Устройство для предпускового разогрева машины Советский патент 1974 года по МПК F02N17/02 

1

Изобретеиие касается, эксплуатации машиино-тракторного парка в зимних условиях и может быть использовано для комплексной тепловой подготовки машин (в частности для группового разогрева сельскохозяйственных тракторов) перед пуском их в работу при низкой температуре.

Предварительная тепловая подготовка машин является наиболее приемлемым и эффективным способом облегчения запуска двигателей. Для этих целей разработано несколько типов подогревательных устройств с использованием различных видов энергии (электроэнергия, пар, жидкое топливо) и теплоносителей (горячая вода, воздух, пар).

Для разогрева узлов машин применяют также сжижеииый или природный газ. Применение газа дает высокий экономический эффект и особенно предпочтительно в местах, где много газового топлива и дефицитны другие источники тепловой энергии.

Пропан, бутан и их смеси, находясь в жидком состоянии, приобретают положительные качества жидкостей при их хранении и транспорте и положительные качества газов, находясь в рабочем газообразном состоянии. При отборе паров газа из баллона температура жидкой фазы в нем понижается. Отбор паров сжиженного газа в большом количестве вызывает резкое понижение температуры, и

поступления тепла из внешней среды может оказаться недостаточно. В результате давление в баллоне понижается и прекраш,ается поступление газа к горелочным устройствам. К тому же по мере расхода паровой фазы из баллона в первую очередь испаряются легкие фракции. Если при 100% заполнении баллона смесь состоит из 80% пропана и 20% бутана, при расходовании 50% объема газа

из баллона жидкий остаток состоит из 50% пропана и 50% бутана, в 25% остатка жидкой фазы будет уже лишь 20% пропана, а остальное - бутан. Эта особенность сжиженных газов приводит

к ненадежной работе подогревателей.

Для повышения отбора паровой фазы предложено устанавливать газовые баллоны расходным вентилем вииз с тем, чтобы жидкая фаза под давлением паров и собственного веса поступала в специальный испаритель. представляюш,ий собой горелку ИК-излучения типа ГИИВ-2 со встроенной в нее испарительной трубкой.

Но подобные схемы подачи газа не исключают поступления жидкой фазы в виде капель и тумана к горелкам, что нарушает их нормальную работу (проскок пламени к соплу горелки, взрывное горение, затухание).

Кроме того, при большом отборе паров

сжиженного газа уровень жидкости в таких

схемах испарения повышается, заливает весь змеевик и может направиться, в отводящую трубу к регулятору давления.

Цель изобретения - повысить надежность устройства в работе при низкой температуре.

Для этого в предложенном устройстве водяной котел, ручной насос, комплект газовых горелок ИК-излучения, газовые баллоны и пуско-регулирующая система устройства сконструированы на общей раме в трех, разделенных отсеках.

Такое устройство имеет сравнительно небольшие габариты и вес. Оно установлено на металлических полозьях, благодаря чему может транспортироваться без монтажно-демонтажных операций.

Баллоны со сжиженным газом устанавливают расходными вентилями вниз и присоединяют к обвязке нижней части равновеликого сосуда, соединенного с испарителем по жидкой и паровой фазе.

Разводка низкого давления выполнена так, что сконденсировавшиеся пары газа собираются в ее нижней части в газосборниках жидкого конденсата, роль которых выполняют запальники. Этим обеспечивается надежный пуск устройства в работу, так как розжиг горелок осуществляется лишь после получения нормального пламени на запальниках. Нормальное пламя на занальнике указывает на отсутствие брагз, капель и тумана в системе низкого давления газа.

Принципиальная схема предложенного устройства показана на фиг. 1, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, продольный разрез.

Общая рама 1, снабженная полозьями 2, разделена на три отсека: отсек 3 для размещения баллонов 4, отсек 5 котла 6 и водяного насоса 7, отсек 8 для хранения газовых горелок 9 ИК-излучения, смонтированных на санках 10. В баллонном отсеке баллоны 4 присоединены с помощью резинотканевого рукава 11 к вентилю 12 промежуточного сосуда 13. Испаритель 14 установлен непосредственно в нагреваемой жидкости котла 6 и связан с нижней частью промежуточного сосуда 13 газопроводом 15. Входной патрубок 16 испарителя 14 соединяет газопроводом 17 этот испаритель с верхней частью промежуточного сосуда 13, где установлен вентиль 18, штуцер 19, вваренный в верхнюю часть промежуточного сосуда 13 с другой стороны, соединен газопроводом 20 с газовым редуктором 21. От газового редуктора выполнена разводка газопровода 22 низкого давления к инжекционным газовым горелкам 23 котла и к горелкам 9 ИК-излучения. На газопроводах имеются запорные краны 24. Контроль давления в газопроводах осуществляется на линии высокого давления манометром 25, на линии низкого давления - V-образным жидкостным манометром 26.

Для предохранения оборудования от разрущения на газопроводах высокого давления

устанавливают предохранительный клапан 27, а на газопроводах низкого давления перед горелками 23 котла устанавливается автомат 28 безопасности. В отсеке для котла кроме 5 ручного насоса 7 находится шланг 29 для раздачи воды. Для сокращения потерь тепла в котле имеется теплоизоляция 30. Для увеличения поверхности нагрева и снижения температуры продуктов сгорания все топочное пространство котла окружено жидкостной рубашкой, а внутри котла имеются жаровые трубы 31, по которым проходят продукты сгорания. Для улучщения термосифонной циркуляции нагреваемой жидкости через топочное прост5 ранство проходят жидкостные трубы 32, соединяющие нижнюю часть рубашки котла с верхней. Установка комплектуется двумя газовыми запальниками 33. Таким образом, назначение промежуточного сосуда 13 - осушение газа, предохранение редуктора от попадания в него жидкой фазы. При помощи промежуточного сосуда 13 можно повысить также рабочее давление в газопроводе высокого давления.

5 При закрытых вентилях 12 и 18, перекрывающих промежуточный сосуд 13 и испаритель 14, баллон 4 подсоединяется с помощью резинотканевого рукава 11 к вентилю 12 нижней обвязки промежуточного сосуда 13 и испарителя 14. После подсоединения баллона 4 к рукаву 11 открываются вентиль баллона 4 и газовый вентиль 12. Жидкая фаза газа под действием давления паров газа и собственного веса вытесняется из баллона 4 через рукав

5 И, газовый вентиль 12 в промежуточный сосуд 13 и одновременно через газопровод 15 - в испаритель 14. По закону сообщающихся сосудов в баллоне 4, промежуточном сосуде 13 и испарителе 14 устанавливается одинако0 вый уровень жидкой фазы газа.

Таким образом, перед началом работы устройства уже имеется в испарителе 14 жидкий газ. После заправки котла 6, в котором находится испаритель 14, водой температура стенок испарителя повышается и становится положительной, так как заливаемая вода имеет положительную температуру. Находящаяся в испарителе 14 жидкая фаза начинает интенсивно испаряться, и испарившийся газ через

0 выходной патрубок 16, газопровод 17 и вентиль 18 поступает в верхнюю часть промежуточного сосуда 13, в котором капли и туман жидкой фазы газа оседают. Кроме того, непрерывное поступление из испарителя 14 ис5 парившегося газа с более высокой температурой в промежуточный сосуд 13 вызывает разогрев паровой фазы сосуда (нсидкая фаза практически не греется). Повышение температуры паровой фазы в

0 системе вызывает повышение давления. Но так как вентиль 12 открыт, лшдкая фаза вытесняется из промежуточного сосуда 13 и испарителя 14 обратно в баллон 4, что вызывает понижение давления. В этом случае уровень

5 жидкой фазы в промежуточном сосуде 13 и

испарителе 14 понижается, а в баллоне 4 повышается.

Таким образом, работа устройства в описанном режиме резко повышает производительность по испарению газа, но не повышает давления, т. е. давление в системе не может быть поднято выше, чем давление в баллоне 4.

При использовании сортов сжиженного газа с низким содержанием пропана или при температуре, не обеспечиваюш,ей давление в системе, необходимое для нормальной работы газовых приборов (особенно в начальный период), необходимо перекрыть вентиль 12.

В этом -случае за счет саморазогрева паровой фазы промежуточного сосуда 13 давление в системе быстро входит в норму. На случай возможного чрезмерного повышения давления на газопроводе 17 имеется предохранительный клапан 27.

В предложенной схеме уровень жидкой фазы в испарителе 14 не может подняться выше, чем в промежуточном сосуде 13. так как сосуд 13 и испаритель14 являются сообщающимися сосудами с равным давлением и, следовательно, с равным уровнем. Для того, чтобы жидкая фаза обязательно поступила в испаритель, его располагают ниже промежуточного сосуда или на одинаковом уровне. В противном случае жидкая фаза газа в испаритель просто не поступит.

Из сосуда 13 через штупер 19 и газопровод 20, очищенный от капель и брызг жидкой фазы, газ поступает в редуктор 21, в котором давление его паров понижается до рабочего. Из редуктора газ с рабочим давлением поступает по газопроводам 22 через запорные краны 24 в горелки 23 котла б и к ИК-горелкам 9.

Газовые запальники 33, предназначенные для розжига горелок 23 и 9, подсоединены к разводке газа в самых нижних точках. Этим самым автоматически обеспечивается продувка газопровода низкого давления от сконденсировавшихся паров газа, которые образуются во время пребывания установки в нерабочем положении. Разводка газопровода выполнена так, чтобы конденсат скапливался в ее нижней части и в первую очередь поступил к запальникам. Такая конструкция не позволяет

разжечь горелки до тех пор, пока не будет получено нормальное горение запальников.

Производительность испарителя позволяет сразу после заправки котла холодной водой обеспечить бесперебойную подачу газа с рабочим давлением к горелкам котла на нагрев воды и к горелкам ИК-излучения на разогрев масла в поддоне картера двигателя и заднем мосту трактора.

После розжига горелок 23 котла приступают к розжигу горелок 9. Для разогрева агрегатов трактора эти горелки, установленные на металлических санках 10. необходимо подвинуть к передней и задней части трактора,

открыть краны горелок и зажечь их газовым запальником 33. Затем салазки с зажженными горелками устанавливают под картерами двигателей и задними мостами. Через некоторое время работы устпойства

вода в котле нагревается до 85-9П°С. после чего горелки 23 котла б выключаются и горячую воду заливают в радиатппы тпактопов при помощи ручного насоса 1. Гопелки 9 пазогрева картеров двигателей и залгних моптпв

продолжают гореть 3-5 мин. В это время производится запуск двигателей. После запуска двигателей закрывают краны горелок 9 и убирают их из-под тракторов.

30

Предмет изобретения

1.Устройство для предпускового рязогпрва мащины, содержащее горелки ИК-излучРКия и

газовые горелки водогрейного котла, попгординенные к питательной системе гaяoвьт бя.плонов, отличающееся тем, что. с повышения его надежности в работе при низкой температуре, в линию связи баллонов с

горелками параллельно включены испаритель и промежуточный сосуд, имеющий патрлбкч в верхней части для ввода и вывода паровой фазы.

2.Устройство по п. 1, отличающаяся тем, что патрубок ввода паровой фазы в сосуд подсоединен к испарителю.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что испаритель расположен в котле.