Сепаратор для очистки топлива

 

Изобретение относится к оборудованию для очистки топлива в процессе его использования в судовых условиях, в частности к сепараторам для очистки дизельных топлив. Сепаратор построен на принципе использования сил инерции, сил тяжести и сил молекулярного притяжения для отделения из топлива более тяжелых частиц механических примесей и воды. Он состоит из неподвижной расширительной камеры с дефлектором, предотвращающим основной унос воды и механических примесей, и отражательной перегородки, предотвращающей вторичный унос воды и потока топлива. Дефлектор и отражательная перегородка выполнены в виде конусных тарелок, ориентированных вершинами к потоку, и размещены в вертикальном цилиндрическом корпусе сепаратора, имеющем на крыше патрубки подвода и отвода топлива. Снизу корпус сепаратора закрывается отстойником, имеющим патрубок для отвода отсепарированных примесей. Для выбора и установки оптимального режима сепаратор снабжен регулирующим устройством, позволяющим изменять расстояние между тарелками дефлектора. Сепаратор удаляет полностью воду и 60 - 70% механических примесей из потока топлива, малогабаритен, надежен, прост по конструкции, дешев в изготовлении, имеет большой срок службы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для очистки топлива в процессе его использования в судовых условиях, в частности к сепараторам для очистки топлива.

Наиболее близким к предложенному является центробежный сепаратор, который служит основным средством очистки топлива от содержания золообразующих солей, механических примесей в виде частиц песка, глины, металлических частей, окалины, ржавчины, попадающих в топливо при его переработке, транспортировке, сливе, хранении, а также воды [1] Центробежные сепараторы громоздки, дорогостоящи и сложны по конструкции, требуют больших затрат энергии, специального обслуживания и контроля, надежны в работе. Вместе с тем подготовка топлива и улучшение его эксплуатационных свойств перед сжиганием является актуальной задачей.

Золообразующие соли и механические примеси снижают срок службы двигателей внутреннего сгорания (ДВС), приводят к износу цилиндро-поршневой группы, преждевременному выходу из строя топливной аппаратуры, заеданию плунжеров топливных насосов высокого давления, закоксованию сопел форсунок, что в конечном итоге приводит к чрезмерно высокому расходу топлива. Повышенное содержание воды снижает теплоту сгорания топлива, а низкая теплопроводность водяных паров ухудшает процесс горения в цилиндрах и может вызвать перебои в работе ДВС, к тому же присутствие воды в маловязком топливе снижает его смазывающие свойства и также может привести к отказам в работе топливной аппаратуры.

Целью изобретения является создание малогабаритного сепаратора, не требующего специального обслуживания, дополнительных затрат энергии на его работу и обеспечивающего очистку топлива от воды и механических примесей с достаточной полнотой и тонкостью.

Учитывая, что отделяемые примеси тяжелее топлива, указанная цель достигается созданием в конструкции сепаратора условий для наибольшего проявления сил инерции, от сил тяжести и сил молекулярного притяжения взвешенных в топливе частичек воды и механических примесей за счет резкого торможения потока, путем увеличения габаритов входного сечения, изменения его направления до восходящего, установки отражательных перегородок.

На чертеже изображен инерционный сепаратор.

Инерционный сепаратор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, подводящего патрубка 2, верхней тарелки дефлектора с расширительной камерой 3, нижней тарелки дефлектора 4 с шариком 5, отстойника 6, отражательной перегородки 7, регулирующего устройства 8.

Расширительная камера с дефлектором служит для предотвращения основного уноса воды и механических примесей с потоком топлива и представляет собой устройство, состоящее из двух тарелок с конусной поверхностью, ориентированных вершиной вверх. Тарелки жестко соосно раскреплены относительно друг друга с возможностью вращения и возвратно-поступательного перемещения нижней тарелки 4 относительно вертикальной оси и верхней тарелки 3 с целью предварительной настройки сепаратора на наиболее эффективное разделение воды и механическтх примесей. В центре расширительной камеры размещен шарик 5, спрямляющий поток. С целью предотвращения вторичного уноса воды с потоком между корпусом 1 и отстойником 6 установлена отражательная перегородка 7, выполненная в виде тарелки усеченного конуса, ориентированного вершиной вниз. С целью наибольшего действия сил инерции и сил тяжести на поток патрубки подвода и отвода отсепарированного топлива размещены на крыше корпуса сепаратора, а патрубок для удаления отсепарированных примесей в днище отстойника.

Поток топлива, поступающий в сепаратор, резко замедляется в расширителе 3 и, пройдя дефлектор, изменяется на 180^o с переходом на восходящее направление для максимального проявления сил инерции. Поскольку примеси тяжелее топлива, они оседают в низ отстойника под действием инерции и сил тяжести.

Взвешенные мельчайшие частички воды высеваются на тарелках дефлектора и отражателя, прикрепляясь к их конусно-цилиндрической поверхности, сгущаются и укрепляются в капли под действием сил межмолекулярного притяжения, стекают по ним вниз, объединяясь. Вода и механические примеси отводятся из отстойника по мере накопления.

Регулирующее устройство служит для выбора и установки оптимального режима сепарирования, затем контрится и пломбируется.

Инерционный сепаратор малогабаритен, надежен, прост в конструкции, дешев в производстве, не требует специального обслуживания, удобен в эксплуатации, снижает вероятность отказов в работе топливной аппаратуры, повышает моторесурс дизелей, значительно сокращает количество осаждаемых на фильтрах дизелей отходов, увеличивает периоды между чистками элементов фильтров, повышает их надежность и ресурс.

Конструкция сепаратора обеспечивает непрерывный поток топлива, полное удаление из него воды и механических примесей на 60 70% быструю разборку, легкий доступ к основным узлам, очистку при необходимости и сборку силами личного состава, а также долгий срок службы.

Сепаратор обладает небольшим сопротивлением потоку по отношению к другой любой конструкции, так как направление потока сепаратора изменяется один раз.

Типоразмеры сепаратора рассчитываются в зависимости от его производительности.

Для самоочистки сепаратора к патрубку удаления отсепарированных примесей присоединяется датчик раздела сред и гидроуправляемый клапан, открывающийся по мере накопления воды.

Особенно целесообразно использовать сепаратор в установках с высокооборотными дизелями, которые очень чувствительны к присутствию воды в топливе, а также производить предварительный подогрев топлива перед подачей его на сепаратор, для снижения его вязкости.

Формула изобретения

1. Сепаратор для очистки топлива, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, отстойник, патрубки подвода и отвода топлива, патрубок для удаления примесей, отличающийся тем, что патрубок подвода топлива вмонтирован в верхнюю часть корпуса по его оси и снабжен расположенной на его конце расширительной камерой с дефлектором, верхняя часть которого выполнена в виде тарелки из усеченного конуса, а нижняя в виде тарелки из конуса, вершина которого направлена вверх, при этом нижняя тарелка снабжена устройством для спрямления потока топлива, расположенным в центре расширительной камеры, патрубок отвода топлива размещен в верхней части сепаратора, а патрубок для удаления примесей в днище отстойника.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен отражательной перегородкой в виде тарелки из усеченного конуса меньшим основанием вниз, установленной выше дефлектора.

3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что нижняя тарелка дефлектора установлена с возможностью вращения и возвратно-поступательного перемещения по вертикальной оси относительно верхней тарелки.

РИСУНКИ

Рисунок 1