Ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива Российский патент 2017 года по МПК F02M43/00 B01F11/02 B01F3/08 F02D19/08 

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.

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.

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).