Устройство для получения водотопливной эмульсии

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4939312/06 (22) 24.05.91 (46) 30.10.93 Бюл. Ия 39-40 (71) Новосибирский институт инженеров водного транспорта (72) Калашников СА (73) Новосибирский институт инженеров водного транспорта (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ (57) Использование: двигатели внутреннего.сгора— ния, в частности топливные системы дизелей. Сущность изобретения: устройство содержит баки для воды 1 и топлива 2, соединенные эжектором 4, ко(в) RU (11) 2002092 С1 (5Ц 5 F 02 M 25 02 торый установлен в циркуляционном контуре с лов следовательно связанными частично поточным фильтром 5 и шестеренным насосом 8. При этом участок циркуляционного контура между фильтром

5 и насосом 8 соединен с эжектором 4 перепускным трубопроводом с регулирующим вентилем 6. В циркупяционном контуре между фильтром 5 и насосом 8 установлен дополнительно введенный сепаратор, выход тяжелой фракции из которого связан с перепускным трубопроводом. При этом сепаратор выполнен в виде гидроциклона 7, а регулирующий вентиль 6 на перепускном трубопроводе, связывающем выход гидроциклона 7 с эжектором

4, выполнен невозвратным. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

2002092

Изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания, в частности к топливным системам дизелей.

Применение в дизеле водотопливной эмульсии вместо безводного топлива позволяет успешно сжигать тяжелое топливо, форсировать дизель на 207;.сверх номинальной мощности, очищать распылители форсунок от нагара в процессе работы, снижать вредные выбросы с отработавшими газами.

Вадотопливная эмульсия, содержащая

15-207; воды, является лиофобнай. системой, в которой самопроизвольно идет процесс укрупнения частиц воды, т.е. коагуляция. Образующийся при этом гель забивает трубопроводы и фильтры, а крупные включения воды могут привести к повреждению топливной аппаратуры дизеля, Поэтому водотопливная эмульсия приготавливается либо непосредственна перед подачей в дизель, либо заранее приготовленная эмульсия непрерывно прокачивается через циркуляционный контур.

Известно устройства, вк,отором компоненты эмульсии в заданном соотношении подаются в бак, из которого забираются насосам и, пройдя через гидродинамический эмульгатар, возвращаются 8 бак. Часть эмульсии отводится потребителю после насоса.

Недостатком известной конструкции является то, что если компонентами эмульсии являются дизельное или газотурбиннае топливо и вода (без эмульгатора), то с течением времени в баке появляется гель, который постепенно забивает трубопровод циркуляционного контура ат бака к насосу.

Крупные частицы воды, содержащиеся в геле, при попадании в насос ускоряют его изнашивание и снижают долговечность насоса.

Известно устройство для приготовления водотопливной эмульсии, выбранное в качестве прототипа, содержащее баки для воды и топлива, регулировочный вентиль воды, последовательно сообщенные и образующие циркуляционный контур шестеренный топливный насос со всасывающей и нагнетательной полостями, эжектор с приемной полостью и камерой смещения, фильтр с входом и двумя выходами, перепускной трубопровод с регулирующим вентилем. Приемная полость эжектора связана с баком для топлива, а через регулировочный вентиль с баком для воды, через перепускной трубопровод приемная полость эжектора связана с участком циркуляционного контура между одним из выходов фильтра и всасывающей полостью насоса, причем другой выход фильтра связан с дизелем. Отбор водотопливной эмульсии из циркуляционного контура для дизеля производится через фильтрующий элемент частично паточного фильтра, а возврат неиспользованной в дизеле водотопливной эмульсии в циркуляцианный контур производится на участке перепускного трубопровода между регулирующим вентилем и эжектором. Вода и топливо. используемые для приготовления эмульсии, подаются в приемную полость эжектора из баков воды и топлива, имеющих постоянный уровень.

Недостатком известного устройства яв15 ляется малая надежность шестеренного насоса, особенно в случае приготовления водотопливнай эмульсии из дизельного или газотурбинного топлива. Это объясняется следующим. Поток эмульсии в частично по20 точном фильтре разделяется на отфильтрованную тонкодисперсную эмульсию, направляемую в дизель, и неотфильтрованную грубодисперсную эмульсию, направляемую в шестеренный насос. Размеры капель воды в последнем потоке увеличиваются изэа отбора тонкодисперсной части и иэ-за разрушения эмульсии на фильтрующей перегородке, смачиваемой топливом, но не смачиваемай водой, Крупные частички воЗ0 ды, содержащей в грубодисперсной эмульсии, попадают в подшипники скольжения шестереннога насоса, взывая их ускоренное изнашивание, Целью изобретения является повышение надежности устройства для получения водотопливной эмульсии. Использование заявляемого изобретения позволит существенно (не менее чем в " раза) повысить долговечность шестеренного насоса, а

40 следовательно, и надежность установки для получения эмульсии, Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено сепаратором с двумя входами и двумя выходами, один вход кото45 рого связан с линией возврата эмульсии из дизеля, а другой вход связан с вторым выходам частично паточного фильтра, один выход сепаратора связан с перепускным трубопроводом, а другой выход — с всасывающей полостью насоса. Поступающая во входы сепаратора эмульсия разлагается на тяжелую фракцию, т,е. воду (с небольшим содержанием топлива), и легкую фракцию, т.е. топливо (или тонкодисперсную эмуль55 сию с очень малым содержанием воды). Топливо направляется в шестеренный насос, а вода по перепускному трубопроводу — в эжектор. Чтобы исключить перетекание жидкости из эжектора в сепаратор через перепускнай трубопровод, регулирующий

2002092 вентиль на нем выполняется невозвратным.

Благодаря установке сепаратора шестеренный насос, включенный в циркуляционный контур, работает на практически безводном топливе или на тонкодисперсной эмульсии с очень малым содержанием воды. Тонкодисперсная эмульсия обладает высокой устойчивостью и не вызывает ускоренного изнашивания подшипников насоса. Сепаратор может быть выполнен в виде гидроциклона.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства для получения водотопливной эмульсии.

Устройство содержит баки постоянного уровня для воды 1 и топлива 2, регулировочный вентиль 3 воды, эжектор 4, частично поточный фильтр 5, невозвратный регулирующий вентиль 6, гидроциклон 7, шестеренный насос 8.

Благодаря разрежению в приемной полости эжектора 4 в нее засасываются в требуемой пропорции компоненты эмульсии (56) Лебедев О.Н.. Сомов В,А. и Сисин В.Д.

Водоотливные эмульсии в судовых дизелях, Л.: Судостроение, 1988, с,64-66.

25 полостью насоса, а другой выход фильтра связан с дизелем, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, устройство дополнительно снабжено сепаратором с двумя входами и двумя выходами, один вход которого связан с линией возврата эмульсии из дизеля, другой вход связан с вторым выходом фильтра, один выход се35 паратора связан с перепускным трубопроводом, второй выход - с всасывающей полостью насоса; причем фильтр выполнен частично - поточным.

2. Устройство по п.1, отличающееся

40 тем, что сепаратор выполнен в виде гидроциклона, а регулирующий вентиль на перепускном трубопроводе выполнен невозвратным.

Составитель С.Калашникова

Техред М.Моргентал Корректор М.Керецман

Редактор Н, Цалихина

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035,Москва,Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3163

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретен ия

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ, содержащее баки для воды и топлива, регулировочный вентиль воды, последовательно сообщенные и образующие циркуляционный контур, шестеренчатый топливный насос со всасывающей и нагнетательной полостями, эжектор с приемной полостью, связанный с баком для топлива, а через регулировочный вентиль с баком для воды, фильтр с входом и двумя выходами, перепускной трубопровод с регулирующим вентилем, причем приемная полость эжектора связана через перепускной трубопровод с участком циркуляционного контура между одним из выходов фильтра и всасывающей (вода и топливо) из баков 1 и 2. Состав эмульсии может регулироваться вентилем 3, Полученная в эжекторе 4 эмульсия подается в частично поточный фильтр 5, из которого

5 часть эмульсии через фильтрующую перегородку отбирается в дизель, а остальная эмульсия поступает в гидроциклон 7. Неиспользованная в дизеле эмульсия также поступает на вход в гидроциклон. В последнем

10 эмульсия разделяется на воду (с примесью топлива) и топливо (либо тонкодисперсную водотопливную эмульсию с очень малым содержанием воды). Вода через невозвратный регулирующий вентиль 6 поступает в прием15 ную полость эжектора 4, а топливо — в шестеренный насос 8. Таким образом исключается работа шестеренного насоса на водотопливной эмульсии с большим содержанием воды, приводящей к ускоренно20 му изнашиванию подшипников насоса,