CN1137346C - 内循环式乳化油的制备方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种内循环式乳化油的制备方法及其装置，包括乳化机构1以及回油管3；回油管3与乳化器15并联，它还有一个回油传感器22和控制器21。多余的乳化油经溢流阀16和回油管3回到乳化器15的进口，再进行循环乳化。控制器21根据回油量控制补充的油、水混合的比例以及供应量。因此具有供油压力可调、掺水率相对稳定且可调、不需要添加乳化剂以及具有结构简单、可靠、可小型化的特点。

Description

内循环式乳化油的制备方法及其装置

本发明涉及一种燃烧设备的燃料制备方法及其供应装置，特别是与各种燃烧器适配、油水比例可优化调整、不需要添加乳化剂的内循环式乳化油的制备方法及其装置。

掺水乳化油是一种公认的优良代用燃料，不仅可节油，而且有利于环保。现有技术中生产乳化油有以下几种方式：一、采用间接生产方式，将生产的乳化油储存备用，例如：中国专利ZL96 2 13549《全自动水柴油混合乳化油装置》，这类技术产品普遍体积较大，尤其无法应用于机动车(船)；二、使用添加乳化剂来防止乳化油在储存期间分解，以延长储存时间，例如：中国专利ZL98 1 10834《乳化剂组合物及其用该组合物制得的乳化柴油》、中国专利ZL99 1 12010《柴油乳化剂及制得的乳化柴油和制造乳化柴油的工艺》等等，但是使用乳化剂既繁琐又不经济，而且也达不到随机生产的效果；三、中国专利ZL96203202《随机乳化发生器》中公开了一种随机生产乳化油的装置，不易随机生产并直接供应与燃烧器原供油压力适配的乳化油，也无法解决生产过剩的问题。四、《内燃机学报》1988第4期发表的《柴油机燃用乳化油的研究》也曾提及根据不同燃烧器、不同工况采用不同掺水率的乳化油对于节油率的影响很大，因为燃烧器4在低负荷状况时使用乳化油好处不多甚至更耗油；然而至今还未发现既可以随机生产乳化油又可以随不同燃烧器的工况优化调整乳化油的掺水率且满足上述全部条件的公开技术或产品。因此，严重制约了掺水乳化油的普及推广。

本发明的目的是提供一种随不同燃烧器的工况优化调整乳化油的掺水率、掺水率相对稳定、不需要添加乳化剂以及具有结构简单、可靠、可小型化的内循环式乳化油制备方法及其供应装置。

本发明的任务是通过如下方式完成的：一种内循环式乳化油装置，包括乳化机构、控制机构以及回油管；乳化机构包括连接进油的供油管、连接进水的供水管，燃烧器在供油管和供水管的混合输出至燃烧器的管路中连接有乳化器，乳化器和燃烧器之间的管路中，并接有连接乳化器输入端的回油管，回油管中连接有溢流阀。供油管和供水管分别输送油和水进入乳化器，经过乳化后供给燃烧器，多余的乳化油经溢流阀和回油管回到乳化器的进口，再进行乳化，不断进行循环。供油管和供水管并接混合输出前分别安装有变频电动机SM驱动的供油泵和供水泵，解决了由于油、水比重不一致而影响掺水比例的问题，另外也使供油泵和供水泵的转速、流量可以变化和容易控制。控制机构包括有一个测定回油压力的传感器，一个测定燃烧器工况的传感器，接收上述两传感器信号信号输入至控制器，控制器的输出端有一个控制供油泵和供水泵转速、流量的变频器。控制器接收到回油传感器的信号后，发出控制信号通过变频器控制供油泵和供水泵转速、流量，这样可以保证补充的油、水混合的比例以及供应量。通过调节溢流阀的溢流压力，可以调节供油压力。回油传感器位于乳化器的前端与回油管连接处附近，这样可以准确地反映回油的压力和流量。还有一个位于燃烧器上、测定燃烧器工况的传感器，其传输工况信号至控制器内，控制器将信号与其所储存的工况参数进行比较后，发出调整指令经过变频器后给供油泵和供水泵，调整供油泵和供水泵转速、流量，保证燃烧器得到最优化掺水率的乳化油。乳化器前有一个单向阀，后面有一个供油开关。单向阀是为了防止乳化油的回流，供油开关可以关闭供油回路以及在调整设备时用。控制器的输出端还有一个两位三通电磁阀，电磁阀位于供水泵前面的供水管中，其一个进口与供油管相连。当启动时，关闭电磁阀，这时为供应纯油，供应纯油经过1-3分钟延时或燃烧器达到额定标准后，控制器才控制电磁阀通水。当停机时，先关闭电磁阀，供应纯油经过延时1-3分钟后才停止供油，保证供油管路清洁，另外可以保证低负载时经济性。一种内循环式乳化油的制备方法，由油箱和水箱中用供油泵和供水泵分别提取油和水出来，再在连接的管路中混合；将混合后的油和水经管路输入乳化器进行油水乳化，然后供应给燃烧器；当供应给燃烧器的乳化油过剩时，回油管中油压增大，使溢流阀开启，多余的燃油流回到乳化器中进行循环乳化，回油传感器测定回油的压力，发出信号给控制器，由控制器向供油泵和供水泵发出控制其转速、流量的信号，控制其向乳化器输入补充液的量并保证其油水的混合比例不变；燃烧器上的传感器测定燃烧器的工况，发出信号给控制器，由控制器经变频器向供油泵和供水泵发出控制信号，改变其各自的转速、流量，使燃烧器得到最佳油水混合比例的乳化油。

下面结合附图进一步详细说明本发明之最佳实施例。

图1是本发明内循环式乳化油装置构造原理图。

图2是本发明内循环式乳化油装置实施例的构造原理图。

图3是本发明内循环式乳化油装置控制部分原理图。

从图1中可看出，一种内循环式乳化油装置，包括乳化机构1、控制机构2以及回油管3燃烧器4；乳化机构1包括连接进油的供油管11、连接进水的供水管12，在供油管11和供水管12混合输出至燃烧器4的管路13中连接有乳化器15，乳化器15和燃烧器4之间的管路13中，并接有连接乳化器15输入端的回油管3，回油管3中连接有溢流阀16。供油管11和供水管12分别输送油和水进入乳化器15，经过乳化后供给燃烧器4，多余的乳化油经溢流阀16和回油管3回到乳化器15的进口，再进行乳化，不断进行循环。当乳化油供大于求时，供油压力值必然升高，一旦高于溢流设定值，溢流阀16就会自动打开溢流，直到乳化油的压力值回落到设定值时又自动关闭，从而始终保持设定的供油压力值维持正常；通过了溢流阀16的过剩乳化油回流到乳化器15时，因为其设定压力比补充液的压力高，所以优先进入乳化器15，形成体内循环并反复得到乳化，从而解决了随机生产的过剩乳化油的储存难题。

从图2、图3中可看出，供油管11和供水管12并接混合输出前分别安装有变频电动机SM驱动的供油泵111和供水泵121。解决了由于油、水比重不一致而影响掺水比例的问题，另外也使供油泵111和供水泵121的转速、流量可以变化和容易控制。控制机构2包括有一个测定回油压力的传感器22，一个测定燃烧器工况的传感器23，接收上述两传感器22、23信号输入至控制器21，控制器21的输出端有一个控制供油泵111和供水泵121转速、流量的变频器24。当耗油量小于恒定的产量时，过剩的乳化油必然回流，因此会引起乳化器15之前的油水混合液的供应压力发生变化，这种变化的压力信号通过传感器22实时传递给控制器21，由于压力常值为零，压力升则大于零，压力降则小于零，控制器21据此通过变频器24调整供油泵111和供水泵121的工作频率升高或降低，因此可以在保持油水原定比例相对稳定的前提下决定油或水的补充供应量，确保乳化油消耗了多少就随时补充供应多少，固定乳化器15的额定产量，将变量降低到最少，通过控制回流量与补充量之和与乳化器15的额定产量匹配，从而实现自动均衡生产并做到随机地供应乳化油。形成全闭路循环即达到稳态的流量平衡；只要乳化器15的产量大于燃烧器的需要量，生产过剩的乳化油就必然回流并在体内循环重复乳化，保证了乳化油在未燃烧前不分层，因此不需要添加剂就从根本上解决了过剩乳化油的储存难题！这样可以保证补充的油、水混合的比例以及供应量。通过调节溢流阀16的溢流压力，可以调节供油压力。回油传感器22位于乳化器15的前端与回油管3连接处附近，这样可以准确地反映回油的压力和流量。还有一个位于燃烧器4上、测定燃烧器4工况的传感器23，其传输工况信号至控制器21内，控制器21将信号与其所储存的工况参数进行比较后，发出调整指令经过变频器24后给供油泵111和供水泵121，调整供油泵111和供水泵121转速、流量，保证燃烧器4得到最优化掺水率的乳化油。为了适应燃烧器尤其是机动式燃烧器4在不同工况下对燃料的不同需要，本发明设有一个开环控制电路，可以对乳化油配比(即掺水率)进行随机调整，其工作过程如下：事先将已经通过匹配优化试验而确定的各种燃烧器4在不同运行工况下的最优掺水率，存于控制器21的ROM区。在燃烧器4运行过程中，传感器23对实际工况进行实时监测，控制器21根据传感器23采集的燃烧器4油门信号和转速信号而确定实际运行工况点，获取该工况点的优化掺水率值，于是控制器21依据变频电机转速比与掺水率之间的函数关系，通过变频器24精确控制供油泵111和供水泵121的转速比相应变化从而实现最佳配比(掺水率)。由于采取了上述控制技术，所以不仅可以始终保持乳化器15的产量稳定，而且做到随燃烧器4的工况变化而实时改变乳化油的原定配比，始终保持供应掺水率最佳的乳化油，从而达到最佳的节油清污效果。

管路13上、乳化器15前有一个单向阀33，回油管3与燃烧器4之间有一个供油开关17。单向阀33是为了防止乳化油的回流，供油开关17可以关闭供油回路以及在调整设备时用。供水管12上、供水泵121前面有一个两位三通电磁阀122，所述电磁阀122的一个进口与供油管11相连。当启动时，关闭电磁阀122，这时为供应纯油，供应纯油经过1-3分钟延时或燃烧器4达到额定标准后，控制器21才控制电磁阀122通水。当停机时，先关闭电磁阀122，供应纯油经过延时1-3分钟后才停止供油，保证供油管路清洁，另外可以保证低负载时经济性。

从图1-图3中可看出，一种内循环式乳化油的制备方法，由油箱和水箱中用供油泵111和供水泵121分别提取油和水出来，再在连接的管路13混合；将混合后的油和水经管路13输入乳化器15进行油水乳化，然后供应给燃烧器4；当供应给燃烧器4的乳化油过剩时，回油管3中油压增大，使溢流阀16开启，多余的乳化油流回到乳化器15中进行循环乳化，回油传感器22测定回油的压力，发出信号给控制器21，出控制器21经变频器24向供油泵111和供水泵121发出控制其转速、流量的信号，控制其向乳化器15输入补充液的量并保证其油水的混合此例不变；燃烧器4上的传感器23测定燃烧器4的工况，发出信号给控制器21，由控制器21向供油泵111和供水泵121发出控制信号，改变其各自的转速、流量，使燃烧器4得到最佳油水混合比例的乳化油。

本发明由于采用上述技术方案，所以具有供油压力可调，掺水率相对稳定且可调、不需要添加乳化剂以及具有结构简单、可靠、可小型化的特点。

Claims (7)

1.一种内循环式乳化油装置，包括乳化机构(1)、控制机构(2)以及回油管(3)；乳化机构(1)包括连接进油的供油管(11)、连接进水的供水管(12)，其特征在于：在供油管(11)和供水管(12)混合输出至燃烧器(4)的管路(13)中连接有乳化器(15)，乳化器(15)和燃烧器(4)之间的管路(13)中，并接有连接乳化器(15)输入端的回油管(3)，回油管(3)中连接有溢流阀(16)；所述控制机构(2)包括有一个测定回油压力的传感器(22)，一个测定燃烧器工况的传感器(23)，接收上述两传感器(22)、(23)信号输入至控制器(21)，控制器(21)的输出端有一个控制供油泵(111)和供水泵(121)转速、流量的变频器(24)。

2.根据权利要求1所述的内循环式乳化油装置，其特征在于：所述回油传感器(22)位于乳化器(15)的前端与回油管(3)连接处附近，传感器(23)位于燃烧器(4)上。

3.根据权利要求1所述的内循环式乳化油装置，其特征在于：所述管路(13)上、乳化器(15)前有一个单向阀(33)。

4.根据权利要求1所述的内循环式乳化油装置，其特征在于：所述管路(13)上、回油管(3)与燃烧器(4)之间有一个供油开关(17)。

5.根据权利要求1所述的内循环式乳化油装置，其特征在于：所述控制器(21)的输出端还有一个两位三通电磁阀(122)。

6.根据权利要求5所述的内循环式乳化油装置，其特征在于：所述电磁阀(122)位于供水泵(121)前面的供水管(12)中，其一个进口与供油管(11)相连。

7.一种利用权利要求1所述装置的乳化油制备方法，其特征在于：A.由油箱和水箱中用供油泵(111)和供水泵(121)分别提取油和水出来，再在连接的管路(13)中混合；B.将混合后的油和水经管路(13)输入乳化器(15)进行油水乳化，然后供应给燃烧器(4)；C.当供应给燃烧器(4)的乳化油过剩时，回油管(3)中油压增大，使溢流阀(16)开启，多余的乳化油流回到乳化器(15)中进行循环乳化，回油传感器(22)测定回油的压力，发出信号给控制器(21)，由控制器(21)向供油泵(111)和供水泵(121)发出控制其转速、流量的信号，控制其向乳化器(15)输入补充液的量并保证其油水的混合比例不变；D.燃烧器(4)附近的传感器(23)测定燃烧器(4)的工况，发出信号给控制器(21)，由控制器(21)向供油泵(111)和供水泵(121)发出控制信号，改变其各自的转速、流量，使燃烧器(4)得到最佳油水混合比例的乳化油。

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