Устройство для определения октанового числа

 

ОписAНИЕ 4

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100778 (21) 2651929/18-25 (51) М. Кд. с присоединением заявки ¹

G N 25/52

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет.

Опубликовано 300980. Бюллетень ¹ 36 (53) УДК 543. 132 (088.8) Дата опубликования описания 300980

Б.A.Ôðåíêåëü, Я.Г.Соболь, В.H.Ëèïàâñêèé, Л.С.Васин и A.К.Давыденков (72) Авторы изобретения вптБ вуяижийй (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКТАНОВОГО ЧИСЛЛ

Изобретение относится к области исследований воспламеняемости топлив и может использоваться на нефтеперерабатывающих заводах, станциях смешения и исследоватЕльских лабораториях для определения октанового числа углеводородных топлив.

Известно устройство для определения октанового числа, основанное на использовании эффекта;:олоднопламенного окисления углеводородов в воздушной среде, которое состоит из вертикально расположенного цилиндрического реактора, системы подачи топлива, системы подачи воздуха в реактор и системы подачи газа-носителя $1) . Зона расположения холоднопламенной реакции по длине реактора определяется с помощью подвижной термопары.

Стенки реактора имеют температуру, обеспечивающую протекание холоднопламенной реакции окисления. Изменением величины давления в реакторе 25 зона возникновения холодного пламени может перемещаться по длине реактора.. Величина давления в реакторе, при котором зона холодного пламени локализируется в определенной точке Зр по длине реактора, используется для расчета октанового числа.

Это устройство обладает низкой точностью, поскольку процесс возникновения холодного пламени, по сути своей, не обладает достаточной стабильностью, так как чувствителен к групповому составу углеводородных топлив, и также невысокой воспроизводимостью результатов из-за того, что вертикальное расположение реактора способствует проявлению влияния гравитационных эффектов из-за различной плотности исследуемых топлив на результаты.

Из известных устройств для определения октанового числа наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, состоящее из термостатированного реактора, соединенного с атмосферой и с краном-дозатором, выполненным в виде золотника с калиброванным отверстием, расположенным между двумя неподвижными пластинами, отверстия которых соединены, соответственно, с линией подачи воздуха, линией отво да топлива, линией подачи топлива, подключенной к резервуару для топ767634 лива, связанному с системой подачи газа-носителя $2) . Источником измерительного сигнала служит дифференциальная термопара, один спай которой расположен в центре сферической полости реактора, а второй — в стен-. ке реактора. Для определения октанового числа используют как длительность индукционного периода, так и интенсивность (тепловой эффект) реакции. Метод измерения относительный, поэтому для калибровки устройства используется эталонное топливо с известным октановым числом.

Недостатком прототипа является .недостаточная точность получаемых результатов иэ-за того, что во время работы устройства происходит изменение рабочих условий (температура стенок реактора, температура термостата, давление газа- в системе газа-носителя, расход воздуха и т.д.) по отношению к условиям, при которых производилась калибровка устройства, что вызывает появление дополнительной

-ошибки неизвестного знака и величины в результатах измерений.

Целью изобретения является Повышение точности работы путем исключения влияния ошибки, возникающей при изменении рабочих условий.

Эта цель достигается тем, что, в известное устройство введен допол-. нительный резервуар для эталонного топлива, соединенный с системой подачи газа-носителя и с.дополнительным отверстием, выполненным в одной из неподвижных пластин крана-доэатора, в другой неподвижной пластине которого выполнено соосное отверстие, соединенное с линией отвода эталонного топлива, причем калиброванное отверстие золотника при его перемещениях соединяет в зависимости от направления продольного перемещения каждую пару соосных отверстий в неподвижных пластинах.

На чертеже представлена общая схема устройства для определения октанового числа.

Устройство содержит реактор 1 со сферической полостью 2 и термостатированными стенками 3. Полость 2 реактора соецинена трубопроводом 4 через пламегаситель 5 с атмосферой.

Кроме того, полость 2 реактора трубкой 6 соединена с краном-дозатором, выполненным в виде золотника 7 с калиброванным отверстием 8, расположенным между двумя неподвижными пластинами 9 и 10. В неподвижной пластине

10 выполнено отверстие 11, соединенное с линией подачи воздуха, состоящей из воздухоподогревателя 12 и источника постоянного расхода воздуха 13, и отверстие 14, соединенное с линией 15 отвода топлива. В неподвижной пластине 9 выполнены отверстие 16, соединенное трубопрово дом 17 с резервуаром 18, предназначенным для исследуемого топлива, и отверстие 19, соединенное с трубкой

6. В неподвижных пластинах 9 и 10 выполнены дополнительные соосные отверстия 20 и 21. Отверстие 20 соединено трубопроводом 22 с резервуаром для эталонного топлива 23, а отверстие 21 соединено с линией 24 отвода эталонного топлива. Топливные резервуары 18 и 23 соединены трубопроводами 25 и 26 с системой 27 подачи газа-носит Эля, обеспечивающей постоянное давление. В золотнике 7 выполнены отверстия 28 и 29, расположенные по обе стороны от калиброванного отверстия 8. В полости 2 реактора расположен один спай 30 дифференциальной температуры 31, другой спай 32 которой установлен в стенке, 2О полости реактора 1, заключенного . вместе с краном-дозатором и возду- хоподогревателем в полость термостата 33. Термопара 31 подключена к регистрирующему прибору 34. Элементы

25 управления и регулирования, обеспе.чивающие заданную скорость переме щения исследуемого и эталонного топлива по линиям 17, 15 и 22, 24, а также момент подачи эталонйого топлива в канал (отверстие) 20 на чертеже не показаны.

" Предлагаемое устройство для определения октанового числа работает следующим образом.

Для выведения устройства ца режим готовности производится заполнение резервуаров 18 и 23 соответственно исследуемым и эталонным топливом, заполнение линий подачи топлива 17, 22 и линий отвода топлива 15, 24 исследуемым и эталонным топливом за счет давления, развиваемого в резервуарах

18 и 23 газом-носителем, поступающим из системы 27. Одновременно производится разогрев термостата 33 до температур порядка 70 С, а реактора 1 до . температуры 300 С. При этом через поо лость 2 постоянно продувается подогретый до температуры термостата 33 воздух от источника 13.

Для проведения измерений октанового числа исследуемого топлива золотник 7 переводится в крайнее левое положение, так что калиброванное отверстие 8 стало соосным отверстиям 14 и,16, при этом калиброванное отверстие 8 заполняется исследуемым топливом. При этом за счет элементов управления (не показанных на чертеже) каналы 21, 29 и 20 продуваются воз60 духом, так что канал 29 при перемещении в положение соосно с каналами

11 и 19 заполнен воздухом. Затем золотник 7 вместе с находящейся в калиброванном.отверстии 8 порцией топ65,лива переводится в среднее положение " . " с,К„"

767634 так, что отверстие 8 располагается соосно с отверстиями 11 и 19. Под действием поступающего из воздухоподогревателя 12 воздуха порция топлива по трубке 6 поступает в полость 2 реактора, при этом исследуемое топливо переходит из жидкой фазы в паровую за счет повышенной температуры, следовательно в полости 2 реактора образуется топливно-воздушная смесь.

Условия в полости реактора 1 обеспечивают протекание реакции медленного окисления в топливно-воздушной смеси, которая сопровождается повышением температуры газов в полости 2, фиксируемой термопарой 31 и прибором 34.

Продукты реакции удаляются через трубопровод 4 и пламегаситель 5 в атмосферу. Реакция медленного окисления носит двухстадийный характер: индукционный период и собственно окисление. На первой стадии температура топливно-воздушной смеси остается неизменной, а на второй — повышается на величину порядка 100 С. Пля корреляции эффектов реакции с октановым числом может быть использована как длительность индукционного периода, так и температурный скачок в полости реактора.

Для проведения калибровки предложенного устройства необходимо провески золотник 7 крана-доэатора в крайнее правое положение так чтобы калиброванное отверстие,8 расположилось соосно отверстиям 20 и 21, при этом калиброванное отверстие 8 заполнится эталонным топливом с известным октановым числом. затем золотнйк 7 переводится в среднее положение, при котором калиброванное отверстие 8 расположится соосно отверстиям 11 и 19.

Воздушным потоком эталонное топливо подается в полость 2 реактора, где и происходит реакция окисления.

Собственно калибровка устройства заключается в корреляции величины теплового эффекта реакции, либо длительности индукционного периода реакции с известным октановым числом.

Как было показано выше, проведение калибровки в предложенном устройстве по трудоемкости практически ничем не Ьт,личается от проведения основного опыта, т.е.занимает время порядка 5 мин, что позволяет снизить временные затраты на проведение калибровки устройства в процессе измерений в 6-8 раэ по сравнению с прототипом. Кроме того, отказ от до.А полйительных операций по очистке, дренажу и продувке топливной системы позволяет значительно сократить непроизводительные расходы исследуемого и эталонного топлив, связанные с тем, что во время выполнения этих операций идет процесс активного испарения топлива, температура которого при прохождений через зону термостата 33 поднимается до 70 С. ""

Формула изобретения

Устройство для определения октанового числа, содержащее термостати2О рованный реактор, соединенный с атмосферой и краном-дозатором, выполненным в виде золотника с калиброванным отверстием, расположенным между двумя неподвижными пластинами, в которых выполнены две группы соосных отверстий, соединенных соответственно с линией подачи воздуха и ввода воздуха в реактор, линией подачи топлива и линией отвбда топлива, причем линия подачи топлива подключена к

Зо резервуару для топлива, связанному с системой подачи газа-носителя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышейия точностй работы, оно снабжено дополнительным резервуаром

35 для эталонного топлива, соединенным с системой подачи газа-носителя и с дополнительным отверстием, вынолненным в одной иэ неподвижных пластин кранадоэатора, в другой неподвижной пластине которого выполнено соосное отверстие к которому подключена линия

I отвода эталонного топлива, а калиброванное отверстие золотника при .его продольных перемещениях соединяет в зависимости от направления продольного перемещения каждую пару соосных отверстий в неподвижных пластинах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе О. 1. Патент CIA Р 3531255, кл. 6 01 N 25/52, 1970.

2. Патент США Р 3738810, кл. G 01 N 25/52, 1973 (прототип).

767634

Составитель В.Воробьев

Техред A. Бабинец Корректор М.Коста

Редактор Н.Коляда

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7185/40 Тираж 1019 Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5