RU2011406C1

RU2011406C1 - Apparatus for producing emulsion

Info

Publication number: RU2011406C1
Application number: SU904863697A
Authority: RU
Inventors: Иван Алексеевич Жидков
Original assignee: Иван Алексеевич Жидков
Priority date: 1990-09-04
Filing date: 1990-09-04
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: apparatus has a case provided with branch pipes for supplying vapor of fluid to be dispersed and dispersion fluid, cavitation chamber located outside of the case whereto dispersion fluid is supplied. The branch pipe for supplying vapor is plugged, submerged in the case and provided with holes on the side surface. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для приготовления водотопливной эмульсии для котлов, двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных установок. The invention relates to mechanical engineering and can be used to prepare a water-fuel emulsion for boilers, internal combustion engines, gas turbine units.

Известно устройство для получения эмульсии, в котором элементы конструкции подобраны таким образом, что масса двух сред - диспергируемой и дисперсионной разделяется на два потока, которые движутся по противоположно направленным каналам. Потоки встречаются в вихревой камере, образуют каверны, которые, схлопываясь, создают акустическое поле, с помощью которого в концентраторе происходит эмульгирование [1] . A device for producing an emulsion is known, in which structural elements are selected in such a way that the mass of two media — dispersible and dispersive — is divided into two streams that move along oppositely directed channels. Flows occur in a vortex chamber, form caverns, which, collapsing, create an acoustic field with the help of which emulsification occurs in a concentrator [1].

Недостатками этого устройства являются низкое качество эмульсии и ненадежность его работы, которые определяются небольшим акустическим полем и сложностью форм и соединения элементов конструкции. The disadvantages of this device are the low quality of the emulsion and the unreliability of its operation, which are determined by the small acoustic field and the complexity of the shapes and connections of structural elements.

Прототипом изобретения является устройство, содержащее цилиндрический корпус с вихревой камерой, патрубки подачи пара диспергируемой и дисперсионной среды [2] . The prototype of the invention is a device containing a cylindrical body with a vortex chamber, nozzles for supplying steam dispersible and dispersion medium [2].

Целью изобретения является повышение качества эмульсии и надежности работы устройства. The aim of the invention is to improve the quality of the emulsion and the reliability of the device.

Указанная цель достигается тем, что патрубок подвода пара диспергируемой среды заглушен, в боковой поверхности его выполнены отверстия, устройство снабжено кавитационной камерой, вынесенной за пределы корпуса, с дополнительным патрубком подвода дисперсионной среды. This goal is achieved by the fact that the nozzle for supplying a vapor of a dispersible medium is plugged, holes are made in its lateral surface, the device is equipped with a cavitation chamber remote outside the housing, with an additional nozzle for supplying a dispersion medium.

В камеру смешения (корпус) одновременно поступают диспергируемая среда в виде пара и дисперсионная в виде жидкости, образуется двухфазная среда, состоящая из пузырьков пара и жидкости, подогретая до температуры насыщения пара. Из камеры смешения двухфазная среда поступает в кавитационную камеру, где смешивается с дисперсионной средой, температура которой ниже температуры насыщения. В кавитационной камере происходит схлопывание пузырьков пара, превращение последних в микрочастицы жидкости, которые под воздействием сил, вызванных кавитацией, равномерно распределяются по объему среды. A dispersible medium in the form of steam and dispersive medium in the form of a vapor and a dispersion medium in the form of a liquid simultaneously enter the mixing chamber, and a two-phase medium is formed, consisting of vapor bubbles and liquid, heated to the temperature of steam saturation. From the mixing chamber, the two-phase medium enters the cavitation chamber, where it is mixed with a dispersion medium, the temperature of which is below the saturation temperature. In the cavitation chamber, the vapor bubbles collapse, the latter transform into microparticles of the liquid, which, under the influence of forces caused by cavitation, are uniformly distributed over the volume of the medium.

На фиг. 1 изображено устройство для получения эмульсии; на фиг. 2 - схема подключения устройства к топливной системе двигателя внутреннего сгорания. In FIG. 1 shows a device for producing an emulsion; in FIG. 2 is a diagram of a device connecting to a fuel system of an internal combustion engine.

Устройство содержит камеру смешения, которая состоит из корпуса 1 и патрубков 5 и 2 соответственно подвода дисперсионной среды и диспергируемой. Патрубок 2 заглушен с одного конца, в его боковой поверхности выполнены в шахматном порядке отверстия 3. Патрубок 2 в корпусе фиксируется контргайкой 4. Камера смешения соединяется с кавитационной камерой 6 соединительным патрубком 7. Последний прикрепляется к кавитационной камере с помощью сварки, а к корпусу камеры смешения - с помощью резьбового соединения и фиксируется контргайкой 8. The device comprises a mixing chamber, which consists of a housing 1 and nozzles 5 and 2, respectively, the supply of the dispersion medium and dispersible. The pipe 2 is plugged at one end, the holes are staggered in its lateral surface 3. The pipe 2 in the housing is fixed with a lock nut 4. The mixing chamber is connected to the cavitation chamber 6 by a connecting pipe 7. The latter is attached to the cavitation chamber by welding, and to the camera body mixing - with the help of a threaded connection and is fixed with a lock nut 8.

Приготовление эмульсии осуществляется следующим образом. The preparation of the emulsion is as follows.

Через патрубок 5 в щелевой канал камеры смешения поступает жидкая дисперсионная среда, а через отверстия 3 патрубка 2 - диспергируемая в виде пара, струи которого разбиваются о стенки корпуса на отдельные пузырьки. В камере смешения образуется двухфазная среда, состоящая из пузырьков пара диспергируемой среды и подогретой до температуры насыщения пара дисперсионной среды. Двухфазная среда поступает в кавитационную камеру 6 через соединительный патрубок 7 одновременно с дисперсионной средой, температура которой значительно ниже температуры двухфазной среды. Пузырьки пара в кавитационной камере схлопываются, образуя при этом капельки диспергируемой среды, которые перемешиваются с дисперсионной средой микрогидравлическими ударами, вызванными схлопыванием пузырьков пара. Through the nozzle 5, a liquid dispersion medium enters the slotted channel of the mixing chamber, and through the holes 3 of the nozzle 2 it is dispersible in the form of a vapor, the jets of which are broken into separate bubbles on the body walls. A two-phase medium is formed in the mixing chamber, consisting of vapor bubbles of the dispersed medium and heated to the vapor saturation temperature of the dispersion medium. The two-phase medium enters the cavitation chamber 6 through the connecting pipe 7 simultaneously with the dispersion medium, the temperature of which is much lower than the temperature of the two-phase medium. The vapor bubbles in the cavitation chamber collapse, forming droplets of a dispersible medium, which are mixed with a dispersive medium by microhydraulic shocks caused by the collapse of the vapor bubbles.

Схема реализации устройства работает следующим образом. The implementation diagram of the device operates as follows.

Топливо из расходной топливной цистерны 9 топливным насосом 10 подается по трубопроводу 11 через клапан 12 в корпус 1 камеры смешения, а через клапан 13 в кавитационную камеру 6. По трубопроводу 14 в корпус 1 поступает пар. Двухфазная среда поступает в кавитационную камеру 6, где образуется водотопливная эмульсия, последняя по трубопроводу 16 топливными насосами высокого давления 15 подается к форсункам (не показаны). Fuel from the fuel supply tank 9 is supplied by the fuel pump 10 through the pipe 11 through the valve 12 to the mixing chamber housing 1, and through the valve 13 to the cavitation chamber 6. Steam is supplied through the pipe 14 to the housing 1. The two-phase medium enters the cavitation chamber 6, where a water-fuel emulsion is formed, the latter being piped 16 to high-pressure fuel pumps 15 to nozzles (not shown).

Улучшение качества эмульсии позволяет повысить КПД силовой установки, надежность работы двигателя, а также уменьшает загрязнение окружающей среды продуктами сгорания. Improving the quality of the emulsion can increase the efficiency of the power plant, the reliability of the engine, and also reduces environmental pollution by combustion products.

Для приготовления водотопливной эмульсии на судах с двигателями внутреннего сгорания можно использовать пар от утилизационного котла, что позволяет повысить коэффициент полезного действия двигателя не только за счет использования эмульгированного топлива, но и за счет глубокой утилизации тепла продуктов сгорания. При этом уменьшается количество паротопливных подогревателей, что снижает затраты на оборудование силовой установки и энергозатраты на прокачивание топлива через топливные подогреватели. To prepare a water-fuel emulsion on ships with internal combustion engines, steam from a recovery boiler can be used, which allows to increase the efficiency of the engine not only through the use of emulsified fuel, but also through the deep utilization of the heat of combustion products. At the same time, the number of steam fuel heaters is reduced, which reduces the cost of power plant equipment and energy costs for pumping fuel through fuel heaters.

Claims

DEVICE FOR PRODUCING EMULSION, containing a cylindrical body with a nozzle for supplying steam of a dispersible medium and a nozzle for supplying a dispersion medium, characterized in that, in order to improve the quality of the emulsion and reliability in operation, the nozzle for supplying steam is plugged, recessed into the cavity of the housing, and in its side surface holes are made, the device is equipped with a cavitation chamber located outside the housing and having an additional nozzle for supplying a dispersion medium.