CN106016336B - 耐腐蚀醇基燃料油泵及防腐蚀方法 - Google Patents

耐腐蚀醇基燃料油泵及防腐蚀方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供耐腐蚀醇基燃料油泵及防腐蚀方法，在已有燃油系统中的醇基燃料油泵2和输油管1之间接入附加电源6以及碳棒7，醇基燃料油泵2、附加电源6、碳棒7以及输油管1中的醇基燃料构成回路，通过调节附加电源6的电压大小，可防止醇基燃料油泵2受腐蚀，避免出现醇基燃料油泵2性能下降、醇基燃料油泵2使用寿命缩短以及醇基燃料质量降低的情况；在耐腐蚀醇基燃料油泵2的基础上，以醇基燃料、醇基燃料油泵2、附加电源6和碳棒7构成回路的阻值以及原电池电压为数据基础，调节附加电压的大小，达到醇基燃料油泵2防腐蚀的目的。

Description

耐腐蚀醇基燃料油泵及防腐蚀方法
技术领域
本发明涉及油泵的防腐蚀改进以及防腐蚀方法，特别是涉及燃油系统中的耐腐蚀醇基燃料油泵及防腐蚀方法。
背景技术
醇基燃料是以甲醇、乙醇等醇类物质为主体配置的燃料，其燃烧彻底、热效率高，是一种环保节能能源，可应用于餐饮或工业锅炉中。
醇基燃料油泵在燃油系统中用于输送、加压、喷射醇基燃料，而现有醇基燃料油泵均采用铝合金材料，铝合金材料对醇基燃料腐蚀作用的耐受性差，醇基燃料油泵在使用过程中，醇基燃料油泵内油路以及铝合金管路均会出现腐蚀现象，上述腐蚀现象会加大醇基燃料油泵内油路与活塞、以及铝合金管路与活塞之间的间隙，影响醇基燃料油泵输送、加压、喷射的精度；金属离子溶于醇基燃料，会影响醇基燃料的质量。
发明内容
本发明提供耐腐蚀醇基燃料油泵及防腐蚀方法，解决燃油系统中醇基燃料油泵易受腐蚀，导致醇基燃料油泵性能下降以及醇基燃料质量降低的问题。
本发明通过以下技术方案解决上述问题：
耐腐蚀醇基燃料油泵，与现有技术相同的是，包括输油管和醇基燃料油泵，醇基燃料油泵包括铝合金管路，在所述输油管和醇基燃料油泵的衔接处设有管路铜接，所述管路铜接与醇基燃料油泵中的铝合金管路连接，在进行醇基燃料传输时，所述铝合金管路和管路铜接均浸泡在醇基燃料中，与现有技术不同的是，在所述输油管和醇基燃料油泵之间接入附加电源和碳棒，所述附加电源的负极与醇基燃料油泵电连接，所述附加电源的正极与碳棒的一端电连接，所述碳棒的另一端与输油管内的醇基燃料接触；醇基燃料油泵、附加电源、碳棒以及输油管中的醇基燃料构成回路，其中，铝合金管路以及管路铜接作为回路的阴极，碳棒作为回路的阳极。
进一步地，所述输油管包括有三通，醇基燃料流经三通后进入醇基燃料油泵，所述醇基燃料油泵安装有一对固定螺钉，该对固定螺钉定于铝合基座；所述附加电源的负极与醇基燃料油泵上的其中一个固定螺钉电连接；所述附加电源的正极与碳棒的一端电连接，碳棒的另一端经三通与输油管内的醇基燃料接触。
进一步地，所述碳棒垂直于醇基燃料的流向。
基于上述耐腐蚀醇基燃料油泵的防腐蚀方法，步骤如下：
1)燃油系统工作时，铝合金管路、管路铜接以及醇基燃料形成原电池，在铝合金管路和三通分别引出导线，接入外部电压表，测定原电池的电压，记录为U；
2)在附加电源的正极与碳棒之间串联接入外部电流表；以0V为初始值、以0.1V为公差上调附加电源的电压U'，直至回路的阳极出现气泡，记录上调过程中附加电源提供的每个电压值U'以及与每个电压值U'对应的外部电流表的电流值I'；
3)在步骤2)的调节过程中，当U'＝U时，I'为负值，继续以0.1V为公差上调附加电源的电压值；当I'在零值附近波动时，对应的附加电压U'为醇基燃料油泵的保护电压，记录为U0；
4)每次燃油系统运行时，将附加电源的电压值调节至保护电压U0，便可防止醇基燃料油泵受到腐蚀。
进一步地，步骤3)中，所述保护电压为U0与原电池电压U的关系式为U0＝U+1.5V。
进一步地，步骤3)中，当I'为零时，对应的附加电压U'为醇基燃料油泵的保护电压，记录为U0。
进一步地，所述1.5V由碳棒、回路中醇基燃料以及醇基燃料油泵的接入阻值决定。
进一步地，所述保护电压U0为1.5-3.5V。
进一步地，所述保护电压U0为3V。
与现有技术相比，具有如下特点：
1、在已有燃油系统中的醇基燃料油泵和输油管之间接入附加电源以及碳棒，醇基燃料油泵、附加电源、碳棒以及输油管中的醇基燃料构成回路，回路中的电流方向与醇基油泵、管路铜接以及醇基燃料形成的原电池的电流方向相反，通过调节附加电源的电压大小，抑制醇基燃料油泵受腐蚀，避免出现醇基燃料油泵性能下降、醇基燃料油泵使用寿命缩短以及醇基燃料质量降低的情况发生；
2、在耐腐蚀醇基燃料油泵的基础上，以醇基燃料、醇基燃料油泵、附加电源和碳棒构成回路的阻值以及原电池电压为数据基础，调节附加电压的大小，达到醇基燃料油泵防腐蚀的目的。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图1中标号为：1、输油管；1-1、输油管路；1-2、三通；1-3、进口油路；1-4、出口油路；2、醇基燃料油泵；2-1、铝合金基座；2-2、排气阀；2-3、铝合金管路；2-4、固定螺钉；2-5、活塞；2-6、不锈钢外壳；2-7、电磁铁；2-8、醇基燃料油泵内油路；3、醇基燃料油泵工作电源；4、管路铜接；5、电连接线；6、附加电源；7、碳棒。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
在燃油系统中，醇基燃料经输油管1输送至醇基燃料油泵2进行加压后，再喷射出。上述输油管1主要包括输油管路1-1、三通1-2、进口油路1-3以及出口油路1-4，在输油管路1-1中设有三通1-2，醇基燃料流经三通1-2后，经进口油路1-3进入醇基燃料油泵2，经加压后，从出口油路1-4喷射出。上述醇基燃料油泵2主要包括铝合金基座2-1、排气阀2-2、铝合金管路2-3、一对固定螺钉2-4、活塞2-5、不锈钢外壳2-6、一对电磁铁2-7以及醇基燃料油泵内油路2-8，该对电磁铁2-7由醇基燃料油泵工作电源3供电，该对固定螺钉2-4固定于铝合金基座2-1，具体结构如图1所示。在输油管1和醇基燃料油泵2的衔接处设有管路铜接4，管路铜接4与醇基燃料油泵2中的铝合金管路2-3连接，醇基燃料从进口油路1-3经管路铜接4进入醇基燃料油泵2中，在进行醇基燃料传输时，铝合金管路2-3、以及管路铜接4均浸泡在醇基燃料中。
在燃油系统中，进行醇基燃料输送、加压时，铝合金管路2-3、管路铜接4以及醇基燃料形成原电池，醇基燃料与三通1-2连通。管路铜接4的铜合金部分作为原电池的阳极，铝合金管路2-3作为原电池的阴极；在原电池的阳极，醇基燃料中由羟基分解离出的氢离子获得电子，形成氢气；在原电池阴极，铝等活泼金属失去电子，成为金属离子，溶解在醇基燃料中。在上述原电池的氧化还原过程中，铝合金管路2-3不可避免地产生腐蚀现象，加大铝合金管路2-3和活塞2-5的间隙，而活塞2-5运动的频率很高，醇基燃料油泵2长期工作时，腐蚀现象会加剧活塞2-5与铝合金管路2-3之间的磨损，使得二者接触的间隙变大，影响醇基燃料油泵2输送、加压和喷射的精度；而且，金属离子溶解在醇基燃料中，降低了醇基燃料的质量。另外，出口油路1-4处设有雾化油嘴，由于醇基燃料中含有具有吸附作用的金属离子，醇基燃料油泵2长期工作，在雾化油嘴处则会吸附大量杂质，堵塞雾化油嘴，影响醇基燃料油泵2的正常运行。
铝合金管路2-3合金组件中含活泼和不活泼金属，与醇基燃料同样会形成原电池，使得活泼金属从合金组件中析出，失去电子后金属离子溶于醇基燃料中，造成铝合金管路2-3自腐蚀，长期使用时，同样会加大铝合金管路2-3和活塞2-5的间隙，影响醇基燃料油泵2输送、加压和喷射的精度以及醇基燃料的质量。醇基燃料油泵内油路2-8也为合金组件，同理会产生自腐蚀，同样影响醇基燃料油泵2输送、加压和喷射的精度以及醇基燃料的质量。
本发明提供的耐腐蚀醇基燃料油泵，在上述已有的输油管1、醇基燃料油泵2和管路铜接4等结构的基础上，在输油管1和醇基燃料油泵2之间接入附加电源6和碳棒7，附加电源6的负极与醇基燃料油泵2经电连接线5实现电连接，附加电源6的正极与碳棒7的一端经电连接线5实现电连接，碳棒7的另一端与输油管1内的醇基燃料接触。更进一步地，附加电源6的负极与醇基燃料油泵2上的经电连接线5实现电连接
醇基燃料油泵2、附加电源6、碳棒7以及输油管1中的醇基燃料构成回路，铝合金管路2-3、醇基燃料油泵内油路2-8以及管路铜接4作为回路的阴极，碳棒7作为回路的阳极。在回路的阴极，金属离子将获得电子还原成金属，如铝离子获得三个电子还原成铝，而在回路的阳极，醇基燃料中的羟基失去电子氧化成水和氧气。通常会在醇基燃料中添加适量的水，用于提高闪点温度，降低醇基燃料着火的危险，因此，本发明采用上述回路产生的少量水，不但不会影响醇基燃料的质量，还能起到提高闪点温度的作用，少量的氧气也不会影响醇基燃料的质量，量多时甚至能起到助燃的作用，因此，在耐腐蚀醇基燃料油泵2中接入附加电源6和碳棒7，能达到防止醇基燃料油泵2受到腐蚀，还能保障醇基燃料质量。基于已有的燃油系统中，安装附加电源6和碳棒7，达到耐腐蚀以及保障醇基燃料质量的目的，使用部件少，降低额外增加防腐蚀设备的成本，可直接安装、成本低廉，性能稳定、安全。
基于上述耐腐蚀醇基燃料油泵的防腐蚀方法，包括以下步骤：
1)燃油系统工作时，铝合金管路2-3、管路铜接4以及醇基燃料形成原电池，在铝合金管路2-3和三通1-2分别引出导线，接入外部电压表，测定原电池的电压，记录为U；
2)在附加电源6的正极与碳棒7之间串联接入外部电流表；以0V为初始值、以0.1V为公差上调附加电源6的电压U'，直至回路的阳极出现气泡，记录上调过程中附加电源6提供的每个电压值U'以及与每个电压值U'对应的外部电流表的电流值I'；
3)在步骤2)的调节过程中，当U'＝U时，理论上附加电源6的正极和碳棒7之间的外部电流表示值应为0A，但事实上为负值，因为回路中存在阻值，会消耗一部分电压；当I'为零或在零值上下波动时，对应的附加电压U'为醇基燃料油泵2的保护电压，记录为U0，此时U0＝U+1.5V；
4)每次燃油系统运行时，将附加电源6的电压值调节至保护电压U0，便可防止醇基燃料油泵2受到腐蚀。
上述步骤2)中，调节附加电源6时，根据I'电流值、以及醇基燃料油泵2表层的气泡和镀层的现象变化，可以以粗调、细调结合的方式调节附加电压，加快调节效率，尽快确定保护电压。
步骤3)中，I'为零或零值附近时，此时醇基燃料油泵2没有腐蚀现象、没有电镀现象、没有气泡产生、醇基燃料不变色，该状态下，醇基燃料油泵2不发生或几乎不发生腐蚀现象，醇基燃料没有或几乎没有发生质量改变，因此，可认为当下的电流值I'对应的电压值U'为醇基燃料的最佳附加电压，即最合适的保护电压。
在醇基燃料油泵2、附加电源6、碳棒7以及输油管1中的醇基燃料构成回路中，附加电压过低或过高，都会产生负面影响。附加电压过低，则无法有效防止醇基燃料油泵2被腐蚀，附加电压过高，如超过10.5V，则会产生如下负面影响：醇基燃料中的电场过强，醇基燃料中带电粒子活性增强，加剧回路中金属非自发的氧化还原反应，产生甲醛、甲酸以及粘稠物，导致醇基燃料变色变味，且粘稠物极易堵塞滤网和雾化油嘴；碳棒7表层的金属失去电子，变成正价金属离子溶解至醇基燃料中，使得碳棒7的质量减少，而更换碳棒7，会大大增加成本；在碳棒7端，醇基燃料中的羟基失去电子，产生较多氧气和水，醇基燃料中含有的微量的硫及酸性腐蚀物质溶于水，加快醇基燃料油泵2的腐蚀进度，并导致醇基燃料变色。因此，附加电压需控制在合理范围内，才能进一步防止醇基燃料油泵2受腐蚀以及防止醇基燃料质量下降。
在步骤1)中还可在铝合金管路2-3和管路铜接4之间串联接入外部电流表，测定原电池的电流，记录为I。根据该电流I和原电池电压U可得到原电池电阻，为步骤2)中调节附加电源6电压U'时提供阻值参考，同时以该阻值为数据基础调整回路的阻值，也有利于尽快找到保护电压U0。
附加电压的取值，和碳棒7的电阻率及长度有关，和碳棒7与醇基燃料油泵2的距离有关，即与回路中醇基燃料的固定横截面积下的长度有关，还和电连接线5以及醇基燃料油泵2的接入阻值有关，即保护电压的大小与碳棒7、回路中醇基燃料以及醇基燃料油泵2的接入阻值有关，换言之，本发明保护电压比原电池电压高1.5V，是由碳棒7、回路中醇基燃料以及醇基燃料油泵2的接入阻值决定的，当碳棒7、回路中醇基燃料以及醇基燃料油泵2的接入阻值更大，则保护电压与原电池电压相比不止高于1.5V。本发明经大量实验发现，保护电压最低会比原电池电压高1.5V。醇基燃料油泵2接头与碳棒7之间醇基燃料的长度越小越好，碳棒7的阻值越小越好，电连接线5越短越好，上述电阻值之和必须控制在一定范围内，才有可能保证附加电源6施加的附加电压不至于过低或过高。可采取以下一种或一种以上的方式解决上述问题：附加电源6的负极与醇基燃料油泵2上的其中一个固定螺钉2-4电连接，附加电源6的正极与碳棒7的一端电连接，碳棒7的另一端经三通1-2与输油管1内的醇基燃料接触；碳棒7垂直于醇基燃料的流向。最优选地，为上述两种方式同时采取，能大大减小回路电阻值。
本发明中，附加电源6的调节范围为0-5V，经大量调试发现，保护电压为1.5-3.5V时，电流I'在零值或零值上下波动，醇基燃料油泵2几乎没有腐蚀现象，其中，最优的保护电压为3V，该状态下，电流I'为零，醇基燃料油泵2没有腐蚀现象。获取该型号醇基燃料的保护电压值后，每次进行该型号醇基燃料的传输和加压时，该保护电压无需重新调节，直接将附加电源6调节至U0即可实现对醇基燃料油泵2的防腐蚀保护。其它型号的醇基燃料因其PH、密度、醇类含量的不同，保护电压也会有所不同，但保护电压通常仍比原电池的电压值大1.5V。
本发明的工作过程为：在燃油系统中，测定醇基燃料油泵2和醇基燃料构成的原电池的电压，接入附加电源6和碳棒7，醇基燃料、醇基燃料油泵2、附加电源6和碳棒7构成回路，调节附加电源6的电压值，以0V为初始值，调节附加电源6的电压输出，直至回路的阳极出现气泡，I'为零或在零值上下波动时对应的附加电压U'为醇基燃料的保护电压，每次燃油系统运行时，将附加电源6调至该保护电压值即可；构建回路时，调节碳棒7插入醇基燃料中的深度、以及碳棒7与醇基燃料油泵2的距离，使得附加电源6的输出电压比原电池电压大1.5V，该状态下，能最有效地防止醇基燃料油泵2的腐蚀以及保证醇基燃料的质量不受影响。

Claims (6)

1.耐腐蚀醇基燃料油泵的防腐蚀方法，所述耐腐蚀醇基燃料油泵包括输油管(1)和醇基燃料油泵(2)，所述输油管(1)包括有三通(1-2)，醇基燃料流经三通(1-2)后进入醇基燃料油泵(2)，醇基燃料油泵(2)包括铝合金管路(2-3)，在所述输油管(1)和醇基燃料油泵(2)的衔接处设有管路铜接(4)，所述管路铜接(4)与醇基燃料油泵(2)中的铝合金管路(2-3)连接，在所述输油管(1)和醇基燃料油泵(2)之间接入附加电源(6)和碳棒(7)，所述附加电源(6)的负极与醇基燃料油泵(2)电连接，所述附加电源(6)的正极与碳棒(7)的一端电连接，所述碳棒(7)的另一端与输油管(1)内的醇基燃料接触，其特征在于：
1)燃油系统工作时，铝合金管路(2-3)、管路铜接(4)以及醇基燃料形成原电池，在铝合金管路(2-3)和三通(1-2)分别引出导线，接入外部电压表，测定原电池的电压，记录为U；
2)在附加电源(6)的正极与碳棒(7)之间串联接入外部电流表；以0V为初始值、以0.1V为公差上调附加电源(6)的电压U'，直至回路的阳极出现气泡，记录上调过程中附加电源(6)提供的每个电压值U'以及与每个电压值U'对应的外部电流表的电流值I'；
3)在步骤2)的调节过程中，当U'＝U时，I'为负值，继续以0.1V为公差上调附加电源(6)的电压值；当I'在零值附近波动时，对应的附加电压U'为醇基燃料油泵(2)的保护电压，记录为U0；
4)每次燃油系统运行时，将附加电源(6)的电压值调节至保护电压U0，便可防止醇基燃料油泵(2)受到腐蚀。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀醇基燃料油泵的防腐蚀方法，其特征在于：步骤3)中，所述保护电压为U0与原电池电压U的关系式为U0＝U+1.5V。
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀醇基燃料油泵的防腐蚀方法，其特征在于：步骤3)中，当I'为零时，对应的附加电压U'为醇基燃料油泵(2)的保护电压，记录为U0。
4.根据权利要求2所述的耐腐蚀醇基燃料油泵的防腐蚀方法，其特征在于：
所述1.5V由碳棒(7)、回路中醇基燃料以及醇基燃料油泵(2)的接入阻值决定。
5.根据权利要求1所述的耐腐蚀醇基燃料油泵的防腐蚀方法，其特征在于：所述保护电压U0为1.5-3.5V。
6.根据权利要求5所述的耐腐蚀醇基燃料油泵的防腐蚀方法，其特征在于：所述保护电压U0为3V。
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