RU2002092C1

RU2002092C1 - Device for producing water-fuel emulsion

Info

Publication number: RU2002092C1
Application number: SU914939312A
Authority: RU
Inventors: Станислав Александрович Калашников
Original assignee: Новосибирский институт инженеров водного транспорта
Priority date: 1991-05-24
Filing date: 1991-05-24
Publication date: 1993-10-30

Description

Изобретение относитс к области двигателей внутреннего сгорани , в частности к топливным системам дизелей.The invention relates to the field of internal combustion engines, in particular to diesel fuel systems.

Применение в дизеле водотопливной эмульсии вместо безводного топлива позво- л ет успешно сжигать т желое топливо, форсировать дизель на 20% сверх номинальной мощности, очищать распылители форсунок от нагара в процессе работы, снижать вредные выбросы с отработавшими га- зами.The use of a fuel-oil emulsion instead of anhydrous fuel in a diesel engine allows you to successfully burn heavy fuel, force the diesel engine by 20% above the rated power, clean the spray nozzles of carbon deposits during operation, and reduce harmful emissions with exhaust gases.

Водотопливна эмульси , содержаща 15-20% воды, вл етс лиофобной системой , в которой самопроизвольно идет процесс укрупнени частиц воды, т.е. коагул ци . Образующийс при этом гель забивает трубопроводы и фильтры, а крупные включени воды могут привести к повреждению топливной аппаратуры дизел . Поэтому водотопливна эмульси приго- тавливаетс либо непосредственно перед подачей в дизель, либо заранее приготовленна эмульси непрерывно прокачиваетс через циркул ционный контур.A water-fuel emulsion containing 15-20% water is a lyophobic system in which the process of enlargement of water particles spontaneously proceeds, i.e. coagul qi. The resulting gel clogs the pipes and filters, and large water inclusions can damage the diesel fuel equipment. Therefore, a water-fuel emulsion is prepared either immediately before it is fed to a diesel engine, or a pre-prepared emulsion is continuously pumped through a circulation circuit.

Известно устройство, в котором компо- ненты эмульсии в заданном соотношении подаютс в бак, из которого забираютс насосом и, пройд через гидродинамический эмульгатор, возвращаютс в бак. Часть эмульсии отводитс потребителю после на- coca.A device is known in which the components of the emulsion are supplied in a predetermined ratio to a tank, from which they are taken by a pump and, having passed through a hydrodynamic emulsifier, are returned to the tank. Part of the emulsion is discharged to the consumer after coca.

Недостатком известной конструкции вл етс то, что если компонентами эмульсии вл ютс дизельное или газотурбинное топливо и вода (без эмульгатора), то с тече- нием времени в баке по вл етс гель, который постепенно забивает трубопровод циркул ционного контура от бака к насосу. Крупные частицы воды, содержащиес в геле , при попадании в насос ускор ют его изнашивание и снижают долговечность насоса .A disadvantage of the known construction is that if the components of the emulsion are diesel or gas turbine fuel and water (without an emulsifier), then a gel appears in the tank over time, which gradually clogs the circulation pipe from the tank to the pump. Large particles of water contained in the gel, when introduced into the pump, accelerate its wear and reduce the durability of the pump.

Известно устройство дл приготовлени водотопливной эмульсии, выбранное в качестве прототипа, содержащее баки дл воды и топлива, регулировочный вентиль воды , последовательно сообщенные и образу- ющие циркул ционный контур шестеренный топливный насос со всасывающей и нагнетательной полост ми, эжектор с приемной полостью и камерой смещени , фильтр с входом и двум выходами, перепускной трубопровод с регулирующим вентилем . Приемна полость эжектора св зана с баком дл топлива, а через регулировочный вентиль с баком дл воды, через перепускной трубопровод приемна полость эжектора св зана с участком циркул ционного контура между одним из выходов фильтра и всасывающей полостью насоса, причем другой выход фильтра св зан с дизелем. Отбор водотопливной эмульсии из циркул ционного контура дл дизел производитс через фильтрующий элемент частично поточного фильтра, а возврат неиспользованной в дизеле водотопливной эмульсии в циркул ционный контур производитс на участке перепускного трубопровода между регулирующим вентилем и эжектором. Вода и топливо, используемые дл приготовлени эмульсии, подаютс в приемную полость эжектора из баков воды и топлива, имеющих посто нный уровень.A device for preparing a fuel-oil emulsion is known, selected as a prototype, comprising water and fuel tanks, a water control valve, successively connected and circulating a gear fuel pump with suction and discharge cavities, an ejector with a receiving cavity and a displacement chamber, a filter with an input and two outputs, a bypass pipe with a control valve. The receiving cavity of the ejector is connected to the fuel tank, and through the regulating valve to the water tank, through the bypass pipe, the receiving cavity of the ejector is connected to a section of the circulation circuit between one of the filter outlets and the pump suction cavity, the other filter outlet being connected to the diesel . The water-fuel emulsion is taken from the circulating circuit for diesel through the filter element of a partially in-line filter, and the unused water-fuel emulsion is returned to the circulating circuit at the section of the bypass pipe between the control valve and the ejector. Water and fuel used to prepare the emulsion are supplied to the receiving cavity of the ejector from tanks of water and fuel having a constant level.

Недостатком известного устройства вл етс мала надежность шестеренного насоса , особенно в случае приготовлени водотопливной эмульсии из дизельного или газотурбинного топлива. Это объ сн етс следующим. Поток эмульсии в частично поточном фильтре раздел етс на отфильтрованную тонкодисперсную эмульсию, направл емую в дизель, и неотфильтрованную грубодисперсную эмульсию, направл емую в шестеренный насос. Размеры капель воды в последнем потоке увеличиваютс из- за отбора тонкодисперсной части и из-за разрушени эмульсии на фильтрующей перегородке , смачиваемой топливом, но не смачиваемой водой. Крупные частички воды , содержащей в грубодисперсной эмульсии , попадают в подшипники скольжени шестеренного насоса, взыва их ускоренное изнашивание.A disadvantage of the known device is the low reliability of the gear pump, especially in the case of the preparation of a water-fuel emulsion from diesel or gas turbine fuel. This is explained as follows. The emulsion flow in a partially in-line filter is divided into a filtered fine emulsion directed to a diesel engine and an unfiltered coarse emulsion directed to a gear pump. The size of the water droplets in the last stream increases due to the withdrawal of the finely dispersed part and due to the destruction of the emulsion on the filter baffle wetted by fuel but not wetted by water. Large particles of water contained in a coarse emulsion fall into the sliding bearings of the gear pump, causing them to wear out more quickly.

Целью изобретени вл етс повышение надежности устройства дл получени водотопливной эмульсии. Использование за вл емого изобретени позволит существенно (не менее чем в 3 раза) повысить дол- говечность шестеренного насоса, а следовательно, и надежность установки дл получени эмульсии.An object of the invention is to increase the reliability of a device for producing a fuel oil emulsion. The use of the claimed invention will significantly (not less than 3 times) increase the durability of the gear pump and, consequently, the reliability of the installation for obtaining the emulsion.

Указанна цель достигаетс тем, что устройство снабжено сепаратором с двум входами и двум выходами, один вход которого св зан с линией возврата эмульсии из дизел , а другой вход св зан с вторым выходом частично поточного фильтра, один выход сепаратора св зан с перепускным трубопроводом, а другой выход - с всасывающей полостью насоса. Поступающа во входы сепаратора эмульси разлагаетс на т желую фракцию, т.е. воду (с небольшим содержанием топлива), и легкую фракцию, т.е. топливо (или тонкодисперсную эмульсию с очень малым содержанием воды). Топливо направл етс в шестеренный насос, а вода по перепускному трубопроводу - в эжектор. Чтобы исключить перетекание жидкости из эжектора в сепаратор через перепускной трубопровод, регулирующийThis goal is achieved in that the device is equipped with a separator with two inputs and two outputs, one input of which is connected to the return line of the emulsion from the diesel engine, and the other input is connected to the second output of the partially in-line filter, one output of the separator is connected to the bypass pipe, and the other outlet is with a pump suction cavity. The emulsion entering the separator inlet decomposes into a heavy fraction, i.e. water (with a low fuel content), and a light fraction, i.e. fuel (or fine emulsion with a very low water content). Fuel is sent to the gear pump, and water is bypassed to the ejector. To prevent fluid from flowing from the ejector to the separator through the bypass pipe regulating

вентиль на нем выполн етс невозвратным. Благодар установке сепаратора шестеренный насос, включенный в циркул ционный контур, работает на практически безводном топливе или на тонкодисперсной эмульсии с очень малым содержанием воды. Тонкодисперсна эмульси обладает высокой устойчивостью и не вызывает ускоренного изнашивани подшипников насоса. Сепаратор может быть выполнен в виде гидроциклона .the valve on it is irrevocable. Thanks to the installation of the separator, the gear pump included in the circulation circuit runs on practically anhydrous fuel or on a finely dispersed emulsion with a very low water content. The finely dispersed emulsion is highly stable and does not cause accelerated wear of the pump bearings. The separator can be made in the form of a hydrocyclone.

Изобретение по сн етс чертежом, на котором представлена схема устройства дл получени водотопливной эмульсии.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a device for producing a fuel oil emulsion.

Устройство содержит баки посто нного уровн дл воды 1 и топлива 2, регулировочный вентиль 3 воды, эжектор 4, частично поточный фильтр 5. невозвратный регулирующий вентиль 6, гидроциклон 7, шестеренный насос 8.The device comprises constant level tanks for water 1 and fuel 2, a water control valve 3, an ejector 4, a partially in-line filter 5. a non-return control valve 6, a hydrocyclone 7, a gear pump 8.

Благодар разрежению в приемной полости эжектора 4 в нее засасываютс в требуемой пропорции компоненты эмульсииDue to the rarefaction in the receiving cavity of the ejector 4, the components of the emulsion are sucked into it in the required proportion

Claims

1. A DEVICE FOR PRODUCING A WATER-FUEL EMULSION, containing water and fuel tanks, a water control valve, connected in series and forming a circulation circuit, a gear fuel pump with a suction and discharge cavities, an ejector with a receiving cavity connected to the fuel tank, and through a control valve with a water tank, a filter with an inlet and two outlets, a bypass pipe with a control valve, and the receiving cavity of the ejector is connected through a bypass pipe to the circulation section nnogo circuit between one of the outputs of the filter and the suction

(water and fuel) from tanks 1 and 2. The composition of the emulsion can be controlled by valve 3. The emulsion obtained in the ejector 4 is fed to a partially in-line filter 5, from which part of the emulsion is taken through a filter baffle to diesel, and the rest of the emulsion enters a hydrocyclone 7. Unused in a diesel engine, the emulsion also enters the inlet to the hydrocyclone. In the latter, the emulsion is divided into water (mixed with fuel) and fuel (or a finely divided water-fuel emulsion with a very low water content). Water through a non-return control valve 6 enters the intake cavity of the ejector 4, and the fuel enters the gear pump 8. This eliminates the operation of the gear pump on a water-fuel emulsion with a high water content, which leads to accelerated wear of the pump bearings.

(56) Lebedev O.N. Somov V.A. and Sisin V.D. Sump emulsions in marine diesel engines. L .: Shipbuilding, 1988, p. 64-66.

a pump cavity, and the other filter outlet is connected to a diesel engine, characterized in that, in order to increase reliability, the device is additionally equipped with a separator with

two inputs and two outputs, one input of which is connected to the return line of the emulsion from the diesel engine, the other input is connected to the second output of the filter, one output of the separator is connected to the bypass pipe, the second output is connected to the suction cavity of the pump, and the filter is partially made flow .

2. The device according to claim 1, characterized

the fact that the separator is made in the form of a hydrocyclone, and the control valve on the bypass pipe is irrevocable.