Топливная система судового дизеля Советский патент 1980 года по МПК F02M31/16 

(54) ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА СУДОВОГО

I

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигатёлестроению и может быть использовано при проектировании и постройке судовых или иных энергетических установок с дизельным приводом, работающим на вязком и маловязком топливах.

Известны топливные системы, обеспечивающие подвод к топливоподающим устройствам дизеля двух видов топлив: маловязкого, топлива (МВТ) при запуске и на малых нагрузках и вязкого топлива (ВТ) при нагрузке, близкой к номинальной 1.

Известные системы сложны из-за наличия дополнительных сливных цистерн ВТ и ВМТ и двойных линий слива МВТ и ВТ в одноименные расходные цистерны и емкости.

Применение в известной системе охлаждения форсунок маловязким топливом усложняет конструкцию из-за иаличия еще одной цистерны запаса МВТ и трубопроводов.

Наличие в известной топливной системе трубопроводов циркуляции МВТ и подачи ВТ и общего участка с циркуляционными насосами, подогревателем ифильтром обуславливает при переводе дизеля с МВТ на ВТ и в обратном направлении смену топлив в ДИЗЕЛЯ

этом участке, причем объем указанного участка в 15-20 и более раз превышает объем топлива, находящегося в напорном н отводном коллекторах топливоподающих устройств (насосов высокого давления). Сле5 дЬвательно, в известной системе перевод дизеля с одного вида топлива на другой сопровождается расходом МВТ в количестве, равном, по меньшей мере, объему общего участка с установленным в нем оборудованием. В многомашинных энергетических установках 10 в целях сокращения расхода МВТ работающими дизелями при пуске и остановке на МВТ одного из дизелей каждый дизель оборудуют индивидуальной топливной системой с циркуляционным насосом, подогревателем, связанной с общими для всех дизелей рас15ходными цистерной МВТ и емкостью ВТ, что усложняет конструкцию системы.

Цель изобретения - упрощение конструкции топливной системы. 20 Цель достигается тем, что подводящий коллектор системы охлаждения форсунок выполнен в виде ответвления от канала подвода маловязкого топлива, а отводящий коллектор соединён с линией слива избытка ма 5гб&яз1согб TO пли в a of топл и вОпОцавЗЩйх устройств. На чертеже представлена схема предллгаемой топливной системы судового дизеля. Расходная цистерна 1 МВТ и емкость 2 ВТ связаны с питательными трубопроводами 3 и 4, оборудованными невозвратно-за порными клапанами 5 и 6. Трубопровод 7 циркуляции МВТ соединен с расходной цистерной 1 пб срёдством питательного трубопровода 3, вШГ1бчЖ Жёго участка - сливной 8, переменного расхода МВТ 9 и 10, питательно-циркуляционный 11 С установленным в нем теплообменником (охладителем-подогревателем) 12 и, оборудованным на всасывающей части, устройством 13, регулируюц им расход МвУ в участках 9 и 10 и запорным клапаном 14. Нагнетательная часть трубопровода 7 оборудована за-- ,.- -порным клапаном 1&, подпорными клапанами - байпасным 16 и путевым 17, насосом 18, турбулизатором 19, регулятором 20 температуры, теплообменником (подогревателем) 21, температурным регулятором 22, фильтром 23, каналом 24 подвода МВТ к напорному коллектору 25 топливоподающих устройств (насосов высокого давления) 26 дизеля 27 и каналом 28 подвода МВТ к найорному коллектору 29 топливоподающих устройств (насосов высокого давления) 30 дизеля 31 и закрытым деаэратором 32. Линия 33 слива избытка МВТ из отводного коллектора 34 топливоподающих устройств 26 оборудована подпорным клапаном 35, а линия 36 слива избытка МВТ |{з бтаодного коллектора 37 топливоподающих устройств 30 оборудована подпорным клапаном 38. Трубопровод 39 подачи ВТ оборудован на всасывающей части путевым запорйым клапаном 40 и запорным клапаном 41, а в нагнетательной части - запорным клапаном 42, подпорными клапанами: байпасным 43, путевым 44, а также циркуляционным насосом 45, теплообменником (подогревателем) 46, регулятором 47 температуры, фильтром 48, трубой 49 подключения ВТ к напорному коллектору 25 и трубой 50 подключения ВТ к напорному коллектору 29 и закрытым деаэратором 51. Вспомогательная магистраль 52 с запорным клапаном 53 соединяет трубопровод 39 подачи ВТ с расходной емкостью 2. Линии 54 и 55 слива избытка ВТ из отводных коллекторов 34 и 37 соединены с трубопроводом 39. Всггомогательные перемычки - всасывающая 56 с запорными клапанами 57 и 58 и нагнетательная 59 с апорным;и клапанами 6Q и 61 - установлены между трубопроводами 7 и 39, причем указанные перемычки связаны резервным насосом 62. Система охлаждения форсунок 63 дизеля 27 включает подводящий коллектор 64 с запорным клапаном 65, который ШВДЛнен в вйдё Ответвления от канала 24 подвода МВТ, и отводящий коллектор 66 сподпорным кла744140паном 67, соединенный с линией 33 слива избытка МВТ. Система охлаждения форсунок 68 дизеля 31 включает соответственно подводящий коллектор 69 с запорным клапаном 7b, который выполнен в виде ответвления от канала 28 подвода МВТ,и отводящий коллектор 71 с подпорным клапаном 72, соединенный с линией 36 слива избытка МВТ. Трехходовой напорный кран 73 связывает канал 24 подвода МВТ и трубу 4S подключения с напорным коллектором 25, а трехходовой напорный кран 74, соединяет канал 28 подвода МВТ и трубу 50 подключения ВТ с напорным коллектором 39. Трехходовой отливной кран 75 связывает отводной коллектор 34 с линиями слива избытка МВТ 33 и ВТ 54, а трехходовой отливной кран 76 соединяет отводной коллектор 37 (, линиями слива избытка МВТ 36 и ВТ 55 (все упомянутые трехходовые краны имеют L-образную пробку). Вентиляционные трубопроводы 77 и 78 соединяют деаэраторы 32 и 51 с расходной цистерной 1 и расходной емкостью 2. Паровой змеевик 79, встроенный в расходную емкость 2, обеспечивает подогрев ВТ. Система работает следующим образом. Перед пуском системы закрывают запорные клапаны 57 и 58 на всасывающей перемычке 56, запорные клапаны 60-и 61 на нагнетательной перемычке 59 запорный клапан 53 на вспомогательной магистрали 52, а на трубопроводе 3 питательном МВТ и-, трубопроводе 7 циркуляции МВТ открывают клапаны невозвра но-запорный 5, запорные 14 и 15, подпорные - байпасный 16 и путевой 17. На питательном трубопроводе и трубопроводе 39 подачи ВТ открывают невозвратно-запорный клапан 6, путевой запервый клапан 40, запорные клапаны 41 и 42, подпорные - байпасный 43 и путевой 44, а трехходовые напорные краны 73 и 74 техходовые отливные краны 75 и 76 устанавливают в положение «МВТ. Открывается движение через теплообменник 12 среды с изменяемыми параметрами, играющей роль теплоносителя при подготовке системы к пуску (например, подогрето охлаждающей воды дизелей, возможна также подача пара) для подогрева МВТ До температуры, превышающей, например, температуру окружающей среды t ь Устройство 13 вручную настраивают на пропуск МВТ через теплообменник 12, в змеевик 79 подают пар для подогрева ВТ в расходной емкости 2 до температуры, например, 12Пускают насос 18 и МВТ с температурой, например, t i, имеющей место в расходной цистерне 1 и равной температуре окружающей среды, поступает из расходной цистер-. ны 1 пбИитательиому трубопроводу 3 через теплообменник 12, где нагр ёвйётся, в тру бопровод 7 Циркуляции МВТ и начинает циркулировать по нему, продолжая нагреваться в теплообменнике 12, играющем в Данном случае роль подогревателя. ускорения

подогрева МВТ может быть включен теплообменник 21, управляемый регулятором 22 или вручную. При движении МВТ по трубопроводу циркуляции происходит его перемешивание в турбулизаторе 19 и очистка от посторонних включений в фильтре 23. Пря открытии запорных клапанов 65 и 70 и подпорныхклапанов 67 и 72 начинается движение МВТ по подводящим коллекторам 64 и .69, через охлаждаемые полости форсунок 63 и 68, отводяплие коллекторы 66 и 7 и jraHmr 33 и 36 слива избытка МВТ. При отCrr fTff rt-ff Hrr r-T -fiffr%v-afc iia ife: gji aaasfea j g --

Крытии подпорных клапанов 35 и 38 обеспечивается подача МВТ через каналы под-вода 24 и 28 в напорные коллекторы 25 и 29, подводящие коллекторы 64 и 69, всасывающие полости. топливоподаюш,их устройств 26 и 30, отводящие коллекторы 66 и 71, отводные коллекторы 34 и 37, а также линии 33 и 36 слива избытка МВТ дизелей -27 и 31, соответственно, деаэратор 32 и сливной участок 8. После заполнения .трубопровода 7 циркуляции МВТ, системы охлаждения форсунок 63 и 68, топливоподающих устройств 26 и 30, расход МВТ из расходной цистерны 1 прекращается. Пускают циркуляционный насос 45 ВТ и топливо с температурой t г поступает по питательному трубопроводу 4 ВТ в трубопровод 39 подачи и начинает циркулировать в последнем, освобождаясь от посторонних включений в фильтре 48 и нагреваясь в теплообменнике 46, управляемом терморегулятором 47, до температуры, например 13 (ВОЗМОЖНО управление теплообменником вручную). По окончании заполнения топливом трубопровода 39 подачи ВТ его поступление.из расходной емкости 2 прекращается. Путем регулировки подпорных клапанов - байпасных 16 и 43, путевых 17 и 44 добиваться заданных давлений МВТ и ВТ в напорных коллекторах 25 и 29 перед Топливоподающими устройствами 26 и 30 дизелей 27 и 31, в подводящих коллекторах 64 и 69 системы охлаждения форсунок 63 и 68, а также в деаэраторах 32 и 51. Регулировкой подпорных клапанов 67 и 72 обеспечивают заданные величины давлений в отводящих коллекторах 66 и 71 системы охлаждения форсунок 63 и 68, а, следовательно, и заданные расходы охлаждающей среды через систему охлаждения. Путем настройки подпорных клапанов 35 и 38 достигают заданных давлений в отводных коллекторах 34 и 37 топливоподающих устройств 26 и 30 и расходов через всасывающие полости этих устройств. Регулировкой путевых подпорных клапанов 17 и 44 обеспечивают необходимое давление топлив в деаэраторах МВТ 32 и ВТ 51, обуславливающее поддержание рабочего уровня топлив во внутренней полости этих деаэраторов. Устройство 13 и управляющий им терморегулятор 20 настраи ваются на поддержание в трубопроводе 7 циркуляции температуры, например, 14 путем изменения количества топлива, проходящего в направлении - участок

9 и питательно-циркуляционный участок 11 трубопровода 7 циркуляции МВТ теплообменник 12 или по направлению - участок 10 трубопровода циркуляции 7, помимо теплообменника 12. Величины температур i

j определяются характеристиками топливной аппаратуры дизелей 27 и 31.

По окончании подготовительных опера-ций производят пуск д {зелей 27 и 31 на МВТ, В результате этого вобозновляется расход МВТ из цистерны 1 и его поступление по

о питательному трубопроводу 3 в трубопровод 7 циркуляции МВТ. Из последнего МВТ описанным выще образом поступает к топливоподающим устройствам 26 и 30, которыми нaпpaвляeftгя к форсункам -63 и 68, впрыскивающим топливо в цилиндры дизелей 27 и 31. При пуске дизелей 27 и 31 устанавливается рабочая температура среды, проходящей через теплообменник 12, обеспечивающая отвод избыточного тепла из трубопровода 7 циркуляции МВТ. Часть МВТ,

0 используемого для охлаждения форсунок 63 и 68, проходя охлаждаемые полости распылителей нагревается и в свою очередь нагревает топливо, находящееся в трубопроводе 7 циркуляции МВТ и поступающее из расходной цистерны 1 МВТ. При избытке

5 подводимого тепла и повышении температуры топлива, находящегося в трубопроводе 7 циркуляции МВТ, сверх 14, устройство . 13, управляемое терморегулятором 20, увеличивает расход топлива через участок 11 и теплообменник 12, играющий в этом слу0чае роль охладителя, и наоборот, при недо статочном теплоподводе в трубопровод 7 циркуляции и снижении температуры МВТ ниже 14, количество топлива, идущего по участку 10, помимо теплообменника 12 воз5растает. При необходимости дополнительного подогрева МВТ изменяются параметры среды, проходящей через теплообменник 12 или включается в работу теплообменник 21. Последний, в автоматическом режиме, управляется регулятором 22, настроенным на включение теплообменника 21 при снижении температуры МВТ ниже 14.

Система обеспечивает перевод дизелей 27 и 31 с МбТ йа ВТ ив обратном направлении в любой последовательности, работу

S каждого дизеля на любом из указанных видов топлив независимо от вида топлива, потребляемого другим дизелем. Перевод дизелей 27 и 3 с МВТ на ВТ производится паворотом трехходовых напорных кранов 73 и 74, отливных кранов 75 и 76 в положение

0 ВТ и сопровождается сменой топлив в напорных 25 и 29 и отводных 34 и 37 коллекторах топливоподающих устройств 26 и 30. После переключения на ВТ дизелей 27 и 31 расход MJBT из расходной цистерны 1 прекращается,

5 начинается расход ВТ из расходной емкости 2. ВТ по трубам 49 и 50 подключения подается в напорные коллекторы 25 и 29, откуда поступает к топливоподающим устройствам 26 и 30 и направляется последниИИ к форсункам 63 и 68, впрыскивающим топливо в цилиндры дизелей 27 и 31. Избыточное количество ВТ по отводным коллек торам 34 и 37 напра1вляется в линии 54 и 55 слива избытка ВТ, по кторым поступает в трубопровод 39 подачи. Обратный перевод дизелей 27 и 31 на МВТ выполняется повоpof ом трехходовых напорных крапов 73 и 74, отливных кранов 75 и 76 в соответствующее положение, а также сопровождается сменой топлив в напорных 25 и 29 и отводных 34 и 37 коллекторах. При наличии в системе воздуха, паров, они с помощью деаэраторов 32 и 51 автоматически удаляются по трубопроводам 77 и 78 в воздущное npocTpaHcfво цистерны 1 МВТ и емкости 2 ВТ, соответственно. Вывод топливной системы из действия после остановки дизелей 27 и 31 обеспЪчивается прекращением циркуляции и нагрева МВТ и ВТ, а также отключением цис терны 1 и емкости 2 от трубопроводов 7 и 39, соответственно. Схема системы допускает промывку трубопровода 39 подачи ВТ/ топливоподающих устройств 26 и 30 от асфальто-смолистых отложений с помощью МВТ и, например, резервного насоса 62. Для этого закрывают запорный клапан 14 и подпорный клапан 17 на трубопроводе 7 циркулйции МВТ и путевой запорный клапан 40 на трубопроводе 39 подачи ВТ, клапан 58 на вспомогательной всасывающей 56 и клапан 60 на нагнетательной 59 перемычках, невозBpafHo-запорный клапан 6 ВТ и открывают запорные клапаны 57 и 61 на трубопроводе 39 подачи ВТ, клапан 53 на вспомогательной магистрали 52, а также невозвратно-запорный клапан 5 МВТ, а трехходовые напорные 73 и 74, отливные 75 и 76 краны устанавливают в положение ВТ и пускают резервный насос 62, при этом МВТ, поступая по вспомогательным перемычкам 56 и 59 в трубопровод 39 подачи ВТ и трубы 49 и 50 подключения, напорные 25 и 29 и отводные 34 и 37 коллекторы, линии 54 и 55 слива избытка ВТ, деаэратор 51, вытесняет ВТ и отмывные отложения по вспомогательной магистрали 52 в расходную емкость 2. Таким образом, предлагаемая система обеспечивает сокращение затрат на изготовление системы за счет упрощения конструкции и уменьшение расхода МВТ при переводе дизеля на ВТ и наоборот. Формула изобретения Топливная система судового дизеля, содержащая расходную цистерну и связанный с ней трубопровод циркуляции маловязкого топлива с установленными в нем, по меньщей мере одним теплообменником, одним насосом и каналом подвода маловязкогс топлива к топливоподающим устройствам, расходную емкость и связанный с ней трубопровод подачи вязкого топлива с последовательно установленными в нем, по меньщей мере ОД.ЩМ циркуляционным ласосом, одним теплообменником и трубой подключения, вязкого топлива к топливоподающим устройствам, линии слива избытка маловязкого и вязкого топлив из топливоподающих устройств и систему охлаждения форсунок маловязким топливом с подводящим и отводящим коллекторами, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, подводящий коллектор системы охлаждения форсунок выполнен в виде ответвления от канала подвода маловязкого топлива, а отводящий коллектор соединен с линией слща избытка маловязкого топлива от топливоподающих устройств. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Боткин П. П. и Сомов В. А. Применение тяжелых топлив в судовых дизелях. Л. Судпромгиз, 1959, с. 114,, рис. 40. 73 5J f 56