УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ Российский патент 2015 года по МПК F02M25/22 F02B47/02 

Описание патента на изобретение RU2569779C1

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».

Похожие патенты RU2569779C1

название год авторы номер документа
УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ 2011
  • Духанин Юрий Иванович
  • Коленко Николай Николаевич
  • Шерстюк Надежда Васильевна
  • Панов Евгений Иванович
RU2472028C1
ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ДВИГАЛЕТЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2011
  • Духанин Юрий Иванович
  • Коленко Николаей Николаевич
  • Шерстюк Надежда Васильевна
  • Панов Евгений Иванович
RU2516043C2
УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ 2012
  • Духанин Юрий Иванович
  • Коленко Николай Николаевич
  • Шерстюк Надежда Васильевна
  • Панов Евгений Иванович
RU2516047C2
КОМБИНИРОВАННЫЙ РЕГУЛЯТОР 2017
  • Духанин Юрий Иванович
RU2673025C1
УСТРОЙСТВО ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ 1997
  • Венцюлис Л.С.
  • Колесник В.А.
  • Дубровин Е.Р.
  • Дубровин И.Р.
  • Белоусов О.А.
RU2143581C1
СПОСОБ РАБОТЫ БОРТОВОЙ ВОДОТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2011
  • Духанин Юрий Иванович
  • Коленко Николай Николаевич
  • Шерстюк Надежда Васильевна
  • Панов Евгений Иванович
RU2470176C1
СИСТЕМА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2010
  • Баканов Анатолий Георгиевич
  • Тихонова Елена Львовна
  • Абинаев Ренат Кайдарович
RU2465952C2
СИСТЕМА ПОДАЧИ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ В ЦИЛИНДР ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1991
  • Легошин Г.М.
  • Карякин К.Б.
  • Бичахчян А.В.
  • Абрамов С.С.
  • Иванской Ю.Н.
RU2015399C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ 2003
  • Горелик Геннадий Бенцианович
  • Чистяков Александр Юрьевич
  • Чернышов Вячеслав Александрович
RU2319537C2
УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ 2000
  • Горелик Г.Б.
  • Подтероб А.Г.
RU2173210C1

Реферат патента 2015 года УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ

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.

Формула изобретения RU 2 569 779 C1

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.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2569779C1

УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ 2011
  • Духанин Юрий Иванович
  • Коленко Николай Николаевич
  • Шерстюк Надежда Васильевна
  • Панов Евгений Иванович
RU2472028C1
Система подготовки водотопливной эмульсии для двигателя внутреннего сгорания 1985
  • Любанский Борис Петрович
  • Цыркин Михаил Исаакович
  • Школьный Анатолий Александрович
  • Петров Юрий Владимирович
  • Фисун Юрий Николаевич
  • Акулов Иван Клавдианович
SU1477928A1
СИСТЕМА ПОДАЧИ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ В ЦИЛИНДР ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1991
  • Легошин Г.М.
  • Карякин К.Б.
  • Бичахчян А.В.
  • Абрамов С.С.
  • Иванской Ю.Н.
RU2015399C1
СПОСОБ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ПОДАЧИ ТОПЛИВНО-ВОДНОЙ ЭМУЛЬСИИ В ДВС С ВПРЫСКОМ ТОПЛИВА 2005
  • Воробьев Юрий Валентинович
  • Тетерюков Вячеслав Борисович
RU2294448C2
EP 1341997 B1, 08.03.2006
СОПЛО ДЛЯ ОБМЫВА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ЧАШИ УНИТАЗА 2009
  • Душкин Виктор Соломонович
  • Зарецер Яков Михайлович
RU2436905C2

RU 2 569 779 C1

Авторы

Духанин Юрий Иванович

Коленко Николай Николаевич

Панов Евгений Иванович

Даты

2015-11-27Публикация

2014-06-26Подача