Турбулизированный кавитатор-эмульсатор тяжелых нефтепродуктов



Турбулизированный кавитатор-эмульсатор тяжелых нефтепродуктов
Турбулизированный кавитатор-эмульсатор тяжелых нефтепродуктов
Турбулизированный кавитатор-эмульсатор тяжелых нефтепродуктов
Турбулизированный кавитатор-эмульсатор тяжелых нефтепродуктов
Турбулизированный кавитатор-эмульсатор тяжелых нефтепродуктов
Турбулизированный кавитатор-эмульсатор тяжелых нефтепродуктов

 


Владельцы патента RU 2419745:

Бороздин Виктор Сергеевич (RU)

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам для приготовления водотопливных эмульсий и суспензий, а также восстановительной обработки застарелых мазутов. Турбулизированный кавитатор-эмульсатор тяжелых нефтепродуктов содержит прямоточный корпус с последовательно установленными в нем турбулизатором и кавитатором. Кавитатор выполнен в виде, по крайней мере, двух рядов стержней, стержни закреплены в стенках корпуса перпендикулярно потоку на одинаковом расстоянии между собой. Число стержней в рядах увеличивается с увеличением поперечного сечения канала. Стержни установлены в стенках корпуса по плотной посадке. Изобретение позволяет повысить качество получаемой эмульсии, надежность работы и улучшить технико-экономические параметры процесса приготовления мелкодисперсной эмульсии. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам для приготовления водотопливных эмульсий и суспензий, а также восстановительной обработки застарелых мазутов. Оно может быть использовано для кавитационной обработки тяжелой нефти с образованием гомогенной мелкодисперсной эмульсии (суспензии) на выходе устройства перед транспортировкой.

Известен турбулизированный кавитатор-эмульсатор тяжелых нефтепродуктов, содержащий прямоточный корпус с последовательно установленными в нем турбулизатором и кавитатором (см. патент RU 30094 U1, кл. F23K 5/00, опубл. 20.06.2003). Недостатками известного устройства являются относительно большие габариты и металлоемкость, сложность в изготовлении, высокое гидравлическое сопротивление и необходимость многократной обработки смеси для получения гомогенной эмульсии.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в повышении качества получаемой эмульсии, надежности работы и улучшении технико-экономических параметров процесса приготовления мелкодисперсной эмульсии. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что турбулизированный кавитатор-эмульсатор тяжелых нефтепродуктов, содержащий прямоточный корпус с последовательно установленными в нем турбулизатором и кавитатором, который выполнен в виде, по крайней мере, двух рядов стержней, закрепленных в стенках корпуса перпендикулярно потоку на одинаковом расстоянии между собой, причем число стержней в рядах увеличивается с увеличением поперечного сечения канала, и стержни установлены в стенках корпуса по плотной посадке. Стержни могут быть выполнены в виде цилиндров, на которых могут быть выполнены продольные лыски или пазы с противоположной по потоку стороны. Предпочтительно кавитатор выполнен в виде трех рядов стержней, причем расположенные в корпусе части стержней выполнены в виде цилиндров, при этом во втором ряду по ходу потока на цилиндрах выполнены продольные лыски с противоположной по потоку стороны, а в стержнях третьего ряда с той же стороны выполнены продольные пазы.

На фиг.1 представлено осевое сечение предлагаемого кавитатора-эмульсатора;

на фиг.2 - поперечное сечение по плоскости А-А на фиг.1;

на фиг.3 - поперечное сечение по плоскости Б-Б на фиг.1;

на фиг.4-6 изображены поперечные сечения стержней кавитатора-эмульсатора для цилиндрического варианта исполнения, а также вариантов с лыской и пазом соответственно.

Турбулизированный кавитатор-эмульсатор тяжелых нефтепродуктов содержит прямоточный корпус 1, в котором расположены турбулизатор 2 и кавитатор. Кавитатор выполнен в виде рядов стержней 3, закрепленных в стенках корпуса 1 по плотной посадке перпендикулярно потоку на одинаковом расстоянии между собой. Число стержней в рядах увеличивается с увеличением поперечного сечения канала.

Предпочтительно кавитатор выполнен в виде трех рядов стержней. Расположенные в корпусе части стержней выполнены в виде цилиндров (фиг.4). Во втором ряду по ходу потока на цилиндрах выполнены продольные лыски с противоположной по потоку стороны (фиг.5). В стержнях третьего ряда с той же стороны выполнены продольные пазы (фиг.6).

Турбулизатор 2 представляет собой коаксиальные с трубопроводом нефтепродукта участки сужения-расширения проходного сечения трубопровода, обеспечивающие многократные ускорения-торможения потока с изменением направления движения потока, что приводит к образованию вихрей. Турбулизатор 2 преобразует ламинарный режим течения высоковязкой жидкости в турбулентный, способствующий интенсивному перемешиванию разнородных компонентов жидкости перед входом в канал кавитационной обработки. Таким образом, предлагаемое устройство существенно снижает кратность обработки нефтепродукта, необходимой для получения гомогенной эмульсии. В других известных из уровня техники устройствах необходимость длительной многократной обработки связана с тем, что при наличии в нефтепродукте инородных гомогенных жидкостных включений большого объема (больших, чем объем канала кавитационной обработки) образования эмульсии не происходит, так как при этом в кавитационном канале не происходит смешивания жидкостей, образующих эмульсию. Предлагаемое устройство предварительной турбулизации обеспечивает эффективное смешивание нефтепродукта и инородных жидкостей, поскольку это перемешивание происходит в объеме, в несколько десятков раз превышающем объем канала кавитационной обработки. Установка предварительного турбулизирующего устройства лишь незначительно (не более чем на 5-10%) увеличивает общее гидравлическое сопротивление кавитатора-эмульсатора.

В предлагаемом устройстве кавитационная обработка жидкости производится в профилированных узких каналах с гладкими стенками, без дополнительных перегородок, причем оси каналов коаксиальны оси трубопровода. Предлагаемая конструкция канала - плоский канал щелевого типа с гладкими стенками. В канале предусмотрен начальный участок для ускорения потока, сужающийся по направлению потока, далее - критическое сечение с переходом в расширяющуюся часть. В начале расширяющейся части расположена первая группа стержней, вызывающих кавитацию. Оси стержней перпендикулярны плоскости щелевого канала. Предлагаемое устройство характеризуется надежным безрезьбовым закреплением вызывающих кавитацию стержней непосредственно на стенках каналов, без каких-либо перегородок. Резьбовое соединение, используемое в известных устройствах, нецелесообразно, поскольку при длительной интенсивной работе с тяжелыми нефтепродуктами резьба закоксовывается и повторно ее использовать невозможно. В предлагаемой конструкции стержни устанавливаются на плотной посадке, что обеспечивает легкую замену в случае ремонта.

Предлагаемое профилирование стержней облегчает отрыв струи потока с образованием кавитационной каверны. В то же время цилиндрическая часть стержня, обращенная к набегающему потоку, выполняется гладкой, с высоким классом чистоты обработки, это снижает гидравлическое сопротивление устройства. Известное из уровня техники применение рифленых поверхностей стержней, вызывающих кавитацию, не оправдано, т.к. для вязких жидкостей мелкие неровности поверхности способствуют лишь увеличению толщины пограничного пристеночного слоя жидкости, скорость которого невелика, кавитация в нем не развивается, а лишь увеличивается гидравлическое сопротивление устройства без повышения интенсивности кавитационной обработки. Торможение жидкости на плохо обработанных или рифленых поверхностях снижает скорость потока, увеличивает бесполезные тепловые потери и требует больших энергозатрат для ускорения жидкости с целью получения гидродинамической кавитации. Стержни в пределах одной группы расположены строго эквидистантно, что обеспечивает равномерность кавитационного воздействия на весь поток жидкости. Группы стержней расположены на строго определенном расстоянии, обеспечивающем возможность образования стоячих ультразвуковых волн в объеме протекающей через канал жидкости.

1. Турбулизированный кавитатор-эмульсатор тяжелых нефтепродуктов, содержащий прямоточный корпус с последовательно установленными в нем турбулизатором и кавитатором, отличающийся тем, что кавитатор выполнен в виде, по крайней мере, двух рядов стержней, закрепленных в стенках корпуса перпендикулярно потоку на одинаковом расстоянии между собой, причем число стержней в рядах увеличивается с увеличением поперечного сечения канала, и стержни установлены в стенках корпуса по плотной посадке.

2. Кавитатор-эмульсатор по п.1, отличающийся тем, что стержни выполнены в виде цилиндров.

3. Кавитатор-эмульсатор по п.1, отличающийся тем, что стержни выполнены в виде цилиндров, на которых выполнены продольные лыски с противоположной по потоку стороны.

4. Кавитатор-эмульсатор по п.1, отличающийся тем, что стержни выполнены в виде цилиндров, на которых выполнены продольные пазы с противоположной по потоку стороны.

5. Кавитатор-эмульсатор по п.1, отличающийся тем, что кавитатор выполнен в виде трех рядов стержней, причем расположенные в корпусе части стержней выполнены в виде цилиндров, при этом во втором ряду по ходу потока на цилиндрах выполнены продольные лыски с противоположной по потоку стороны, а в стержнях третьего ряда с той же стороны выполнены продольные пазы.



 

Похожие патенты:

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

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 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