RU174225U1

RU174225U1 - Diesel vehicle tank

Info

Publication number: RU174225U1
Application number: RU2017114462U
Authority: RU
Inventors: Борис Георгиевич Еремин; Сергей Владимирович Мартынов; Оксана Викторовна Смирнова; Дмитрий Борисович Еремин; Владимир Викторович Никитенко; Николай Николаевич Николаев; Роман Сергеевич Литвинов; Алексей Владимирович Назаров
Original assignee: Борис Георгиевич Еремин; Сергей Владимирович Мартынов; Оксана Викторовна Смирнова; Дмитрий Борисович Еремин; Владимир Викторович Никитенко; Николай Николаевич Николаев; Роман Сергеевич Литвинов; Алексей Владимирович Назаров
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2017-10-09

Abstract

Полезная модель относится к емкостям для хранения жидкости, а именно к топливным бакам транспортных средств с дизельными двигателями для работы которых в зимних условиях требуется подогрев топлива, подаваемого из бака в двигатель.Бак к транспортному средству с дизельным двигателем, содержащий корпус с дном, фильтр грубой очистки, электрический нагреватель, в котором выполнены нагревательные элементы из лавсановых нитей с резистивным напылением серебра и размещены на внешних боковых образующих цилиндрических углублений днища топливного бака высотой не менее 5 диаметров основания цилиндрических углублений, с децентрализовано расположенными нагревательными элементами, а поверх корпуса бака нанесено теплоизолирующее покрытие, причем число его слоев на верхней половине корпуса в 3-5 раз больше, чем на нижней его половине.The utility model relates to tanks for storing liquid, namely, to the fuel tanks of vehicles with diesel engines for the operation of which in winter conditions it is necessary to heat the fuel supplied from the tank to the engine. The tank to a vehicle with a diesel engine containing a housing with a bottom, a coarse filter cleaning, an electric heater, in which the heating elements are made of dacron threads with a resistive coating of silver and placed on the outer side generatrices of the cylindrical recesses of the bottom of the fuel Tank height of at least 5 diameters of the base of cylindrical depressions arranged decentrally with heating elements and heat-insulating coating is applied on top of the tank body, the number of layers thereof on the top half of the housing is 3-5 times more than the bottom half.

Description

Полезная модель относится к емкостям для хранения жидкости, а именно к топливным бакам транспортных средств с дизельными двигателями, для работы которых в зимних условиях требуется подогрев топлива, подаваемого из бака в двигатель.The utility model relates to containers for storing liquid, namely, to the fuel tanks of vehicles with diesel engines, for the operation of which in winter conditions, heating of the fuel supplied from the tank to the engine is required.

Известен топливный бак к транспортному средству с дизельным двигателем (патент SU № 943140, опубл. 15.07.1982 г.), включающий корпус и коаксиально установленные в нем всасывающий и сливной трубопроводы. Нижний конец сливного трубопровода заглушен, а на нижнем конце всасывающего трубопровода по окружности образованы два окна для сообщения его со сливным трубопроводом.Known fuel tank for a vehicle with a diesel engine (patent SU No. 943140, publ. 07/15/1982), comprising a housing and a suction and drain piping coaxially installed therein. The lower end of the drain pipe is plugged, and at the lower end of the suction pipe, two windows are formed around the circumference for communication with the drain pipe.

Область использования такого бака весьма ограничена из-за его сложности.The scope of use of such a tank is very limited due to its complexity.

Известно устройство для подогрева топлива в дизеле (патент SU № 676746, опубл. 30.07.1979 г.), содержащее подогреватель топлива, встроенный в линию высокого давления и размещенный на выхлопном коллекторе, на входе в форсунку подогреватель топлива снабжен защитным тепловым экраном, связанным через обратную отрицательную связь с датчиком режима работы двигателя.A device is known for heating fuel in a diesel engine (patent SU No. 676746, publ. 07/30/1979), containing a fuel heater, built into the high pressure line and placed on the exhaust manifold, at the inlet of the nozzle, the fuel heater is equipped with a protective heat shield connected through negative feedback from the engine operation sensor.

Область использования такого устройства весьма ограничена из-за его сложности регулирования.The scope of such a device is very limited due to its complexity of regulation.

Известно устройство для подогрева дизельного топлива (патент RU № 69166, опубл. 10.12.2007 г.), содержащее топливную трубку с фланцем для крепления устройства на топливном баке. Трубка соединена со штуцером забора топлива. Цилиндрический электронагревательный элемент с нитью накаливания установлен коаксиально с зазором внутри топливной трубки с возможностью извлечения.A device for heating diesel fuel is known (patent RU No. 69166, publ. 10.12.2007), containing a fuel pipe with a flange for mounting the device on a fuel tank. The tube is connected to the fuel intake fitting. A cylindrical electric heating element with a filament is installed coaxially with a gap inside the fuel tube with the possibility of extraction.

Недостатком данного топливного бака является то, что при низких температурах окружающего воздуха его использования не наблюдается эффективное уменьшение вязкости дизельного топлива в баке в зимнее время, т.е. действие обусловлено размерами цилиндрического нагревательного элемента. В результате топливо в баке при низких температурах имеет высокую вязкость, что затрудняет выкачивание топлива через топливопровод.The disadvantage of this fuel tank is that at low ambient temperatures of its use, there is no effective decrease in the viscosity of diesel fuel in the tank in the winter, i.e. the action is due to the size of the cylindrical heating element. As a result, the fuel in the tank at high temperatures has a high viscosity, which makes it difficult to pump fuel through the fuel line.

Известно устройство для подогрева и подачи дизельного топлива (Патент RU №85953, опубликовано 20.08.2009 г.), состоящее из баков топлива с топливозаборными трубками, размещенными в баках, нагревателя, трубопроводов подвода и отвода топлива, соединенных с баками топлива через топливозаборные трубки. Трубопроводы подвода топлива соединены с баками вязкого и основного топлива. Устройство снабжено крыльчаткой, трубопроводами подвода и отвода отработавших газов. Нагреватель выполнен в виде двух коаксиально установленных полых цилиндров, внешний из которых соединен с трубопроводами подвода и отвода отработавших газов, а внутренний - с трубопроводами подвода и отвода топлива. Во внутреннем цилиндре нагревателя на оси установлен спиральный винт, а с другой стороны оси в корпусе установлена крыльчатка. Корпус связан с трубопроводами подвода и отвода отработавших газов. Повышается надежность работы топливной системы дизельного двигателя в различных температурных условиях при использовании топлив с разной вязкостью.A device for heating and supplying diesel fuel is known (Patent RU No. 85953, published on 08/20/2009), consisting of fuel tanks with fuel intake pipes located in the tanks, a heater, fuel supply and exhaust pipelines connected to the fuel tanks through fuel intake pipes. Fuel supply pipelines are connected to viscous and main fuel tanks. The device is equipped with an impeller, pipelines for supplying and discharging exhaust gases. The heater is made in the form of two coaxially installed hollow cylinders, the outer of which is connected to the pipelines for supplying and discharging exhaust gases, and the inner one is connected to pipelines for supplying and discharging fuel. A spiral screw is installed on the axis in the inner cylinder of the heater, and an impeller is installed on the other side of the axis in the housing. The housing is connected to the exhaust gas inlet and outlet pipelines. The reliability of the fuel system of a diesel engine in different temperature conditions increases when using fuels with different viscosities.

Наиболее близким из известных устройств к заявляемому является топливный бак для работы дизеля (патент SU № 2543920, опубл. 30.07.1979 г.), содержащий корпус с дном, камеру нагрева внутри корпуса, приемный фильтр с трубкой и электрический нагреватель для камеры нагрева, камера нагрева выполнена в виде усеченной пирамиды, открытой снизу, имеющей пластину на верхнем основании в форме многоугольника, каркас из прутьев вдоль ребер пирамиды, боковые грани в форме трапеций, выполненных из мелкоячеистых теплопроводящих сеток и закрепленных на каркасе и пластине, причем в пластине выполнено отверстие для размещения приемного фильтра внутри пирамиды, а электрический нагреватель для камеры нагрева установлен под дном бака напротив пирамиды.The closest known device to the claimed is a fuel tank for diesel operation (patent SU No. 2543920, publ. 07/30/1979), comprising a housing with a bottom, a heating chamber inside the housing, a receiving filter with a tube and an electric heater for the heating chamber, camera heating is made in the form of a truncated pyramid, open at the bottom, having a plate on the upper base in the form of a polygon, a frame of rods along the edges of the pyramid, side faces in the form of trapezoid made of fine-mesh heat-conducting meshes and fixed to the frame and pl Astin, moreover, a hole is made in the plate for receiving the receiving filter inside the pyramid, and an electric heater for the heating chamber is installed under the bottom of the tank opposite the pyramid.

Недостатки известного устройства обусловлены малой теплопроизводительностью и низкой эффективностью работы нагревательных элементов, повторным залипанием сетки парафинами в процессе работы и опасностью возникновения электрической дуги внутри топлива. Теплопроизводительность нагревательных элементов ограничена небольшой поверхностью теплообмена радиатора (порядка 50-60 см²), которая зависит от размера штатного отверстия в баке, используемого для установки сетки топливозаборника, низкая электробезопасность используемого устройства (применяется напряжение 220 В).The disadvantages of the known device are due to the low heat output and low efficiency of the heating elements, repeated sticking of the mesh with paraffins during operation and the danger of an electric arc inside the fuel. The heating capacity of the heating elements is limited by a small radiator heat exchange surface (of the order of 50-60 cm ² ), which depends on the size of the standard opening in the tank used to install the fuel intake grid, low electrical safety of the device used (voltage 220 V is applied).

Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение низкой вязкости топлива в резервуаре и в магистралях системы подачи топлива в холодное время при низких температурах окружающей среды.The objective of the proposed utility model is to ensure low viscosity of the fuel in the tank and in the lines of the fuel supply system in cold weather at low ambient temperatures.

Технический результат - снижение парафинизации дизельного топлива и поддержание заданной вязкости топлива в топливном баке в холодное время при низких температурах окружающей среды.The technical result is a reduction in the waxing of diesel fuel and maintaining a given viscosity of the fuel in the fuel tank in cold weather at low ambient temperatures.

Поставленная задача решается тем, что в бак транспортного средства с дизельным двигателем, содержащем корпус с дном, фильтр грубой очистки, электрический нагреватель, в него введены нагревательные элементы подогрева дизельного топлива, которые выполнены из лавсановых нитей с резистивным напылением серебра и размещены на внешних боковых образующих цилиндрических углублений днища топливного бака высотой не менее 5 диаметров основания цилиндрических углублений с децентрализовано расположенными нагревательными элементами, а поверх корпуса бака нанесено теплоизолирующее покрытие, причем число его слоев на верхней половине корпуса в 3-5 раз больше, чем на нижней его половине.The problem is solved in that in the tank of a vehicle with a diesel engine containing a housing with a bottom, a coarse filter, an electric heater, heating elements for heating diesel fuel are introduced into it, which are made of dacron threads with a resistive coating of silver and placed on the outer side generators cylindrical recesses of the bottom of the fuel tank with a height of at least 5 diameters of the base of the cylindrical recesses with decentralized heating elements, and over the insulator of the tank has a heat-insulating coating, and the number of its layers on the upper half of the body is 3-5 times more than on its lower half.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид бака к транспортному средству с дизельным двигателем.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 shows a General view of the tank to a vehicle with a diesel engine.

Бак к транспортному средству с дизельным двигателем содержит корпус 1 с дном 2, фильтр грубой очистки 3, электрический нагреватель 4, состоящий из нагревательных элементов 5 подогрева дизельного топлива, выполненных из лавсановых нитей 6 с резистивным напылением серебра и размещенных на внешних боковых образующих цилиндрических углублений 7 днища 2 топливного бака высотой не менее пяти диаметров основания цилиндрических углублений с децентрализовано расположенными нагревательными элементами 5, а поверх корпуса 1 нанесено теплоизолирующее покрытие 7, причем число его слоев на верхней половине корпуса 1 в 3-5 раз больше, чем на нижней его половине.The tank for a vehicle with a diesel engine contains a housing 1 with a bottom 2, a coarse filter 3, an electric heater 4, consisting of heating elements 5 for heating diesel fuel, made of dacron threads 6 with a resistive coating of silver and placed on the outer side generatrices of cylindrical recesses 7 bottoms 2 of the fuel tank with a height of at least five diameters of the base of the cylindrical recesses with decentralized heating elements 5, and heat insulating applied over the housing 1 e coating 7, and the number of its layers on the upper half of the housing 1 is 3-5 times more than on its lower half.

Фильтр грубой очистки 3 установлен с зазором от нижней половины корпуса 1 топливного бака.The coarse filter 3 is installed with a gap from the lower half of the housing 1 of the fuel tank.

На внешней стороне цилиндрических углублений 7 закреплен нагревательный элемент 5 подогрева дизельного топлива, образованный намоткой лавсановой нити 6 с резистивным напылением серебра. Подключение источника питания к нагревательному элементу 5 осуществляется через изолированные от "массы" клеммы (на рисунке не показаны). Таким образом, каждая из клемм изолирована от "массы" и не зависит одна от другой, т.е. каждый блок (группа) нагревательных элементов 5 получает электропитание только через свою, предназначенную только для него клемму, не зависимую от клеммы другого нагревательного элемента 5.On the outer side of the cylindrical recesses 7 is fixed a heating element 5 for heating diesel fuel, formed by winding dacron thread 6 with a resistive coating of silver. The power source is connected to the heating element 5 through the terminals isolated from the ground (not shown in the figure). Thus, each of the terminals is isolated from the “mass” and does not depend on one another, i.e. each block (group) of heating elements 5 receives power only through its own dedicated terminal, independent of the terminal of another heating element 5.

Нагревательные элементы 5 могут подключаться непосредственно к бортовой сети транспортного агрегата, или посредством кабеля с вилкой может быть подключен к одному из источников электропитания: либо к сети 220 В, либо к бензогенератору 220 В, либо к штатному электрогенератору дизеля через инвертор 220 В (на рисунке возможные схемы подключения не показаны).Heating elements 5 can be connected directly to the on-board network of the transport unit, or through a cable with a plug can be connected to one of the power sources: either to a 220 V network, or to a 220 V gas generator, or to a regular diesel generator through a 220 V inverter (in the figure possible wiring diagrams are not shown).

С наружной поверхности нагревательные элементы 5 закрыты термоизоляционным кожухом 8, который жестко прикреплен с помощью болтов 9 к корпусу 1 бака, выполнен из плотного материала и покрыт изнутри теплоизолятором, причем число его слоев на верхней половине корпуса 1 в 3-5 раз больше, чем на нижней его половине (на рисунке не показано).From the outer surface, the heating elements 5 are closed by a heat-insulating casing 8, which is rigidly attached with bolts 9 to the tank body 1, is made of dense material and coated from the inside with a heat insulator, the number of layers on the upper half of the body 1 being 3-5 times more than its lower half (not shown in the figure).

Устройство бака к транспортному средству с дизельным двигателем работает следующим образом.The device tank to a vehicle with a diesel engine works as follows.

В условиях низких температур перед запуском дизеля при подаче напряжения на изолированные от "массы" клеммы (на рисунке не показаны) электрический ток проходит через лавсановые нити 6 с резистивным напылением серебра, которые нагреваются до расчетной температуры, тем самым нагревательный элемент 5 выделяет тепло для нагрева дизельного топлива в цилиндрических углублениях 7 высотой не менее пяти диаметров оснований цилиндрических углублений, размещенных на днище 2 топливного бака.At low temperatures, before starting the diesel engine, when voltage is applied to the terminals isolated from the ground (not shown in the figure), an electric current passes through dacron filaments 6 with resistive silver sputtering, which are heated to the design temperature, thereby heating element 5 generates heat for heating diesel fuel in cylindrical recesses 7 with a height of not less than five diameters of the bases of the cylindrical recesses located on the bottom 2 of the fuel tank.

Дизельное топливо, находящееся в цилиндрических углублениях 7 высотой не менее пяти диаметров основания цилиндрических углублений 7 днища 2 топливного бака нагревается и под действием гравитационных сил выбрасывается из цилиндрических углублений 7, вновь поступающее холодное дизельное топливо опускается в углубление 7, где нагревается и поднимается вверх, так повторяется цикл нагрева дизельного топлива. Подогретое в цилиндрических углублениях 7 нагревательным элементом 5 дизельное топливо порциями поступает в верхнюю часть корпуса бака 1, обеспечивая поддержание постоянной температуры дизельного топлива.Diesel fuel located in cylindrical recesses 7 with a height of at least five base diameters of the cylindrical recesses 7 of the bottom of the fuel tank 2 is heated and ejected from the cylindrical recesses 7 by gravitational forces, the newly incoming cold diesel fuel is lowered into the recess 7, where it is heated and rises, so the diesel fuel heating cycle is repeated. Heated in cylindrical recesses 7 of the heating element 5, the diesel fuel is fed in portions to the upper part of the tank 1, ensuring the maintenance of a constant temperature of diesel fuel.

Децентрализованное размещение нагревательных элементов 5 по всей поверхности днища 2 топливного бака снижает до минимума температурную и вязкостную неравномерность прогрева дизельного топлива. При этом каждый нагревательный элемент 5 обеспечивает изменение температуры дизельного топлива в своей зоне размещения. Благодаря перемешиванию дизельного топлива под действием гравитационных сил (теплового напора) вероятность перегрева дизельного топлива полностью исключается. Кроме того, применение цилиндрических углублений 7 в днища 2 топливного бака увеличивает эффективность их использования за счет увеличения площади тепловоспринимающей поверхности.The decentralized placement of the heating elements 5 over the entire surface of the bottom 2 of the fuel tank minimizes the temperature and viscosity unevenness of heating of diesel fuel. Moreover, each heating element 5 provides a change in temperature of diesel fuel in its area of placement. Due to the mixing of diesel fuel under the influence of gravitational forces (thermal pressure), the probability of overheating of diesel fuel is completely eliminated. In addition, the use of cylindrical recesses 7 in the bottom 2 of the fuel tank increases the efficiency of their use by increasing the area of the heat-absorbing surface.

Благодаря тому, что нагревательные элементы 5 выполнены из лавсановых нитей с резистивным напылением серебра, размещены под дном 2 бака, закрыты термоизоляционным кожухом 8 и не соприкасаются с топливом, обеспечивается безопасная эксплуатация топливного бака.Due to the fact that the heating elements 5 are made of dacron threads with a resistive dusting of silver, placed under the bottom of the tank 2, closed by a heat-insulating casing 8 and do not come into contact with the fuel, the safe operation of the fuel tank is ensured.

После нагрева и разжижения дизельного топлива внутри цилиндрических углублений 7 происходит нагрев боковых граней, а от них нагрев топлива и плавление парафинов с внутренней стороны цилиндрических углублений 7. Разогретое жидкое топливо, имея меньшую вязкость и плотность, беспрепятственно выходит из цилиндрических углублений 7, где оно нагревалось, и поднимается в верхнюю часть бака. Тем самым поддерживается энергоэффективный нагрев топлива, обеспечивается саморегулирование температуры топлива в цилиндрических углублениях 7, исключается перегрев и закипание топлива в случае длительной задержки пуска двигателя.After heating and liquefying diesel fuel inside the cylindrical recesses 7, the side faces are heated, and from them the fuel is heated and paraffins melt from the inside of the cylindrical recesses 7. The heated liquid fuel, having a lower viscosity and density, freely exits the cylindrical recesses 7, where it was heated , and rises to the top of the tank. Thus, energy-efficient heating of the fuel is supported, self-regulation of the temperature of the fuel in the cylindrical recesses 7 is ensured, overheating and boiling of the fuel in case of a long delay in starting the engine is excluded.

Это обеспечивает более эффективный прогрев дизельного топлива в баке, при этом дизельное топливо, нагреваемое в цилиндрических углублениях 7 днища бака 2, благодаря большей поверхности контакта с нагревательными элементами, прогревается быстрее. Максимальная температура нагревательного элемента 5, выполненного из лавсановых нитей с резистивным напылением серебра не превышает 140°C, а в случае перегорания лавсановая нить оплавляется, но не возгорается, что повышает пожаро- и взрывобезопасность.This provides a more efficient heating of diesel fuel in the tank, while diesel fuel heated in the cylindrical recesses 7 of the bottom of the tank 2, due to the larger contact surface with the heating elements, warms up faster. The maximum temperature of the heating element 5, made of lavsan threads with resistive silver deposition, does not exceed 140 ° C, and in case of burnout, the lavsan thread is melted, but does not ignite, which increases fire and explosion safety.

Другим преимуществом предлагаемой полезной модели устройства для предпускового подогрева дизельного топлива ДВС является постоянное перемешивание (барботаж) масла в топливном баке без принудительной его прокачки электрическим насосом, работающим от бортовой сети автомобиля.Another advantage of the proposed utility model of the engine for pre-heating diesel engine ICE is the constant mixing (bubbling) of oil in the fuel tank without forcing it by an electric pump operating from the vehicle’s onboard network.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить температурную и вязкостную неравномерность прогрева дизельного топлива и повысить эффективность использования нагревательных элементов 5 за счет эффективной теплоотдачи от них и увеличения теплообменной поверхности.Thus, the proposed device can reduce the temperature and viscosity non-uniformity of heating of diesel fuel and increase the efficiency of the use of heating elements 5 due to the effective heat transfer from them and increase the heat transfer surface.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в том, что применение теплообменного аппарата такой конструкции бака с топливом позволяет обеспечить лучший термический контакт между двумя средами и соответственно повысить коэффициент полезного действия предпускового подогрева дизельного топлива ДВС.The technical and economic efficiency of the proposed device lies in the fact that the use of a heat exchanger of such a design of the fuel tank allows to provide better thermal contact between the two environments and, accordingly, increase the efficiency of the pre-heating diesel engine ICE.

Повышение КПД устройства для предпускового подогрева дизельного топлива ДВС достигается тем, что в конструкции теплообменника для создания компактной поверхности теплообмена применены дополнительные вторичные поверхности дна топливного бака двигателя, что позволяет существенно увеличить площадь соприкосновения дизельного топлива с нагревательными элементами 5, обеспечивая более быстрый нагрев дизельного топлива в баке двигателя, с интенсивным его перемешиванием, что сокращает время подготовки двигателя к пуску. Достигается более полное и эффективное использование теплоты выделяемой нагревательными элементами 5, улучшаются экономические и экологические характеристики предпускового подогрева двигателя в целом.Improving the efficiency of the device for starting diesel engine fuel pre-heating is achieved by the fact that additional secondary surfaces of the bottom of the fuel tank of the engine are used in the design of the heat exchanger to create a compact heat exchange surface, which can significantly increase the contact area of diesel fuel with heating elements 5, providing faster heating of diesel fuel in the engine tank, with intensive mixing, which reduces the time of preparation of the engine for starting. A more complete and efficient use of the heat generated by the heating elements 5 is achieved, the economic and environmental characteristics of the engine preheating as a whole are improved.

Применение предлагаемого топливного бака для работы дизеля зимой на дизельном топливе способно компенсировать такие недостатки, как высокая кинематическая вязкость, высокая температура помутнения и застывания, которые присущи дизельному топливу и ограничивают его использование зимой.The use of the proposed fuel tank for diesel operation in winter on diesel fuel can compensate for such disadvantages as high kinematic viscosity, high cloud point and solidification temperature, which are inherent in diesel fuel and limit its use in winter.

Технический результат: быстрый и надежный пуск самого двигателя, а также более полное и эффективное использование теплоты выделяемой нагревательными элементами, повышается коэффициент полезного действия предпускового подогрева дизельного топлива ДВС.Effect: quick and reliable starting of the engine itself, as well as a more complete and efficient use of the heat generated by the heating elements, increases the efficiency of pre-heating diesel engine.

Claims

A tank of a vehicle with a diesel engine, comprising a housing with a bottom, a coarse filter, an electric heater, characterized in that the heating elements of the electric heater for heating diesel fuel are made of dacron threads with a resistive coating of silver and placed on the outer side forming cylindrical recesses of the bottom of the fuel tank with a height of at least 5 diameters of the base of the cylindrical recesses, with decentrally located electric heating elements the boiler, and a thermally insulating coating is applied over the tank body, and the number of its layers on the upper half of the body is 3-5 times more than on its lower half.