Установка получения водотопливной эмульсии


 


Владельцы патента RU 2569779:

Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Аркон" (RU)

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена установка получения водотопливной эмульсии (ВТЭ), оснащенная регулятором давления 11, который установлен на трубопроводе возврата ВТЭ 10 из топливоподающей системы 9 и при этом механически и гидравлически связан с регулятором 2 расхода воды, а кроме того, установка дополнительно снабжена воздушным баллоном 13 и редуктором 14, подключенными к баку для воды 4. Технический результат заключается в возможности автоматического поддержания оптимального состава эмульсии без ее расслоения в широком диапазоне изменения режимов работы ДВС. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике приготовления эмульсии, которая может быть использована в качестве альтернативного топлива в двигателях внутреннего сгорания (ДВС).

Известна установка получения водотопливной эмульсии (ВТЭ), содержащая диспергатор в виде шестеренчатого насоса, подключенного к двигателю внутреннего сгорания, регулятор максимального давления за насосом, топливопровод и водопровод с регулируемыми жиклерами (см. Ф.В. Смоль, Е.Е. Арсенов. «Перспективные топлива для автомобилей». М., Транспорт, 1976, стр. 81-82, рис. 34).

Данная установка, отличаясь простотой, обладает следующими недостатками:

- добавка эмульгатора к топливу значительно снижает эксплуатационные показатели двигателя;

- при изменении режима работы двигателя для поддержания состава ВТЭ требуется ручное регулирование соотношения расходов воды и топлива.

Наиболее близкой по технической сущности является установка получения ВТЭ, включающая насос-диспергатор, подключенный трубопроводом подачи и возврата ВТЭ к топливоподающей системе ДВС, которая связана трубопроводом возврата ВТЭ со входом насоса-диспергатора, топливный бак и бак для воды, каждый из которых подсоединен к насосу-диспергатору, и регулятор расхода воды (см. патент РФ №2472028).

Несмотря на то что установка обеспечивает получение стабильного состава ВТЭ в широком мощностном диапазоне работы двигателя, она обладают двумя существенными недостатками:

- возможность применения в ДВС малой и средней мощности из-за уменьшения циркуляционного расхода ВТЭ через дюзу, установленную на трубопроводе возврата ВТЭ в насос-диспергатор, особенно в периоды работы ДВС на номинальной или максимальной нагрузках, что может привести к отказам работы системы из-за вскипания воды;

- необходимость высотной компоновки бака для воды и необходимость замены седла и регулирующего органа в конструкции регулятора расхода воды в случае изменения состава ВТЭ из-за отсутствия регулирования давления воздушной подушки в баке для воды.

Технической задачей является создание установки получения ВТЭ с саморегулируемой системой подачи воды для дизельных двигателей большой мощности, работающих в широком диапазоне изменения скоростного или нагрузочного режима работы ДВС.

Поставленная цель достигается тем, что установка оснащена регулятором давления, который установлен на трубопроводе возврата ВТЭ из топливоподающей системы, при этом механически и гидравлически связан с регулятором расхода воды, а кроме того, установка дополнительно снабжена воздушным баллоном и редуктором, подключенными к баку для воды.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся совокупными признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, следовательно, оно соответствует критерию «новизна».

Техническая сущность предлагаемого решения поясняется чертежом, на котором дана принципиальная схема установки получения ВТЭ, реализующей предложенное техническое решение.

Установка получения ВТЭ состоит из насоса-диспергатора 1, регулятора расхода воды 2, трубопроводом 3 подключенного к баку для воды 4, а трубопроводом 5 - к трубопроводу 6 подачи топлива из бака 7 к насосу-диспергатору 1, который трубопроводом 8 подачи ВТЭ подключен к топливоподающей системе 9 ДВС. На трубопроводе 10 возврата ВТЭ из топливоподающей системы 9 установлен регулятор давления 11, который механически и гидравлически связан с регулятором расхода воды 2, а трубопроводом 12 - с трубопроводом 6 подачи топлива к насосу-диспергатору 1. В состав установки входит воздушный баллон 13 и редуктор 14, подключенные к баку для воды 4.

Работа установки происходит следующим образом.

После насоса-диспергатора 1 к топливоподающей системе 9 независимо от режима работы ДВС подается постоянный расход ВТЭ по трубопроводу 8, в котором с помощью регулятора давления 11, установленного на трубопроводе 10 возврата ВТЭ из топливоподающей системы 9, поддерживается постоянное давление после насоса-диспергатора 1. В зависимости от нагрузки ДВС часть расхода ВТЭ отбирается топливоподающей системой 9, а оставшаяся часть расхода ВТЭ после регулятора давления 11 по трубопроводу 12 возвращается на вход насоса-диспергатора 1.

Компенсация расхода ВТЭ, отобранного для работы ДВС, осуществляется за счет подачи топлива из бака 7 по трубопроводу 6 и воды, поступающей из бака 4 по трубопроводам 3 и 5 через регулятор 2 расхода воды, при этом количество воды по отношению к количеству пополняемого топлива обеспечивает получение состава ВТЭ, оптимального для установившегося режима работы двигателя. Стабильность состава ВТЭ в широком диапазоне изменения режима ДВС от режима холостого хода и до режима максимальной нагрузки сохраняется и поддерживается, с одной стороны, за счет постоянного перепада давления в регуляторе 2, а с другой - путем регулирования расхода воды с помощью регулятора 2, который механически и гидравлически взаимосвязан с регулятором давления 11, при этом последний, сохраняя свою прямую функцию поддержания заданного давления ВТЭ за насосом-диспергатором 1, фактически выполняет также роль расходомера топлива, отбираемого топливоподающей системой 9 для работы ДВС.

Рассмотрим на конкретном примере работу установки. Пусть в установившемся режиме номинальной нагрузки дизельного двигателя мощностью 200 кВт отбор ВТЭ с 15%-ным содержанием воды после насоса-диспергатора 1, производительность которого равняется 100 л/час, составляет 40 л/час, т.е. топливоподающая система 9 отбирает это количество ВТЭ для работы двигателя из трубопровода 8, где с помощью регулятора давления 11 поддерживается, например, давление 2,5 кгс/см2. При этом через регулирующий клапан регулятора давления 11 протекает расход ВТЭ, равный 60 л/час, который возвращается на всас насоса-диспергатора 1 по трубопроводу 12.

Таким образом, для компенсации расхода ВТЭ, отбираемого на работу двигателя, требуется 6 л/час воды, которые подаются из бака для воды 4 с помощью регулятора расхода воды 2, и 34 л/час топлива, поступающего из топливного бака 7 по трубопроводу 6, для получения ВТЭ с 15%-ным содержанием воды.

В случае перехода работы двигателя на режим холостого хода для поддержания его работы требуется расход ВТЭ порядка 10 л/час. Таким образом, при сохранении того же давления после насоса-диспергатора 1 через регулятор давления 11 на всас насоса-диспергатора 1 будет возвращаться расход ВТЭ, равный 90 л/час с 15%-ным содержанием воды. Увеличение пропускной способности достигается изменением проходного сечения регулятора давления 11 за счет перемещения его регулирующего клапана, при этом происходит автоматическое перемещение взаимосвязанного с ним регулирующего органа регулятора расхода воды 2 в сторону уменьшения проходного сечения. При работе двигателя в режиме холостого хода регулятор расхода 2 обеспечивает расход воды в количестве 1,5 л/час, которые смешиваются с расходом топлива 8,5 л/час, поступающим из бака для топлива. Оба потока соединяются с расходом ВТЭ в количестве 90 л/час, возвращаемым через регулятор 11 давления. Объединенный поток поступает на всас насоса-диспергатора 1, где перемешивается с образованием однородной ВТЭ с 15%-ным содержанием воды.

Таким образом, в широком диапазоне изменения режимов работы, особенно для ДВС большой мощности, установка получения ВТЭ позволяет получить и автоматически поддерживать заданный состав эмульсии с гарантией, исключающей ее расслоение, а также - образование паров воды в процессе циркуляции.

Сравнение существенных признаков предложенного и известных решений дает основание считать, что предложенное решение отвечает критериям «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».

Установка получения водотопливной эмульсии (ВТЭ), включающая насос-диспергатор, подключенный трубопроводом подачи к топливоподающей системе двигателя внутреннего сгорания (ДВС), которая связана трубопроводом возврата ВТЭ со входом насоса-диспергатора, топливный бак и бак для воды, каждый из которых подсоединен к насосу-диспергатору, и регулятор расхода воды, отличающаяся тем, что установка оснащена регулятором давления, который установлен на трубопроводе возврата ВТЭ из топливоподающей системы и при этом механически и гидравлически связан с регулятором расхода воды, а кроме того, установка дополнительно снабжена воздушным баллоном и редуктором, подключенными к баку для воды.



 

Похожие патенты:

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.).

Предложены система и способ, способствующие образованию эмульгированного топлива дизельного двигателя. Система включает в себя: бак (30) вязкой смеси масла и воды; устройство (18) для смешения эмульгированного топлива, предназначенное для смешения вязкой смеси масла и воды с дизельным топливом для получения эмульгированного топлива; двухтопливное устройство (19), способствующее эмульгированию возвратного топлива, соединяющее бак (31) дизельного топлива, устройство (18) для смешения эмульгированного топлива и магистраль возвратного топлива и основную топливную магистраль двигателя соответственно; теплообменное устройство (21) для нагревания эмульгированного топлива из двухтопливного устройства (19), способствующего эмульгированию возвратного топлива, посредством охлаждающей воды двигателя; первую очистную магистраль и вторую очистную магистраль для очистки главной магистрали топлива; и устройство управления двумя топливами, предназначенное для переключения между подачей дизельного топлива и подачей эмульгированного топлива в соответствии с температурой охлаждающей воды, а также для управления дизельным топливом для очистки от эмульгированного топлива, находящегося в двигателе, а также в основной топливной магистрали и ее устройствах после замыкания переключателя зажигания двигателя.
Способ может применяться в процессе эксплуатации двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с добавлением пара. В период эксплуатации периодически на поверхности ДВС, контактирующие прямо или косвенно с продуктами сгорания, наносят защитное покрытие (ЗП) с нанодисперсным модификатором (М) поверхностей трения, предотвращающим коррозию и водородное охрупчивание деталей.
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.

Изобретение относится к системе топливоподачи дизельного двигателя и может быть широко использовано на моторных заводах, автотранспортных и других предприятиях для приготовления и подачи в цилиндр двигателя водотопливной эмульсии (ВТЭ).

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано в двигателях с системой впрыска бензина, но особенно широко в дизельных двигателях. Новизна заключается в том, что топливная система выполнена в виде двух взаимосвязанных контуров: - контура циркуляции дизельного топлива, состоящего из топливного бака, топливного насоса, подключенного к напорному трубопроводу с электромагнитным клапаном к коллектору насоса двигателя, трубопровода возврата дизельного топлива из коллектора в топливный бак, с установленными на трубопроводе возврата регулятором давления и электромагнитным клапаном, байпасного трубопровода с регулятором давления и трубопровода подачи дизельного топлива в установку получения водотопливной эмульсии; - контура получения циркуляции водотопливной эмульсии в составе: инерционного сепаратора, топливного насоса плунжерного типа, эжектора с приемной камерой и камерой смешения, которая непосредственно подключена к коллектору насоса двигателя, трубопровода возврата водотопливной эмульсии в сепаратор с регулятором давления и сигнализатором давления, при этом в сепараторе установлены регулятор уровня воды, подключенный к баку для воды, регулятор уровня топлива, подключенный к трубопроводу подачи топлива, и коллектор приема водотопливной эмульсии, а кроме того, сепаратор подключен трубопроводом подачи воды к приемной камере эжектора с помощью калиброванной дюзы и электромагнитного клапана. Особенностью системы является то, что она в автоматическом режиме осуществляет переход работы двигателя от дизельного топлива на альтернативное (водотопливную эмульсию) и обратный без остановки работы двигателя, а кроме того, топливная система обеспечивает получение мелкодисперсной водотопливной эмульсии гарантированного состава с небольшими энергетическими затратами.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) и, в частности, к топливным системам дизелей. .

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности судовых двигателей внутреннего сгорания и топливоиспользования на судах, касается хранения в судовых условиях горючей водорастворимой присадки, а также приготовления ее водного раствора заданной низкой концентрации и может быть применено в стационарных энергетических установках.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам работы и системам двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. .

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.).
Способ может применяться в процессе эксплуатации двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с добавлением пара. В период эксплуатации периодически на поверхности ДВС, контактирующие прямо или косвенно с продуктами сгорания, наносят защитное покрытие (ЗП) с нанодисперсным модификатором (М) поверхностей трения, предотвращающим коррозию и водородное охрупчивание деталей.

Изобретение относится к двигателестроению. Двигатель внутреннего сгорания содержит в корпусе несколько полых роторных секций двух типов технологического назначения: компрессорную роторную секцию и силовую роторную секцию.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам производства, распределения и очистки углеводородного топлива, и может быть использовано для повышения качества как стандартного, так и некондиционного топлива.

Изобретение относится к двигателестроению. .

Изобретение относится к области двигателестроения. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам производства, распределения и очистки углеводородного топлива, и может быть использовано для повышения качества как стандартного, так и некондиционного топлива.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области регулирования двигателей с рециркуляцией выхлопных газов (EGR). Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя на переходных режимах. Сущность изобретения заключается в том, что при устранении детонации в двигателе регулируют момент зажигания и прямого впрыска жидкости на основании рабочих режимов двигателя и состава впрыскиваемой жидкости. Один или несколько параметров двигателя, например количество EGR, изменяемые фазы газораспределения, наддув, угол поворота дроссельной заслонки, согласовывают с прямым впрыском для уменьшения крутящего момента на переходных режимах. На основании показателей потока EGR меняют значение нагрузки на двигатель, при котором в двигатель впрыскивают воду. При этом воду впрыскивают при различной нагрузке двигателя в зависимости от текущей ситуации с EGR и регулируют количество прямо впрыскиваемой воды в цилиндр двигателя в соответствии с потоком EGR, исходя из требуемого уровня разбавления (обеднения) смеси в цилиндре. 9 з.п. ф-лы, 14 ил.
Наверх