RU2202406C2 - Method of preparation of water-and-fuel emulsion, static cavitation unit for emulsification and hydrodynamic multi-section cavitation unit for homogenization of emulsion - Google Patents

Method of preparation of water-and-fuel emulsion, static cavitation unit for emulsification and hydrodynamic multi-section cavitation unit for homogenization of emulsion Download PDF

Info

Publication number
RU2202406C2
RU2202406C2 RU2001101280/12A RU2001101280A RU2202406C2 RU 2202406 C2 RU2202406 C2 RU 2202406C2 RU 2001101280/12 A RU2001101280/12 A RU 2001101280/12A RU 2001101280 A RU2001101280 A RU 2001101280A RU 2202406 C2 RU2202406 C2 RU 2202406C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emulsion
section
liquid
water
fuel
Prior art date
Application number
RU2001101280/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001101280A (en
Inventor
В.С. Баев
Original Assignee
Баев Владимир Сергеевич
Нецветаев Александр Глебович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Баев Владимир Сергеевич, Нецветаев Александр Глебович filed Critical Баев Владимир Сергеевич
Priority to RU2001101280/12A priority Critical patent/RU2202406C2/en
Publication of RU2001101280A publication Critical patent/RU2001101280A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2202406C2 publication Critical patent/RU2202406C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

FIELD: methods of preparation of emulsions. SUBSTANCE: proposed method includes mixing liquid fuel and water, emulsifying in static cavitation unit, cleaning and final treatment in hydrodynamic cavitation multi-section unit; each section of this unit is provided with rotor and stator. Static cavitation unit is made in form of tube with inner tubular partition. Cavitators are located in circular chamber and inside central tube. Vortex chamber is mounted at inlet. Hydrodynamic cavitation unit has several opposing sections provided with stators with contractions and rotors with diffusers. EFFECT: increased degree of homogenization at any degree of purity of components. 13 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к технологии получения водотопливных эмульсий, используемых в частности в качестве композиционных, преимущественно углеводородных, автомобильных или энергетических топлив. The invention relates to a technology for producing water-fuel emulsions, used in particular as composite, mainly hydrocarbon, automotive or energy fuels.

Известен способ приготовления водотопливной эмульсии (патент РФ 2054572, F 02 М 43/00, 27/00, 20.02.96), включающий подогрев обводненного топлива, его сепарацию и гомогенизацию под действием центробежных сил в вихревом аппарате и последующую фильтрацию и стабилизацию путем ввода в полученное топливо подогретых депрессионных присадок. Топливная эмульсия, полученная этим способом, имеет недостаточно высокое качество, т.к. проходит одностадийную обработку в вихревом аппарате, и присадки в нее вводятся после основной обработки. A known method of preparing a water-fuel emulsion (RF patent 2054572, F 02 M 43/00, 27/00, 02/20/96), comprising heating the watered fuel, its separation and homogenization under the influence of centrifugal forces in the vortex apparatus and subsequent filtration and stabilization by entering received fuel heated depressants. The fuel emulsion obtained by this method is of insufficient quality, because passes one-stage processing in a vortex apparatus, and additives are introduced into it after the main processing.

Известна двухстадийная обработка водотопливной эмульсии при ее приготовлении (а.с. СССР 1669516, В 01 F 3/08, 15.08.91), включающая подачу воды и топлива на смешение и начальную обработку в насосе низкого давления с получением грубодисперсной эмульсии на его выходе; последующую подачу эмульсии на стадию окончательной обработки путем диспергации и гомогенизации за счет создания высокоскоростных потоков распыливаемой эмульсии в многосекционном насосе высокого давления, связанном с аккумулятором давления - диспергатором. Known two-stage processing of a water-fuel emulsion in its preparation (A.S. USSR 1669516, 01 F 3/08, 08/15/91), including the supply of water and fuel for mixing and initial processing in a low-pressure pump to obtain a coarse emulsion at its outlet; the subsequent supply of the emulsion to the final processing stage by dispersion and homogenization by creating high-speed flows of the sprayed emulsion in a multi-section high-pressure pump associated with a pressure accumulator - dispersant.

Однако такая двухстадийная обработка не позволяет получить эмульсию с высокой степенью гомогенизации компонентов. However, such a two-stage treatment does not allow to obtain an emulsion with a high degree of homogenization of the components.

Наиболее близким к предлагаемому является способ приготовления микроэмульсий, в частности жидких топлив, таких как углеводородные топлива с дополнительными жидкостями, например водой (патент США 4597671, В 01 F 15/02, 01.07.86). Способ включает стадии предварительной механической обработки дополнительной жидкости (воды) пропусканием ее через коридор высокого давления; подачи обработанной дополнительной жидкости и топливной жидкости на смешение и обработку в устройстве механической кавитации (сжатием - расширением) с получением предварительно обработанной промежуточной эмульсии; последующей гомогенизации промежуточной эмульсии в устройстве объединенного действия механической кавитации и электромагнитного воздействия, и окончательной гомогенизации полученной жидкости в устройстве механической кавитации до получения топливной эмульсии высокой степени диспергации и гомогенизации. Closest to the proposed is a method of preparing microemulsions, in particular liquid fuels, such as hydrocarbon fuels with additional liquids, such as water (US patent 4597671, 01 F 15/02, 01.07.86). The method includes the stages of preliminary mechanical processing of additional liquid (water) by passing it through a high pressure corridor; feeding the treated additional liquid and fuel liquid for mixing and processing in a mechanical cavitation device (compression - expansion) to obtain a pre-processed intermediate emulsion; subsequent homogenization of the intermediate emulsion in the device of the combined action of mechanical cavitation and electromagnetic exposure, and the final homogenization of the obtained liquid in the mechanical cavitation device to obtain a fuel emulsion of a high degree of dispersion and homogenization.

Такой способ отличается повышенной сложностью, т.к. требует сначала предварительной обработки дополнительной жидкости (воды), затем по меньшей мере трехстадийной кавитационной обработки смеси, одна из которых выполняется с использованием дополнительного электромагнитного воздействия. Кроме того, способ требует подачи на обработку исходных компонентов смеси только высокой чистоты, обеспечивающей требуемое качество полученных эмульсий. This method is characterized by increased complexity, because requires first preliminary treatment of additional liquid (water), then at least a three-stage cavitation treatment of the mixture, one of which is performed using additional electromagnetic exposure. In addition, the method requires the supply to the processing of the starting components of the mixture of only high purity, providing the required quality of the emulsions obtained.

Задачами предлагаемого способа являются:
- уменьшение стадий кавитационной обработки водотопливной эмульсии без ухудшения степени ее гомогенизации;
- возможность подачи на обработку компонентов любой степени чистоты;
- расширение спектра применения получаемых эмульсий за счет введения в процесс обработки целевых добавок и присадок;
- утилизация тепла получаемой горячей эмульсии направлением его на подогрев исходного жидкого топлива.The objectives of the proposed method are:
- a decrease in the stages of cavitation treatment of a water-fuel emulsion without impairing the degree of its homogenization;
- the ability to submit for processing components of any degree of purity;
- expanding the range of applications of the resulting emulsions by introducing into the process of processing the target additives and additives;
- heat recovery of the resulting hot emulsion by directing it to heat the original liquid fuel.

Поставленные задачи решаются тем, что при получении водотопливной эмульсии, включающем подачу жидкого топлива и дополнительной жидкости или воды на смешение и начальную обработку путем эмульгирования в статическом кавитационном устройстве с получением промежуточной эмульсии и окончательную ее гомогенизацию в гидродинамическом кавитационном устройстве, предлагается в качестве жидкого топлива использовать углеводородное сырье любой степени чистоты, после получения промежуточной эмульсии выполнять ее очистку и для окончательной гомогенизации в качестве гидродинамического кавитационного использовать многосекционное устройство, каждая секция которого имеет ротор и статор. The tasks are solved in that when receiving a water-fuel emulsion, including the supply of liquid fuel and additional liquid or water for mixing and initial processing by emulsification in a static cavitation device to obtain an intermediate emulsion and its final homogenization in a hydrodynamic cavitation device, it is proposed to use liquid fuel hydrocarbon raw materials of any degree of purity, after receiving the intermediate emulsion to clean it and for the final Mogenization as a hydrodynamic cavitation use a multi-section device, each section of which has a rotor and a stator.

При этом очистку промежуточной эмульсии выполняют путем ее циркуляции, сепарации и отделения воды и загрязняющих примесей. Перед окончательной обработкой очищенной промежуточной эмульсии в нее вводят дополнительные добавки и присадки целевого назначения. In this case, the cleaning of the intermediate emulsion is carried out by its circulation, separation and separation of water and contaminants. Before the final treatment of the purified intermediate emulsion, additional additives and additives are added to it.

А также выполняют подогрев исходного жидкого топлива, подаваемого на смешение, за счет тепла получаемой горячей эмульсии через посредство теплообменника, установленного на выходе получаемой эмульсии. And they also perform the heating of the initial liquid fuel supplied for mixing due to the heat of the hot emulsion obtained through a heat exchanger installed at the outlet of the emulsion obtained.

Таким образом, предлагаемый способ приготовления высококачественных ультрадисперсных микроэмульсий включает только две стадии кавитационной обработки при использовании высокоэффективных кавитационных устройств специальных конструкций. Смешение и первичная обработка любого жидкого углеводородного сырья с промывочной жидкостью или водой производится в статическом кавитационном устройстве, и тонкая гомогенизация эмульсии выполняется многократно при прохождении через множество секций, каждая из которых имеет ротор и статор, при этом ротор каждой секции выполняет роль засасывающего насоса. Обеспечиваемая устройствами кавитационная обработка производит не только тонкую диспергацию и гомогенизацию компонентов жидкой среды, но и создает условия для выделения большого количества тепла (до 40oС на первой стадии и до 50-60oС - на второй), улучшающего обработку, а также интенсифицирует химические процессы, приводящие к активации частиц топлива, влияющей на его более длительную стабилизацию. Этим процессам также способствует очистка компонентов топлива после первичной обработки смеси в статическом кавитаторе.Thus, the proposed method for preparing high-quality ultrafine microemulsions involves only two stages of cavitation treatment using highly efficient cavitation devices of special designs. Mixing and primary processing of any liquid hydrocarbon feedstock with washing liquid or water is carried out in a static cavitation device, and thin homogenization of the emulsion is carried out repeatedly when passing through many sections, each of which has a rotor and stator, while the rotor of each section acts as a suction pump. The cavitation treatment provided by the devices not only finely disperses and homogenizes the components of the liquid medium, but also creates conditions for the release of a large amount of heat (up to 40 ° C in the first stage and up to 50-60 ° C in the second), which improves processing and also intensifies chemical processes leading to the activation of fuel particles, affecting its longer stabilization. These processes are also facilitated by the purification of the fuel components after the initial treatment of the mixture in a static cavitator.

В качестве исходного жидкого топлива могут быть использованы нефть, солярка, мазуты, отходы нефтепереработки и другие виды углеводородного сырья. Дополнительными жидкостями могут служить промывочные жидкости различного состава или вода. As the initial liquid fuel can be used oil, diesel fuel, fuel oil, waste oil and other types of hydrocarbons. Additional liquids may be washing liquids of various compositions or water.

Введение дополнительных добавок и присадок в процессе обработки эмульсии в многосекционном гидродинамическом кавитаторе, каждая секция которого имеет статор и ротор, обеспечивает более тонкую их совместную гомогенизацию, дающую возможность получить микроэмульсии с повышенной степенью стабилизации, более устойчивые к действию низких температур (например, до - 55oС) и с другими ценными свойствами. А также способ дает возможность использовать тепло получаемой горячей эмульсии для подогрева подаваемого на смешение исходного топлива без применения специальных средств подогрева, значительно улучшающего условия смешения исходных компонентов.The introduction of additional additives and additives in the process of processing the emulsion in a multi-section hydrodynamic cavitator, each section of which has a stator and rotor, provides a finer joint homogenization thereof, which makes it possible to obtain microemulsions with a high degree of stabilization, more resistant to low temperatures (for example, to - 55 o C) and with other valuable properties. And also the method makes it possible to use the heat of the resulting hot emulsion to heat the source fuel supplied to the mixture without the use of special heating means, which significantly improves the conditions for mixing the source components.

Для стадии первичной обработки компонентов топлива используют различные статические устройства для эмульгирования. For the primary processing stage of the fuel components, various static emulsification devices are used.

Известны статические устройства для смешения и эмульгирования жидких смесей (например, патенты США 3743250, 4043539), содержащие множество приспособлений для отклонения потока жидкости, обеспечивающих получение вихревого потока с разделением его на несколько частей и последующим объединением. Такие устройства производят жидкие дисперсные системы недостаточно высокого качества. Known static devices for mixing and emulsification of liquid mixtures (for example, US patent 3743250, 4043539), containing many devices for deflecting the fluid flow, providing a vortex flow with its separation into several parts and then combined. Such devices produce liquid disperse systems of insufficiently high quality.

Более высокого качества дисперсные системы получают в многокамерных статических кавитационных устройствах (например, патент США 5971601, В 01 F 5/00, 26.10.99). Такое устройство содержит проточный канал, имеющий первую и вторую камеры, в которых устанавливаются разные давления: P1 - в первой и P2 - во второй. Дисперсная система образуется за счет образования кавитационных пузырьков на выходе из первой камеры и схлопывания этих пузырьков при статическом давлении Р2 во второй камере.Higher quality dispersed systems are obtained in multi-chamber static cavitation devices (for example, US patent 5971601, 01 F 5/00, 10.26.99). Such a device comprises a flow channel having first and second chambers in which different pressures are set: P 1 in the first and P 2 in the second. A dispersed system is formed due to the formation of cavitation bubbles at the outlet of the first chamber and the collapse of these bubbles at a static pressure P 2 in the second chamber.

Локализованное сжатие потока может формировать кавитационные струи цилиндрической, кольцевой и плоской формы. Однако такое устройство имеет сложную двухкамерную конструкцию, предусматривающую средства для создания разных давлений в его камерах, а также требует предварительного смешения компонентов. Localized flow compression can form cavitation jets of cylindrical, annular and flat shapes. However, such a device has a complex two-chamber design, providing means for creating different pressures in its chambers, and also requires preliminary mixing of the components.

Известно также статическое кавитационное устройство для эмульгирования жидких водотопливных смесей (заявка РФ 94023002, В 01 F 3/08, 27.04.96), содержащее одну проточную камеру в виде трубы, в которой установлены ряд последовательных кавитаторов, каждый в виде конуса с вершиной против направления потока, за каждым из которых устанавливается поле парогазовых кавитационных пузырьков, выполняющее равномерное диспергирование и эмульгирование смеси. Also known is a static cavitation device for emulsification of liquid water-fuel mixtures (RF application 94023002, 01 F 3/08, 04/27/96), containing one flow chamber in the form of a pipe in which a series of successive cavitators are installed, each in the form of a cone with its apex opposite to the direction flow, behind each of which a field of vapor-gas cavitation bubbles is established, performing uniform dispersion and emulsification of the mixture.

Недостатком такого устройства является необходимость использования множества кавитаторов, обеспечивающих равномерную обработку жидкой смеси, а также необходимость применения специального смесительного устройства для предварительного смешения компонентов смеси, подаваемой на обработку. The disadvantage of this device is the need to use many cavitators that provide uniform processing of the liquid mixture, as well as the need to use a special mixing device for preliminary mixing of the components of the mixture fed to the processing.

Наиболее близким по количеству сходных признаков является устройство для обработки жидких сред (а.с. СССР 1389828, В 01 F 5/00, 23.04.88), содержащее корпус в виде трубы с входным и выходным патрубками, в котором размещены кавитаторы, при этом входной патрубок выполнен в виде раздельных вводов для подачи жидкостей, а также цилиндрическую перегородку и конусообразный отражатель потока. The closest in number of similar features is a device for processing liquid media (AS USSR 1389828, 01 F 5/00, 04/23/08), containing a housing in the form of a pipe with inlet and outlet nozzles, in which cavitators are placed, while the inlet pipe is made in the form of separate inlets for supplying liquids, as well as a cylindrical partition and a conical flow reflector.

В таком устройстве вращательное движение жидкой смеси направлено только по центральной части корпуса. Вихревые кольца движутся вдоль оси корпуса от трубы Вентури до соударения с конусообразным отражателем. Отсутствует вращательное движение жидкости по периферии объема корпуса, кавитационное воздействие выполняется при проходе жидкости только в одном направлении. In such a device, the rotational movement of the liquid mixture is directed only along the central part of the housing. Vortex rings move along the axis of the housing from the venturi to the collision with a cone-shaped reflector. There is no rotational movement of fluid around the periphery of the body volume, cavitation is performed when the fluid passes in only one direction.

Исходя из этого, задачей является разработка конструкции устройства, создающего вращательное движение жидкой смеси как по центральной части, так и по периферии, увеличивающего эффективность кавитационной обработки жидкости во всем объеме. Based on this, the task is to develop the design of the device that creates the rotational movement of the liquid mixture both in the central part and in the periphery, increasing the efficiency of cavitation treatment of the liquid in the entire volume.

Для решения поставленной задачи в статическое кавитационное устройство для эмульгирования жидких смесей, включающих жидкое топливо и дополнительную жидкость или воду, содержащее корпус в виде трубы с входным и выходным патрубками, в котором размещены кавитаторы и входной патрубок которого выполнен в виде раздельных вводов для подачи жидкостей, а также цилиндрическую перегородку и отражатель потока, предлагается цилиндрическую перегородку выполнить в виде трубы, введенной в корпус соосно по его длине, с одной стороны между корпусом и цилиндрической перегородкой разместить внешний кавитатор, выполненный из пластин, образующих каналы для прохода жидкой смеси в одном направлении, по внутренней окружности цилиндрической перегородки разместить внутренний кавитатор, выполненный также из пластин, образующих каналы для прохода жидкости в обратном направлении; с другой стороны корпуса в месте ввода для подачи жидкого топлива выполнить вихревую камеру, образованную ее корпусом, закрепленным на торце корпуса устройства, и частью цилиндрической перегородки, входящей в корпус вихревой камеры. To solve the problem in a static cavitation device for emulsifying liquid mixtures, including liquid fuel and additional liquid or water, containing a casing in the form of a pipe with inlet and outlet pipes, in which cavitators are placed and the inlet pipe of which is made in the form of separate inputs for supplying liquids, as well as a cylindrical partition and a flow reflector, it is proposed that the cylindrical partition be made in the form of a pipe inserted into the housing coaxially along its length, on one side between the housing and place an external cavitator made of plates forming channels for the passage of the liquid mixture in one direction using anindrical partition; place an internal cavitator made of plates forming channels for the passage of liquid in the opposite direction along the inner circumference of the cylindrical partition; on the other side of the casing at the entry point for supplying liquid fuel to perform a vortex chamber formed by its casing, mounted on the end of the casing of the device, and part of a cylindrical partition included in the casing of the vortex chamber.

При этом пластины каждого из кавитаторов, соединены между собой в звездообразную форму. Ввод для подачи дополнительной жидкости или воды введен по оси конусообразного отражателя потока. Корпус вихревой камеры выполнен с диаметром, большим диаметра корпуса устройства. А также в части цилиндрической перегородки, входящей в корпус вихревой камеры, выполнены по окружности циркуляционные отверстия. И выходным патрубком служит часть цилиндрической перегородки, выступающая из корпуса вихревой камеры наружу. In this case, the plates of each of the cavitators are interconnected in a star shape. An input for supplying additional liquid or water is introduced along the axis of the conical reflector of the flow. The body of the vortex chamber is made with a diameter larger than the diameter of the device casing. And also in the part of the cylindrical partition included in the body of the vortex chamber, circulation holes are made around the circumference. And the outlet pipe is the part of the cylindrical partition that protrudes outward from the housing of the vortex chamber.

Основная сущность предлагаемой конструкции заключается в том, что прямолинейное движение с определенной линейной скоростью потока жидкого топлива, создаваемого насосом за счет конусообразной формы входного патрубка, приобретает дополнительное ускорение и в вихревой камере преобразуется во вращательное движение с еще большей окружной скоростью, причем толщина вращающегося потока дисперсионной среды равна величине зазора между корпусом и цилиндрической перегородкой. Образованный таким образом циркулируемый вращающийся поток, направляется сначала во внешний кавитатор, при взаимодействии с пластинами которого в жидкости создаются кавитационные пузырьки. Затем поток направляется на отражатель, при отражении поверхностью которого в нем образуется суперкаверна, во внутренней части которой оказывается вход патрубка ввода дополнительной жидкости (воды), размещенного по оси отражателя. В полости каверны существует разрежение, под действием которого внутрь каверны втягивается подаваемая для смешения дополнительная жидкость (вода). Отклоненный от отражателя в обратном направлении поток с введенной в него жидкостью (водой) и сохранивший свое вращательное движение за счет инерционных сил направляется на пластины внутреннего кавитатора, на котором образованные ранее навигационные пузырьки схлопываются, а в необработанной части жидкости образуются новые кавитационные пузырьки, которые схлопываются в начале последующего цикла воздействия на кавитаторе и т.д. Наличие внешнего вращательного движения уменьшает пристеночный слой (слой Прандтля), что приводит к увеличению интенсивности кавитационных процессов и, следовательно, к максимальному преобразованию энергии движения потока в диспергационные процессы. При образовании и схлопывании кавитационных пузырьков на сложной звездообразной поверхности кавитаторов протекают процессы выделения тепла, активации и диспергации компонентов жидкой среды, их усреднение по всему объему. Соотношение площади сечения выходного патрубка и суммарной площади сечения циркуляционных отверстий выбираются в зависимости от кратности циркуляции жидкости для повторной обработки. The main essence of the proposed design is that the linear motion with a certain linear flow rate of liquid fuel created by the pump due to the conical shape of the inlet pipe acquires additional acceleration and is converted into rotational motion in the vortex chamber with an even greater peripheral speed, and the thickness of the rotational dispersion flow the medium is equal to the gap between the housing and the cylindrical partition. The circulating rotating flow formed in this way is directed first to the external cavitator, when interacting with the plates of which cavitation bubbles are created in the liquid. Then the flow is directed to the reflector, upon reflection by the surface of which a supercavity is formed in it, in the inner part of which is the inlet of the additional liquid (water) input pipe located along the axis of the reflector. In the cavity of the cavity there is a vacuum, under the action of which the additional liquid (water) supplied for mixing is pulled into the cavity. The flow deviated from the reflector in the opposite direction with the liquid (water) introduced into it and retaining its rotational motion due to inertial forces is directed to the plates of the internal cavitator, on which the previously formed navigation bubbles collapse, and new cavitation bubbles form in the untreated part of the liquid, which collapse at the beginning of the next cycle of exposure to the cavitator, etc. The presence of external rotational motion reduces the parietal layer (Prandtl layer), which leads to an increase in the intensity of cavitation processes and, therefore, to the maximum conversion of the energy of the flow into dispersion processes. During the formation and collapse of cavitation bubbles on a complex star-shaped surface of cavitators, processes of heat generation, activation and dispersion of components of a liquid medium, their averaging over the entire volume occur. The ratio of the cross-sectional area of the outlet pipe and the total cross-sectional area of the circulation openings is selected depending on the multiplicity of the fluid circulation for repeated processing.

Такая кавитационная обработка и схема введения компонентов эмульсии, осуществляемая в простом по конструкции устройстве, производит эффективную диспергацию и эмульгирование. Выделяемое тепло и активация увеличивают эффективность обработки, которая увеличивает, прежде всего, устойчивость получаемых эмульсий во времени. Such cavitation treatment and the scheme for introducing emulsion components, carried out in a device that is simple in design, produces effective dispersion and emulsification. The generated heat and activation increase the processing efficiency, which primarily increases the stability of the resulting emulsions over time.

Для выполнения стадии гомогенизации эмульсии используют различные гидродинамические устройства. Известно гидродинамическое устройство для эмульгирования подогретого мазута с водой при получении жидкого топлива (заявка РФ 98102040, В 01 F 5/00). Устройство содержит цилиндрический корпус с проточной камерой, в котором расположено вращающееся тело кавитации с гладкой волнообразующей. Корпус выполнен с конфузором и диффузором. Эмульгирование выполняется кавитацией, создаваемой за счет разности давлений на входе устройства и в его наиболее узком сечении. Такое устройство не обеспечивает достаточной степени диспергации и гомогенизации приготовляемого топлива. Various hydrodynamic devices are used to perform the homogenization step of the emulsion. Known hydrodynamic device for emulsification of heated fuel oil with water upon receipt of liquid fuel (RF application 98102040, 01 F 5/00). The device comprises a cylindrical body with a flow chamber, in which a rotating cavitation body with a smooth wave-shaped is located. The housing is made with a confuser and a diffuser. Emulsification is performed by cavitation created due to the pressure difference at the inlet of the device and in its narrowest section. Such a device does not provide a sufficient degree of dispersion and homogenization of the prepared fuel.

Наиболее близким к предлагаемому является гидродинамическое многосекционное кавитационное устройство гомогенизации жидкого топлива (авт.свид. СССР 1020603; F 02 M 27/00, В 01 F 3/08; 23.07.86), включающее корпус, выполненный из торцевых крышек и кольцевых неподвижных элементов - статоров, стянутых между собой болтами, при этом в одной крышке выполнен входной канал, а в другой - выходной канал. У каждой торцевой крышки с обеих сторон корпуса выполнена свободная полость для размещения пружины, поджимающей пакет секций из роторов и статоров в осевом направлении. Каждая секция образована из неподвижного кольцевого элемента с радиально-секторными лопатками и вращающегося диска ротора с подвижными радиально-секторными лопатками, установленного на валу. При вращении ротора в момент расхождения подвижных и неподвижных лопаток каждой секции топливо заполняет свободное пространство, а в момент их схождения давление на него достигает максимальных значений. Процесс кавитации возникает и многократно повторяется в секциях при схождении и расхождении секторных зон лопаток при вращении дисков роторов на валу, обеспечивая гомогенизацию топлива,
Основные недостатки данной конструкции заключаются в том, что для работы устройства необходим источник внешнего нагнетания жидкости, такой как насос, кроме того, интенсивность обработки гомогенизируемой жидкости недостаточно высока ввиду малого числа радиальных секторных лопаток роторов и статоров, а также из-за того, что число оборотов вращения вала с дисками ограничивается наличием пружин, которые к тому же могут служить элементами разбалансировки.Closest to the proposed is a hydrodynamic multi-section cavitation device for the homogenization of liquid fuel (ed. Certificate. USSR 1020603; F 02 M 27/00, B 01 F 3/08; 07/23/86), including a housing made of end caps and ring fixed elements - stators, tightened together by bolts, while the inlet channel is made in one cover, and the outlet channel in the other. Each end cover has a free cavity on both sides of the housing to accommodate a spring compressing the pack of sections from rotors and stators in the axial direction. Each section is formed from a fixed annular element with radial sector vanes and a rotating rotor disk with movable radial sector vanes mounted on the shaft. When the rotor rotates when the movable and stationary blades of each section diverge, the fuel fills the free space, and at the moment of convergence, the pressure on it reaches maximum values. The cavitation process occurs and is repeated many times in sections when converging and diverging sector areas of the blades during rotation of the rotor disks on the shaft, ensuring fuel homogenization,
The main disadvantages of this design are that the device requires an external source of fluid injection, such as a pump, in addition, the processing intensity of the homogenized fluid is not high enough due to the small number of radial sector blades of the rotors and stators, and also because the number revolutions of rotation of the shaft with the discs is limited by the presence of springs, which can also serve as elements of imbalance.

С учетом этого, основными задачами предлагаемой конструкции гомогенизирующего устройства являются устранение необходимости применения источника внешнего нагнетания обрабатываемой жидкости, увеличение интенсивности гомогенизации и, следовательно, повышение качества обрабатываемой жидкости, а также увеличение надежности работы конструкции за счет исключения осевого смещения секций и использования элементов разбалансировки. With this in mind, the main objectives of the proposed design of a homogenizing device are to eliminate the need for an external source of pumped liquid, increase the homogenization rate and, therefore, improve the quality of the processed liquid, as well as increase the reliability of the structure by eliminating axial displacement of sections and using unbalancing elements.

Поставленные цели достигаются тем, что в гидродинамическом многосекционном кавитационном устройстве гомогенизации водотопливной эмульсии, включающем корпус с входным и выходным патрубками, образованный торцевыми крышками и соединенными друг с другом наружными элементами секций, в котором у торцевых крышек с обеих его сторон имеются свободные полости и каждая секция содержит наружный кольцевой элемент и вращающийся на валу ротор, предлагается входной патрубок выполнить в виде двух входных патрубков, введенных с обеих сторон корпуса в свободные полости; по меньшей мере одну пару секций разместить встречно-направленно своими выходами к двум входам с противоположных сторон одной центральной секции, соединенной с боковым выходным патрубком устройства; на наружном элементе каждой секции установить статор, ротор каждой секции, имеющий по окружности диффузоры, разместить внутри статора, имеющего по окружности конфузоры, причем число диффузоров роторов равно числу конфузоров статоров. The goals are achieved in that in a hydrodynamic multi-section cavitation device for homogenizing a water-fuel emulsion, which includes a housing with inlet and outlet nozzles, formed by end caps and connected to each other by the outer elements of the sections, in which the end caps on both sides have free cavities and each section contains an external annular element and a rotor rotating on the shaft; it is proposed that the inlet pipe be made in the form of two inlet pipes introduced from both sides of the housing free cavity; place at least one pair of sections in opposite directions with their exits to two inputs from opposite sides of one central section connected to the side outlet of the device; install a stator on the outer element of each section, rotor of each section having circumferential diffusers, place inside the stator having circumferential confusers, and the number of rotor diffusers is equal to the number of confusers of stators.

При этом устройство может содержать несколько пар встречно-направленных секций с одной центральной секцией, размещенной между ними. Moreover, the device may contain several pairs of counter-directional sections with one central section located between them.

А также статор каждой секции установлен с возможностью радиального смещения. И входные патрубки с обеих сторон корпуса соединены трубопроводом, имеющим кран. And also the stator of each section is installed with the possibility of radial displacement. And the inlet pipes on both sides of the housing are connected by a pipeline having a tap.

В предлагаемой конструкции устройства, обрабатываемая жидкость, подаваемая во входные патрубки с двух сторон, засасывается роторами-насосами за счет действия системы диффузор-конфузор и после обработки в одной паре секций поступает в каждую последующую пару секций до выхода из центральной секции, т. е. устройство гомогенизации само служит центробежным насосом и не требует дополнительных нагнетающих устройств. При прохождении жидкости через секции создается кинетическая энергия, которая в результате периодического перекрывания диффузоров роторов и конфузоров статоров создает кавитацию, преобразующую механическую энергию в несколько видов энергии: в тепловую с нагреванием среды, в энергию гидродинамического удара, производящую диспергацию и гомогенизацию среды, в энергию химического взаимодействия компонентов жидкой среды, производящую активацию частиц. Наличие множества диффузоров ротора и конфузоров статора в каждой секции позволяет значительно увеличить интенсивность обработки, и условие равенства числа диффузоров и конфузоров дает возможность создать импульс гидродинамических ударов и движения среды с высоким и крутым фронтом. In the proposed design of the device, the processed fluid supplied to the inlet nozzles from two sides is sucked in by the rotor pumps due to the action of the diffuser-confuser system and after processing in one pair of sections it enters each subsequent pair of sections until it leaves the central section, i.e. the homogenization device itself serves as a centrifugal pump and does not require additional pumping devices. When fluid flows through the sections, kinetic energy is generated, which, as a result of periodic overlapping of rotor diffusers and stator confusers, creates cavitation that converts mechanical energy into several types of energy: heat energy with heating of the medium, hydrodynamic shock energy, which disperses and homogenizes the medium, into chemical energy the interaction of the components of a liquid medium, producing the activation of particles. The presence of many rotor diffusers and stator confusers in each section can significantly increase the processing intensity, and the condition that the number of diffusers and confusers is equal makes it possible to create an impulse of hydrodynamic shock and medium movement with a high and steep front.

Встречно-направленное расположение пар секций, с одной стороны, позволяет увеличить интенсивность обработки за счет встречно-направленного движения жидкости в центральной секции, а с другой стороны, компенсировать действие осевых сил встречно-направленных потоков и исключить осевое смещение вала и, следовательно, повысить надежность конструкции. Opposite directional arrangement of pairs of sections, on the one hand, allows to increase the processing intensity due to counter directional fluid movement in the central section, and on the other hand, to compensate for the axial forces of counter-directed flows and to exclude axial shaft displacement and, therefore, increase reliability designs.

Изобретения поясняются прилагаемыми чертежами, где2 на фиг.1 показана технологическая схема процесса приготовления водотопливной эмульсии; на фиг. 2 - осевой разрез статического кавитационного устройства; на фиг.3 - торцевой разрез по А-А статического устройства; на фиг.4 - торцевой разрез по Б-Б статического устройства; на фиг.5 - осевой разрез гидродинамического кавитационного устройства с фрагментом бокового вида центральной секции; на фиг. 6 - торцевой разрез по А-А гидродинамического устройства. The invention is illustrated by the accompanying drawings, where 2 in Fig. 1 shows a flow chart of a process for preparing a water-fuel emulsion; in FIG. 2 - axial section of a static cavitation device; figure 3 is an end section along aa of a static device; figure 4 is an end section along BB of a static device; figure 5 is an axial section of a hydrodynamic cavitation device with a fragment of a side view of the Central section; in FIG. 6 - end section along aa hydrodynamic device.

Способ получения водотопливных эмульсий осуществляется с помощью установки (фиг. 1), включающей емкость 1 для жидкого топлива (углеводородного сырья, такого как нефть, солярка, бензин, мазута, отходы нефтепереработки и т. п. ) и емкость 2 для дополнительной жидкости или воды. Из емкости 1 загрязненное топливо через насос-дозатор 3 и кран 4 поступает на вход в статическое кавитационное устройство 5, в которое на другой вход поступает дополнительная (промывочная) жидкость или вода из емкости 2. В устройстве 5 осуществляется смешение поданных компонентов и их начальная кавитационная обработка - эмульгирование. Полученная эмульсия через кран 6 поступает в циркуляционную емкость 7, в которой происходит отделение очищенной эмульсии в циркуляционном потоке, при этом осаждающаяся часть неочищенной эмульсии из средней части емкости 7 поступает на повторную обработку, возвращаясь в емкость 1 через кран 8, а очищенная эмульсия из верхней части емкости 7 через кран 9 поступает в центробежный сепаратор 10, окончательно отделяющий примесные компоненты. Очищенная эмульсия через кран 11 поступает в смеситель 12, в который из емкостей 13 и 14 через дозаторы 15 и 16 соответственно подаются такие необходимые добавки и присадки, как стабилизаторы, антифризы и др. Из смесителя 12 промежуточная эмульсия с необходимыми добавками и присадками через кран 17 поступает на окончательную обработку - гомогенизацию в гидродинамическое многосекционное кавитационное устройство 18, в котором осуществляется смешение эмульсии с добавками, активация, нагрев до 50-60oС, диспеграция и усреднение всех компонентов и окончательная гомогенизация эмульсии.The method of obtaining water-fuel emulsions is carried out using the installation (Fig. 1), which includes a tank 1 for liquid fuel (hydrocarbon raw materials, such as oil, diesel fuel, gasoline, fuel oil, oil waste, etc.) and a tank 2 for additional liquid or water . From the tank 1, the contaminated fuel through the metering pump 3 and the crane 4 enters the entrance to the static cavitation device 5, into which the additional (flushing) liquid or water from the tank 2 enters the other entrance. In the device 5, the supplied components are mixed and their initial cavitation processing - emulsification. The resulting emulsion through the valve 6 enters the circulation vessel 7, in which the purified emulsion is separated in the circulation stream, while the precipitated part of the crude emulsion from the middle part of the vessel 7 is recycled, returning to the vessel 1 through the valve 8, and the purified emulsion from the top part of the tank 7 through the valve 9 enters the centrifugal separator 10, finally separating the impurity components. The purified emulsion through the valve 11 enters the mixer 12, into which from the containers 13 and 14, through the dispensers 15 and 16, respectively, such necessary additives and additives as stabilizers, antifreezes, etc. are supplied. From the mixer 12, an intermediate emulsion with the necessary additives and additives through the valve 17 enters the final processing - homogenization in a hydrodynamic multi-section cavitation device 18, in which the emulsion is mixed with additives, activation, heating to 50-60 o C, dispersion and averaging of all components and the end Emulsion homogenization.

Необходимая степень гомогенизации и требуемое качество эмульсии достигается рециркуляцией обрабатываемой эмульсии в смесителе 12 через линию с краном 19. Готовая водотопливная эмульсия через кран 20 и теплообменник 21 поступает на выход готового продукта либо непосредственно на потребление, либо в накопительную емкость. При этом исходное композиционное сырье может подаваться в емкость 1 через теплообменник 21 (для предварительного подогрева) по отводящей линии 22. The necessary degree of homogenization and the required quality of the emulsion is achieved by recirculation of the processed emulsion in the mixer 12 through a line with a valve 19. The finished water-fuel emulsion through the valve 20 and the heat exchanger 21 enters the outlet of the finished product either directly to consumption or to the storage tank. In this case, the initial composite raw material can be fed into the tank 1 through the heat exchanger 21 (for preheating) along the discharge line 22.

Статическое кавитационное устройство 5 (фиг.2) включает в себя: входной патрубок 23 для подачи жидкого топлива, цилиндрический корпус 24 вихревой камеры, помещенный в месте ввода входного патрубка 23, имеющий в одной торцевой стенке кольцевую прорезь 25, корпус 26 устройства в виде трубы, причем корпус 24 закреплен на торце корпуса 26; цилиндрическую перегородку 27, введенную в корпус 26 устройства соосно, внешний кавитатор 28, образованный пластинами, скрепленными звездообразно и вставленными в пространство между корпусом 26 устройства и цилиндрической перегородкой 27 с образованием каналов для прохода жидкой смеси в одном направлении; внутренний кавитатор 29, также образованный звездообразно скрепленными пластинами, вставленными внутрь и закрепленными на внутренней окружности (стенке) цилиндрической перегородки 27 с образованием каналов прохода жидкой смеси в обратном направлении; отражатель 30 потока с конусообразным выступом, установленный в торце корпуса 26 напротив кавитаторов. По оси отражателя 30 установлен вводной патрубок 31, служащий отдельным вводом для подачи дополнительной жидкости или воды на смешение с топливом и совместную кавитационную обработку. В части цилиндрической перегородки 27, выходящей в корпус вихревой камеры, выполнены по окружности циркуляционные отверстия 32, связывающие вихревую камеру с внутренним пространством цилиндрической перегородки 27. Выходной патрубок 33, являющийся частью цилиндрической перегородки 27, выступает наружу из корпуса 24 вихревой камеры. Направление потоков жидкой смеси в устройстве показано стрелками. The static cavitation device 5 (FIG. 2) includes: an inlet pipe 23 for supplying liquid fuel, a cylindrical body 24 of the vortex chamber, placed at the inlet of the inlet pipe 23, having an annular slot 25 in one end wall, the device body 26 in the form of a pipe moreover, the housing 24 is fixed at the end of the housing 26; a cylindrical partition 27 introduced coaxially into the device body 26, an external cavitator 28 formed by plates fastened star-shaped and inserted into the space between the device body 26 and the cylindrical partition 27 with the formation of channels for passage of the liquid mixture in one direction; the internal cavitator 29, also formed by star-shaped fastened plates inserted inside and fixed on the inner circumference (wall) of the cylindrical partition 27 with the formation of channels for the passage of the liquid mixture in the opposite direction; a flow reflector 30 with a cone-shaped protrusion mounted at the end of the housing 26 opposite the cavitators. An inlet pipe 31 is installed along the axis of the reflector 30, which serves as a separate input for supplying additional liquid or water for mixing with fuel and joint cavitation processing. In the part of the cylindrical partition 27 extending into the housing of the vortex chamber, circumferential holes 32 are made around the vortex chamber connecting the interior of the cylindrical partition 27. The outlet pipe 33, which is part of the cylindrical partition 27, protrudes outward from the housing 24 of the vortex chamber. The direction of flow of the liquid mixture in the device is shown by arrows.

Статическое кавитационное устройство работает следующим образом. Жидкое топливо поступает под давлением Р0≥0,5 МПа от действия насоса (не показан) во входной патрубок 23, где давление жидкости преобразуется в увеличение скорости ее течения и жидкость поступает в корпус 24 вихревой камеры, который имеет несколько больший диаметр, чем корпус 26 устройства, где она приобретает вращательное движение и через кольцевую прорезь 25 в торцовой стенке корпуса 24 поступает в пространство между корпусом 26 и цилиндрической перегородкой 27 в каналы внешнего кавитатора 28, на выходе из которого попадает на отражатель 30 с изогнутой поверхностью и конусообразным центральным выступом. Под действием разрежения в центральной части отражателя, создаваемого вихревым потоком, через ввод - патрубок 31 вводится дополнительная жидкость или вода. Отражатель 30 направляет поток всех компонентов во внутренний кавитатор 29, пройдя через каналы звездообразных пластин которого, смешанная, диспергированная и эмульгированная жидкость направляется в выходной патрубок 33, которым служит выступающая из корпуса 24 часть цилиндрической перегородки 27. При движении на выход часть жидкости перетекает через циркуляционные отверстия 32 в корпус 24 вихревой камеры, что дает возможность направлять ее на повторную обработку для более тщательной диспергации.Static cavitation device operates as follows. Liquid fuel enters under pressure P 0 ≥0.5 MPa from the action of a pump (not shown) into the inlet pipe 23, where the fluid pressure is converted to an increase in its flow rate and the fluid enters the housing 24 of the vortex chamber, which has a slightly larger diameter than the housing 26 of the device, where it acquires rotational motion and through the annular slot 25 in the end wall of the housing 24 enters the space between the housing 26 and the cylindrical partition 27 into the channels of the external cavitator 28, at the exit of which it enters the reflector 30 s from bent surface and a central conical projection. Under the action of rarefaction in the central part of the reflector created by the vortex flow, additional liquid or water is introduced through the inlet pipe 31. The reflector 30 directs the flow of all components to the internal cavitator 29, passing through the channels of the star-shaped plates of which the mixed, dispersed and emulsified liquid is sent to the outlet pipe 33, which is the part of the cylindrical partition 27 protruding from the housing 24. When moving to the outlet, part of the liquid flows through the circulation holes 32 in the housing 24 of the vortex chamber, which makes it possible to direct it for reprocessing for more thorough dispersion.

Устройство 18 гомогенизации эмульсии (фиг.5) содержит корпус 34, включающий торцевые крышки 35 и наружные элементы 36 секций, соединенных друг с другом (стянутых) болтами 37. Корпус 34 имеет два входных патрубка 38, 39 с двух сторон, один из которых (патрубок 38) соединен со свободной полостью, служащей входной камерой 40, а другой - (патрубок 39) соединен с входной камерой 41. Многосекционный корпус помещен в кожух 42, в котором размещены пары секций встречно-направленно к одной центральной секции, при этом встречно-направленных секций может быть несколько пар. Секции включают в себя наружные элементы 36, на которых установлены статоры 43 секций одной стороны и статоры 44 секций другой стороны устройства, при этом статоры установлены с возможностью радиального смещения (для самоцентрирования роторов и статоров). Внутри статоров 43 секций одной стороны размещены вращающиеся на валу 45 роторы 46 и внутри статоров 44 секций другой стороны размещены роторы 47. Статоры 43 секций одной стороны и 44 - другой стороны имеют конфузоры 48, а роторы 46 - одной стороны и 44 - другой стороны имеют диффузоры 49, причем число диффузоров роторов равно числу конфузоров статоров. Центральная секция имеет статор 50 с конфузором 51 и с двухсторонним входом ротор 52 с диффузором 53. Сбоку центральной секции из нее через отверстие в корпусе 34 и кожух 42 выведен боковой выходной патрубок 54, служащий выходным патрубком устройства 18 гомогенизации. Входные патрубки 38 и 39 соединены трубопроводом 55, имеющим регулировочный кран 56. The emulsion homogenization device 18 (Fig. 5) comprises a housing 34, including end caps 35 and external elements 36 of sections connected to each other (tightened) by bolts 37. The housing 34 has two inlet pipes 38, 39 from two sides, one of which ( the pipe 38) is connected to the free cavity serving as the inlet chamber 40, and the other (pipe 39) is connected to the inlet chamber 41. The multi-section housing is placed in the casing 42, in which pairs of sections are placed in the opposite direction to one central section, while directional sections can be several ar Sections include external elements 36 on which stators 43 of sections of one side are installed and stators of 44 sections of the other side of the device, while stators are mounted with the possibility of radial displacement (for self-centering of rotors and stators). Inside the stators 43 sections of one side are placed rotors 46 rotating on the shaft 45 and inside the stators 44 of the sections of the other side there are rotors 47. The stators 43 of the sections of one side and 44 of the other side have confusers 48, and the rotors 46 of one side and 44 of the other side diffusers 49, the number of rotor diffusers being equal to the number of stator confusers. The central section has a stator 50 with a confuser 51 and a rotor 52 with a diffuser 53 with a two-way input. A lateral outlet pipe 54 that serves as an outlet pipe of the homogenization device 18 is led out of it through an opening in the housing 34 and the casing 42. The inlet pipes 38 and 39 are connected by a pipe 55 having a control valve 56.

Гидродинамическое устройство гомогенизации эмульсии работает следующим образом. Обрабатываемая эмульсия подается в один из входных патрубков и поступает через входные патрубки 38 и 39 в свободные полости - входные камеры 40 и 41 с двух сторон устройства, где приобретает вращательное движение и засасывается центробежными колесами - роторами 46 и 47, ускоряется и после кавитационной обработки в системах диффузоров 49 роторов и конфузоров 48 статоров встречно-направленных секций подается во входы с двух сторон центрального ротора 52, в котором эмульсия, в очередной раз ускоряясь, проходит через систему диффузор 53 - конфузор 51 центральной секции и поступает в боковой выходной патрубок 54 устройства. Кавитационная обработка в одной или нескольких (для усиления обработки) встречно-направленных парах секций и в центральной секции производит тонкую гомогенизацию топливной эмульсии, нагрев до 50-60oС и активацию, обеспечивающую длительное хранение эмульсии без расслоения.The hydrodynamic device for the homogenization of the emulsion works as follows. The processed emulsion is fed into one of the inlet nozzles and enters through the inlet cavities 38 and 39 into the free cavities — the inlet chambers 40 and 41 from both sides of the device, where it acquires rotational motion and is sucked in by centrifugal wheels — rotors 46 and 47, and is accelerated after cavitation treatment in systems of diffusers 49 rotors and confusers 48 stators of counter-directional sections are fed to the inputs from two sides of the central rotor 52, in which the emulsion, once again accelerating, passes through the system diffuser 53 - confuser 51 prices tral section and enters the outlet side 54 of the device. Cavitation treatment in one or several (to enhance processing) counter-directional pairs of sections and in the central section produces fine homogenization of the fuel emulsion, heating to 50-60 o C and activation, providing long-term storage of the emulsion without separation.

Например, предлагаемым способом с помощью описанных устройств была получена эмульсия летнего дизельного топлива с содержанием воды 24% и с эмульгатором ОП-7 (концентрация 0,2 вес.%), имеющая следующие свойства:
тип эмульсий - прямой;
плотность, г/см3 - 0,875;
поверхностное натяжение, эрг/см2 - 6;
размер капель, мкм - 1,0÷2,5≈70%;
устойчивость, ч (по ГОСТ 6243-64) - 240 (расслоения не обнаружено); - 420 (расслоение 5%);
температурная устойчивость, oС - до 95oС;
вязкость эмульсии - 8-12.For example, the proposed method using the described devices was obtained an emulsion of summer diesel fuel with a water content of 24% and with an emulsifier OP-7 (concentration of 0.2 wt.%), Having the following properties:
type of emulsion - direct;
density, g / cm 3 - 0.875;
surface tension, erg / cm 2 - 6;
droplet size, microns - 1.0 ÷ 2.5≈70%;
stability, h (according to GOST 6243-64) - 240 (no delamination was found); - 420 (stratification of 5%);
temperature stability, o С - up to 95 o С;
emulsion viscosity is 8-12.

Полученная эмульсия позволяет сократить расход топлива до 15% при применении в качестве эмульгатора мазута М 100 (5-10%). The resulting emulsion can reduce fuel consumption up to 15% when using fuel oil M 100 (5-10%) as an emulsifier.

Claims (13)

1. Способ приготовления водотопливной эмульсии, включающий подачу жидкого топлива и дополнительной жидкости или воды на смешение и начальную обработку путем эмульгирования в статическом кавитационном устройстве с получением промежуточной эмульсии и окончательную ее обработку путем гомогенизации в гидродинамическом кавитационном устройстве, отличающийся тем, что в качестве жидкого топлива используют углеводородное сырье любой степени чистоты, после получения промежуточной эмульсии выполняют ее очистку и для окончательной гомогенизации в качестве гидродинамического кавитационного используют многосекционное устройство, каждая секция которого имеет ротор и статор. 1. A method of preparing a water-fuel emulsion, comprising supplying liquid fuel and additional liquid or water for mixing and initial processing by emulsification in a static cavitation device to obtain an intermediate emulsion and its final processing by homogenization in a hydrodynamic cavitation device, characterized in that as liquid fuel hydrocarbon raw materials of any degree of purity are used; after receiving the intermediate emulsion, they are purified and for final homogeneity As a hydrodynamic cavitation one uses a multi-section device, each section of which has a rotor and a stator. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что очистку промежуточной эмульсии выполняют путем ее циркуляции, сепарации и отделения воды и загрязняющих примесей. 2. The method according to claim 1, characterized in that the cleaning of the intermediate emulsion is performed by its circulation, separation and separation of water and contaminants. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перед окончательной обработкой очищенной промежуточной эмульсии в нее вводят дополнительные добавки и присадки целевого назначения. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that before the final processing of the purified intermediate emulsion, additional additives and additives are added to it. 4. Способ по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что выполняют подогрев топлива, подаваемого на смешение, за счет тепла получаемой окончательно обработанной горячей эмульсии через посредство теплообменника, установленного на выходе получаемой эмульсии. 4. The method according to claims 1, 2 or 3, characterized in that the fuel supplied to the mixture is heated by the heat of the finally processed hot emulsion through a heat exchanger installed at the outlet of the emulsion obtained. 5. Статическое кавитационное устройство для эмульгирования жидких смесей, включающих жидкое топливо и дополнительную жидкость или воду, содержащее корпус в виде трубы с входным и выходным патрубками, в котором размещены кавитаторы и входной патрубок которого выполнен в виде раздельных вводов для подачи жидкостей, а также цилиндрическую перегородку и отражатель потока, отличающееся тем, что цилиндрическая перегородка выполнена в виде трубы и введена в корпус соосно по его длине, с одной стороны между корпусом и цилиндрической перегородкой размещен внешний кавитатор, выполненный из пластин, образующих каналы для прохода жидкой смеси в одном направлении, по внутренней окружности цилиндрической перегородки размещен внутренний кавитатор, выполненный также из пластин, образующих каналы для прохода жидкости в обратном направлении, с другой стороны корпуса в месте ввода для подачи жидкого топлива выполнена вихревая камера, образованная ее корпусом, закрепленным на торце корпуса устройства, и частью цилиндрической перегородки, входящей в корпус вихревой камеры. 5. Static cavitation device for emulsification of liquid mixtures, including liquid fuel and additional liquid or water, containing a casing in the form of a pipe with inlet and outlet pipes, in which cavitators are placed and the inlet pipe of which is made in the form of separate inputs for supplying liquids, as well as a cylindrical a partition and a flow reflector, characterized in that the cylindrical partition is made in the form of a pipe and inserted into the housing coaxially along its length, on one side between the housing and the cylindrical partition it contains an external cavitator made of plates forming channels for the passage of the liquid mixture in one direction, along the inner circumference of the cylindrical partition there is an internal cavitator made of plates forming channels for the passage of the liquid in the opposite direction, on the other side of the housing at the entry point liquid fuel supply, a vortex chamber is formed, formed by its body fixed to the end of the device casing, and part of a cylindrical partition included in the vortex chamber body. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что пластины каждого из кавитаторов, внешнего и внутреннего, соединены между собой в звездообразную форму. 6. The device according to claim 5, characterized in that the plates of each of the cavitators, external and internal, are interconnected in a star shape. 7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что ввод для подачи дополнительной жидкости или воды введен по оси отражателя потока. 7. The device according to claim 5 or 6, characterized in that the input for supplying additional liquid or water is introduced along the axis of the flow reflector. 8. Устройство по любому из пп.5-7, отличающееся тем, что корпус вихревой камеры выполнен с диаметром, большим диаметра корпуса устройства, а в части цилиндрической перегородки, находящейся в пределах корпуса вихревой камеры, выполнены по окружности циркуляционные отверстия. 8. The device according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the vortex chamber body is made with a diameter larger than the diameter of the device casing, and circulating holes are made around the circumference of the cylindrical partition located within the vortex chamber body. 9. Устройство по любому из пп.5-8, отличающееся тем, что выходным патрубком служит часть цилиндрической перегородки, выступающая из корпуса вихревой камеры наружу. 9. A device according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the outlet pipe is a portion of the cylindrical partition that protrudes outward from the housing of the vortex chamber. 10. Гидродинамическое многосекционное кавитационное устройство гомогенизации водотопливной эмульсии, включающее корпус с входным и выходным патрубками, образованный торцевыми крышками и соединенными друг с другом наружными элементами секций, в котором у торцевых крышек с обеих его сторон выполнены свободные полости, каждая секция содержит наружный кольцевой элемент и вращающийся на валу ротор, отличающееся тем, что входной патрубок выполнен в виде двух входных патрубков, каждый из которых введен в свободную полость у торцевой крышки, по меньшей мере одна пара секций размещена встречно-направленно своими выходами к двум входам с противоположных сторон одной центральной секции, соединенной с боковым выходным патрубком устройства, на наружном элементе каждой секции установлен статор, ротор каждой секции, имеющий по окружности диффузоры, размещен внутри статора, имеющего по окружности конфузоры, причем число диффузоров роторов равно числу конфузоров статоров. 10. A hydrodynamic multisection cavitation device for homogenizing a water-fuel emulsion, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, formed by end caps and connected to each other by the external elements of the sections, in which the end caps have free cavities on both sides, each section contains an outer ring element and a rotor rotating on the shaft, characterized in that the inlet pipe is made in the form of two inlet pipes, each of which is inserted into a free cavity at the end cover, at least one pair of sections is arranged in opposite directions with its exits to two inputs from opposite sides of one central section connected to the side outlet of the device, a stator is installed on the outer element of each section, the rotor of each section having diffusers around the circle is placed inside the stator, having a circumference of confusers, and the number of rotor diffusers is equal to the number of confusers of stators. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что оно содержит несколько пар встречно-направленных секций с одной центральной секцией, размещенной между ними. 11. The device according to claim 10, characterized in that it contains several pairs of oncoming sections with one central section located between them. 12. Устройство по п. 10 или 11, отличающееся тем, что статор каждой секции установлен с возможностью радиального смещения. 12. The device according to p. 10 or 11, characterized in that the stator of each section is mounted with the possibility of radial displacement. 13. Устройство по пп.10, 11 или 12, отличающееся тем, что входные патрубки с обеих сторон корпуса соединены трубопроводом, имеющим регулировочный кран. 13. The device according to PP.10, 11 or 12, characterized in that the inlet pipes on both sides of the housing are connected by a pipe having an adjusting valve.
RU2001101280/12A 2001-01-12 2001-01-12 Method of preparation of water-and-fuel emulsion, static cavitation unit for emulsification and hydrodynamic multi-section cavitation unit for homogenization of emulsion RU2202406C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001101280/12A RU2202406C2 (en) 2001-01-12 2001-01-12 Method of preparation of water-and-fuel emulsion, static cavitation unit for emulsification and hydrodynamic multi-section cavitation unit for homogenization of emulsion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001101280/12A RU2202406C2 (en) 2001-01-12 2001-01-12 Method of preparation of water-and-fuel emulsion, static cavitation unit for emulsification and hydrodynamic multi-section cavitation unit for homogenization of emulsion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001101280A RU2001101280A (en) 2003-03-20
RU2202406C2 true RU2202406C2 (en) 2003-04-20

Family

ID=20244895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001101280/12A RU2202406C2 (en) 2001-01-12 2001-01-12 Method of preparation of water-and-fuel emulsion, static cavitation unit for emulsification and hydrodynamic multi-section cavitation unit for homogenization of emulsion

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2202406C2 (en)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA011223B1 (en) * 2007-02-28 2009-02-27 Владимир Николаевич Козаков Process for purification of liquid hydrocarbons and a plant therefor
LT5593B (en) 2008-06-02 2009-09-25 Mantas Dambrauskas Compressed container
WO2010093228A3 (en) * 2009-02-10 2010-10-07 Maschenko Viktor Viktorovich Method for producing a water-fuel emulsion and a composite multicomponent fuel
LT5693B (en) 2008-12-10 2010-11-25 Oil Tech Nordic Oü Method and device for hydrocarbon fuels modification, synthesis of gas, heat and electrical energy generation
RU2469199C1 (en) * 2011-08-02 2012-12-10 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Hydrocarbon fuel processing device
RU2498094C2 (en) * 2011-08-08 2013-11-10 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method to treat hydrocarbon fuel for internal combustion engine
RU2500463C1 (en) * 2012-04-11 2013-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная сельскохозяйственная академия" Mixing dispenser of mineral fuel and vegetable oil
RU2535710C2 (en) * 2013-03-18 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" Processing of liquid oil slimes to hydrated fuel
RU2616664C1 (en) * 2016-03-10 2017-04-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" Sectional mixer of flow type
CN108036923A (en) * 2018-02-05 2018-05-15 中国石油大学(华东) A kind of convergence-divergence form laminar condition cavitation test device and design method
RU2674960C2 (en) * 2014-01-10 2018-12-13 Дозатрон Энтернасьональ Static mixer for homogenising mixture of at least two liquids and dosing device provided with such mixer
RU2682608C1 (en) * 2018-03-15 2019-03-19 Тихон Владимирович Вардашкин Device for production of water-fuel emulsion and processing of oil
RU2693942C1 (en) * 2018-10-01 2019-07-08 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" Device for hydrodynamic emulsification and activation of liquid fuel
RU2716428C1 (en) * 2019-09-30 2020-03-11 Вячеслав Юрьевич Харитонов Complex of cavitation-vacuum mixing of viscous liquids
RU206204U1 (en) * 2021-06-03 2021-08-31 Игорь Викторович Доронин Device for obtaining hydrostabilized fuel
RU2766397C1 (en) * 2021-08-19 2022-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" Device for hydrodynamic emulsification and activation of liquid fuel
RU223469U1 (en) * 2023-05-11 2024-02-19 Андрей Сергеевич Чингизид Hydrodynamic cavitator

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168279U1 (en) * 2015-12-07 2017-01-26 Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕЛ-2002" DISPERSANT

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA011223B1 (en) * 2007-02-28 2009-02-27 Владимир Николаевич Козаков Process for purification of liquid hydrocarbons and a plant therefor
LT5593B (en) 2008-06-02 2009-09-25 Mantas Dambrauskas Compressed container
LT5693B (en) 2008-12-10 2010-11-25 Oil Tech Nordic Oü Method and device for hydrocarbon fuels modification, synthesis of gas, heat and electrical energy generation
WO2010093228A3 (en) * 2009-02-10 2010-10-07 Maschenko Viktor Viktorovich Method for producing a water-fuel emulsion and a composite multicomponent fuel
RU2469199C1 (en) * 2011-08-02 2012-12-10 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Hydrocarbon fuel processing device
RU2498094C2 (en) * 2011-08-08 2013-11-10 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method to treat hydrocarbon fuel for internal combustion engine
RU2500463C1 (en) * 2012-04-11 2013-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная сельскохозяйственная академия" Mixing dispenser of mineral fuel and vegetable oil
RU2535710C2 (en) * 2013-03-18 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" Processing of liquid oil slimes to hydrated fuel
RU2674960C2 (en) * 2014-01-10 2018-12-13 Дозатрон Энтернасьональ Static mixer for homogenising mixture of at least two liquids and dosing device provided with such mixer
RU2616664C1 (en) * 2016-03-10 2017-04-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" Sectional mixer of flow type
CN108036923A (en) * 2018-02-05 2018-05-15 中国石油大学(华东) A kind of convergence-divergence form laminar condition cavitation test device and design method
CN108036923B (en) * 2018-02-05 2024-02-02 中国石油大学(华东) Design method of convergence-divergence type laminar flow state cavitation test device
RU2682608C1 (en) * 2018-03-15 2019-03-19 Тихон Владимирович Вардашкин Device for production of water-fuel emulsion and processing of oil
RU2693942C1 (en) * 2018-10-01 2019-07-08 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" Device for hydrodynamic emulsification and activation of liquid fuel
RU2716428C1 (en) * 2019-09-30 2020-03-11 Вячеслав Юрьевич Харитонов Complex of cavitation-vacuum mixing of viscous liquids
RU206204U1 (en) * 2021-06-03 2021-08-31 Игорь Викторович Доронин Device for obtaining hydrostabilized fuel
RU2766397C1 (en) * 2021-08-19 2022-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" Device for hydrodynamic emulsification and activation of liquid fuel
RU223469U1 (en) * 2023-05-11 2024-02-19 Андрей Сергеевич Чингизид Hydrodynamic cavitator
RU225999U1 (en) * 2023-12-19 2024-05-16 Атаманов Константин Аполлонович Cavitation generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2202406C2 (en) Method of preparation of water-and-fuel emulsion, static cavitation unit for emulsification and hydrodynamic multi-section cavitation unit for homogenization of emulsion
AU2015284297B2 (en) An apparatus, system and method for utilizing thermal energy
US9739508B2 (en) Apparatus and method for utilizing thermal energy
US3261593A (en) Fluid mixing process and apparatus
CA2667620A1 (en) Liquid treatment apparatus and methods
US10184229B2 (en) Apparatus, system and method for utilizing thermal energy
CN111203123A (en) Gas-liquid static mixer and gas-liquid mixing system
US3820759A (en) Centrifugal mixing apparatus and method
AU2002308419B2 (en) Method for mixing a liquid/liquid and/or gaseous media into a solution
RU2456052C2 (en) Method and device for separation of oil-water mixes
KR20200074579A (en) Nano-bubble generator
RU2591974C1 (en) Rotor-pulsation apparatus
RU172559U1 (en) DEVICE FOR MIXING LIQUIDS IN RESERVOIRS
RU2166155C2 (en) Hydrodynamic heat generator
WO2003089122A1 (en) Device and method of creating hydrodynamic cavitation in fluids
RU2658448C1 (en) Multistage cavitation heat generator (embodiments)
RU2620606C1 (en) Method of obtaining composite fuel emulsion
SU1720700A2 (en) Vortex mixer-homogenizer
JPH0889774A (en) Emulsifying and dispersing method and emulsifying and dispersing device
RU2344874C1 (en) Method for dispersion of liquids, their mixtures and solid substance suspensions in liquids
SU1590124A1 (en) Apparatus for producing fine-dispersed system
RU2245898C1 (en) Water-fuel emulsion manufacture process
RU2042435C1 (en) Device for separating the oil and gas mixture
RU198301U1 (en) Vortex Jet Mixer
RU2436834C1 (en) Procedure for treatment of oil by means of associated gas

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040113