RU2202478C2

RU2202478C2 - Armored vehicle fueler

Info

Publication number: RU2202478C2
Application number: RU2001113099A
Authority: RU
Inventors: В.С. Москалев; Н.Д. Алешечкин; Е.М. Протасов
Original assignee: Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации
Priority date: 2001-05-16
Filing date: 2001-05-16
Publication date: 2003-04-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; fuel filling devices of running vehicles. SUBSTANCE: preliminary filter is made for fitting in fuel tank neck. Perforated cup accommodating filtering plates is built in base of preliminary filter. Said plates are compressed by cone-separator. EFFECT: improved quality of fuel filled into vehicles. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области бронетанковой техники, к оборудованию стационарных и подвижных средств технического обслуживания, в частности заправки бронеобъектов горючим. The invention relates to the field of armored vehicles, to the equipment of stationary and mobile means of maintenance, in particular refueling armored vehicles with fuel.

Практика эксплуатации танков Т-80, Т-72, Т-64 показывает, что количество механических примесей, содержащихся в топливе, составляет сотые или десятые доли процента, в то время как доля воды может достигать нескольких процентов. The practice of operating the T-80, T-72, T-64 tanks shows that the amount of mechanical impurities contained in the fuel is hundredths or tenths of a percent, while the proportion of water can reach several percent.

Рядом выполненных исследований установлено, что механические примеси состоят из частиц органического и неорганического происхождения, продуктов коррозии и изнашивания оборудования нефтеперегонных установок, цистерн, трубопроводов, расходных и запасных баков, а также пыли и минеральных солей, попадающих в топливо из воды при промывании товарных продуктов или при обводнении топлива в процессе хранения, и т.д. Повышенная доля в топливе механических примесей приводит к интенсивному изнашиванию прецизионных пар топливоподающей аппаратуры, сопел форсунок, деталей цилиндропоршневой группы. Механические примеси являются причиной заедания плунжеров и зависания игл форсунок, нарушения плотности клапанов топливных насосов и засорения сопловых отверстий. A number of studies have established that mechanical impurities consist of particles of organic and inorganic origin, products of corrosion and wear of equipment of oil refineries, tanks, pipelines, consumable and spare tanks, as well as dust and mineral salts that enter the fuel from water when washing commercial products or when watering fuel during storage, etc. An increased proportion of mechanical impurities in the fuel leads to intensive wear of precision pairs of fuel supply equipment, nozzle nozzles, and piston cylinder parts. Mechanical impurities cause jamming of the plungers and freezing of the nozzle needles, a violation of the density of the valves of the fuel pumps and clogging of nozzle openings.

Следует иметь в виду, что регламентируемую стандартами массовую долю механических примесей выдерживают только при производстве топлив. В условиях эксплуатации и особенно при транспортировании, хранении и бункеровке топлива неизбежно дополнительно загразняются механическими примесями. Вода в топливе может находиться в свободном состоянии, в виде эмульсии или в свободном состоянии. It should be borne in mind that the mass fraction of mechanical impurities regulated by standards is maintained only in the production of fuels. Under operating conditions, and especially during transportation, storage and bunkering of fuel, they are inevitably additionally contaminated with mechanical impurities. Water in the fuel can be in a free state, in the form of an emulsion or in a free state.

Вода, находящаяся в топливе в свободном состоянии, не смешивается с топливом и из-за большой плотности, осаждается на дно топливных баков, располагаясь отдельным слоем. The water in the fuel in a free state does not mix with the fuel and, due to its high density, settles to the bottom of the fuel tanks in a separate layer.

Отстаивание воды в топливе происходит в течение 6-10 часов, часть воды может осаждаться на боковые стенки баков. Water settles in the fuel within 6-10 hours, part of the water can be deposited on the side walls of the tanks.

Наибольшую опасность представляет наличие воды в топливе в виде имульсии. Образование водотопливных эмульсий происходит в результате попадания свободной воды в топливо и последующего перемешивания в процессе работы или в результате выделения микроскопической воды при изменении температуры топлива и влажности воздуха. При изменении температуры топлив Т-1, ТС-1 и РТ от 20^o до 0^o из каждой тонны его может выделиться до 60 г воды в виде мелких капель размером от 10 до 40 мк. Вода в топливе снижает его теплоту сгорания, затрудняет пуск дизеля и его работу, повышает температуру застывания и помутнения топлива, приводит к попаданию в цилиндры растворенных в воде солей, повышающих нагароотложение и изнашивание деталей. В обводненном топливе, кроме того, происходит выпадание высоковязких смолистых веществ, что нередко приводит к зависанию игл форсунок. Мельчайшие капельки воды, попадая между трущимися поверхностями, нарушают топливную пленку, в результате детали контактируют, т.е. увеличиваются скорости изнашивания. Вода в топливе способствует коррозии топливной аппаратуры, в результате происходит зависание плунжерных пар топливных насосов высокого давления и форсуночных игл. Кроме того, вода, находящаяся в топливе, также способствует образованию шлака, который засоряет фильтры и нарушает подачу топлива в двигатель.The greatest danger is the presence of water in the fuel in the form of an emulsion. The formation of water-fuel emulsions occurs as a result of free water entering the fuel and subsequent mixing during operation or as a result of the release of microscopic water when the temperature of the fuel and air humidity change. When the temperature of the fuels T-1, TS-1 and RT changes from 20 ^o to 0 ^o from each ton, up to 60 g of water can be released in the form of small droplets ranging in size from 10 to 40 microns. Water in the fuel reduces its calorific value, makes it difficult to start the diesel engine and its operation, increases the pour point and turbidity of the fuel, leads to the ingress of salts dissolved in water into the cylinders, which increase the deposition and wear of parts. In watered fuel, in addition, high-viscous resinous substances precipitate out, which often leads to a hang of the nozzle needles. The smallest droplets of water, falling between rubbing surfaces, violate the fuel film, as a result, the parts come into contact, i.e. wear rates increase. Water in the fuel contributes to the corrosion of the fuel equipment, as a result of which the plunger pairs of the high pressure fuel pumps and nozzle needles hang. In addition, the water in the fuel also contributes to the formation of slag, which clogs the filters and disrupts the supply of fuel to the engine.

Анализ отечественных и зарубежных аналогов заправочных приспособлений показывает, что при топливоподготовке основными методами очистки дизельного топлива от механических примесей и воды являются: отстаивание, фильтрация, центробежная очистка. Analysis of domestic and foreign analogues of refueling devices shows that during fuel preparation, the main methods for cleaning diesel fuel from mechanical impurities and water are: sedimentation, filtration, centrifugal cleaning.

При отстаивании, поскольку плотность загрязняющих частиц больше плотности топлива, под действием силы тяжести эти частицы, не соприкасаясь между собой, оседают. Основные недостатки очистки топлива отстаиванием - это длительность процесса и невозможность удалить мелкодисперсные загрязнения размером меньше 20-15 мкм. During sedimentation, since the density of polluting particles is greater than the density of the fuel, under the influence of gravity these particles settle without contacting each other. The main disadvantages of purifying fuel by sedimentation are the length of the process and the inability to remove fine contaminants less than 20-15 microns in size.

Центробежная очистка топлива основана на способности частиц загрязнений и капель воды оседать под действием центробежной силы. Этот метод во много раз эффективнее, вследствие больших центробежных усилий. Однако имеется ряд эксплуатационных неудобств. Кроме относительно больших массы и габаритных размеров аппаратуры центробежной очистке присущи еще и такие недостатки: зависимость эффективности очистки от температуры очищаемого топлива, относительно большие затраты энергии на привод барабана, относительная сложность и высокая стойкость аппаратов. Centrifugal fuel cleaning is based on the ability of particles of contaminants and water droplets to settle under the action of centrifugal force. This method is many times more effective, due to the large centrifugal efforts. However, there are a number of operational inconveniences. In addition to the relatively large mass and overall dimensions of centrifugal cleaning equipment, such disadvantages are also inherent: the dependence of the cleaning efficiency on the temperature of the fuel being cleaned, the relatively high energy costs of the drum drive, the relative complexity and high durability of the devices.

При очистке топлива путем фильтрации пропускают его через пористые перегородки, размещенные в специальном корпусе. В качестве фильтрующих материалов применяют различные сетки, войлок, ткани, бумагу, керамику и др. С точки зрения фильтрации наиболее эффективны сквозные норы. Вместе с тем, традиционно применяется схема, когда фильтрация топлива практически у всех отечественных и зарубежных бронеобъектов обеспечивается последовательным установлением фильтров грубой очистки, с тонкостью очистки до 40 мкм, и фильтрами тонкой очистки - с тонкостью очистки 12-16 мкм, недостаточно очищает топливо от механических примесей и воды в нем. Способствует попаданию различных примесей в топливо заправка бронеобъектов открытой струей в полевых условиях, несоблюдение правил обслуживания топливных систем. When cleaning fuel by filtration, it is passed through porous partitions placed in a special housing. Various filter nets, felts, fabrics, paper, ceramics, etc. are used as filter materials. From the point of view of filtration, through holes are most effective. At the same time, a scheme is traditionally used when fuel filtration in almost all domestic and foreign armored objects is ensured by the sequential installation of coarse filters with a fineness of 40 microns, and fine filters - with a fineness of 12-16 microns, does not sufficiently clean the fuel from mechanical impurities and water in it. Contributes to the ingress of various impurities in the fuel refueling of armored objects with an open stream in the field, non-compliance with the rules for servicing fuel systems.

Наряду с тем, малые зазоры между плунжером и втулкой в топливных насосах высокого давления, достигающее у высокооборотных дизелей до 2 мкм, предопределяют требования к топливу с точки зрения размера частиц механических примесей, воды и др. In addition, the small gaps between the plunger and the sleeve in high-pressure fuel pumps, reaching 2 microns for high-speed diesel engines, determine the fuel requirements in terms of particle size of mechanical impurities, water, etc.

Имеющиеся в настоящее время в автотопливозаправщиках и автоцистернах-заправщиках типа АТЗ и АЦЗ автоматические краны представляют собой устройство для заполнения емкости горючим закрытой струей и автоматического отключения подачи горючего при перекрывании жидкостью отверстия в наконечнике крана. Automatic cranes currently available in refueling tankers and ATZ and ATsZ tankers are devices for filling the tank with a closed fuel jet and automatically shutting off the fuel supply when the liquid closes the holes in the valve tip.

Фильтрующим элементом для топлива в малогабаритном заправочном агрегате МЗА-3 из комплекта мастерской МТО-80 служит сетка с размером ячеек 40х40, а также заправочная воронка. The filtering element for fuel in the small-sized filling unit MZA-3 from the set of the MTO-80 workshop is a grid with a mesh size of 40x40, as well as a filling funnel.

В качестве прототипа взят автоматический кран малогабаритного заправочного агрегата МЗА-3, содержащий корпус, шланг с раздаточным краном, наконечник (см. Мастерская технического обслуживания МТО-80. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.- М.: Изд. 6/130389р-Р83, с. 19066). An automatic crane of a small-sized refueling unit MZA-3, containing a housing, a hose with a dispensing valve, a nozzle (see MTO-80 Technical Maintenance Workshop. Technical description and instruction manual.- M .: Publishing house 6 / 130389r-R83, was taken as a prototype) , p. 19066).

Однако в процессе заправки бронеобъектов с помощью кранов типа РК-25 не обеспечивается надежная очистка топлива от механических примесей и воды, которые также проникают через свободное пространство при установке наконечника крана в горловину бака. Также при этом топливо, истекающее из крана под большим давлением, вызывает пенообразование в баке, что является причиной увеличения продолжительности заправки, выплескивания топлива из баков, способствующего возгоранию бронеобъектов. Таким образом, для поддержания бронеобъектов в боеготовом состоянии в условиях повседневной деятельности войск, в боевых условиях такой способ заправки является нерациональным, что является существенным недостатком прототипа. However, during the refueling of armored objects with the help of cranes of the type RK-25, reliable cleaning of the fuel from mechanical impurities and water, which also penetrate through the free space when installing the tip of the crane in the neck of the tank, is not provided. Also, fuel flowing out of the crane under high pressure causes foaming in the tank, which causes an increase in the duration of refueling and fuel spillage from the tanks, which contributes to the ignition of armored objects. Thus, in order to maintain armored objects in a ready state in the conditions of daily activity of troops, in combat conditions, this refueling method is irrational, which is a significant disadvantage of the prototype.

Задачей предлагаемого технического решения является улучшение качества фильтрации топлива и быстроты заправки бронеобъектов. The objective of the proposed technical solution is to improve the quality of fuel filtration and the speed of refueling armored vehicles.

Предлагаемое техническое решение задачи основано на том, что фильтр предварительной очистки выполнен с возможностью установки в горловину топливного бака, в основание которого встроен перфорированный стакан с собранными на нем фильтрующими пластинами, сжатыми конусом-разделителем. The proposed technical solution to the problem is based on the fact that the pre-filter is made with the possibility of installing a fuel tank in the neck, in the base of which there is a perforated glass with filter plates assembled on it, compressed by a separator cone.

Фильтрующий элемент выполняется из технического пенополивинилформаля марки ТПВФ-3, который нетоксичен и биологически безвреден. Технический ТПВФ-3 - высокопористый синтетический материал светлого цвета, жесткий в сухом состоянии и среде нефтепродуктов и эластичный во влажном, активный влагопоглотитель, способный удержать содержащуюся в топливе воду и механические примеси. Основные характеристики ТПВФ-3 /В.М. Селиверстов, И.А. Иванов, И.А. Водопьянов. Очистка топлива на речном флоте. - М.: Транспорт, 1986, с.79, -224 с./. The filtering element is made of TPVF-3 technical foam polyvinyl formaldehyde, which is non-toxic and biologically harmless. Technical TPVF-3 is a highly porous synthetic material of light color, hard in the dry state and in the environment of petroleum products and elastic in the wet, active desiccant capable of retaining water and mechanical impurities contained in the fuel. Main characteristics of TPVF-3 / V.M. Seliverstov, I.A. Ivanov, I.A. Vodopyanov. Cleaning the fuel in the river fleet. - M .: Transport, 1986, p. 79, -224 p. /.

Плотность в сухом состоянии, кг/м³ - не более 400
Тонкость фильтрации, мкм - 5-8
Полнота отсева механических примесей, доли единицы - 0,8-0,9
Масса удерживаемой в топливе воды до насыщения, % массы элементов - 200-300
Водопоглощение в топливе за 2 ч, % массы элементов, не менее - 700
Отечественная промышленность поставляет его в виде плит 400х400х15 мм или цилиндрических вставок разного диаметра длиной 200-270 мм.Density in the dry state, kg / m ³ - not more than 400
Filter fineness, microns - 5-8
The completeness of screening of mechanical impurities, a fraction of a unit - 0.8-0.9
The mass of water held in the fuel to saturation,% of the mass of elements - 200-300
Water absorption in fuel for 2 hours,% of the mass of elements, not less than - 700
Domestic industry supplies it in the form of plates 400x400x15 mm or cylindrical inserts of different diameters 200-270 mm long.

Общий вид заправочного приспособления представлен на чертеже. A general view of the filling device is shown in the drawing.

Металлический корпус 1 цилиндрической формы имеет изменяемую принудительно проточную линию для топлива, входное 2 и выходное 3 отверстия которой при транспортировании герметизируется крышками 4, причем входное отверстие является головкой фильтра предварительной очистки, куда благодаря направляющим дискам 5 устанавливается наконечник для подачи топлива. Для обеспечения правильного центрирования высота головки h_и приводится в соответствие с длиной наконечников автоматических кранов заправочных средств.The metal housing 1 of a cylindrical shape has a forced flow line for fuel whose inlet 2 and outlet 3 openings are sealed with caps 4 during transportation, the inlet opening being the head of a pre-filter, where, thanks to the guide disks 5, a nozzle for supplying fuel is installed. To ensure proper centering, the height of the head h _{and is} brought into line with the lengths of the tips of the automatic taps of refueling means.

Выходное отверстие приспособления образуется перфорированным стаканом 6, жестко соединенным с основанием 7 фильтра, который вворачивается в горловину бака. Величина h_р выбирается с расчетом удобства заворачивания приспособления гайкой 8 над броней и надежного крепления его в горловине бака.The outlet of the device is formed by a perforated glass 6, rigidly connected to the base 7 of the filter, which is screwed into the neck of the tank. The value of h _p is selected with the calculation of the convenience of wrapping the device with a nut 8 over the armor and its reliable fastening in the neck of the tank.

Фильтр набирается на перфорированном стакане из отдельных фильтрующих пластин 9, изготовленных из ТПВФ-3. Между ними устанавливаются капроновые прокладки 10, которые увеличивают поверхность фильтрации и уплотняют пластины в случае их коробления при сушке. Комплект пластин и прокладок сжимается конусом-разделителем II. The filter is typed on a perforated glass from separate filter plates 9 made of TPVF-3. Between them, nylon gaskets 10 are installed, which increase the filtration surface and compact the plates if they are warped during drying. A set of plates and gaskets is compressed by a separator cone II.

По внутреннему диаметру основания корпуса приспособления выполнен отстойник 12 с шестью дренажными отверстиями 13. Для удобства пользования снаружи корпуса выполнены две ручки 14. According to the inner diameter of the base of the device body, a sump 12 is made with six drainage holes 13. For convenience, two handles 14 are made outside the body.

Принцип очистки основан на том, что поток топлива А дробится на тонкие струи и увлекается во вращательное движение В. Загрязнения, находящиеся в нем, напором струи, соударяясь с конусом-разделителем, отбрасываются к стенке корпуса и оседают внизу, а очищенное от них топливо непрерывно поступает через фильтр в заправочную горловину бака. При этом также скорость течения и площадь рассеивания струи увеличиваются, а давление в потоке Б уменьшается, чем обеспечивается сокращение продолжительности заправки бронеобъектов и практически исключается расплескивание при этом топлива. The cleaning principle is based on the fact that the fuel flow A is crushed into thin jets and carried away into the rotational motion of B. The impurities contained in it, by the pressure of the jet, colliding with the separator cone, are thrown to the body wall and settle down below, and the fuel cleaned from them is continuously enters through the filter into the tank filler neck. At the same time, the flow velocity and the dispersion area of the jet increase, and the pressure in the stream B decreases, which ensures a reduction in the duration of refueling of armored objects and virtually eliminates splashing of fuel.

Для повышения эффективности работы заправочного устройства необходимо конструктивно уменьшать путь оседания частиц l_о. При очистке топлива со значительной долей воды последняя, отделяясь вместе с механическими примесями, быстро заполнит весь отстойник 12 и будет препятствовать качественной очистке вновь поступающего топлива. В этом случае следует чаще вскрывать фильтр устройства. Чтобы исключить это явление, при очистке обводненных топлив допускается дренаж отсепарированной воды через отверстия 13 отстойника в процессе заправки, пользуясь для этого гибким шлангом со штуцером и отдельной посудой.To increase the efficiency of the filling device, it is necessary to constructively reduce the settling path of particles l _about . When cleaning fuel with a significant proportion of water, the latter, separating together with mechanical impurities, will quickly fill the entire sump 12 and will impede the quality cleaning of newly incoming fuel. In this case, open the device filter more often. In order to eliminate this phenomenon, when cleaning the watered fuels, it is allowed to drain the separated water through the holes 13 of the sump during the filling process, using a flexible hose with a fitting and separate dishes for this.

По мере насыщения фильтрующих элементов водой увеличивается перепад давления на них с 0,01 МПа в сухом состоянии до 0,03-0,04 МПа во влажном. Рост перепада давления выше предельного служит сигналом насыщения фильтра водой и прекращения его способности удерживать воду. Для восстановления способности удерживать воду фильтрующие элементы отжимают и просушивают, а для удаления механических примесей элементы промывают вначале в теплом мыльном растворе, затем в чистой теплой воде, отжимают вручную или механически и сушат при температуре 50-70^oС между решетчатыми поверхностями, обеспечивающими максимальный доступ воздуха. Длительность сушки 15-50 ч в зависимости от температуры воздуха до полного затвердения элементов.As the filter elements become saturated with water, the pressure drop across them increases from 0.01 MPa in the dry state to 0.03-0.04 MPa in the wet state. An increase in the pressure drop above the limit serves as a signal to saturate the filter with water and cease its ability to retain water. To restore the ability to retain water, the filter elements are squeezed and dried, and to remove mechanical impurities, the elements are washed first in a warm soapy solution, then in clean warm water, manually or mechanically squeezed and dried at a temperature of 50-70 ^o C between the grating surfaces providing maximum access air. The drying time is 15-50 hours, depending on the air temperature until the elements completely harden.

Особенность использования предлагаемым заправочным приспособлением заключается в следующем. Вместо пробки топливного бака заворачивается фильтр предварительной очистки, в головку которого устанавливается наконечник раздаточного крана. Вместо крана может применяться обычная воронка из ЗИПа бронеобъекта, а на выходном отверстии допускается применение специальной насадки-удлинителя. A feature of using the proposed refueling device is as follows. Instead of the fuel tank plug, a pre-filter is wrapped, in the head of which the tip of the dispensing tap is installed. Instead of a crane, an ordinary funnel from a spare part of an armored object can be used, and a special extension nozzle is allowed at the outlet.

При обслуживании приспособления сердцевина фильтра выворачивается из корпуса, отворачивается конус-разделитель и снимаются фильтрующие элементы. Отстойник очищается вручную или сжатым воздухом. Таким образом, предлагаемое решение дает не только возможность объединить в одном устройстве процессы очистки топлива от механических примесей и воды, но и основано на новом, ранее не применяемом способе топливоподготовки. При использовании заправочного приспособления возможно будет сократить время на заправку бронеобъектов, съэкономить горюче-смазочные материалы, повысить пожаробезопасность, а также улучшить условия работы членов экипажей и специалистов подразделений технического обеспечения. When servicing the device, the filter core is turned out of the housing, the cone-separator is turned off and the filter elements are removed. The sump is cleaned manually or with compressed air. Thus, the proposed solution provides not only the opportunity to combine in one device the processes of fuel purification from mechanical impurities and water, but also based on a new, previously not used fuel preparation method. When using a refueling device, it will be possible to reduce the time for refueling armored objects, save fuel and lubricants, increase fire safety, and improve the working conditions of crew members and specialists of technical support units.

Claims

A refueling device for armored vehicles, comprising a housing, a hose with a dispensing cock, a tip that is installed in the head of the pre-filter, characterized in that the pre-filter is configured to be installed in the neck of the fuel tank, and a perforated glass is built into its base with the glass assembled on it filter plates compressed by a separator cone.