Устройство получения смесевого дизельного топлива (варианты)

Изобретение относится к устройствам получения смесевого дизельного топлива и может быть использовано для получения моторного топлива для дизельных двигателей. Устройство для получения смесевого дизельного топлива содержит корпус с патрубками для подачи и отвода топлива, выполненный в виде герметичного канала из нескольких прямолинейных участков, последовательно соединенных гибами с установленными внутри каждого прямолинейного участка телами кавитации. На гибах установлены дополнительно формирователи вихря, выполненные в виде цилиндрических полостей с коническим основанием, ось которых перпендикулярна оси канала, а оси прямолинейных участков расположены друг к другу под углом 121-200°. Устройство для получения смесевого дизельного топлива содержит корпус с патрубками для подачи и отвода топлива с герметичным каналом из нескольких соединенных прямолинейных участков с установленными внутри каждого прямолинейного участка телами кавитации. Корпус содержит несколько герметичных каналов, каждый из которых состоит из нескольких прямолинейных участков, соединенных переходами, входы и выходы соседних участков соединены между собой, при этом каждый участок содержит несколько тел кавитации, оси которых перпендикулярны оси канала, а на переходах установлены формирователи вихря, выполненные в виде цилиндрических полостей с коническими основаниями, ось которых перпендикулярна оси канала. Устройство для получения смесевого дизельного топлива содержит корпус с патрубками для подачи и отвода топлива с герметичным каналом из нескольких соединенных прямолинейных участков с установленными внутри каждого прямолинейного участка телами кавитации. Устройство содержит несколько герметичных каналов, каждый из которых состоит из нескольких прямолинейных участков, входы и выходы каналов соединены между собой и направлены под углом 121-200° друг к другу, в местах пересечения каналов установлены объемные полости диаметром D с телами кавитации диаметром d с соотношением а на гибах каналов установлены формирователи вихря, выполненные в виде цилиндрических полостей с коническими основаниями, ось которых перпендикулярна оси канала. Объемные полости и тела кавитации выполнены или в виде цилиндров, оси которых перпендикулярны оси канала, или в виде осесимметричных сфер. Задачей изобретения является получение смесевого дизельного топлива с низкими энергетическими затратами и характеристиками, удовлетворяющими стандартам качества на моторное топливо, и пригодного для использования в двигателях внутреннего сгорания. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к устройствам получения смесевого дизельного топлива и может быть использовано для получения моторного топлива для дизельных двигателей.

Известно устройство изготовления печного жидкого топлива путем смешения мазута с водой и получения водотопливной эмульсии с последующим использованием в топочных камерах (а.с. СССР №214948, кл. F23D 11/06, 1966 г.). Недостатком известного устройства является невысокое качество смесеобразования и высокие энергозатраты на получение смесевого топлива. Другим недостатком является то, что полученное жидкое топливо не соответствует стандартам на моторное топливо и оно не пригодно для использования в двигателях внутреннего сгорания.

Известна конструкция механического эмульгатора, состоящего из корпуса с расположенными в нем перегородками, служащими для турбулизации потока мазута и подаваемой на вход эмульгатора воды (а.с. СССР №117106, класс C10L 11/00, 1959 г.). Недостатком известного устройства является его большая металлоемкость и малая дисперсность получаемой водомазутной смеси.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для подготовки к сжиганию обводненного мазута, содержащее корпус со штуцерами для ввода мазута и водяного пара, корпус выполнен в виде нескольких цилиндрических прямолинейных участков, последовательно соединенных гибами, а внутри каждого прямолинейного участка установлены тела кавитации, расположенные скрещенно-последовательно в поперечных сечениях по диаметру между штуцерами ввода пара. Корпус дополнительно снабжен штуцером для ввода воды, установленным на гибе, штуцером для ввода пара, также установленным на гибе, а оси прямолинейных участков расположены под углом 30-120° друг к другу. Устройство используется в котельной технике, где в качестве топлива используется мазут, для приготовления водомазутной эмульсии для последующего сжигания в топочных устройствах (пат. РФ №2044960, кл. 6F23K 5/00, 25.09.1992). Недостатком известного устройства являются большие энергозатраты на получение пара и подогрев топлива. Другим недостатком является необходимость быстрого использования полученного топлива непосредственно после приготовления, а также несоответствие характеристик получаемого топлива стандартам на моторное топливо.

Все рассмотренные устройства используют для получения водотопливной эмульсии, тогда как основным требованием к дизельному топливу является отсутствие следов воды в топливе.

Задачей изобретения является создание устройства для получения смесевого дизельного топлива с низкими энергетическими затратами и характеристиками, удовлетворяющими стандартам качества на моторное топливо, и пригодного для использования в двигателях внутреннего сгорания.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для получения смесевого дизельного топлива, содержащем корпус с патрубками для подачи и отвода топлива, выполненный в виде герметичного канала из нескольких прямолинейных участков, последовательно соединенных гибами, с установленными внутри каждого участка телами кавитации, на гибах установлены дополнительно формирователи вихря, выполненные в виде цилиндрических полостей с коническим основанием, ось которых перпендикулярна оси канала, а оси прямолинейных участков расположены друг к другу под углом 121-200°.

В варианте устройства для получения смесевого дизельного топлива, содержащего корпус с патрубками для подачи и отвода топлива с герметичным каналом из нескольких соединенных прямолинейных участков с установленными внутри каждого прямолинейного участка телами кавитации, корпус содержит несколько герметичных каналов, каждый из которых состоит из нескольких прямолинейных участков, соединенных переходами, входы и выходы соседних участков соединены между собой, при этом каждый участок содержит несколько тел кавитации, оси которых перпендикулярны оси канала, а на переходах установлены формирователи вихря, выполненные в виде цилиндрических полостей с коническими основаниями, ось которых перпендикулярна оси канала.

В другом варианте устройство для получения смесевого дизельного топлива, содержащее корпус с патрубками для подачи и отвода топлива с герметичным каналом из нескольких соединенных прямолинейных участков с установленными внутри каждого прямолинейного участка телами кавитации, содержит несколько герметичных каналов, каждый из которых состоит из нескольких прямолинейных участков, соединенных переходами, входы и выходы каналов соединены между собой и направлены под углом 121-200° друг к другу, в местах пересечения каналов установлены объемные полости диаметром D с телами кавитации диаметром d с соотношением а на гибах каналов установлены формирователи вихря, выполненные в виде цилиндрических полостей с коническими основаниями, ось которых перпендикулярна оси канала.

В устройстве для получения смесевого дизельного топлива объемные полости и тела кавитации выполнены в виде цилиндров, оси которых перпендикулярны оси канала.

В другом варианте устройства для получения смесевого дизельного топлива объемные полости и тела кавитации выполнены в виде осесимметричных сфер.

Устройство получения смесевого дизельного топлива иллюстрируется на фиг.1-7, где на фиг.1 представлена общая схема устройства получения смесевого дизельного топлива, на фиг.2 - конструкция устройства для получения смесевого дизельного топлива с одним каналом, на фиг.3 - поперечное сечение канала с цилиндрическим телом кавитации, на фиг.4 - поперечное сечение канала с формирователем вихря, на фиг.5 - конструкция устройства с двумя параллельными каналами, на фиг.6 - конструкция устройства с каналами, развернутыми друг к другу под углом 130°, на фиг.7 - поперечное сечение канала со сферическим телом кавитации.

Устройство на фиг.1 содержит емкость 7 для дизельного топлива, емкость 2 для воды и емкость 3 для поверхностно-активных веществ. Емкости 1, 2, 3 соединены трубопроводами 4, 5 и 6 со смесителем 7. Смеситель 7 через насос высокого давления 8, реактор 9 соединен с фильтром 10 и накопительной емкостью 11.

Устройство на фиг.1 работает следующим образом. Дизельное топливо, воду и поверхностно-активные вещества смешивают в объемном отношении 1:(0,01-0,5):(0,0001-0,005) в смесителе 7. Полученную смесь с помощью насоса высокого давления 8 подают в реактор 9, где водотопливную эмульсию преобразуют в смесевое дизельное топливо, не содержащее воды. В реакторе 9 производят также дополнительную очистку смесевого дизельного топлива от парафинов и серы. Смесевое дизельное топливо фильтруют в фильтре 10 и подают в накопительную емкость 11.

Реактор 9 устройства для получения смесевого дизельного топлива на фиг.2 имеет корпус 12, входной 13 и выходной 14 патрубки. В корпусе установлены участки 15, состоящие из прямолинейных каналов 16, соединенных последовательно с помощью гибов 17 друг с другом и с патрубками 13 и 14. Количество прямолинейных каналов 16 составляет от 1 до 100. Оси 18 каналов 16 расположены друг к другу под углом 121-200°. На каждом канале 16 установлены тела кавитации 19, оси которых перпендикулярны оси 18 каналов 16. На гибах 17 установлены формирователи вихря 20.

На фиг.3 представлено поперечное сечение тела кавитации 19, выполненного в виде цилиндра 21. Диаметр d цилиндра 21 тела кавитации 19 составляет 90-99% от поперечного размера В канала 16.

На фиг.4 представлено поперечное осевое сечение формирователя вихря 20. Формирователи вихря 20 выполнены в виде цилиндрических полостей 22 с коническими основаниями 23, которые расположены на двух основаниях цилиндрической полости 22 или только на нижней полости.

Реактор устройства для получения смесевого дизельного топлива на фиг.5 содержит два соединенных канала 16 и 24, каждый из которых состоит из прямолинейных участков. Входы 25 и выходы 26 каналов 16 и 24 соединены между собой с помощью переходов 27. При этом в каналах 16 и 24 установлены тела кавитации 19, а на переходах 27 установлены формирователи вихря 20.

На фиг.6 входы и выходы каналов 16 и 24 соединены между собой и направлены под углом α=121-200° (например, под углом α=130°) друг к другу. В центре пересечения каналов 16 и 24 установлены полости 28, в которых размещены тела кавитации 19. Полости 28 и тела кавитации выполнены в виде цилиндров с диаметром D и d, оси которых перпендикулярны оси 29 канала 16 и оси 30 канала 24. В другом варианте конструкции устройства полости 28 и тела кавитации выполнены в виде сфер диаметром D и d, отношение Формирователи вихря 20 выполнены на гибах 31 каналов 16 и 24.

На фиг.7 показано поперечное сечение полости 28 со сферическим телом кавитации 19. Диаметр d сферического тела кавитации 19 составляет 90-99% от диаметра D сферической полости 28. Каналы 16 и 24 установлены под углом 30° друг к другу.

Устройство для получения смесевого дизельного топлива работает следующим образом.

Смесь дизельного топлива с водой подают под давлением 10-100 кг/см2 на входной патрубок 13 реактора 9. Температура смеси составляет 10-100°С, а производительность реактора 10-3-102 м3/час. Цилиндрическая форма каналов 16 и 24 с переменной кривизной с формирователями вихрей 20 приводит к появлению вихрей в водотопливной смеси и столкновению встречных потоков смеси на каналов 16 и 24. Гидравлическое сопротивление реактора при подаче водотопливной смеси со стороны выходного патрубка 13 в 10-300 раз превышает гидравлическое сопротивление реактора при подаче водотопливной смеси со стороны выходного патрубка 14. При этом водотопливная смесь гомогенизируется под действием поверхностно-активных веществ и под действием тел кавитации 19. В гомогенизированной водотопливной смеси в каналах 16 и 24 создают микро- и нанообласти в виде схлопывающихся кавитационных пузырьков, в которых давление и температура в 20-1000 раз превышают давление и температуру водотопливной смеси на входе 13 реактора 9. Высокое давление и температура в присутствии каталитического воздействия поверхностно-активных веществ приводят к разрыву углеводородных цепей и связей Н+ и ОН- в воде, к их взаимодействию с образованием новых углеводородных цепей с присоединением к ним ионов Н+ и ОН-. Процесс получения смесевого дизельного топлива осуществляют до полного преобразования и исчезновения воды в смесевом дизельном топливе.

После обработки в реакторе 9 получены следующие характеристики смесевого дизельного топлива.

№ п/п Параметры Дизельное топливо Смесевое дизельное топливо
1 Кинематическая вязкость при 18°С 2,7 мм2 2,8 мм2
2 Кислотность 1,23 мг кон/100 мл 0,82 мг кон/100 мл
3 Содержание воды отсутствует отсутствует
4 Цетановое число 51,5 51,5
5 Плотность при 18°С 821 821,5
6 Температура вспышки, °С, не ниже 66 68
7 Температура помутнения, °С, не выше -16 -19
8 Температура застывания, °С, не выше -23 -26
9 Содержание водорастворимых кислот и щелочей отсутствует отсутствует

Фракционный состав полученного смесевого дизельного топлива практически не отличается от исходного дизельного топлива. Остальные характеристики смесевого дизельного топлива соответствуют стандартам на дизельное топливо.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить получение качественного смесевого дизельного топлива при минимальных энергетических затратах. Устройства могут быть использованы для получения смесевого биодизельного топлива на основе растительных масел, а также для получения смесевого мазутного и печного топлива.

1. Устройство для получения смесевого дизельного топлива, содержащее корпус с патрубками для подачи и отвода топлива, выполненный в виде герметичного канала из нескольких прямолинейных участков, последовательно соединенных гибами с установленными внутри каждого прямолинейного участка телами кавитации, отличающееся тем, что на гибах установлены дополнительно формирователи вихря, выполненные в виде цилиндрических полостей с коническим основанием, ось которых перпендикулярна оси канала, а оси прямолинейных участков расположены друг к другу под углом 121-200°.

2. Устройство для получения смесевого дизельного топлива, содержащее корпус с патрубками для подачи и отвода топлива с герметичным каналом из нескольких соединенных прямолинейных участков с установленными внутри каждого прямолинейного участка телами кавитации, отличающееся тем, что корпус содержит несколько герметичных каналов, каждый из которых состоит из нескольких прямолинейных участков, соединенных переходами, входы и выходы соседних участков соединены между собой, при этом каждый участок содержит несколько тел кавитации, оси которых перпендикулярны оси канала, а на переходах установлены формирователи вихря, выполненные в виде цилиндрических полостей с коническими основаниями, ось которых перпендикулярна оси канала.

3. Устройство для получения смесевого дизельного топлива, содержащее корпус с патрубками для подачи и отвода топлива с герметичным каналом из нескольких соединенных прямолинейных участков с установленными внутри каждого прямолинейного участка телами кавитации, отличающееся тем, что устройство содержит несколько герметичных каналов, каждый из которых состоит из нескольких прямолинейных участков, входы и выходы каналов соединены между собой и направлены под углом 121-200° друг к другу, в местах пересечения каналов установлены объемные полости диаметром D с телами кавитации диаметром d с соотношением , а на гибах каналов установлены формирователи вихря, выполненные в виде цилиндрических полостей с коническими основаниями, ось которых перпендикулярна оси канала.

4. Устройство для получения смесевого дизельного топлива по п.3, отличающееся тем, что объемные полости и тела кавитации выполнены в виде цилиндров, оси которых перпендикулярны оси канала.

5. Устройство для получения смесевого дизельного топлива по п.3, отличающееся тем, что объемные полости и тела кавитации выполнены в виде осесимметричных сфер.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам получения смесевого дизельного топлива и может быть использовано для получения моторного топлива для дизельных двигателей. .

Изобретение относится к технике, предназначенной для сжигания жидкого топлива в теплоэнергетических, технологических и коммунальных установках и может быть использовано в металлургической, химической промышленности и других отраслях сферы деятельности человека.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системе питания камер внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для сжигания жидкого углеводородного топлива с повышенной экономичностью, надежностью (в частности, благодаря отказу от насосов с электроприводами) и экологическими показателями, а также с расширенными функциональными возможностями.

Изобретение относится к области сжигания топлива и может быть использовано в котельных и на тепловых электростанциях с целью повышения экономичности, надежности и снижения вредного воздействия на окружающую среду.

Изобретение относится к области топливной энергетики и касается качества приготовления жидких углеводородных горючих. .
Изобретение относится к способам получения мелкодисперсного распыливания, испарения и газификации жидкого топлива. .

Изобретение относится к устройствам для подготовки жидкого топлива к сжиганию и может быть использовано в коммунальном хозяйстве и в отраслях промышленности, имеющих котельные установки, работающие на жидком топливе.

Изобретение относится к способам подготовки жидкого топлива и жидких отходов, содержащих органические вещества, к сжиганию. .

Изобретение относится к области эксплуатации тепловых энергетических комплексов, оборудованных паровыми и водогрейными котлами, сжигающими жидкое нефтяное топливо и природный газ.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к котельной технике, в которой используют вязкое топливное сырье, в частности мазут, в качестве топлива и предназначено для мелкодисперсионного эмульгирования обводненного мазута и приготовления водомазутной эмульсии, направляемой на сжигание в топочных устройствах

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам для приготовления водотопливных эмульсий и суспензий, а также восстановительной обработки застарелых мазутов

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для гидродинамического эмульгирования жидкого топлива содержит гидродинамический кавитационный аппарат, выполненный как тангенциально-осевой вихревой эмульгатор, состоящий из трубопровода обрабатываемых жидких топлив, трубопровода добавляемой жидкости - чистой, замазученной или замасленной воды, отработавших масел, горючих жидких отходов, присадок, цилиндрического корпуса эмульгатора с верхней и средней кольцевыми полостями и внутренней полостью, кавитационной зоной; верхняя и средняя кольцевые полости связаны тангенциально установленными соплами с внутренней полостью корпуса эмульгатора, обеспечивающими, соответственно, тангенциальный подвод в нее жидких топлив и добавляемой жидкости, трубопровод добавляемой жидкости соединен осевым патрубком с внутренней полостью корпуса эмульгатора, с возможностью подачи в его центральную осевую часть добавляемой жидкости; трубопровод добавляемой жидкости снабжен регулирующим вентилем с возможностью регулирования в эмульгированном топливе процентного соотношения обрабатываемого жидкого топлива и добавляемой жидкости. Задача изобретения - повышение эффективности эмульгирования жидкого топлива с целью улучшения процесса его сгорания, утилизация замазученных и замасленных вод, подмешивание к топливу отработавших масел и других горючих жидких отходов и уменьшение концентрации вредных веществ в отходящих газах. 2 ил.

Устройство для подготовки к сжиганию нефтяного топлива содержит корпус со штуцерами для ввода нефтяного топлива и воды. Штуцер выполнен в виде прямолинейного участка. Устанавливается кольцевое сопло с расположенными напротив сопла резонансными пластинами. Пластины имеют кольцевое расположение и колеблются с различной резонансной частотой за счет энергии струи жидкости, истекающей из сопла. Сопло и резонансные пластины устанавливаются при помощи резьбовых соединении. Это позволяет производить легкую и быструю замену частей. Регулировка эффективности генерируемого ультразвука осуществляется изменением расстояния между соплом и пластинами. Изобретение позволяет увеличить пропускную способность. 1 ил.
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию в камере сгорания, преимущественно, поршневого двигателя, заключающийся в том, что создают воздуховодяную мелкодисперсную эмульсию путем распыления воды, на полученную эмульсию воздействуют СВЧ-излучением до нагрева эмульсии до температуры кипения воды, затем обработанную эмульсию подают в камеру сгорания и повторно воздействуют на нее СВЧ-излучением до нагрева эмульсии до температуры, превышающей температуру кипения воды при давлении в камере сгорания, после чего в камеру сгорания впрыскивают топливо. Технический результат заключается в снижении расхода топлива и повышении к.п.д. работы двигателя, а также снижении токсичности выхлопных газов за счет повышения степени активности водной составляющей в процессе диспергирования (мелкости распыливания) топлива и его испарения посредством использования накопленной в воде энергии СВЧ-излучения.

Изобретение относится к устройствам для смешения потоков жидкостей. Способ определения параметров для целевого эмульгатора для создания конкретных водотопливных эмульсий, соответствующих эмульсиям, создаваемым эталонным эмульгатором, в котором целевой эмульгатор и эталонный эмульгатор содержат соответственно целевую смесительную камеру и эталонную смесительную камеру для смешивания топлива и воды, причем способ содержит следующие этапы: (I) определение размера целевой смесительной камеры для целевого эмульгатора исходя из размера эталонной смесительной камеры эталонного эмульгатора, причем определенный размер целевой смесительной камеры обеспечивает турбулентный режим течения в целевой смесительной камере; (II) вычисление относительного размера частиц воды исходя из указанного определенного размера; (III) определение размера для по меньшей мере одной водяной форсунки целевого эмульгатора для впрыска воды в топливо в целевой смесительной камере исходя из вычисленного относительного размера частиц воды. Изобретение позволяет получить водотопливную эмульсию с требуемым содержанием воды и размером частиц. 4 н. и 28 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система для получения водотопливной эмульсии, включающая реакторное устройство (150), подвод топлива (110), соединенный с упомянутым реакторным устройством, подвод воды (120), соединенный с упомянутым реакторным устройством, насос, соединенный с упомянутым реакторным устройством, и встроенный в линию контур (173) для повторной обработки циркулирующей эмульсии, соединенный с упомянутым насосом и в реальном времени подающий эмульсию на нагрузку (двигатель, турбину и т.д.). Упомянутое реакторное устройство включает невибрирующий упор такой формы, чтобы создавать кавитацию, достаточную для эмульгирования воды в топливе от упомянутого подвода воды и упомянутого подвода топлива. Технический результат заключается в оптимизации системы приготовления и подачи водотопливной эмульсии и повышении универсальности данной системы. 16 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх