоящего изобретения авторами предложена система автоматизированной рекуперации загрязненных фильтрующих устройств с одновременным удалением отфильтрованных загрязнений из топливоподающей магистрали фильтрующих элементов двигателя без их пропуска в магистраль для очищенного топлива, при этом, предлагаемая система содержит: золотниковую коробку для автоматизированной рекуперации фильтрующих элементов из пенополивинилформаля и удаления отфильтрованных из топлива механических примесей и воды; электропривод для управления золотниковой коробкой в автоматизированном режиме рекуперации фильтрующих элементов; ручной дублирующий привод управления золотниковой коробкой; элементы системы подачи сжатого воздуха для продувки и окончательной очистки топливных секций фильтра тонкой очистки в режиме автоматизированной (ручной) рекуперации фильтрующих элементов. Существенным отличием по данному аспекту изобретения является то, что авторами разработана и предлагается система автоматизированной рекуперации (очистки) загрязненных фильтрующих элементов из пенополивинилформаля с одновременным удалением отфильтрованных загрязнений из топливоподающей магистрали фильтрующих устройств танкового двигателя без их пропуска в магистраль для очищенного топлива.In accordance with the fourth aspect (task) of the present invention, the authors proposed a system for automated recovery of contaminated filtering devices with simultaneous removal of filtered contaminants from the fuel supply line of engine filter elements without passing them into the line for purified fuel, while the proposed system contains: a spool box for automated recovery filter elements made of polyvinylformal foam and removal of mechanical impurities and water filtered from the fuel; electric drive for control of the spool box in the automated mode of recuperation of filter elements; manual backup drive control spool box; elements of the compressed air supply system for purging and final cleaning of the fuel sections of the fine filter in the mode of automated (manual) recovery of filter elements. A significant difference in this aspect of the invention is that the authors have developed and proposed a system for automated recovery (cleaning) of contaminated filter elements made of polyvinylformal foam with simultaneous removal of filtered contaminants from the fuel supply line of tank engine filtering devices without passing them into the line for purified fuel.

Таким образом, благодаря наличию новой совокупности отличительных признаков, заявленные авторами изобретения технические решения подтверждают их соответствие критерию «существенные отличия».Thus, due to the presence of a new set of distinctive features, the technical solutions declared by the inventors confirm their compliance with the criterion of "significant differences".

Предпочтительные аспекты и отличительные признаки настоящего изобретения представлены в формуле изобретения, которая составляет неотъемлемую часть данного описания. Более подробно преимущества и характеристики заявленного изобретения рассмотрены в настоящем документе со ссылками на существующие способы очистки дизельного топлива от загрязнений и технические решения для осуществления этих способов, в том числе, с реализацией встроенного контроля степени загрязнения фильтрующих элементов и автоматизации процессов удаления отфильтрованных загрязнений.Preferred aspects and features of the present invention are set forth in the claims, which form an integral part of this specification. The advantages and characteristics of the claimed invention are discussed in more detail in this document with reference to existing methods for cleaning diesel fuel from contaminants and technical solutions for implementing these methods, including the implementation of built-in control of the degree of contamination of filter elements and automation of processes for removing filtered contaminants.

Перед авторами изобретения стояла задача (основной аспект) по разработке автоматизированной системы очистки топлива для дизельного двигателя военной техники. Анализ патентной литературы в данной сфере показал, что в настоящее время имеется большое количество способов и технических решений для систем очистки дизельного топлива двигателя внутреннего сгорания от механических примесей и воды в виде фильтров грубой и тонкой очистки, в которых для очистки топлива используются специальные сепараторы, отстойники, металлические сетки, водотделяющие чехлы, а также фильтрующие элементы из картона, фетра, шелка и стеклоткани, иные способы очистки дизельного топлива и технические решения [1-5].The authors of the invention were faced with the task (the main aspect) of developing an automated fuel cleaning system for a diesel engine of military equipment. An analysis of patent literature in this area has shown that at present there are a large number of methods and technical solutions for cleaning systems for diesel fuel of an internal combustion engine from mechanical impurities and water in the form of coarse and fine filters, in which special separators and settling tanks are used to purify the fuel. , metal meshes, water-separating covers, as well as filter elements made of cardboard, felt, silk and fiberglass, other methods of diesel fuel purification and technical solutions [1-5].

Так, например, известен способ обработки дизельного топлива (патент RU 2105184 С1, 1998 г.), содержащий подогрев, гомогенизацию, обезвоживание и тонкую фильтрацию, отличающийся тем, что перед гомогенизацией объемное содержание (концентрацию) воды в топливе доводят до 3-5%, после чего гомогенезируют, а затем посредством фильтрующей пористой перегородки из гидрофобного материала с тонкостью очистки 3-8 мкм осуществляют совместное проведение процессов обезвоживания и тонкой фильтрации топлива. Недостатками данного способа является то, что дизельное топлива необходимо предварительно подогревать, затем провести гомогенизацию загрязненного топлива в поле центробежных сил, а для стабилизации топлива необходимо после фильтрации дополнительно добавлять специальные присадки. Такой способ очистки дизельного топлива предполагает использование сложного и габаритного технического устройства, которое невозможно использовать для дизельных двигателей военной техники, имеющей слишком плотную компоновку составных частей (агрегатов, узлов, систем) и эксплуатируемых в особо тяжелых условиях пересеченной местности и под огнем противника.For example, there is a known method for processing diesel fuel (patent RU 2105184 C1, 1998) containing heating, homogenization, dehydration and fine filtration, characterized in that before homogenization, the volume content (concentration) of water in the fuel is adjusted to 3-5% , after which they are homogenized, and then by means of a porous filtering partition made of hydrophobic material with a fineness of 3-8 microns, the processes of dehydration and fine filtration of the fuel are carried out jointly. The disadvantages of this method is that the diesel fuel must be preheated, then the contaminated fuel should be homogenized in the field of centrifugal forces, and to stabilize the fuel, it is necessary to additionally add special additives after filtration. This method of cleaning diesel fuel involves the use of a complex and large technical device that cannot be used for diesel engines of military equipment that has a too dense layout of components (aggregates, assemblies, systems) and is operated in especially difficult conditions of rough terrain and under enemy fire.

Известны также сепараторы для очистки дизельного топлива от воды и механических примесей (RU 2199367 С2, 2003 г. и RU 2221624 С1, 2004 г.), которые обеспечивают эмульгирование обрабатываемого потока дизельного топлива за счет увеличения разности скоростей при резком его торможении в расширительной камере, что на выходе из дефлектора обеспечивает улавливание и высевание на конусном отражательном кольце, мельчайших механических примесей, и улучшает условия для разъединения текучих сред за счет торможения сепарированного потока топлива, а также его автоматизированную очистку. Недостатком данных устройств является сложность процессов разделения потоков чистого дизельного топлива от воды и механических примесей, что предполагает стационарное размещение фильтра в условиях отсутствия внешних знакопеременных воздействий на корпус сепаратора для того, чтобы исключить срыв процесса разделения потоков дизельного топлива от воды и механических примесей, поскольку не допускается их вторичное перемешивание, что невозможно реализовать в топливной системе движущейся по пересеченной местности военной техники.Separators are also known for cleaning diesel fuel from water and mechanical impurities (RU 2199367 C2, 2003 and RU 2221624 C1, 2004), which provide emulsification of the processed diesel fuel stream by increasing the speed difference during its sharp braking in the expansion chamber, that at the outlet of the deflector provides trapping and sowing on the conical reflective ring, the smallest mechanical impurities, and improves the conditions for separating fluid media by braking the separated fuel flow, as well as its automated cleaning. The disadvantage of these devices is the complexity of the processes of separating pure diesel fuel streams from water and mechanical impurities, which implies a stationary placement of the filter in the absence of external sign-alternating influences on the separator housing in order to prevent disruption of the process of separating diesel fuel streams from water and mechanical impurities, since it does not their secondary mixing is allowed, which is impossible to implement in the fuel system of military equipment moving over rough terrain.

Известен способ разделения воды, нефтепродуктов и механических примесей и устройство для его осуществления (RU 2338574 С1, 2008 г.), в котором очистка проводится в специальном сепараторе за счет создания мощного поля центробежных сил, отстаивание нефтепродуктов в поле гравитационных сил, последующей фильтрации от механических примесей в тонкослойном пластинчатом фильтре, а также удалением воды от нефтепродукта за счет создания ускорения сил гравитации, резкого снижения скорости воды и изменения направления движения очищаемых нефтепродуктов, с последующим отводом воды в специальную камеру для дальнейшего удаления. Недостатком данного способа и устройства является то, что они изначально предназначены для очистки сырой нефти и первичных нефтепродуктов в местах их добычи или переработки, следовательно, из-за низкой степени очистки и значительных габаритных размеров настоящий способ и устройство не могут использоваться для очистки дизельного топлива в системах питания двигателей внутреннего сгорания для военной техники.A known method for separating water, oil products and mechanical impurities and a device for its implementation (RU 2338574 C1, 2008), in which cleaning is carried out in a special separator by creating a powerful field of centrifugal forces, settling oil products in the field of gravitational forces, subsequent filtration from mechanical impurities in a thin-layer plate filter, as well as the removal of water from the oil product by creating an acceleration of gravitational forces, a sharp decrease in the speed of water and a change in the direction of movement of the refined oil products, followed by the removal of water into a special chamber for further removal. The disadvantage of this method and device is that they are originally intended for the purification of crude oil and primary oil products at the sites of their extraction or processing, therefore, due to the low degree of purification and significant overall dimensions, this method and device cannot be used to purify diesel fuel in power supply systems for internal combustion engines for military equipment.

Известно также устройство (фильтр) и способ очистки дизельного топлива (RU 2392031 С2, 2010 г.), которое содержит камеру очистки, заключенную во внешний корпус устройства (фильтра), имеющую перегородку с конической и цилиндрической частями, окруженными фильтром, с последующим проходом через трубу вниз в коническую часть, причем перегородка с фильтром выполнена с обеспечением возможности поступления нагретого топлива в направлении фильтра, при этом, в верхней части устройства имеется перепускной клапан, а 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, наконец, на днище данного фильтра имеется сливной клапан. Недостатком оцениваемого технического устройства является наличие фильтрующих элементов, требующих периодического обслуживания (очистки) с разборкой корпуса фильтра, что исключает возможность автоматизации процесса очистки его фильтрующих элементов от воды и механических примесей с последующим их автоматизированным удалением из камеры очистки корпуса фильтра.It is also known a device (filter) and a method for cleaning diesel fuel (RU 2392031 C2, 2010), which contains a cleaning chamber enclosed in the outer casing of the device (filter), having a partition with conical and cylindrical parts surrounded by a filter, with subsequent passage through pipe down into the conical part, and the baffle with the filter is made so that the heated fuel can flow in the direction of the filter, while in the upper part of the device there is a bypass valve, and in the lower part of the device there is a heating element and a water control sensor, made with the possibility of connection with sound and light indicators on the instrument panel in the cab; finally, there is a drain valve on the bottom of this filter. The disadvantage of the evaluated technical device is the presence of filter elements that require periodic maintenance (cleaning) with disassembly of the filter housing, which excludes the possibility of automating the process of cleaning its filter elements from water and mechanical impurities with their subsequent automated removal from the filter housing cleaning chamber.

В промышленности известен способ очистки дизельного топлива (RU 277303 С1, 2013 г.) путем его смешивания с реагентом в виде раствора карбамида, приводящего к укрупнению микросоставляющих примесей топлива, последующего отстаивания и удаления механических примесей, смол и воды, при этом, удаление механических примесей, смол и растворенной воды, оставшихся после отстаивания, осуществляют центрифугированием при температуре смеси (90±5)°С в течение 10-20 мин с одновременным диспергированием карбамида. Настоящий способ очистки дизельного топлива имеет низкие эксплуатационные свойства для применения в двигателестроении и поэтому не рассматривается авторами описываемого изобретения для использования в системах питания двигателя внутреннего сгорания военной техники.The industry knows a method for cleaning diesel fuel (RU 277303 C1, 2013) by mixing it with a reagent in the form of a carbamide solution, leading to the coarsening of microconstituents of fuel impurities, subsequent settling and removal of mechanical impurities, resins and water, while removing mechanical impurities , resins and dissolved water remaining after settling, is carried out by centrifugation at a mixture temperature of (90±5)°C for 10-20 min with simultaneous dispersion of urea. The present diesel fuel purification method has low performance properties for use in engine building and therefore is not considered by the authors of the described invention for use in power supply systems for an internal combustion engine of military equipment.

В настоящее время известно перспективное устройство для очистки дизельного топлива от загрязнений (RU 2524215 С1, 2014 г.), в котором загрязненное топливо под давлением подается в гидродинамический фильтрующий элемент, который в сочетании с пористыми перегородками из наноматериала разделяют потоки на очищенное топливо и суспензию из загрязнений, удаляемых из фильтра через отстойник. Недостатками данного устройства являются сложность многоступенчатой конструкции и наличие пористых наноперегородок, которые загрязняются механическими примесями и смолистыми веществами, требуя периодическую остановку процесса очистки топлива для замены или регенерации пористых наноперегородок, исключая, возможность автоматизации процесса очистки фильтрующих элементов и наноперегородок в объектовых условиях военной техники без разборки самого устройства.Currently, a promising device for cleaning diesel fuel from contamination is known (RU 2524215 C1, 2014), in which contaminated fuel is supplied under pressure to a hydrodynamic filter element, which, in combination with porous nanomaterial partitions, separates flows into purified fuel and a suspension of contaminants removed from the filter through the sump. The disadvantages of this device are the complexity of the multi-stage design and the presence of porous nano-partitions, which are contaminated with mechanical impurities and resinous substances, requiring periodic shutdown of the fuel purification process to replace or regenerate the porous nano-partitions, excluding the possibility of automating the process of cleaning filter elements and nano-partitions in the facility conditions of military equipment without disassembly. the device itself.

Продолжительное время в танкостроении существует система питания танкового дизельного двигателя внутреннего сгорания [4], которая содержит топливные баки (внутренние и наружные); дополнительные бочки; расширительный бачок; топливораспределительный кран; кран отключения наружных топливных баков; топливный фильтр грубой очистки; топливный фильтр тонкой очистки с водоотталкивающим чехлом; центробежный насос БЦН-1; ручной топливоподкачивающий насос РНМ-1; топливоподкачивающий насос; топливный насос высокого давления НК-12; форсунки; поплавковый клапан; клапан выпуска воздуха; оборудование для подключения топливных бочек; привод управления топливным насосом; механизм остановки двигателя; топливомер. Способ очистки дизельного топлива в данной системе питания от загрязнений заключается в том, что во время работы двигателя загрязненное топливо проходит через фильтры грубой и тонкой очистки, где в автоматическом режиме от него отделяются и удерживаются механические примеси и воды. Настоящая система питания принята авторами изобретения в качестве прототипа для реализации основной задачи (аспекта) описываемого изобретения по разработке автоматизированной системы очистки топлива для дизельного двигателя военной техники.For a long time in tank building there has been a power supply system for a tank diesel internal combustion engine [4], which contains fuel tanks (internal and external); additional barrels; expansion tank; fuel distribution valve; valve for shutting off external fuel tanks; coarse fuel filter; fine fuel filter with a water-repellent cover; centrifugal pump BCN-1; manual fuel priming pump RNM-1; fuel pump; high pressure fuel pump NK-12; nozzles; float valve; air release valve; equipment for connecting fuel drums; fuel pump control drive; engine stop mechanism; fuel gauge. The method of cleaning diesel fuel in this power supply system from pollution is that during engine operation, contaminated fuel passes through coarse and fine filters, where mechanical impurities and water are automatically separated and retained from it. The present power system is accepted by the inventors as a prototype for the implementation of the main task (aspect) of the described invention to develop an automated fuel cleaning system for a military diesel engine.

Кроме решения первого аспекта изобретения перед авторами также стояла задача по разработке фильтрующего устройства для очистки дизельного топлива от твердых частиц и эмульсионной воды, которое обладает большим ресурсом работы при требуемой эффективности очистки топлива. Изучение технической и патентной литературы показало, что при очистке жидкостей значительными преимуществами по сравнению с другими устройствами обладают фильтры, имеющие пористые элементы из пенополивинилформаля [1 и 5]. Данный материал принят в качестве прототипа для реализации второго аспекта изобретения, предусматривающего использование пенополивинилформаля в качестве фильтрующего элемента для очистки дизельного топлива от механических примесей и воды.In addition to solving the first aspect of the invention, the authors also faced the task of developing a filter device for cleaning diesel fuel from solid particles and emulsion water, which has a long service life at the required fuel cleaning efficiency. A study of the technical and patent literature has shown that, when purifying liquids, filters having porous elements made of polyvinyl formal foam have significant advantages over other devices [1 and 5]. This material is adopted as a prototype for the implementation of the second aspect of the invention, which provides for the use of polyvinyl formal foam as a filter element for cleaning diesel fuel from mechanical impurities and water.

Ныне известны составы и способы получения пористого пенополивинилформаля (RU 2445147 С2, 2012 г., RU 2504419 С2, 2014 г.), который относится к фильтрующим устройствам, способным осуществлять разделение неоднородных систем. Полученный в результате данных способов фильтрующий материал представляет собой густую сетку прочно сросшихся волокон, он имеет макроскопическую однородность и значительную сорбционную емкость. Материалы подобной структуры могут использоваться в качестве фильтрующих элементов для очистки дизельного топлива в системах питания двигателя внутреннего сгорания, а также для очистки жидкостей и газов от воды, механических примесей и биозагрязнений.Compositions and methods for producing porous polyvinyl formal foam are now known (RU 2445147 C2, 2012, RU 2504419 C2, 2014), which refers to filtering devices capable of separating heterogeneous systems. The filter material obtained as a result of these methods is a dense network of tightly intergrown fibers, it has macroscopic uniformity and a significant sorption capacity. Materials of a similar structure can be used as filter elements for cleaning diesel fuel in internal combustion engine power systems, as well as for cleaning liquids and gases from water, mechanical impurities and biocontaminants.

Известно также другое изобретение по созданию эффективного пористого армированного материала для очистки нефтепродуктов, включая элементы для фильтра-водоотделителя и способ фильтрации с его использованием (RU 2267346 С2, 2006 г.). Отличительными признаками данного изобретения является то, что для фильтрации топлива используется проницаемой во всех направлениях пористый пенополивинилформаль, который армирован специальными волокнами с общей пористостью не менее 50% и размерами элементов пор в пределах 10-200 мкм. Предлагаемый пористый армированный материал и устройство для фильтра-водоотделителя можно использовать в конструкции фильтров тонкой очистки дизельного топлива двигателя внутреннего сгорания, однако, способ упрочнения конструкции фильтрующего элемента из пенополивинилформаля путем его армирования специальными волокнами затрудняет возможность отжима загрязненного фильтрующего элемента и последующего автоматизированного удаления отфильтрованных из топлива механических примесей и воды без разборки фильтра тонкой очистки в объектовых условиях.Another invention is also known to create an effective porous reinforced material for cleaning oil products, including elements for a water separator filter and a filtration method using it (RU 2267346 C2, 2006). Distinctive features of this invention is that for fuel filtration, porous polyvinyl formal foam is used, which is permeable in all directions, which is reinforced with special fibers with a total porosity of at least 50% and pore element sizes in the range of 10-200 microns. The proposed porous reinforced material and the device for the filter-water separator can be used in the design of fine filters for diesel fuel of an internal combustion engine, however, the method of strengthening the structure of the filter element from polyvinyl formal foam by reinforcing it with special fibers makes it difficult to squeeze out the contaminated filter element and subsequent automated removal of those filtered from the fuel. mechanical impurities and water without disassembling the fine filter in the field.

В данной области опубликована также полезная модель фильтрующего картриджа (RU 125874 U1, 2013 г.), который может использоваться для очистки дизельного топлива от механических примесей и воды, представляющий собой картридж в виде полого или сплошного цилиндрического тела из поливинилформаля. Конструкция предлагаемого картриджа позволяет использовать его в фильтрах тонкой очистки дизельного топлива для двигателей внутреннего сгорания военной техники. Настоящая полезная модель принята авторами изобретения в качестве прототипа для реализации второго аспекта, поставленной выше задачи. Однако, предлагаемый этим изобретением фильтрующий картридж не приспособлен для автоматизированного отжима загрязненного фильтрующего элемента и последующего автоматизированного удаления отфильтрованных из топлива механических примесей и воды без разборки фильтра тонкой очистки, поэтому требует изменения его конструкции, что выполнено авторами предлагаемого в настоящем описании изобретения.In this area, a useful model of a filter cartridge has also been published (RU 125874 U1, 2013), which can be used to purify diesel fuel from mechanical impurities and water, which is a cartridge in the form of a hollow or solid cylindrical body made of polyvinyl formal. The design of the proposed cartridge makes it possible to use it in diesel fuel fine filters for internal combustion engines of military equipment. The present utility model is accepted by the inventors as a prototype for the implementation of the second aspect of the above task. However, the filter cartridge proposed by this invention is not suitable for automated extraction of a contaminated filter element and subsequent automated removal of mechanical impurities and water filtered from the fuel without disassembling the fine filter, therefore, it requires a change in its design, which is made by the authors of the invention proposed in the present description.

В соответствии с третьим аспектом заявленной для настоящего изобретения задачей авторам необходимо было предложить встроенные в систему питания двигателя внутреннего сгорания устройства для контроля предельного загрязнения и обводнения фильтрующих элементов, вырабатывающих необходимые сигналы для их последующей автоматизированной очистки.In accordance with the third aspect of the problem stated for the present invention, the authors had to offer devices built into the power supply system of an internal combustion engine to control the limiting contamination and flooding of filter elements that generate the necessary signals for their subsequent automated cleaning.

В настоящее время известно устройство для определения содержания воды и других примесей в дизельном топливе (RU 2729170 С1, 2020 г.), в котором для контроля наличия воды используется эффект изменения оптических свойств вещества при его увлажнении, для чего загрязненное топливо подается в устройство где происходит диффузия воды в тонкоскрученные волокна из водопоглощающего материала, вызывая изменения оптических свойств волокна, измеряемые специальными оптическим устройством с одновременной корректировкой на возможные погрешности от температуры контролируемого дизельного топлива. Недостатком данного устройства является наличие сложных оптических преобразователей, которые снижают его эксплуатационные свойства, особенно при установке и работе в тяжелых условиях военной техники, где, к тому же, невозможно обеспечить стабильность температуры очищаемого топлива.Currently, a device is known for determining the content of water and other impurities in diesel fuel (RU 2729170 C1, 2020), in which, to control the presence of water, the effect of changing the optical properties of a substance when it is moistened is used, for which the contaminated fuel is fed into the device where diffusion of water into finely twisted fibers of water-absorbing material, causing changes in the optical properties of the fiber, measured by a special optical device while correcting for possible errors from the temperature of the controlled diesel fuel. The disadvantage of this device is the presence of complex optical converters, which reduce its operational properties, especially when installed and operating in difficult conditions of military equipment, where, moreover, it is impossible to ensure the stability of the temperature of the purified fuel.

Кроме этого, известен способ контроля содержания механических примесей в жидкости, включая примесей воды, и устройство для его осуществления, включая систему мониторинга содержания механических примесей в потоке жидкости (RU 2563813 С2, 2015 г.), которые могут использоваться для контроля загрязнения дизельного топлива. Способ и устройство заключаются в том, что поток топлива пропускают, поддерживая постоянный расход, через систему фильтрующих перегородок с последовательно уменьшающимися размерами пор, при этом измеряют давление перед каждой фильтрующей перегородкой и давление за ней, вычисляют на основании изменения разности давлений гидравлическое сопротивление фильтрующей перегородки по времени, затем по полученным данным определяют степень засорения фильтрующей перегородки путем сравнения с имеющимися тарировочными данными, показывающими изменение гидравлического сопротивления фильтрующей перегородки в зависимости от содержания механических примесей, и на основе этих данных определяют количество в топливе механических примесей определенного размера. К недостаткам данного способа и устройства относится, сложность конструкции и ограничение его эксплуатационных возможностей вследствие отсутствия возможности сочетания процессов автоматизации контроля предельного загрязнения фильтрующих перегородок с автоматизацией очистки этих перегородок без разборки корпуса этого устройства. Тем не менее, авторы изобретения приняли данное устройство в качестве прототипа для реализации третьего аспекта настоящего изобретения по созданию встроенного в систему питания двигателя внутреннего сгорания устройства для контроля предельного загрязнения и обводнения фильтрующих элементов, вырабатывающих необходимые сигналы для их последующей автоматизированной очистки.In addition, there is a method for controlling the content of mechanical impurities in a liquid, including water impurities, and a device for its implementation, including a system for monitoring the content of mechanical impurities in a liquid stream (RU 2563813 C2, 2015), which can be used to control pollution of diesel fuel. The method and device consist in the fact that the fuel flow is passed, maintaining a constant flow rate, through a system of filtering partitions with successively decreasing pore sizes, while measuring the pressure in front of each filtering partition and the pressure behind it, calculating, based on the change in pressure difference, the hydraulic resistance of the filtering partition along time, then, according to the obtained data, the degree of clogging of the filter partition is determined by comparison with the available calibration data showing the change in the hydraulic resistance of the filter partition depending on the content of mechanical impurities, and based on these data, the amount of mechanical impurities of a certain size in the fuel is determined. The disadvantages of this method and device include the complexity of the design and limitation of its operational capabilities due to the lack of the possibility of combining automation processes for monitoring the maximum contamination of filter partitions with automation of cleaning these partitions without disassembling the body of this device. However, the inventors took this device as a prototype for the implementation of the third aspect of the present invention to create a device built into the power supply system of an internal combustion engine for controlling the limiting contamination and watering of filter elements that generate the necessary signals for their subsequent automated cleaning.

Для реализации четвертого аспекта задачи, решаемой авторами настоящего изобретения, необходимо было предложить систему автоматизированной рекуперации загрязненных фильтрующих элементов с одновременным удалением отфильтрованных загрязнений из топливоподающей магистрали фильтрующих устройств без их пропуска в магистраль для очищенного топлива.To implement the fourth aspect of the problem solved by the authors of the present invention, it was necessary to propose a system for automated recovery of contaminated filter elements with simultaneous removal of filtered contaminants from the fuel supply line of filtering devices without passing them into the line for purified fuel.

В этой сфере известно устройство для автоматического удаления воды из фильтров-сепараторов дизельного топлива (полезная модель RU 151681 U1, 2015 г.), содержащее корпус со штуцером подвода и отвода топлива, направляющий конус, стакан-отстойник с расположенным в нижней части сливным отверстием, что позволяет автоматически контролировать уровень и удалять отстойную воду из нижних слоев топлива в фильтре-отстойнике, отличающееся тем, что в нижней боковой части стакана-отстойника установлен датчик уровня отстойной воды, а в сливное отверстие герметично установлен мотор-насос, при этом выход датчика уровня отстойной воды электрически соединен с блоком управления, выход которого электрически соединен с мотор-насосом. Недостатком данного устройства является то, что для удаления воды из дизельного топлива в нижней части фильтра оборудован стакан-отстойник, который предполагает отсутствие резких колебаний корпуса фильтра для исключения перемешивания отстоявшейся воды и топлива, что невозможно обеспечить для топливной системы движущихся машин, особенно для объектов военной техники. Настоящее устройство принято авторами изобретения в качестве прототипа для реализации четвертого аспекта решаемой ими задачи.In this area, a device is known for automatically removing water from diesel fuel separator filters (useful model RU 151681 U1, 2015), containing a housing with a fuel inlet and outlet fitting, a guide cone, a sump cup with a drain hole located in the lower part, which allows you to automatically control the level and remove sediment water from the lower layers of fuel in the sediment filter, characterized in that a sediment water level sensor is installed in the lower side part of the sediment bowl, and a motor pump is hermetically installed in the drain hole, while the level sensor output sediment water is electrically connected to the control unit, the output of which is electrically connected to the motor-pump. The disadvantage of this device is that in order to remove water from diesel fuel, a sump cup is equipped in the lower part of the filter, which assumes the absence of sharp vibrations of the filter housing to prevent mixing of settled water and fuel, which cannot be provided for the fuel system of moving vehicles, especially for military facilities. technology. The present device is accepted by the inventors as a prototype for the implementation of the fourth aspect of the problem they are solving.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Согласно изобретению предложена автоматизированная система очистки топлива для дизельного двигателя военной техники, содержащая топливные баки, расширительный топливный бачок, топливоподкачивающий насос и топливный насос высокого давления, топливные фильтры грубой и тонкой очистки, топливные трубопроводы. Автоматизированная система содержит двухсекционный фильтр тонкой очистки с фильтрующими элементами из пенополивинилформаля, золотниковую коробку для автоматизации процесса удаления отфильтрованных из дизельного топлива механических примесей и воды, в которой имеется золотник, приводящий в действие устройство для отжатая загрязненных фильтрующих элементов, он же переключает каналы подачи неочищенного топлива в фильтрующие секции и отвода из них очищенного топлива, а также переключает каналы подачи сжатого воздуха для удаления отфильтрованных загрязнений из корпуса фильтра, при этом золотник приводится в движение электроприводом, кроме того автоматизированная система имеет устройство для контроля и сигнализации предельного засорения фильтрующих элементов и устройство для автоматизированного удаления отфильтрованных загрязнений сжатым воздухом, а также имеет прибор управления процессом автоматизации очистки дизельного топлива и очистки топливного фильтра от механических загрязнений и воды, при этом двухсекционный фильтр тонкой очистки соединен трубопроводами с топливоподкачивающим насосом и топливным насосом высокого давления, а для подачи и продувки фильтра сжатым воздухом в корпусе золотниковой коробки сделаны каналы, которые при помощи трубопроводов соединены с двумя электпропневмоклапанами для подачи сжатого воздуха, причем для автоматизации процесса удаления механических примесей и воды из корпуса двухсекционного фильтра имеются отсечные клапаны и трубопроводы, которые соединены с устройством - патрубком для отвода отработавших газов из двигателя, а для отвода воздуха из фильтрующих секций в корпусе золотниковой коробки сделаны каналы, которые при помощи трубопровода соединены с расширительным топливным бачком, кроме этого, прибор управления автоматизированной системой очистки дизельного топлива с помощью разъемов и электрических проводов соединен с электромагнитом управления золотниковой коробкой и с двумя электропневмоклапанами подачи в фильтрующие секции сжатого воздуха, а также соединен с датчиком перепада давления на входе и на выходе из фильтра для контроля его предельного засорения и соединен с гальваническим датчиком контроля наличия воды в дизельном топливе на выходе из фильтра, кроме этого прибор управления соединен с двумя лампами для сигнализации о предельном засорении фильтрующих элементов механическими примесями и водой.According to the invention, an automated fuel cleaning system for a diesel engine of military equipment is proposed, containing fuel tanks, an expansion fuel tank, a fuel priming pump and a high-pressure fuel pump, coarse and fine fuel filters, fuel pipelines. The automated system contains a two-section fine filter with filter elements made of polyvinylformal foam, a spool box for automating the process of removing mechanical impurities filtered from diesel fuel and water, in which there is a spool that actuates a device for squeezing out contaminated filter elements, it also switches the channels for supplying uncleaned fuel into the filter sections and remove the purified fuel from them, and also switches the compressed air supply channels to remove filtered contaminants from the filter housing, while the spool is driven by an electric drive, in addition, the automated system has a device for monitoring and signaling the maximum clogging of filter elements and a device for automatic removal of filtered contaminants with compressed air, and also has a process control device for automating the cleaning of diesel fuel and cleaning the fuel filter from mechanical impurities and water, while the two-section fine filter is connected by pipelines to the fuel priming pump and the high-pressure fuel pump, and for supplying and purging the filter channels are made with compressed air in the body of the spool box, which are connected by means of pipelines to two electro-pneumatic valves for supplying compressed air, and to automate the process of removing mechanical impurities and water from the body of the two-section filter, there are cut-off valves and pipelines that are connected to a device - a branch pipe for removing exhaust gases from the engine, and to remove air from the filter sections, channels are made in the spool box body, which are connected to the expansion fuel tank by means of a pipeline, in addition, the control device for the automated diesel fuel cleaning system is connected to the spool box control electromagnet using connectors and electrical wires and with two electro-pneumatic valves for supplying compressed air to the filter sections, and is also connected to a differential pressure sensor at the inlet and outlet of the filter to control its maximum clogging and is connected to a galvanic sensor for monitoring the presence of water in diesel fuel at the outlet of the filter, in addition to this control device connected to two lamps for signaling the maximum clogging of the filter elements with mechanical impurities and water.

В одном из вариантов автоматизированная система очистки топлива для дизельного двигателя военной техники имеется ручной привод для управления золотниковой коробкой в случае отказа устройств для автоматизации процесса очистки фильтрующих элементов и удаления из фильтра отфильтрованных механических примесей и воды.In one of the options, an automated fuel cleaning system for a diesel engine of military equipment has a manual drive to control the spool box in the event of a failure of devices for automating the process of cleaning filter elements and removing filtered mechanical impurities and water from the filter.

Настоящее изобретение подробно показано на чертеже (фиг. 1) общего вида предложенного авторами изобретения автоматизированной системы очистки топлива для дизельного двигателя военной техники (детализация изобретения представлена на фиг. 2-6).The present invention is shown in detail in the drawing (Fig. 1) of the general view proposed by the authors of the invention of an automated fuel cleaning system for a diesel engine of military equipment (details of the invention are shown in Fig. 2-6).

Система питания топливом дизельного двигателя для военной машины (танка) с автоматизацией процесса очистки этого топлива содержит:The fuel supply system for a diesel engine for a military vehicle (tank) with automation of the process of cleaning this fuel contains:

(см. фиг 1) 1 - внутренние топливные баки; 2 - наружные топливные баки; 3 - кран отключения наружных топливных баков; 4 - расширительный топливный бачок; 5 - трубопровод отвода топлива с воздухом; 6 - топливный насос высокого давления; 7 - форсунка; 8 - топливный фильтр; 9 - трубопровод удаления отстоя; 10 - электрический прибор управления (фиг. 1 и 2); 11 - топливный трубопровод; 12 - топливоподкачивающий насос; 13 - электропневмоклапаны (фиг. 1 и 2); 14 - заборный топливный трубопровод;(see Fig 1) 1 - internal fuel tanks; 2 - external fuel tanks; 3 - valve for shutting off external fuel tanks; 4 - expansion fuel tank; 5 - pipeline for removing fuel with air; 6 - high pressure fuel pump; 7 - nozzle; 8 - fuel filter; 9 - sludge removal pipeline; 10 - electrical control device (Fig. 1 and 2); 11 - fuel pipeline; 12 - fuel priming pump; 13 - electropneumatic valves (Fig. 1 and 2); 14 - intake fuel pipeline;

(см. фиг. 2) 15 - сигнальная лампа Л1; 16 - гальванический датчик контроля воды; 17 - датчик перепада давления (засорения фильтра); 18 - воздушный трубопровод высокого давления; 19 - штуцер отвода чистого топлива от фильтрующего элемента №1, 20 - фильтрующий элемент №1, 21 - золотниковая коробка; 22 - электромагнит; 23 - штуцер отвода отстоя от фильтрующего элемента №1; 24 - штуцер отвода отстоя от фильтрующего элемента №2; 25 - штуцер отвода чистого топлива от фильтрующего элемента №2; 26 - фильтрующий элемент №2; 27 - сигнальная лампа Л₂;(see Fig. 2) 15 - signal lamp L1; 16 - galvanic water control sensor; 17 - differential pressure sensor (filter clogging); 18 - high pressure air pipeline; 19 - fitting for removing clean fuel from filter element No. 1, 20 - filter element No. 1, 21 - spool box; 22 - electromagnet; 23 - sludge outlet from filter element No. 1; 24 - sludge outlet from filter element No. 2; 25 - fitting for the removal of clean fuel from the filter element No. 2; 26 - filter element No. 2; 27 - signal lamp L ₂ ;

(см. фиг. 3) 28 - штуцер отвода отстоя из стакана фильтрующего элемента №2; 29 - стакан фильтрующего элемента №2; 30 - штуцер отвода воздуха из фильтрующего элемента №2; 31 - штуцер подачи сжатого воздуха для продувки фильтрующего элемента №2; 33 - штуцер подачи сжатого воздуха для продувки фильтрующего элемента №1; 34 - шестерня электромагнита; 35 - промежуточная шестерня; 36 - ручка ручного привода управления золотниковой коробкой; 37 - штуцер отвода воздуха из фильтрующего элемента №1; 38 - стакан фильтрующего элемента №1; 39 - штуцер отвода отстоя из стакана фильтрующего элемента №1; 40 - штуцер отвода механических примесей и воды; 41 - штуцер подвода неочищенного топлива; 42 - трубопровод; 43 - трубопровод; 44 - шестерня золотника;(see Fig. 3) 28 - sludge outlet from the cup of the filter element No. 2; 29 - a glass of the filter element No. 2; 30 - fitting for venting air from the filter element No. 2; 31 - compressed air supply fitting for purging the filter element No. 2; 33 - compressed air supply fitting for purging the filter element No. 1; 34 - electromagnet gear; 35 - intermediate gear; 36 - handle for manual control of the spool box; 37 - fitting for venting air from the filter element No. 1; 38 - a glass of the filter element No. 1; 39 - sludge outlet from the glass of the filter element No. 1; 40 - fitting for removal of mechanical impurities and water; 41 - unrefined fuel supply fitting; 42 - pipeline; 43 - pipeline; 44 - spool gear;

(см. фиг. 4) 45 - канал отвода чистого топлива из фильтрующего элемента №2 (фиг. 4 и 6а); 46 - шток фильтрующего элемента №2 (фиг. 4 и 6а); 47 - левая часть золотника (управления фильтрующим элементом №2); 48 - левая часть втулки золотника; 49 - корпус золотниковой коробки; 50 - канал подачи сжатого воздуха для продувки фильтрующего элемента №2; 51 - канал отвода воздуха из фильтрующего элемента №2; 52 - канал отвода воздуха из фильтрующего элемента №1; 53 - канал подачи сжатого воздуха для продувки фильтрующего элемента №1; 54 - правая часть золотника (управление фильтрующим элементом №1); 55 - зубчатый сектор правой части золотника; 56 - зубчатая рейка штока фильтрующего элемента №1; 57 - шток фильтрующего элемента №1; 58 - зубчатый сектор левой части золотника; 59 - пружина; 60 - зубчатая рейка штока для фильтрующего элемента №2; 61 - правая часть втулки золотника;(see Fig. 4) 45 - channel for removing clean fuel from the filter element No. 2 (Fig. 4 and 6a); 46 - rod of the filter element No. 2 (Fig. 4 and 6a); 47 - the left part of the spool (control of the filter element No. 2); 48 - left side of the spool bushing; 49 - body of the spool box; 50 - channel for supplying compressed air to purge the filter element No. 2; 51 - channel for removing air from the filter element No. 2; 52 - channel for removing air from the filter element No. 1; 53 - channel for supplying compressed air to purge the filter element No. 1; 54 - right side of the spool (control of the filter element No. 1); 55 - toothed sector of the right side of the spool; 56 - toothed rack of the filter element rod No. 1; 57 - filter element rod No. 1; 58 - toothed sector of the left side of the spool; 59 - spring; 60 - gear rack of the rod for the filter element No. 2; 61 - right side of the spool bushing;

(см. фиг. 6а) 62 - патрубок отвода отфильтрованных загрязнений из стакана фильтрующего элемента; 63 - упоры фильтрующего элемента; 64 - разделительные шайбы; 65 - секция фильтрующего элемента; 66 - стакан фильтра; 67 - проушина крепления стакана; 68 - канал в штоке фильтрующего элемента для отвода чистого топлива; 69 - посадочная поверхность для секций фильтрующих элементов; 70 - отверстие;(see Fig. 6a) 62 - branch pipe for removing filtered contaminants from the glass of the filter element; 63 - stops of the filter element; 64 - separating washers; 65 - section of the filter element; 66 - filter cup; 67 - eye for fastening the glass; 68 - channel in the rod of the filter element for the removal of clean fuel; 69 - seating surface for sections of filter elements; 70 - hole;

(см. фиг. 6б, в) 71 - шток клапана слива отфильтрованных загрязнений; 72 - пружина; 73 - гайка для стяжки фильтрующего элемента; 74 - фиксатор клапан слива отфильтрованных загрязнений; 75 - клапан слива отфильтрованных загрязнений; 76 - игольчатый клапан (фиг. 4).(see Fig. 6b, c) 71 - valve stem drain filtered contaminants; 72 - spring; 73 - nut for tightening the filter element; 74 - retainer valve for draining filtered contaminants; 75 - drain valve for filtered contaminants; 76 - needle valve (Fig. 4).

Топливный фильтр тонкой очистки 8 (фиг. 1) состоит из двух фильтрующих элементов, расположенных в стаканах 29, 38 (фиг. 3), стаканы с помощью стяжных болтов крепятся к золотниковой коробке 21 (фиг. 3). На золотниковой коробке крепится электромагнит управления 22 с шестернями привода 34, 35, 44 и ручкой ручного привода 36 (фиг. 3).The fine fuel filter 8 (Fig. 1) consists of two filter elements located in the cups 29, 38 (Fig. 3), the cups are attached to the spool box 21 (Fig. 3) with the help of tie bolts. A control electromagnet 22 with drive gears 34, 35, 44 and a manual drive handle 36 is attached to the spool box (Fig. 3).

Золотниковая коробка 21 (фиг. 3) предназначена для открытия или закрытия, в зависимости от режима работы фильтрующих элементов, магистралей (подвода неочищенного топлива, отвода воздуха из фильтра, удаления механических примесей и воды и подачи сжатого воздуха), кроме этого золотниковая коробка предназначена для отжатая обводненных фильтрующих элементов. В корпус золотниковой коробки впрессованы втулки золотника 48, 61 (фиг. 4), которые образуют полость для золотника. Золотник состоит из двух частей: 47 - левая часть для управления фильтрующим элементом №2; 54 - правая часть для управления фильтрующим элементом №1. Между собой правая и левая часть золотника соединяются с помощью паза и выступа (фиг. 4). Обе части золотника имеют зубчатые секторы 58 и 55 (фиг. 4), которые в нейтральном положении золотника занимают позицию, показанные на фиг. 4 (вида И-И и К-К). При повороте золотника по часовой стрелке зубчатый сектор 55 входит в зацепление с зубчатой рейкой 56 и перемещает шток 57, отжимая фильтрующий элемент №1, при этом сжимается пружина 59 (вид К-К, фиг. 4). В тоже время зубчатый сектор 58 не входит в зацепление с рейкой 60 и ни на что не воздействует. При повороте золотника против часовой стрелки наоборот отжимается фильтрующий элемент №2, а №1 - нет.The spool box 21 (Fig. 3) is designed to open or close, depending on the mode of operation of the filter elements, lines (supply of raw fuel, air removal from the filter, removal of mechanical impurities and water and compressed air supply), in addition, the spool box is designed for wrung out watered filter elements. The spool bushings 48, 61 (Fig. 4) are pressed into the body of the spool box, which form a cavity for the spool. The spool consists of two parts: 47 - the left part for controlling the filter element No. 2; 54 - the right part for controlling the filter element No. 1. Between themselves, the right and left parts of the spool are connected using a groove and a ledge (Fig. 4). Both parts of the spool have toothed sectors 58 and 55 (FIG. 4), which, in the neutral position of the spool, occupy the positions shown in FIG. 4 (type I-I and K-K). When the spool is rotated clockwise, the toothed sector 55 engages with the toothed rack 56 and moves the rod 57, squeezing the filter element No. 1, while the spring 59 is compressed (view K-K, Fig. 4). At the same time, the toothed sector 58 does not engage with the rack 60 and does not affect anything. When the spool is turned counterclockwise, on the contrary, filter element No. 2 is squeezed out, but No. 1 is not.

Каждый фильтрующий элемент состоит из четырех фильтрующих элементов 65 (фиг. 6а) изготовленных из пенополивинилформаля, отделенных друг от друга сплошными металлическими шайбами 64 (фиг. 6а), штока 46 (фиг. 6а). Фильтрующие элементы собираются на посадочную поверхность 69 (фиг. 6а) штока и стягиваются гайкой 73 (фиг. 6б, в).Each filter element consists of four filter elements 65 (Fig. 6a) made of polyvinylformal foam, separated from each other by solid metal washers 64 (Fig. 6a), rod 46 (Fig. 6a). The filter elements are assembled on the seating surface 69 (Fig. 6a) of the rod and tightened with a nut 73 (Fig. 6b, c).

Для сбора и отвода очищенного топлива в штоке сделаны каналы 45, 68 и отверстия 70 (фиг. 6а). Фильтрующий элемент в сборе устанавливается на упоры 63 стакана 66 (фиг. 6а). Для отжатия загрязненных и обводненных фильтрующих элементов 65 на штоке 46 имеется зубчатая рейка 60 (фиг. 6а), входящая в зацепление с одним из зубчатых секторов 55, 58 (фиг. 4).Channels 45, 68 and holes 70 are made in the rod to collect and drain the purified fuel (Fig. 6a). The filter element assembly is mounted on the stops 63 cup 66 (Fig. 6A). To squeeze out contaminated and watered filter elements 65, the rod 46 has a toothed rack 60 (Fig. 6a), which engages with one of the toothed sectors 55, 58 (Fig. 4).

Для удаления отфильтрованных механических примесей и воды во время отжатия фильтрующего элемента, в нем установлен клапан 75 (фиг. 6б, в) слива. Клапан слива 75 (фиг. 6б, в) закрыт в рабочем положении фильтрующего элемента (фильтрующий элемент прижат к упорам 63, фиг. 6а) и поджат пружиной 72 к фланцу 62 (фиг. 6б, в) патрубка отвода отфильтрованных загрязнений. При этом фильтрующий элемент упирается в упоры 63 (фиг. 6а), а клапан слива 75 (фиг. 6б) полностью утоплен и закрывает канал патрубка отвода отфильтрованных загрязнений 62 (фиг. 6б, в), при этом пружина 72 (фиг. 6б, в) полностью сжата. Во время отжатия фильтрующего элемента, когда шток 46 (фиг. 6а) поднимается, то клапан 75 (фиг. 6б, в) открывается и связывает канал патрубка отвода отфильтрованных загрязнений 62 (фиг. 6б, в) с магистралью удаления этих загрязнений.To remove filtered mechanical impurities and water during the squeezing of the filter element, a drain valve 75 (Fig. 6b, c) is installed in it. The drain valve 75 (Fig. 6b, c) is closed in the working position of the filter element (the filter element is pressed against the stops 63, Fig. 6a) and pressed by the spring 72 to the flange 62 (Fig. 6b, c) of the filtered contaminant outlet pipe. In this case, the filter element rests against the stops 63 (Fig. 6a), and the drain valve 75 (Fig. 6b) is completely recessed and closes the channel of the nozzle for removing filtered contaminants 62 (Fig. 6b, c), while the spring 72 (Fig. 6b, c) completely compressed. When the filter element is pressed, when the stem 46 (Fig. 6a) rises, the valve 75 (Fig. 6b, c) opens and connects the filtered contaminant outlet pipe channel 62 (Fig. 6b, c) with the contaminant removal line.

На хвостовике правой части золотника 54 (фиг. 4) установлена шестерня 44 (фиг. 4), которая через промежуточную шестерню 35 (фиг. 3) и шестерню 34 (фиг. 3) связана с электромагнитом 22 (фиг. 2 и 3), который поворачивает золотник на 90 градусов вправо или влево, отжимая фильтрующие элементы №1 и №2 и соединяя каналы подачи (отвода) топлива, сжатого воздуха и отфильтрованных загрязнений как показано на фиг. 5.On the shank of the right part of the spool 54 (Fig. 4) there is a gear 44 (Fig. 4), which through the intermediate gear 35 (Fig. 3) and gear 34 (Fig. 3) is connected to the electromagnet 22 (Fig. 2 and 3), which rotates the spool 90 degrees to the right or left, squeezing the filter elements No. 1 and No. 2 and connecting the channels for supplying (removing) fuel, compressed air and filtered contaminants as shown in Fig. 5.

Поворот золотника может осуществляться не только с помощью электромагнита, но и ручным способом с помощью ручки 36 (фиг. 3 и 4). В нейтральном положении золотник удерживается пружинами 59 (фиг. 4), которые стремятся удерживать штоки 46, 57 фильтрующих элементов в нижнем положении.The rotation of the spool can be carried out not only with the help of an electromagnet, but also manually using the handle 36 (Fig. 3 and 4). In the neutral position, the spool is held by springs 59 (Fig. 4), which tend to keep the rods 46, 57 of the filter elements in the lower position.

В корпусе золотниковой коробки 49 (фиг. 4), во втулках золотника 48, 61 (фиг. 4), в самом золотнике и в штоках 46, 57 (фиг. 4) имеются каналы для подвода (отвода) топлива, воздуха и удаления отфильтрованных механических примесей и воды.In the body of the spool box 49 (Fig. 4), in the sleeves of the spool 48, 61 (Fig. 4), in the spool itself and in the rods 46, 57 (Fig. 4) there are channels for supplying (removing) fuel, air and removing filtered mechanical impurities and water.

Золотник может иметь три фиксированных положений: «нейтральное» - оба фильтрующих элемента работают; «первое» - золотник повернут против часовой стрелки до упора, если смотреть со стороны шестерни 44 (фиг. 4), и в этом случае фильтр №2 (см. 29, фиг. 3) работает, а фильтр №1 (см. 38, фиг. 3) отжимается (очищается) от отфильтрованных загрязнений; «второе» положение - золотник повернут по часовой стрелке до упора, в этом случае фильтр №1 работает, а №2 отжимается (очищается) от отфильтрованных загрязнений. В нейтральном положении, из «первого» или «второго» положения, золотник возвращает одна из сжатых пружин 59 (фиг. 4). При расположении золотника в «нейтральном» положении золотник соединяет полости как показано на схемах (фиг. 4 и 5). На этих же схемах показаны позиции для соединения каналов при «первом» и «втором» фиксированном положении золотника.The spool can have three fixed positions: "neutral" - both filter elements work; "first" - the spool is turned counterclockwise until it stops, if viewed from the side of gear 44 (Fig. 4), and in this case filter No. 2 (see 29, Fig. 3) works, and filter No. 1 (see 38 , Fig. 3) is squeezed out (cleaned) from filtered contaminants; "second" position - the spool is turned clockwise until it stops, in this case filter No. 1 works, and No. 2 is squeezed out (cleaned) from filtered contaminants. In the neutral position, from the "first" or "second" position, the spool returns one of the compressed springs 59 (Fig. 4). When the spool is in the "neutral" position, the spool connects the cavities as shown in the diagrams (Fig. 4 and 5). The same diagrams show the positions for connecting the channels with the "first" and "second" fixed position of the spool.

Датчик перепада давления 17 (фиг. 2) предназначен для контроля засоренности фильтрующих элементов. Он соединен с трубопроводом подачи неочищенного топлива 11 (фиг. 2) в фильтр и трубопроводом отвода от фильтра очищенного топлива 19 (фиг. 2). При загрязнении фильтрующих элементов увеличивается перепад давления на выходе и входе фильтра, которое замеряет датчик 17, вырабатывая пропорционально увеличению давления сигнал и подавая его в электрический прибор управления 10 (фиг. 1 и 2).The differential pressure sensor 17 (Fig. 2) is designed to control the clogging of the filter elements. It is connected to the pipeline for supplying raw fuel 11 (Fig. 2) to the filter and the pipeline for removing purified fuel from the filter 19 (Fig. 2). When the filter elements are contaminated, the pressure drop at the outlet and inlet of the filter increases, which measures the sensor 17, generating a signal proportional to the increase in pressure and feeding it to the electrical control device 10 (Fig. 1 and 2).

Гальванический датчик контроля воды 16 (фиг. 2) предназначен для постоянного контроля обводненности топлива, выходящего из фильтра. Он выполнен в виде двух электродов - один выполнен из стали, а второй из сплава (свинец, цинк, олово, самарий, ванадий, селен, медь). Гальванический датчик контроля воды обладает высокой чувствительностью и способен при появлении незначительного количества воды в топливе, выходящего из фильтра, вырабатывать электрический сигнал напряжением до 1 В, который подается в электрический прибор управления 10 (фиг. 1 и 2).Galvanic water control sensor 16 (Fig. 2) is designed to continuously monitor the water content of the fuel leaving the filter. It is made in the form of two electrodes - one is made of steel, and the second is made of an alloy (lead, zinc, tin, samarium, vanadium, selenium, copper). The galvanic water control sensor is highly sensitive and is capable of generating an electrical signal with a voltage of up to 1 V when a small amount of water appears in the fuel leaving the filter, which is fed to the electrical control device 10 (Fig. 1 and 2).

Электропневмоклапаны 13 (фиг. 1 и 2) предназначены для подачи сжатого воздуха от воздушных баллонов машины (танка) к фильтру для его продувки и удаления механических примесей и воды из стаканов фильтрующих элементов. Они управляются от прибора управления 10 (фиг. 1 и 2).Electropneumatic valves 13 (Fig. 1 and 2) are designed to supply compressed air from the air cylinders of the machine (tank) to the filter to purge it and remove mechanical impurities and water from the cups of the filter elements. They are controlled from the control device 10 (Fig. 1 and 2).

Электромагнит 22 (фиг. 2) предназначен для поворота золотника в «первое» или «второе» положение. В корпусе электромагнита имеются два микровыключателя, которые сигнализируют о положении золотники («первое» или «второе»). Микровыключатели соединены электрическим проводом с прибором управления 10 (фиг. 1 и 2) и подают сигнал о положении вала электромагнита для его поворота вправо (влево) или остановки вала (блокировки).The electromagnet 22 (Fig. 2) is designed to rotate the valve in the "first" or "second" position. In the body of the electromagnet there are two microswitches that signal the position of the spools ("first" or "second"). The microswitches are connected by an electric wire to the control device 10 (Figs. 1 and 2) and give a signal about the position of the electromagnet shaft to turn it to the right (left) or stop the shaft (block).

Прибор управления 10 (фиг. 1 и 2) предназначен для автоматической обработки сигналов от датчика перепада давления, гальванического датчика контроля воды и микровыключателей положения золотника, расположенных в электромагните, а также для выработки соответствующих сигналов и подачи их для управления электромагнитом поворота золотника и электропневмоклапанами для подачи сжатого воздуха, в том числе для подачи тока на сигнальные лампы Л₁ и Л₂ (фиг. 2). В приборе управления 10 (фиг. 1 и 2) установлено реле времени, которое определяет продолжительность продувки фильтрующих элементов.The control device 10 (Figs. 1 and 2) is designed to automatically process signals from the differential pressure sensor, the galvanic water control sensor and the spool position microswitches located in the electromagnet, as well as to generate the corresponding signals and supply them to control the spool rotation electromagnet and electropneumatic valves for supply of compressed air, including for supplying current to signal lamps L ₁ and L ₂ (Fig. 2). In the control device 10 (Fig. 1 and 2) a time relay is installed, which determines the duration of the purge of the filter elements.

Предлагаемая авторами изобретения автоматизированная система очистки топлива для дизельного двигателя военной техники работает следующим образом.The proposed by the authors of the invention automated system for cleaning fuel for a diesel engine of military equipment operates as follows.

При работающем двигателе топливоподкачивающий насос 12 (фиг. 1) забирает топливо из топливного бака и подает его по трубопроводу 11 (фиг. 1 и 2) к золотниковой коробке 21 (фиг. 2) двухсекционного фильтра 8 (фиг. 1). Нормальное (рабочее) положение золотника - «нейтральное», при этом (см. фиг. 4 и 5) открыты каналы для подачи топлива в фильтрующий элемент №2 (сечение В-В) и в фильтрующий элемент №1 (сечение Е-Е). При этом неочищенное топливо из трубопровода 11 (фиг. 1 и 2) по открытым каналам (сечения В-В и Е-Е на фиг. 4 и 5) золотника 47 и 54 (фиг. 4) поступает в стаканы 29 и 38 (фиг. 3) для фильтрующих элементов и просачивается через фильтрующие элементы 65 (фиг. 6а) очищаясь от механических примесей и воды, при этом механические примеси в основном остаются на поверхности фильтрующих элементов, а вода впитывается пенополивинилформалем. Очищенное топливо попадает через отверстия 70 (фиг. 6а) в каналы 68 и 45 (фиг. 6а) штоков фильтрующих элементов, а из канала 45 (фиг. 4 и 6а) очищенное топливо попадает через каналы в корпусе золотниковой коробки к штуцерам 19, 25 (фиг. 2) отвода топлива от фильтрующих секций и затем по трубопроводам к топливному насосу высокого давления 6 (фиг. 1), а от него по трубопроводам высокого давления к форсункам двигателя 7 (фиг. 1). Воздух удаляется из фильтра через открытые каналы в золотниковой коробке (см. сечение Б-Б и Ж-Ж на фиг. 4 и 5) через штуцеры 30, 37 (фиг. 3) и трубопроводы 5 (фиг. 2) в расширительный бачок 4 (фиг. 1). После полного удаления воздуха из корпуса фильтра поплавковые клапана 76 (фиг. 4) перекрывают канал отвода воздуха, т.е. перекрывается утечка топлива из фильтра в расширительный бачок. Для того, чтобы неочищенное топливо могло подаваться в фильтрующие элементы при «нейтральном» положении золотника открыты следующие каналы (сечения В-В и Е-Е на фиг. 4 и 5), а другие каналы перекрыты (см. сечения А-А, Г-Г, Д-Д, З-З на фиг. 4 и 5).When the engine is running, the fuel priming pump 12 (Fig. 1) takes fuel from the fuel tank and delivers it through the pipeline 11 (Fig. 1 and 2) to the spool box 21 (Fig. 2) of the two-section filter 8 (Fig. 1). The normal (working) position of the spool is “neutral”, while (see Fig. 4 and 5) the channels for supplying fuel to the filter element No. 2 (section B-B) and filter element No. 1 (section E-E) are open . At the same time, uncleaned fuel from the pipeline 11 (Fig. 1 and 2) through open channels (sections B-B and E-E in Fig. 4 and 5) of the spool 47 and 54 (Fig. 4) enters the glasses 29 and 38 (Fig. 3) for filter elements and seeps through filter elements 65 (Fig. 6a) being cleaned from mechanical impurities and water, while mechanical impurities mainly remain on the surface of the filter elements, and water is absorbed by polyvinylformal foam. The purified fuel enters through the holes 70 (Fig. 6a) into the channels 68 and 45 (Fig. 6a) of the filter element rods, and from the channel 45 (Fig. 4 and 6a) the purified fuel enters through the channels in the spool housing to the fittings 19, 25 (Fig. 2) fuel removal from the filter sections and then through pipelines to the high pressure fuel pump 6 (Fig. 1), and from it through the high pressure pipelines to the engine injectors 7 (Fig. 1). Air is removed from the filter through open channels in the spool box (see section B-B and F-G in Fig. 4 and 5) through fittings 30, 37 (Fig. 3) and pipelines 5 (Fig. 2) into the expansion tank 4 (Fig. 1). After complete removal of air from the filter housing, float valves 76 (Fig. 4) block the air outlet channel, i.e. the fuel leak from the filter to the expansion tank is blocked. In order for uncleaned fuel to be supplied to the filter elements with the “neutral” position of the spool, the following channels are open (sections B-B and E-E in Fig. 4 and 5), and other channels are blocked (see sections A-A, D -G, D-D, Z-Z in Fig. 4 and 5).

Фильтрующие элементы 65 (фиг. 6а), изготовлены из пенополивинилформаля, которые в сухом виде представляют собой жесткие пластины. При прохождении загрязненного топлива через фильтрующие элементы они очищают топливо от механических примесей и воды. По мере работы системы питания двигателя топливом фильтрующие элементы будут загрязняться, что приводит к увеличению перепада давления с 0,01 МПа в начале работы до 0,03 - 0,04 Мпа при максимально допустимом загрязнении фильтрующих элементов.The filter elements 65 (FIG. 6a) are made of polyvinylformal foam, which, when dry, are rigid plates. When contaminated fuel passes through the filter elements, they purify the fuel from mechanical impurities and water. As the engine fuel supply system operates, the filter elements will become contaminated, which leads to an increase in pressure drop from 0.01 MPa at the beginning of operation to 0.03 - 0.04 MPa with the maximum allowable contamination of the filter elements.

Во время работы двухсекционного фильтра 8 (фиг. 1) фильтрующие элементы удерживают механические примеси на своей поверхности, не пропуская их через поры фильтрующего материала, при этом, жесткость пластин из пенополивинилформаля не изменяется, но проходимость каналов фильтрующего материала уменьшается по мере его загрязнения отфильтрованными механическими примесями, увеличивая соответственно перепад давления на входе топлива и выходе из фильтрующего элемента. При загрязнении топлива водой фильтрующие элементы 65 (фиг. 6а) удерживают эту воду до полного насыщения пенополивинлформаля водой, после чего фильтрующие элементы начинают пропускать воду (теряют фильтрующую способность). По мере насыщения фильтрующих элементов водой жесткий пенополивинилформаль приобретает новое свойство, становясь мягким и эластичным, поэтому может отжиматься для удаления из него удерживаемых загрязнений (настоящее свойство пенополивинилформаля используется в предлагаемом авторами изобретения для автоматизации процесса очистки двухсекционного топливного фильтра тонкой очистки от загрязнений механическими примесями и водой).During operation of the two-section filter 8 (Fig. 1), the filter elements retain mechanical impurities on their surface, preventing them from passing through the pores of the filter material, while the rigidity of the polyvinyl formal foam plates does not change, but the permeability of the filter material channels decreases as it becomes contaminated with filtered mechanical impurities, increasing, respectively, the pressure drop at the fuel inlet and outlet of the filter element. When the fuel is contaminated with water, the filter elements 65 (Fig. 6a) retain this water until the polyvinyl formal foam is completely saturated with water, after which the filter elements begin to pass water (lose their filtering ability). As the filter elements are saturated with water, rigid polyvinyl formal foam acquires a new property, becoming soft and elastic, therefore it can be squeezed out to remove retained contaminants from it (this property of polyvinyl formal foam is used in the proposed by the authors of the invention to automate the process of cleaning a two-section fine fuel filter from contaminants with mechanical impurities and water ).

Оба сигнала от датчика перепада давления и гальванического датчика контроля воды подаются в электрический прибор управления 10 (фиг. 1 и 2). При появлении сигнала о наличии воды в очищенном топливе и засорении фильтрующих элементов (р>0,03 - 0,04 Мпа) электрический прибор 10 вырабатывает и подает соответствующий электрический сигнал на электромагнит 22 (фиг. 2), который поворачивает золотник золотниковой коробки в положение «первое» (фиг. 5).Both signals from the differential pressure sensor and the galvanic water control sensor are fed to the electrical control device 10 (FIGS. 1 and 2). When a signal appears about the presence of water in the purified fuel and clogging of the filter elements (p> 0.03 - 0.04 MPa), the electrical device 10 generates and sends an appropriate electrical signal to the electromagnet 22 (Fig. 2), which turns the spool of the spool box to the position "first" (Fig. 5).

При этом с помощью зубчатого сектора золотника 54 (фиг. 4) и зубчатой рейки 56 (фиг. 4) перемещается шток 57 (фиг. 4) фильтрующего элемента №1, сжимая пружину 59 (фиг. 4), и отжимает фильтрующие элементы 65 (фиг. 6а). Во время отжатия фильтрующих элементов секции №1 механические примеси и вода собираются на дне стакана 38 (фиг. 3) фильтрующей секции №1. По мере перемещения штока 57 (фиг. 4) фильтрующей секции №1 вверх (фиг. 6в) открывается клапан слива отфильтрованных загрязнений 75 (фиг. 6в), который отводит эти загрязнения в патрубок 62 (фиг. 6б, в) с последующим удалением из стакана фильтра тонкой очистки в патрубок отвода выпускных газов двигателя.In this case, with the help of the toothed sector of the spool 54 (Fig. 4) and the gear rack 56 (Fig. 4), the rod 57 (Fig. 4) of the filter element No. 1 moves, compressing the spring 59 (Fig. 4), and squeezes the filter elements 65 ( Fig. 6a). During the squeezing of the filter elements of section No. 1, mechanical impurities and water are collected at the bottom of the glass 38 (Fig. 3) of the filter section No. 1. As the rod 57 (Fig. 4) of the filter section No. 1 moves up (Fig. 6c), the filtered contaminant drain valve 75 (Fig. 6c) opens, which removes these contaminants into the pipe 62 (Fig. 6b, c) with subsequent removal from cups of the fine filter into the exhaust pipe of the engine.

Во время очистки фильтрующей секции №1 вторая фильтрующая секция (№2) топливного фильтра тонкой очистки продолжает работать и очищать топливо от механических примесей и воды. Действительно, при переводе золотника 54 (фиг. 4) в крайнее «первое» положение (фиг. 5), золотник занимает положение, показанное на фиг. 5. При этом каналы в сечениях А-А, Г-Г, Е-Е, Ж-Ж (фиг. 5, положение «первое») перекрыты, а каналы в сечениях Б-Б, В-В открыты и обеспечивают работу фильтрующей секции №2. Открытый канал Д-Д (фиг. 5, положение «первое») позволяет удалить отфильтрованные загрязнения (механические примеси и воду) из стакана 38 (фиг. 3) фильтрующей секции №1. В этом состоянии загрязнения удаляются через открытые каналы в золотниковой коробке (сечение Д-Д в «первом» положении на фиг. 5), штуцер 40 (фиг. 3), трубопровод 39 (фиг. 3), трубопровод 9 (фиг. 1 и 2) в выпускной тракт двигателя для их последующей утилизации. Открытый канал 3-3 (фиг. 5, положение «первое») позволяет подавать сжатый воздух для продувки фильтрующей секции №1. При достижении золотником 54 (фиг. 4) крайнего «первого» положения замыкается микровыключатель электромагнита 22 (фиг. 2), который блокирует дальнейший поворот золотника и включает электрическую схему реле времени в приборе управления 10 (фиг. 1 и 2). В это же время подается сигнал на соответствующий электропневмоклапан, который срабатывает и подает сжатый воздух от баллонов машины по трубопроводам 18 (фиг. 2) к штуцеру 33 (фиг. 3), затем по каналу 53 (фиг. 4) и по открытым каналам в сечениях 3-3 (положение «первое» на фиг. 5) в полость стакана 38 (фиг. 3) фильтрующей секции №1 топливного фильтра, обеспечивая полное удаление механических примесей и воды из этого стакана. Реле времени прибора управления 10 (фиг. 1 и 2) примерно через 5 сек отключает электропневмоклапан и прекращает подачу воздуха для продувки фильтрующей секции №1, после чего, через 1 сек реле времени снимает напряжение с электромагнита 22 (фиг. 2 и 3) и возвращает золотник в исходное «нейтральное» положение подключая фильтрующую секцию №1 для очистки дизельного топлива.During the cleaning of the filter section No. 1, the second filter section (No. 2) of the fine fuel filter continues to work and purify the fuel from mechanical impurities and water. Indeed, when the spool 54 (Fig. 4) is moved to the extreme “first” position (Fig. 5), the spool occupies the position shown in Fig. 5. At the same time, the channels in sections A-A, G-D, E-E, F-F (Fig. 5, position "first") are blocked, and the channels in sections B-B, C-C are open and ensure the operation of the filtering section number 2. The open channel D-D (Fig. 5, position "first") allows you to remove filtered contaminants (mechanical impurities and water) from the glass 38 (Fig. 3) of the filter section No. 1. In this state, contaminants are removed through open channels in the spool box (section D-D in the "first" position in Fig. 5), fitting 40 (Fig. 3), pipeline 39 (Fig. 3), pipeline 9 (Fig. 1 and 2) into the exhaust tract of the engine for their subsequent disposal. The open channel 3-3 (Fig. 5, position "first") allows you to supply compressed air to purge the filter section No. 1. When the spool 54 (Fig. 4) reaches the extreme “first” position, the electromagnet microswitch 22 (Fig. 2) is closed, which blocks further rotation of the spool and turns on the electrical circuit of the time relay in the control device 10 (Fig. 1 and 2). At the same time, a signal is sent to the corresponding electro-pneumatic valve, which is triggered and supplies compressed air from the cylinders of the machine through pipelines 18 (Fig. 2) to fitting 33 (Fig. 3), then through channel 53 (Fig. 4) and through open channels to sections 3-3 (position "first" in Fig. 5) into the cavity of the glass 38 (Fig. 3) of the filter section No. 1 of the fuel filter, ensuring complete removal of mechanical impurities and water from this glass. The time relay of the control device 10 (Fig. 1 and 2) turns off the electro-pneumatic valve after about 5 seconds and stops the air supply to purge the filter section No. 1, after which, after 1 second, the time relay removes voltage from the electromagnet 22 (Fig. 2 and 3) and returns the spool to its original "neutral" position by connecting the filter section No. 1 to clean diesel fuel.

После возвращения золотника в «нейтральное» положение прибор управления 10 (фиг. 1 и 2) автоматически запускает программу для очистки от загрязнений фильтрующей секции №2 (поз. 29 на фиг. 3), не прерывая при этом фильтрацию топлива через фильтрующую секцию №1. Процесс очистки фильтрующей секции №2 от механических примесей и воды аналогичен с процессом очистки фильтрующей секции №1. Следовательно, по аналогии в этом случае золотник в золотниковой коробке поворачивается во «второе» положение (фиг. 5) и занимает позицию, которая указана на фиг. 5. После очистки фильтрующей секции №2 программа прибора управления 10 (фиг. 1 и 2) отключается (обнуляется), а золотник возвращается в исходное «нейтральное» положение, подключая фильтрующую секцию №2 для очистки топлива параллельно с фильтрующей секцией №1. Таким образом, двухсекционный топливный фильтр тонкой очистки 8 (фиг. 1) прошел процедуру автоматизированной очистки фильтрующих элементов от накопившихся загрязнений и переводится в обычный режим работы, когда обе фильтрующие секции одновременно очищают топливо от механических примесей и воды.After the spool returns to the "neutral" position, the control device 10 (Fig. 1 and 2) automatically starts the program for cleaning the filter section No. 2 from contamination (pos. 29 in Fig. 3), without interrupting the fuel filtration through the filter section No. 1 . The process of cleaning the filter section No. 2 from mechanical impurities and water is similar to the process of cleaning the filter section No. 1. Therefore, by analogy in this case, the spool in the spool box rotates to the "second" position (Fig. 5) and takes the position indicated in Fig. 5. After cleaning the filter section No. 2, the program of the control device 10 (Fig. 1 and 2) is turned off (reset), and the spool returns to its original “neutral” position, connecting the filter section No. 2 to clean the fuel in parallel with the filter section No. 1. Thus, the two-section fine fuel filter 8 (Fig. 1) has passed the procedure of automated cleaning of the filter elements from accumulated contaminants and is switched to normal operation, when both filter sections simultaneously purify the fuel from mechanical impurities and water.

В аварийных случаях, когда по каким-либо причинам очистка фильтрующих элементов от накопившихся механических примесей и воды не происходит, загорается сигнальная лампа Л₁, или Л₂ (фиг. 2). В такой ситуации механик - водитель обязан провести удаления механических примесей и воды «вручную». Для этого предусмотрена ручка ручного привода управления золотниковой коробкой 36 (фиг. 3 и 4). При помощи ручного привода механик-водитель может поворачивать золотник в «первое» или «второе» положение как показано на фиг. 5. При этом процесс очистки топливных секций №1 и №2 аналогичен с описанным выше автоматизированным режимом.In emergency cases, when for some reason the filter elements are not cleaned from accumulated mechanical impurities and water, the signal lamp L ₁ or L ₂ lights up (Fig. 2). In such a situation, the mechanic-driver is obliged to carry out the removal of mechanical impurities and water "manually". For this purpose, a handle for manual control of the spool box 36 is provided (Fig. 3 and 4). Using a manual drive, the driver can turn the spool to the "first" or "second" position, as shown in Fig. 5. At the same time, the process of cleaning fuel sections No. 1 and No. 2 is similar to the automated mode described above.

Таким образом, предлагаемая авторами изобретения автоматизированная система очистки топлива для дизельного двигателя военной техники позволяет повысить качество очистки топлива от механических примесей и воды, за счет того что используются фильтрующие секции из пенополивинилформаля и ведется постоянный контроль за качеством очистки топлива, а при его ухудшении проводится автоматическая очистка фильтрующих элементов без их разборки и без остановки двигателя, чем достигаются поставленные авторами изобретения задачи и аспекты для совершенствования топливной системы дизельного двигателя, работающего в условиях военной техники, формирующих таким образом совокупность отличительных признаков, подпадающих под критерий «существенные отличия» данного изобретения.Thus, the automated fuel cleaning system for a diesel engine of military equipment proposed by the authors of the invention makes it possible to improve the quality of fuel cleaning from mechanical impurities and water, due to the fact that filter sections made of polyvinyl formal foam are used and constant monitoring of the quality of fuel cleaning is carried out, and when it deteriorates, automatic cleaning the filter elements without disassembling them and without stopping the engine, which achieves the tasks and aspects set by the authors of the invention for improving the fuel system of a diesel engine operating in military equipment, thus forming a set of distinctive features falling under the criterion of "significant differences" of this invention.

Предлагаемая автоматизированная система очистки топлива для дизельного двигателя военной техники может быть использована в двигателестроении (других отраслях техники) для улучшения качества фильтрации дизельного топлива и для автоматизации процесса очистки фильтрующих устройств без их разборки и без остановки двигателя, повышая надежность его работы как в мирных, так и, особенно, в боевых условиях.The proposed automated fuel cleaning system for a diesel engine of military equipment can be used in engine building (other branches of technology) to improve the quality of diesel fuel filtration and to automate the process of cleaning filter devices without disassembling them and without stopping the engine, increasing the reliability of its operation both in civilian and and especially in combat.

Технический результат изобретения: получение топлива высокой чистоты, сведение к минимуму работы по техническому обслуживанию и ремонту элементов системы питания дизельного двигателя для военной техники.The technical result of the invention: obtaining fuel of high purity, minimizing the maintenance and repair of elements of the power supply system of a diesel engine for military equipment.

Промышленная применимость предлагаемого изобретения обеспечивается за счет использования известных и широко применяемых в технике составных частей, из которых состоит автоматизированная система очистки топлива для дизельного двигателя военной техники.The industrial applicability of the proposed invention is ensured through the use of well-known and widely used in technology components that make up an automated fuel cleaning system for a military diesel engine.

Документы, цитированные в отчете о поиске:Documents cited in the search report:

1. Анализ технических решений по очистке топлива для двигателей внутреннего сгорания / Шефер В.Э., Витрук А.В., Косенко В.А., Рожман М.Н., Ивахненко Т.А.: материалы 3 Межвузовской научно-практической конференции. - Омск, ОАБИИ, 2016. - 301 с.1. Analysis of technical solutions for cleaning fuel for internal combustion engines / Shefer V.E., Vitruk A.V., Kosenko V.A., Rozhman M.N., Ivakhnenko T.A.: materials of the 3rd Interuniversity Scientific and Practical Conference . - Omsk, OABII, 2016. - 301 p.

2. «Устройство и эксплуатация автомобилей» под редакцией В.П. Полесков. - М.: изд. ДО СМФ. 1983 г., с. 62-84.2. "Design and operation of cars" edited by V.P. Poleskov. - M.: ed. TO SMF. 1983, p. 62-84.

3. «Танковые дизели» под редакцией И.Я. Трошуна. - М.: Воениздат. 1959 г., с. 109-132.3. "Tank diesels" edited by I.Ya. Troshun. - M.: Military publishing house. 1959, p. 109-132.

4. Объект - 172 М. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Книга вторая. - М: Воениздат, 1975 г., с. 75-121.4. Object - 172 M. Technical description and operating instructions. Book two. - M: Military Publishing House, 1975, p. 75-121.

5. Очистка топлива на речном флоте. В.А Селиверстов, Н.А Иванов, И.А Водопьянов - М: Транспорт. 1986 г., с. 67-79.5. Purification of fuel in the river fleet. V.A. Seliverstov, N.A. Ivanov, I.A. Vodopyanov - M: Transport. 1986, p. 67-79.

Claims

1. Автоматизированная система очистки топлива для дизельного двигателя военной техники, содержащая топливные баки, расширительный топливный бачок, топливоподкачивающий насос и топливный насос высокого давления, топливные фильтры грубой и тонкой очистки, топливные трубопроводы, отличающаяся тем, что автоматизированная система содержит двухсекционный фильтр тонкой очистки с фильтрующими элементами из пенополивинилформаля, золотниковую коробку для автоматизации процесса удаления отфильтрованных из дизельного топлива механических примесей и воды, в которой имеется золотник, приводящий в действие устройство для отжатия загрязненных фильтрующих элементов, он же переключает каналы подачи неочищенного топлива в фильтрующие секции и отвода из них очищенного топлива, а также переключает каналы подачи сжатого воздуха для удаления отфильтрованных загрязнений из корпуса фильтра, при этом золотник приводится в движение электроприводом, кроме того, автоматизированная система имеет устройство для контроля и сигнализации предельного засорения фильтрующих элементов и устройство для автоматизированного удаления отфильтрованных загрязнений сжатым воздухом, а также имеет прибор управления процессом автоматизации очистки дизельного топлива и очистки топливного фильтра от механических загрязнений и воды, при этом двухсекционный фильтр тонкой очистки соединен трубопроводами с топливоподкачивающим насосом и топливным насосом высокого давления, а для подачи и продувки фильтра сжатым воздухом в корпусе золотниковой коробки сделаны каналы, которые при помощи трубопроводов соединены с двумя электропневмоклапанами для подачи сжатого воздуха, причем для автоматизации процесса удаления механических примесей и воды из корпуса двухсекционного фильтра имеются отсечные клапаны и трубопроводы, которые соединены с устройством - патрубком для отвода отработавших газов из двигателя, а для отвода воздуха из фильтрующих секций в корпусе золотниковой коробки сделаны каналы, которые при помощи трубопровода соединены с расширительным топливным бачком, кроме этого, прибор управления автоматизированной системой очистки дизельного топлива с помощью разъемов и электрических проводов соединен с электромагнитом управления золотниковой коробкой и с двумя электропневмоклапанами подачи в фильтрующие секции сжатого воздуха, а также соединен с датчиком перепада давления на входе и на выходе из фильтра для контроля его предельного засорения и соединен с гальваническим датчиком контроля наличия воды в дизельном топливе на выходе из фильтра, кроме этого, прибор управления соединен с двумя лампами для сигнализации о предельном засорении фильтрующих элементов механическими примесями и водой. 1. An automated fuel cleaning system for a diesel engine of military equipment, containing fuel tanks, an expansion fuel tank, a fuel priming pump and a high pressure fuel pump, coarse and fine fuel filters, fuel pipelines, characterized in that the automated system contains a two-section fine filter with filter elements made of polyvinylformal foam, a spool box for automating the process of removing mechanical impurities and water filtered from diesel fuel, in which there is a spool that activates a device for squeezing out contaminated filter elements, it also switches the channels for supplying uncleaned fuel to the filter sections and removing purified fuel from them fuel, and also switches compressed air supply channels to remove filtered contaminants from the filter housing, while the spool is driven by an electric drive, in addition, the automated system has a device for monitoring and signaling the maximum clogging of filter elements and a device for automated removal of filtered contaminants with compressed air, and also has a control device for the process of automating the cleaning of diesel fuel and cleaning the fuel filter from mechanical impurities and water, while the two-section fine filter is connected by pipelines to the fuel priming pump and the high-pressure fuel pump, and for supplying and blowing the filter with compressed air in the valve body are made channels that are connected by pipelines to two electro-pneumatic valves for supplying compressed air, and to automate the process of removing mechanical impurities and water from the two-section filter housing, there are cut-off valves and pipelines that are connected to a device - a branch pipe for removing exhaust gases from the engine, and for removing air from the filter sections in the body of the spool box, channels are made that are connected to the expansion fuel tank by means of a pipeline, in addition, the control device for the automated diesel fuel cleaning system is connected with the connectors and electrical wires to the spool box control electromagnet and to two electro-pneumatic valves for supplying to the filter section of the compressed air, and is also connected to a differential pressure sensor at the inlet and outlet of the filter to control its limiting clogging and is connected to a galvanic sensor for monitoring the presence of water in diesel fuel at the outlet of the filter, in addition, the control device is connected to two lamps for signaling about the maximum clogging of filter elements with mechanical impurities and water.

2. Автоматизированная система очистки топлива для дизельного двигателя военной техники по п. 1, отличающаяся тем, что имеется ручной привод для управления золотниковой коробкой в случае отказа устройств для автоматизации процесса очистки фильтрующих элементов и удаления из фильтра отфильтрованных механических примесей и воды.2. An automated fuel cleaning system for a diesel engine of military equipment according to claim 1, characterized in that there is a manual drive to control the spool box in the event of a failure of devices for automating the process of cleaning filter elements and removing filtered mechanical impurities and water from the filter.