Фильтры-сепараторы ТФС-2002 и ФС-2002

На фото (1,2,3,4) показан внешний вид фильтров-сепараторов серии ТФС (ФС) – 2002.

 В качестве базового изделия используется Серия ТФС-2002, которая изготавливается в двух модификациях:

1. ТФС-2002/5-12(24) – пропускная способность 5 л/мин., источник бортового питания 12 или 24 вольт (Фото 1,3);
2. ТФС-2002/10-24(12) – пропускная способность 10 л/мин., источник бортового питания 24 или 12 вольт (Фото 2,4).

Фильтры-сепараторы Серии ФС-2002 изготавливаются на базе ТФС-2002 без системы подогрева топлива.

Фото 1	Фото 2
Фото 3	Фото 4

Фильтры модификаций ТФС-2002/5 и ТФС-2002/10 имеют одинаковую конструкцию и отличаются длиной за счет разной длины фильтрующих элементов (ФЭ), показанных на Фото 5 и Фото 6.

Фото 5	Фото 6

В качестве базового ФЭ взят фильтрующий элемент тонкой очистки фильтра установленного на двигателях ЯМЗ – 236, 238, 240 (автомобили – МАЗ, КРАЗ, БеЛАЗ и др.).

Конструкция фильтра ТФС-2002

 На (Фото 7) показано внутреннее устройство фильтра-сепаратора ТФС-2002/5 без кожуха.
Рабочее положение фильтра вертикальное, как показано на (Фото 7).

Внутренний объем фильтра делится цилиндрической шайбой (3) на две части. Ниже цилиндрической шайбы расположен отстойник (5), а выше – зона фильтрующего элемента тонкой очистки (8). Конструктивно фильтр состоит из трех частей:   основание (6);   кожух с узлом крепления (на Фото 7 не показан);   крышка (7). В основание установлено – входной штуцер (1), пробка слива отстоя (11), центральная полая ось (2) состоящая из двух частей, между которыми установлен нагреватель-сепаратор (3), две токопроводящие клеммы - питание нагревателя, и цепь датчика воды (Фото 3). На центральной оси установлен фильтрующий элемент тонкой очистки топлива с уплотнительными манжетами, подпружиненный снизу для обеспечения герметичности. В крышку установлен выходной штуцер (9), пробка разгерметизации (10) и клемма для подключения «массы». Между крышкой и основанием установлен кожух с узлом крепления (Фото 1). Сборка фильтра выполнена по классической схеме с помощью центрального болта (12).

Фото 7

Особенности конструкции ТФС(ФС)-2002: 

• фильтры-сепараторы ФС-2002 и ТФС-2002 являются комбинированными, т.е. в одном корпусе находится фильтр грубой и тонкой очистки  топлива;
• оборудован штуцерами диаметром 10 мм. Штуцеры расположены на противоположных торцевых сторонах фильтра. Такое расположение штуцеров исключает поступление топлива непосредственно в зону фильтрующего элемента. Топливо сначала проходит грубую, а потом тонкую очистку;
• оборудован центробежным сепаратором, который расположен в корпусе нагревателя (Фото 8). Сепаратор выполнен в виде горизонтально расположенного спирального канала с тремя витками, которые расположены по возрастанию радиусов от центральной оси (2);
• оборудован комбинированным нагревателем с рабочей температурой +120°С. Проточный нагреватель расположенный внутри корпуса нагревателя, являясь каналом сепаратора длиной 45 см. Позиционный нагреватель – это внешняя поверхность корпуса нагревателя с рабочей площадью 140 см²;

Фото 8

имеет отстойник с рабочим объемом – 150 см³. В отстойнике установлена сенсорная игла датчика воды; имеет два успокоителя топлива, которые установлены в отстойнике и предназначены для гашения вращательного движения топлива; имеет сменный фильтрующий элемент тонкой очистки с ячейкой отсева (5 – 9) микрон; имеет подвижный узел крепления, который позволяет перемещать фильтр по вертикали и ориентировать штуцера в горизонтальной плоскости относительно друг - друга; при откручивании центрального болта фильтр разделяется на три части, обеспечивая доступ к отстойнику и фильтрующему элементу; уплотнительные резиновые кольца и манжеты заимствованы от автомобилей МАЗ, КАМАЗ и доступны в розничной продаже на всей территории СНГ. имеет малые габаритные размеры.

 Очистка топлива 

Обычная схема  топливной системы дизельного двигателя (Рис. 1) включает:

• топливный насос высокого давления (1);
• топливный фильтр (так называемый фильтр тонкой очистки) (2);
• фильтр-сепаратор (3).  К нему обычно подключают подогрев, для того чтобы избежать блокировки фильтрующего элемента парафинами и замерзания в нем воды в холодное время года;
• топливный бак (4). Желательно иметь подогрев, чтобы обеспечить забор топлива в зимний период.

Рис. 1

 Схема очистки топлива в фильтре ТФС-2002

 Топливо через входной штуцер (1) по каналу центральной оси (2) поступает в центробежный сепаратор фильтра грубой очистки (3). Сепаратор пассивный, выполнен в виде спирального канала, имеет три витка расположенные в одной плоскости по возрастанию радиусов. Радиус первого витка равен 10 мм. Поперечное сечение канала - прямоугольной формы   размером 50 мм². Ширина канала в горизонтальной плоскости равна 6 мм, длина – 45 см.

                                                          Фото 9

На Фото 9 показан узел сепарации топлива в откритом виде с успокоителями топлива.

Дело в том, чтобы переместить частицу от центра на какое – то расстояние необходимо приложить определенную центробежную силу, для преодоления сопротивления вызванного вязкостью топлива.  

  При этом следует учесть, что с удалением от центра вращения центробежная сила будет уменьшаться, а вязкость – увеличиваться.

В нашем центробежном сепараторе тяжелые фракции и примеси  перемещаются к внешней стороне канала, преодолевая при этом расстояние не более 6 мм, что равно ширине канала. А если учесть радиус первого витка 10 мм, то центробежная сила, даже при малых линейных скоростях протекания топлива, будет достаточной для   отделения тяжелых фракций, примесей и воды.
   

Тяжелые фракции и примеси, прижатые к внешней стороне канала, будут двигаться за потоком топлива, сталкиваясь, друг с другом, объединяясь в более крупные частицы. На этом этапе происходит расслоение топлива врезультате раскрутки в кольцевом спиральном канале.
     

На выходе сепаратора топливо попадает в зону успокоителя (4), который установлен в отстойнике, имеет оригинальную конструкцию с ловушкой тяжелых фракций. Успокоитель гасит вращательное движение топлива, направляя его к центральной оси.      

Тяжелые фракции и примеси двигаясь по внутренней поверхности успокоителя, попадают в ловушку, там происходит их накопление с последующим выпадением их в осадок на дно    отстойника (5).

Для полной  остановки вращения сепаратор имеет два успокоителя топлива.
     

Укрупненные частицы примесей, масса которых достаточна для выпадения в осадок,    останутся в зоне отстойника, а частицы более легкие будут задержаны фильтрующим элементом.
Далее топливо через фильтрующий элемент (8) и выходной штуцер (9) поступает в топливную систему. 

 Базовая модель нашего фильтра укомплектована системой подогрева топлива.
В качестве нагревательных элементов применена позисторная керамика (позистор).

Позистор относится к классу полупроводниковых приборов, изготавливается в виде цилиндрического диска (таблетка) диаметром 25 мм и толщиной 2.2 мм.            

 Контактные площадки металлизированы, расположены на противоположных плоских поверхностях таблетки, площадью по 490 мм².
Позистор не горюч, выпекается при температуре +1300ºС в воздушной атмосфере в течение 1 – 4 часов.
Позистор во время эксплуатации не разлагается и не оказывает вредного влияния на окружающую среду.
Позистор имеет положительный ТКС, со скачкообразным изменением сопротивления при достижении рабочей температуры +120 ºС, сопротивление позистора скачком увеличивается в    два раза с последующим линейным увеличением в  зависимости от условий отбора тепла с поверхности нагревателя.
 

Рабочая температура позистора не зависит от полярности и величины приложенного напряжения питания. 

Позистор работает в режиме самосохранения, перегрев за счет прохождения тока через него при постоянном допустимом напряжении питания физически исключается. 
 

Позистор автоматически регулирует потребляемую мощность от источника питания в зависимости от температуры окружающей среды и условий отбора тепла, с понижением температуры мощность увеличивается, с повышением – уменьшается.
 

В нагреватель изделия ТФС – 2002 устанавливается два позистора, электрически подключены параллельно.
 

Получился проточно-позиционный нагреватель с большой нагревательной поверхностью. 

Протекая по каналу сепаратора, топливо сепарируется и прогревается.  

Пробег топлива внутри нагревателя равен 45 см., это первая стадия подогрева.
 

Вторая стадия подогрева топлива происходит при его перемещении с отстойника в зону фильтрующего элемента.

На этом этапе топливо имеет сложную траекторию движения. Огибая  боковую поверхность нагревателя, топливо перемещается по его верхней поверхности к центральной оси. Это вызвано тем, что температура поверхности нагревателя в зоне центральной оси выше. Прогреваясь, топливо направляется вверх и под нижней крышкой фильтрующего элемента, возвращаясь обратно, поступает в зону фильтра тонкой очистки. При такой траектории движения прогретое топливо практически не соприкасается с кожухом фильтра и не нагревает его. 

Как показал опыт эксплуатации дизельного транспорта при температурах до минус 30°С проблем с топливом у наших клиентов не бывает.
 

Для более низких температур, или при эксплуатации зимой на летнем топливе, рекомендуем Систему ТФС-2002М «Север» с нагревателем в баке (Фото 9), основное назначение которого - обеспечить забор топлива.  

Такие системы хорошо себя зарекомендовали на грузовом транспорте,  работающем в Сибири и Казахстане.

Фото 10

                                                                ТЕХНИЧЕСКИЕ  ХАРАКТЕРИСТИКИ

     ТИП                    ВЕС              ВЫСОТА        ДИАМЕТР               ФЭ               П/способ.          Отделение          Гермет.

  изделия                   кг                    мм                   мм                                                МПа                     воды,%               МПа