Ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива

Авторы патента:

F02M43/00 - Топливовпрыскивающая аппаратура, работающая одновременно на двух или более видах топлива или на жидком топливе и какой-либо другой жидкости, например антидетонационной присадке

F02D19/08 - работающих одновременно на нескольких видах топлива (F02D 19/12 имеет преимущество)

B01F3/08 - жидкостей с жидкостями; эмульгирование

B01F11/02 - смешивание с помощью ультразвуковых колебаний

Владельцы патента RU 2617223:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива, содержащий ультразвуковой пьезоизлучатель 2, размещенный в полости корпуса 3 смесителя биологического и минерального компонентов топлива, электронный блок управления 5 с питанием постоянным напряжением (+12 В), состоящий из стабилизатора напряжения 4, задающего генератора импульсов 9, трансформатора 8 и высокочастотного генератора импульсов 7, соединенного электропроводами 4 с излучателем 2. Высокочастотный генератор импульсов 7 содержит регулятор 11 частоты выходного сигнала. Технический результат: обеспечение стабильного высокочастотного и регулируемого сигнала, качественное смешивание компонентов биоминерального топлива с образованием мелкодисперсной однородной среды и повышение энергетического эквивалента биоминерального топлива, обработанного ультразвуком. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для смешивания и обработки ультразвуковыми высокочастотными колебаниями биологического и минерального компонентов биоминерального топлива непосредственно в процессе работы автотракторного дизеля.

Известен ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива [Патент на полезную модель №68518 РФ, МПК D06F 7/04, D06F 19/00. Усовершенствованная ультразвуковая стиральная машина / С.Л. Павловский. - №2007126248/22; Заявл. 09.07.2007; опубл. 27.11.2007, бюл. №33], содержащий один или два ультразвуковой излучатель(я), электронный блок управления, состоящий из вилки с питанием от электросети переменного тока ~220 В, дополнительного разъема для подключения питания постоянного тока +12 В, стабилизатора напряжения и одного или двух высокочастотного генератора(ов).

Напряжение переменного ~220 В или постоянного +12 В тока подается через стабилизатор напряжения на один или два высокочастотный генератор(а) импульсов, формирующий высокочастотный сигнал, подаваемый на один или два ультразвуковых излучатель(я), размещенные в растворе жидкости. Возбуждаемые излучателем ультразвуковые высокочастотные колебания вызывают в растворе жидкости процессы кавитации и эмульгирования.

Недостатком ультразвукового смесителя является невозможность управления процессами кавитации и эмульгирования при ультразвуковом смешивании компонентов биоминерального топлива из-за отсутствия в электронном блоке управления устройства для регулируемого изменения частоты выходного сигнала (импульса напряжения), подаваемого на ультразвуковой излучатель, а также невозможность обеспечения стабильного высокочастотного сигнала.

Из всех известных устройств наиболее близким по технической сущности является ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива [Патент №2546891 РФ, МПК F02M 43/00, B01F 11/02. Ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, И.Ф. Адгамов. - №2014112926; заявл. 02.04 2014; опубл. 10.04 2015, бюл. №10], содержащий автономный источник питания постоянного тока, один или два ультразвуковый излучатель(я), размещенных в полости корпуса смесителя, соединенные электропроводами с электронным блоком управления, состоящим из стабилизатора напряжения, одного или двух высокочастотного генератора(ов) импульсов, одного или двух трансформатора(ов), вход(ы) которого соединены с источником питания.

Недостатками ультразвукового смесителя являются невозможность управления процессами кавитации и эмульгирования при ультразвуковом смешивании компонентов биоминерального топлива из-за отсутствия в электронном блоке управления устройства для регулируемого изменения частоты выходного сигнала (импульса напряжения), подаваемого на ультразвуковой излучатель, а также невозможность обеспечения стабильного высокочастотного сигнала.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение отмеченного недостатка, и от его применения получен следующий технический результат: управление процессами кавитации и эмульгирования при ультразвуковом смешивании компонентов биоминерального топлива за счет регулируемого изменения частоты выходного сигнала, подаваемого на ультразвуковой пьезоизлучатель, а также обеспечение стабильного высокочастотного сигнала.

Указанный технический результат достигается за счет того, что ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива, содержащий автономный источник питания постоянного тока +12 В, один или два ультразвуковых излучатель(я), размещенных в полости корпуса смесителя, соединенные электропроводами с электронным блоком управления, состоящим из стабилизатора напряжения, одного или двух высокочастотного генератора(ов) импульсов, одного или двух трансформатора(ов), вход(ы) которого соединен с источником питания, а выход(ы) - с ультразвуковым излучателем(ми), при этом в электрическую цепь электронного блока управления между стабилизатором напряжения и одним или двумя высокочастотным генератором(и) импульсов подключены один или два задающих генератор(а) импульсов, один или два выпрямитель(я) тока и один или два регулятор(а) частоты выходного сигнала, вход(ы) одного или двух высокочастотного генератора(ов) импульсов соединены с одним или двумя выпрямителем(и) тока, а его выход(ы) - с одним или двумя ультразвуковым излучателем(и), причем один или два высокочастотный генератор(а) импульсов содержит регулятор(ы) частоты выходного сигнала, ультразвуковым излучателем(и) является пьезоизлучатель(и), а трансформатор(ы) - низкочастотным.

На фиг. 1 изображена принципиальная функциональная схема ультразвукового смесителя компонентов биоминерального топлива.

Ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива, содержащий ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива, содержащий автономный источник питания постоянного тока 1+12 В, один или два ультразвуковых излучатель(я) 2, размещенных в полости корпуса смесителя 3, соединенных электропроводами 4 с электронным блоком управления 5, состоящим из стабилизатора напряжения 6, одного или двух высокочастотного генератора(ов) импульсов 7, одного или двух трансформатора(ов) 8, вход(ы) которого соединены с источником питания 1, а выход(ы) - с ультразвуковым(ми) излучателем(ми) 2, при этом в электрическую цепь электронного блока управления 5 между стабилизатором напряжения 6 и одним или двумя высокочастотным генератором(ми) импульсов 7 подключены один или два задающих генератор(ы) импульсов 9, один или два выпрямитель(я) тока 10, вход(ы) одного или двух высокочастотного генератора(ов) импульсов 7 соединен с одним или двумя выпрямителем(ми) тока 10, а его выход(ы) - с одним или двумя ультразвуковыми излучателем(ми) 2, причем один или два высокочастотных генератор(а) импульсов 7 содержат регулятор(ы) частоты выходного сигнала 11, ультразвуковым излучателем(и) является пьезоизлучатель(и), а трансформатор(ы) 8 - низкочастотным.

Работает ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива следующим образом.

Напряжение +12 В автономного источника питания постоянного тока 1 подается через стабилизатор напряжения 6 на задающий генератор(ы) импульсов 9, формирующий сигнал в виде несимметричного меандра (переменного напряжения), подаваемый на трансформатор(ы) 8. В трансформаторе(ах) 8 переменное напряжение повышается до ~220 В и далее поступает в выпрямитель(и) 10, где преобразовывается в постоянное напряжение +220 В, которое в свою очередь через регулятор(ы) частоты выходного сигнала 11 подается на высокочастотный генератор(ы) импульсов 7. Высокочастотный генератор(ы) 7 формирует высокочастотные импульсы напряжения величиной +220 В или два поочередных сигнала по +110 В, с частотой, задаваемых регулятором(ми) 11 и подаваемых в цепь ультразвукового пьзоизлучателя(ей) 2, размещенного в полости корпуса смесителя 3 биологического и минерального компонентов.

Изменяя регулятором(ми) 11 частоту выходного сигнала высокочастотного генератора(ов) 7, а следовательно и частоту ультразвуковых колебаний, возбуждаемых пьезоизлучателем(ми) 2, можно управлять процессами кавитации и эмульгирования, добиваясь при этом стабильного высокочастотного сигнала и требуемого качества смешивания компонентов биоминерального топлива с различными физико-химическими свойствами (например, растительного масла и минерального дизельного топлива) при меньших затратах электроэнергии, потребляемой электронным блоком управления 5. Под действием регулируемых ультразвуковых колебаний биологический и минеральный компоненты не только более качественно смешиваются между собой с образованием однородной мелкодисперсной среды, но и в процессе кавитации происходит отрыв радикалов углеводородных групп от одного вида высших жирных кислот, содержащихся в биологическом компоненте (растительном масле), и присоединение их к другому виду кислот. При этом энергетический эквивалент обработанного ультразвуком биоминерального топлива возрастает по сравнению с необработанным.

Использование обработанного ультразвуком биоминерального топлива в качестве моторного топлива дизельной автотракторной техники приводит к меньшему снижению мощности двигателя и меньшему увеличению удельного эффективного расхода топлива по сравнению с работой дизеля на необработанном ультразвуком биоминеральном топливе.

Заявляемое устройство технически реализуемо, изготовлено и испытано.

На фиг. 2 показан общий вид ультразвукового смесителя компонентов биоминерального топлива.

Ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива состоит из высокочастотного пьезоизлучателя 1, размещенного в корпусе с входным и выходным каналами 3, 4, и электронного блока управления 5, соединенного электропроводами 6 с пьезоизлучателем и источником тока.

1. Ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива, содержащий автономный источник питания постоянного тока +12 В, один или два ультразвуковой(ые) излучатель(и), размещенный в полости корпуса смесителя, соединенные электропроводами с электронным блоком управления, состоящим из стабилизатора напряжения, одного или двух высокочастотного(ых) генератора(ов) импульсов, одного или двух трансформатора(ов), отличающийся тем, что в электрическую цепь электронного блока управления между стабилизатором напряжения и одним или двумя высокочастотным(и) генератором(ми) импульсов подключены один или два задающий(ие) генератор(ы) импульсов, один или два выпрямитель(и) тока, вход(ы) одного или двух высокочастотного(ых) генератора(ов) импульсов соединен(ы) с одним или двумя выпрямителем(ми) тока, а его выход(ы) - с одним или двумя ультразвуковым(и) излучателем(ми).

2. Ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива по п. 1, отличающийся тем, что один или два высокочастотный(ые) генератор(ы) импульсов содержит регулятор(ы) частоты выходного сигнала.

3. Ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива по п. 1, отличающийся тем, что ультразвуковым излучателем(и) является пьезоизлучатель(и), а трансформатор(ы) - низкочастотным(и).

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Предложена двухтопливная система питания автотракторного дизеля, содержащая бак минерального топлива 1, бак дизельного смесевого топлива 2, линии 3 и 4 забора минерального и смесевого топлива, топливный фильтр 5 грубой очистки, топливный фильтр 6 тонкой очистки, топливоподкачивающий насос 7, ТНВД 8 и форсунки 9.

Устройство впрыскивания топлива, двигатель внутреннего сгорания и способ управления работой устройства впрыскивания топлива на основе бензина и на основе сжатого природного газа // 2599093

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложено устройство (1′) впрыскивания топлива для ДВС (1), имеющее первый блок (3) впрыскивания топлива (4) первого состава на основе природного газа и второй блок (5) впрыскивания топлива (6) второго состава на основе бензина.

Судовая энергетическая установка на сжиженном природном газе // 2598478

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам и способам питания судовых двигателей внутреннего сгорания. Предложенный двигатель 7 запускается на дизельном топливе, подаваемом в двигатель по линии 9 подачи дизельного топлива.

Двухтопливная система питания дизеля // 2582535

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системе питания дизелей автотракторной техники. Предложена двухтопливная система питания дизеля, содержащая бак 1 минерального топлива, бак 2 растительного масла, фильтры 3 и 4 грубой очистки, фильтр 5 тонкой очистки, топливоподкачивающий насос 6, электрический насос 7 подачи растительного масла с обратным клапаном 8 и электрический насос 25 подачи минерального топлива с обратным клапаном 26, топливный насос высокого давления 9, форсунки 10 и смеситель 12, во входных каналах которого установлены электродозаторы 16 и 17, электрически соединенные через электронный блок управления 18 с датчиком 19 нагрузочно-скоростного режима и датчиком 20 температуры растительного масла.

Система питания дизеля на смесевом биоминеральном топливе // 2580965

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система питания дизеля для работы на смесевом биоминеральном топливе, содержащая бак 2 биологического топлива, бак 1 минерального топлива, линию 5 забора биологического топлива, линию 3 забора минерального топлива, смеситель 11 биологического и минерального топлива с дозирующим устройством, имеющий два входных и один выходной каналы, линию 17 слива смесевого биоминерального топлива, топливный насос высокого давления 14, форсунки 15 и орган управления топливоподачей дизеля.

Двухтопливная система дизеля // 2579521

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена двухтопливная система питания ДВС, содержащая бак минерального топлива (1), бак растительного масла (2), смеситель (3), дозаторы (7, 8) с пневмомеханическим приводом, фильтр грубой очистки (13), топливоподкачивающий насос (14), фильтр тонкой очистки (15), топливный насос высокого давления (16) и форсунки (17).

Система подачи топлива в камеру сгорания газодизеля // 2578770

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система топливоподачи, содержащая источник дизельного топлива 1, источник сжиженного нефтяного газа (пропан-бутан) 2 и источник природного газа (метан) 3.

Система питания тракторного дизеля с ручным управлением подачей смесевого топлива // 2548334

Изобретение относится к области двигателестроения. Система питания тракторного дизеля с ручным управлением подачей смесевого топлива содержит баки (1 и 2) растительного масла и минерального топлива, смеситель (9), во входных каналах (10 и 11) которого размещены дроссельные заслонки (12 и 13) с закрепленными на их осях (14 и 15) рычагами управления (23 и 24).

Способ управления параметрами топлива в системе топливоподачи многотопливного двигателя (варианты) // 2546909

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в стационарных установках при работе двигателя на различных сортах топлива, в частности на нефти.

Ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива // 2546891

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива, содержащий ультразвуковой излучатель (1), электронный блок управления (3).

Система питания газодизеля // 2617017

Изобретение относится к машиностроению. Система питания газодизеля содержит линию подачи газа, связывающую источник газового топлива с впускным коллектором двигателя, и линию питания жидким топливом с насосом высокого давления.

Способ обработки сжиженного газа для судна // 2608617

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи судовых двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен способ обработки сжиженного газа для судна, осуществляемый посредством системы обработки сжиженного газа для судна, которое содержит грузовую цистерну 11, содержащую сжиженный природный газ (LNG), основной и вспомогательный двигатели, использующие указанный LNG.

Система обработки сжиженного газа для судна // 2608451

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи судовых двигателей внутреннего сгорания. Предложена система обработки сжиженного газа для судна, которое содержит грузовую цистерну 11, в которой хранят сжиженный природный газ (LNG), и двигатель, использующий LNG в качестве топлива.

Способ приведения в действие двигателя, топливная система и способ впрыска топлива в двигатель // 2602723

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложены способы и система подачи топлива в ДВС, в которых в ответ на давление в первой направляющей-распределителе 123а для топлива, находящееся ниже порогового значения, и давление в топливном баке 20а первого топлива, находящееся выше порогового значения, осуществляется изменение впрыска топлива в цилиндры двигателя 30 с первого, газообразного топлива из первого топливного бака 20а на второе, жидкое топливо из второго топливного бака 20b в течение некоторой длительности, основанной на температуре окружающей среды.

Система и способ подачи гибридного топлива для двигателя судна // 2602714

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи судовых двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система подачи гибридного топлива для двигателя судна, включающая в себя: компрессионное устройство (200), выполненное с возможностью сжатия отпарного газа, образующегося из сжиженного природного газа, хранящегося в грузовом танке; насос высокого давления (300), выполненный с возможностью сжатия сжиженного природного газа, подаваемого из грузового танка; испаритель (310), выполненный с возможностью испарения сжиженного природного газа, сжатого насосом высокого давления, и двигатель (100), в который в качестве топлива подается отпарной газ, сжатый посредством компрессионного устройства (200) или сжиженный природный газ, сжатый посредством насоса высокого давления (300) и испаренный в испарителе (310).

Система регулирования газодизеля // 2589577

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам регулирования топливоподачи газодизелей, работающих на двух видах топлива. Предложена система регулирования газодизеля, содержащая регулятор 1 частоты вращения, смеситель 3 воздуха и газа, клапан 6 с электромагнитным управлением на подводе газа, выходной рычаг 13 регулятора, с одной стороны кинематически связанный через тягу и пружину 8 с рейкой 12 топливного насоса высокого давления (ТНВД), с другой - с заслонкой 4 на подводе газа в смеситель.

Эмулятор инжектора // 2582816

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен эмулятор инжектора, предназначенный для встраивания в систему управления двигателя, работающего от нескольких видов топлива.

Система двигателя (варианты) и способ эксплуатации двигателя // 2578616

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложены система и способ подачи двух видов топлива в двигатель, с помощью двух групп топливных форсунок.

Способ управления впрыском топлива для двухтопливного двигателя // 2575675

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложены способы эксплуатации ДВС, в которых во время переходных режимов работы ДВС увеличивают (уменьшают) количество первого топлива с первой реактивностью, впрыскиваемого в цилиндр, и уменьшают (увеличивают) количества второго топлива со второй реактивностью, впрыскиваемого в цилиндр, в зависимости от количества подаваемого в ДВС воздуха.

Устройство регулирования и управления топливоподачей газодизеля // 2572494

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к системам регулирования и управления топливоподачей газодизеля. Предложено устройство регулирования и управления топливоподачей газодизеля, включающее газовую аппаратуру, воздухотрубопровод, воздушную 11 и газовую 7 заслонки, тяги управления, смеситель, регулятор частоты вращения 1, топливный насос высокого давления (ТНВД) 17, привод от регулятора на рейку ТНВД, настроечное устройство 8, усилитель мощности (УМ) 2, микровыключатель с приводом от УМ, устройство 15 для разобщения рейки 16 ТНВД 17 от регулятора 1.

Способ получения эмульсионного состава дизельного топлива // 2616921

Изобретение относится к водно-топливным эмульсиям легкого топлива, а именно к способу получения эмульсионного состава дизельного топлива, включающему постепенное введение при перемешивании воды в количестве 10 мас.% от массы всей эмульсии в анионное поверхностно-активное вещество (ПАВ), в качестве которого используется диоктилсульфосукцинат натрия в ароматическом растворителе, при массовом соотношении ПАВ в системе с водой 1:1, и добавление полученной системы в дизельное топливо, взятое в количестве 80 мас.% от массы всей эмульсии.