УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СМЕСИТЕЛЬ РАСТИТЕЛЬНОГО МАСЛА И МИНЕРАЛЬНОГО ТОПЛИВА Российский патент 2015 года по МПК F02M43/00 B01F11/02 B01F3/08 F02D19/08 

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для смешивания и обработки ультразвуком растительного и минерального компонентов в двухтопливных системах питания дизельных автотракторных двигателей, работающих на минеральном и смесевом топливах.

Известен ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива [Устройство стирающее ультразвуковое УСУ-0708 «Ре-тона». Паспорт и инструкция по эксплуатации. Томск. - 20 с.], содержащий электронный блок управления, ультразвуковой излучатель и соединительный электропровод.

Напряжение переменного тока (~220 В) подается на электронный блок управления, который преобразует напряжение и формирует высокочастотный сигнал, подаваемый на ультразвуковой излучатель. Возбуждаемые излучателем ультразвуковые колебания при нахождении его в растворе жидкости приводят к процессам кавитации и эмульгирования.

Недостатком смесителя является невозможность обработки ультразвуком и качественного смешивания растительного масла и минерального топлива непосредственно на «борту» автотракторной техники в процессе ее работы.

Из всех известных устройств наиболее близким по технической сущности является ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального 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, электронный блок управления, состоящий из вилки с питанием от электросети переменного тока (~220 В), дополнительного разъема для подключения питания постоянным током (+12 В), стабилизатора напряжения и одного (или двух) высокочастотного генератора импульсов.

Напряжение переменного (~220 В) или постоянного тока (+12 В) подается через стабилизатор напряжения на один (или два) высокочастотный генератор импульсов, формирующий высокочастотный сигнал, подаваемый на один (или два) ультразвуковой излучатель, размещенный в растворе жидкости. В результате воздействия ультразвуковых колебаний в растворе жидкости возникают процессы кавитации и эмульгирования.

Недостатком смесителя является невозможность обработки ультразвуком и качественного смешивания растительного масла и минерального топлива непосредственно на «борту» автотракторной техники в процессе ее работы.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение отмеченного недостатка и от его применения получен следующий технический результат: обработка растительного и минерального компонентов смесевого топлива ультразвуком и, как следствие, возникновение кавитации и эмульгирования приводит к качественному смешиванию и получению однородной мелкодисперсной эмульсии.

Указанный технический результат достигается за счет того, что ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива, содержащий один (или два) ультразвуковой излучатель, соединенный электропроводами с электронным блоком управления, состоящим из электрической вилки с питанием от электросети переменного тока (~220 В), дополнительного разъема для подключения питания постоянным током (+12 В), стабилизатора напряжения и одного (или двух) высокочастотного генератора импульсов, причем в электрическую схему электронного блока подключен один (или два) трансформатор, входы которого электрически соединены с автономным источником питания постоянным током (+12 В) и выходами одного (или двух) высокочастотного генератора импульсов, выход одного (или двух) трансформатора соединен с одним (или двумя) ультразвуковым излучателем, один (или два) трансформатор формирует импульсы напряжения величиной 110 В, подаваемые в цепь одного (или двух) ультразвукового излучателя, при этом один (или два) ультразвуковой излучатель устанавливается в полость корпуса смесителя, к которому через входные каналы подводятся растительное масло и минеральное топливо для их смешивания и обработки ультразвуком.

На фиг.1 изображена принципиальная функциональная схема ультразвукового смесителя растительного масла и минерального топлива.

Ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива, содержащий один (или два) ультразвуковой излучатель 1, соединенный электропроводами 2 с электронным блоком управления 3, состоящим из электрической вилки с питанием от электросети переменного тока (~220 В), дополнительного разъема для подключения питания постоянным током (+12 В), стабилизатора напряжения 4 и одного (или двух) высокочастотного генератора импульсов 5, причем в электрическую схему электронного блока подключен один (или два) трансформатор 6, входы которого электрически соединены с автономным источником питания постоянным током (+12 В) и выходами одного (или двух) высокочастотного генератора импульсов 5, выход одного (или двух) трансформатора соединен с одним (или двумя) ультразвуковым излучателем 1, один (или два) трансформатор 6 формирует импульсы напряжения величиной 110 В, подаваемые в цепь одного (или двух) ультразвукового излучателя 1, при этом один (или два) ультразвуковой излучатель 1 устанавливается в полость корпуса смесителя 7, к которому через входные каналы 8, 9 подводятся растительное масло и минеральное топливо для их смешивания и обработки ультразвуком.

Работает ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива следующим образом.

Напряжение бортовой сети автотракторной техники (+12 В) подается через стабилизатор напряжения 4 на генератор(ы) импульсов 5, формирующий управляющий высокочастотный сигнал. Сформированный управляющий высокочастотный сигнал подается на трансформатор(ы) 6, формирующий и подающий командные импульсы напряжения величиной 110 В в цепь ультразвукового излучателя 1, который возбуждает ультразвуковые колебания.

При этом ультразвуковой излучатель 1 размещают в полости корпуса 7 смесителя, имеющего два входных канала 8, 9 для подвода растительного масла и минерального топлива. Оба компонента через входные каналы 8, 9 попадают во внутреннюю полость смесителя и подвергаются воздействию ультразвуковых колебаний, возбуждаемых ультразвуковым излучателем 1. Под действием ультразвуковых колебаний возникают процессы кавитации и эмульгирования, приводящие к дроблению частиц растительного и минерального компонентов углеводородного смесевого топлива на более мелкие фракции, разрыву межмолекулярных связей атомов углеводородов, переводу молекул водорода в более возбужденное спин-состояние, значительно увеличивающее их реактивность. В результате обработки ультразвуком растительный и минеральный компоненты смешиваются между собой с образованием однородной мелкодисперсной среды, что позволяет обеспечить дальнобойный впрыск смесевого топлива в цилиндры дизеля и его качественное распыливание по всему объему камеры сгорания.

Заявляемое устройство технически реализуемо, изготовлено и испытано.

На фиг.2 показан общий вид ультразвукового смесителя растительного масла и минерального топлива.

Ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива состоит из ультразвукового излучателя 1, соединенного электропроводом 2 с электронным блоком управления 3.

Результаты испытаний предлагаемого ультразвукового смесителя показывают, что наилучшее качество смешивания растительного и минерального компонентов смесевого топлива наблюдается при частоте колебаний, возбуждаемых ультразвуковым излучателем, не менее 22 кГц. Для обеспечения этой частоты трансформатор должен подавать на излучатель импульсы напряжения не менее 110 В.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива, содержащий ультразвуковой излучатель (1), электронный блок управления (3). Ультразвуковой излучатель (1) размещен в полости корпуса (7) смесителя, имеющего входные каналы (8 и 9). Напряжение бортовой сети автотракторной техники (+12 В) подается на электронный блок управления (3), который формирует и подает высокочастотные сигналы на ультразвуковой излучатель. Растительное масло и минеральное топливо через входные каналы (8 и 9) поступают в смеситель и под воздействием ультразвуковых колебаний смешиваются. Технический результат: обработка растительного и минерального компонентов смесевого топлива ультразвуком приводит к качественному смешиванию и получению однородной мелкодисперсной эмульсии. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива, содержащий один (или два) ультразвуковой излучатель, соединенный электропроводами с электронным блоком управления, состоящим из электрической вилки с питанием от электросети переменного тока (~220 В), дополнительного разъема для подключения питания постоянным током (+12 В), стабилизатора напряжения и одного (или двух) высокочастотного генератора импульсов, отличающийся тем, что в электрическую схему электронного блока подключен один (или два) трансформатор, входы которого электрически соединены с автономным источником питания постоянным током (+12 В) и выходами одного (или двух) высокочастотного генератора импульсов, выход одного (или двух) трансформатора соединен с одним (или двумя) ультразвуковым излучателем.

2. Ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива по п.1, отличающийся тем, что один (или два) трансформатор формирует импульсы напряжения величиной 110 В, подаваемые в цепь одного (или двух) ультразвукового излучателя.

3. Ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива по п.1, отличающийся тем, что один (или два) ультразвуковой излучатель устанавливается в полость корпуса смесителя, к которому через входные каналы подводятся растительное масло и минеральное топливо для их смешивания и обработки ультразвуком.