ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2173210
УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ
ЭМУЛЬСИИ
Имя изобретателя: Горелик Г.Б.; Подтероб А.Г.
Имя патентообладателя: Хабаровский государственный технический университет
Адрес для переписки: 680035, г.Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136, ХГТУ, отдел интеллектуальной собственности
Дата начала действия патента: 2000.07.10
Изобретение относится к технике
приготовления эмульсий, которые могут быть
использованы в качестве альтернативного
топлива двигателей внутреннего сгорания.
Установка содержит емкости и фильтры для
топлива и воды. Установка снабжена
устройством измерения плотности эмульсии с
выходом на электромагнитный клапан.
Диспергатор выполнен в виде реактора,
представляющего собой цилиндр из материала,
способного пропускать лазерные лучи, в
котором фокусируется лазерный пучок. На
приборной колонке установлен прибор (первичный
преобразователь плотности) с возможностью
его перемещения по высоте для управления
качеством приготавливаемой эмульсии.
Установка позволяет обеспечить
приготовление высокодисперсной
водотопливной эмульсии за счет обработки
лазерным лучом, возможность контроля и
задания водосодержания в процессе ее
приготовления при перемещении первичного
преобразователя плотности в вертикальной
плоскости. Выполнение установки позволяет
осуществить автоматически регулируемый
подвод воды из любой стационарной
водопроводной системы и дает возможность
получать водотопливную эмульсию любого
требуемого состава.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к технике
приготовления эмульсий, которые могут быть
использованы в качестве альтернативного
топлива для двигателей внутреннего
сгорания.
Известно устройство установки для
получения водотопливной эмульсии (ВТЭ) с
подачей воды при постоянном давлении,
состоящее из бака, диспергатора, фильтров
для воды и топлива, перепускного клапана,
циркуляционного насоса, измерителя расхода
воды, электрического подогревателя,
трехходового крана, запорно-разобщительной
арматуры. Вода из бака подается
циркуляционным насосом через измеритель
расхода воды и электрический подогреватель
в диспергатор, где происходит диспергация
топлива и воды. Топливо и вода подводятся к
всасывающей полости диспергатора, а его
нагнетательный трубопровод включен в
основную топливную систему. Диспергатолр
представляет собой насос с увеличенным
радиальным зазором между корпусом и
рабочим колесом (Лебедев О.Н., Сомов В.А.
Водотопливные эмульсии в судовых дизелях Л.:
Судостроение, 1988, 68 с.).
Ближайшим аналогом является устройство,
представленное в авторском свидетельстве SU
1669516 A1 4714388/26, B 01 F 3/08, состоящее из баков для
воды и топлива, фильтров для воды и топлива,
запорной арматуры, насоса низкого давления,
насоса высокого давления, диспергатора с
установленными на нем форсунками и
присоединенной к нему разборной колонкой.
Топливо из бака поступает через
соответствующие фильтры к насосу низкого
давления, где происходит первоначальная
грубая диспергация топлива и воды,
поступившей через фильтр из бака для воды.
Из подкачивающего насоса эмульсия
поступает в наполнительную полость насоса
высокого давления и через форсунки
впрыскивается в полость диспергатора, где
происходит окончательное диспергирование
за счет энергии впрыскивания, избыточная
эмульсия поступает в разборную колонку, а
затем подается в систему питания двигателя.
Однако известные устройства, в т.ч. и
принятое в качестве ближайшего аналога, не
позволяют получать высокодисперсную
эмульсию, производить контроль за
качеством ВТЭ в процессе ее приготовления,
не обеспечивают автоматическое
регулирование качества ВТЭ, не позволяют
получать эмульсию любого требуемого
состава.
Технической задачей является
приготовление высокодисперсной ВТЭ с
обеспечением любого требуемого состава
эмульсии при контроле ее качества.
Поставленная задача решается тем, что в
отличие от ближайшего аналога установка
снабжена устройством измерения плотности
эмульсии с выходом на электромагнитный
клапан, диспергатор выполнен в виде
реактора, представляющего собой цилиндр из
материала, способного пропускать лазерные
лучи, в котором фокусируется лазерный пучок,
а на разборной колонке установлен прибор (первичный
преобразователь плотности) с возможностью
его перемещения по высоте для управления
качеством приготавливаемой эмульсии.
Указанные отличия позволяют обеспечить
приготовление высокодисперсной ВТЭ за счет
обработки лазерным лучом, возможность
контроля и задания водосодержания в
процессе ее приготовления при перемещении
первичного преобразователя плотности в
вертикальной плоскости. Такое выполнение
установки позволяет осуществлять
автоматически регулируемый подвод воды из
любой стационарной водопроводной системы и
дает возможность получать ВТЭ любого
требуемого состава.
На чертеже изображена принципиальная схема
установки для приготовления водотопливной
эмульсии.
 |
Установка содержит емкости для топлива 1 и
воды 2, фильтры топлива 3 и воды 4,
электромагнитный клапан 5,
топливоподкачивающий насос 6 с
электроприводом, диспергатор в виде
реактора 7 для приготовления водотопливной
эмульсии. Реактор 7 представляет собой
цилиндр, сделанный из материала, способного
пропускать лазерные лучи, например
кварцевое стекло. Внутренняя полость
реактора 7 с одной стороны соединена с
колонкой 8 и через проходной невозвратный
клапан 9 - с линией перепуска эмульсии в
топливный бак, а с другой стороны сообщена
трубопроводом с нагнетательной полостью
топливоподкачивающего насоса 6,
всасывающая полость которого через
электромагнитный клапан 5, фильтры топлива 3
и воды 4, проходные клапаны 11 и 12 соединена с
емкостями для воды 2 и топлива 1. Разборная
колонка 8 через проходной клапан 13
соединена с системой питания двигателя, а с
другой стороны сообщена с первичным
преобразователем плотности 14, соединенным
электрической связью с вторичным
преобразователем плотности 15, который
управляет электромагнитным клапаном 5.
Возможно подключение установки к
стационарной водопроводной сети через
клапан 16. В нижней части реактора 7
установлен спускной клапан 17. С боковой
стороны реактора 7 расположен лазер 18 с
отражателем 19.
|
Установка для приготовления водотопливной
эмульсии работает следующим образом.
Топливо из емкости 1 и вода из емкости 2,
находящиеся под постоянным напором за счет
высокого места расположения, через
проходные клапаны 11 и 12, соответствующие
фильтры топлива 3 и воды 4, по трубопроводам
с регулируемым электромагнитным клапаном 5
поступает во всасывающую полость
топливоподкачивающего насоса 6 с
электрическим приводом. Соотношение между
топливом и водой определяется проходным
сечение трубопровода воды. Полученная на
выходе из топливоподкачивающего насоса 6
грубодисперсная эмульсия поступает во
внутреннюю полость реактора 7, где
происходит ее последующее диспергирование
за счет энергии луча лазерной установки 18.
Соотношение между топливом и водой
определяется проходным сечением
трубопровода подвода воды и может быть
изменено путем воздействия на управляемый
электромагнитный клапан 5 сигналом
автоматического устройства, измеряющего
плотность. Под избыточным давлением,
возникающим в реакторе 7, полученная
водотопливная эмульсия проходит в колонку
8, где происходит распределение эмульсии в
зависимости от ее плотности по высоте
колонки 8. Водотопливная эмульсия
требуемого водосодержания (это
определяется место расположения
первичного преобразователя 14
автоматического устройства для измерения
плотности эмульсии) через проходной клапан
13 поступает в топливную систему двигателя.
Избыточная водотопливная эмульсия через
невозвратный клапан 9 поступает в емкость
для топлива 1, а затем через проходной
клапан 11 и фильтр топлива 3 во всасывающую
полость топливоподкачивающего насоса 6
идет на повторный круг циркуляции, что
позволяет получать кратность
приготовления ВТЭ.
Задание содержания воды в ВТЭ
осуществляется при помощи автоматического
устройства, состоящего из первичного
преобразователя плотности 14, соединенного
электрической связью с вторичным
преобразователем плотности 15 и выдающим
управляющий сигнал на электромагнитный
клапан 5. В качестве данного устройства
используется стандартный прибор для
управления уровнем в емкости типа ПРУ-5м.
Поддержание заданного водосодержания в ВТЭ
обеспечивается в соответствии с принципами
распределения плотности по высоте колонки
8, при этом металлизированный поплавок (на
схеме не показан) первичного
преобразователя плотности 14 с заданной
плотностью материала в объеме шарика,
равной плотности ВТЭ, определяет момент
срабатывания вторичного преобразователя
плотности 15 и далее электромагнитного
клапана 5, что обеспечивает дискретную во
времени подачу необходимого количества
воды из емкости 2 в реактор 7. Первичный
преобразователь плотности 14 за счет
упругого присоединения к колонке 8 может
перемещаться в вертикальной плоскости, что
позволяет управлять водосодержанием ВТЭ,
отбираемой к потребителям через проходной
клапан 13.
Из верхней части колонки 8 через
невозвратный клапан 9 часть ВТЭ
направляется в емкость для топлива 1, за
счет чего обеспечивается кратность
обработки ВТЭ лазером при закрытом
проходном клапане 13.
При длительном перерыве в работе путем
выключения проходных клапанов 12 и 16
возможна очистка системы от воды при
открытии спускного клапана 17 и последующей
кратковременной работы системы на чистом
топливе.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Установка для приготовления
водотопливной эмульсии, содержащая емкости
для топлива и воды, фильтры топлива и воды,
запорную арматуру, топливоподкачивающий
насос, диспергатор, колонку, отличающаяся
тем, что диспергатор выполнен в виде
реактора из материала, способного
пропускать лазерные лучи, кроме того,
снабжена устройством измерения плотности
водотопливной эмульсии и электромагнитным
клапаном, а на разборной колонке установлен
первичный преобразователь плотности с
возможностью его перемещения по высоте.
Версия для печати
Дата публикации 18.12.2006гг
вверх
|
