способ обработки дизельного, преимущественно обводненного, топлива, установка для его осуществления и вихревой аппарат

Формула изобретения

1. Способ обработки дизельного, преимущественно обводненного, топлива при подаче его к потребителям, включающий предварительный подогрев топлива, последующие нагнетание, сепарацию и гомогенизацию топлива под действием центробежных сил при непрерывном движении топлива снизу вверх в вихревом аппарате с ротором в виде набора тарелок с отверстиями, фильтрацию топлива после выхода последнего из вихревого аппарата и подачу топлива к потребителям, отличающийся тем, что предварительный подогрев топлива осуществляют до температуры не выше 90^oС, суммарное проходное сечение отверстий каждой тарелки выполняют равным 0,02 - 0,06 поверхности тарелки, причем после процесса фильтрации осуществляюи процесс стабилизации топлива путем ввода в топливо депрессионных присадок на основе раствора сополимера этилена с винилацетатом в углеводородном растворе.

2. Установка для обработки дизельного, преимущественно обводненного, топлива, содержащая топливный теплообменник, сообщенный топливной магистралью с танком обводненного топлива, вихревой аппарат, вход которого сообщен через трубопровод с топливным теплообменником, топливный фильтр, сообщенный с выходом вихревого аппарата, последний выполнен с корпусом, в котором размещен вертикально установленный ротор с набором рабочих конических тарелок с отверстиями, отличающаяся тем, что установка снабжена расходной емкостью с депрессионной присадкой, сообщенной через дозатор со смесителем, причем последний установлен после топливного фильтра, вихревой аппарат снабжен по меньшей мере одной разделительной конической тарелкой с отверстиями, размещенной на роторе с возможностью разделения внутренней полости корпуса при движении топлива снизу вверх на зоны сепарации и гомогенизации, а отношение диаметра отверстий рабочих конических тарелок к диаметру отверстий разделительной конической тарелки равно 2 - 10.

3. Вихревой аппарат установки для обработки дизельного топлива, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и внутренней полостью, ротор, выполненный в виде вертикального полого вала с набором рабочих конических тарелок, рассекатель, выполненный в виде глухой конической тарелки с обечайкой и размещенный над набором рабочих конических тарелок, причем входной и выходной патрубки размещены соосно с валом, причем диаметр глухой конической тарелки больше диаметра рабочих конических тарелок, рассекатель установлен в выходном патрубке с возможностью образования обечайкой центрального и периферийного выходных каналов, а в последнем размещено ограниченное кольцо, отличающийся тем, что набор рабочих конических тарелок в верхней части снабжен по меньшей мере одной разделительной конической тарелкой, разделяющей внутреннюю полость корпуса при движении топлива снизу вверх на зоны сепарации и гомогенизации, причем отношение диаметра отверстий рабочих конических тарелок к диаметру отверстий разделительной конической тарелки равно 2 - 10, а диаметр внутреннего отверстия ограничительного кольца составляет 0,75 - 0,9 диаметра периферийного канала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для обработки обводненного дизельного топлива с содержанием воды до 10%

Из уровня техники известен способ обработки обводненного дизельного топлива путем его гомогенизации за счет многократного перемещения под воздействием резких колебаний давления и кавитации (см. ав.св. СССР N 1020603, кл. F 02 М 27/00, 1986 (авт.св. СССР N 1254191, кл. F 02 М 27/00, 1986, патент Великобритании N 13811546, кл. В 1 С, 1975).

Основным недостатком известных решений является недостаточная стабильность гомогенизированной структуры, что определяет низкую эффективность обработки обводненного топлива.

Известен также способ обработки обводненного дизельного топлива при подаче его к потребителям, включающий сепарацию, гомогенизацию, фильтрацию и подогрев (см. ав.св. СССР N 1300180, кл. F 02 М 43/00, 1987).

Для повышения эффективности обработки обводненного топлива в данном способе производится химико-динамическая обработка путем введения присадки в процессе гомогенизации. Однако эта операция снижает производительность обработки топлива, а последующая фильтрация приводит к потере присадочного материала, что не обеспечивает высокой степени стабилизации гомогенизированной структуры.

Наиболее близким к изобретению является способ обработки обводненного дизельного топлива при подаче его к потребителю, включающий предварительный подогрев топлива, последующее нагнетание, сепарацию и гомогенизацию топлива под действием центробежных сил при непрерывном движении топлива снизу вверх в вихревом аппарате с ротором в виде набора тарелок с отверстиями, фильтрацию топлива после выхода из вихревого аппарата и подачу к потребителю [1]

К недостатку известного способа можно отнести недостаточную производительность и нестабильность обработанного топлива, что обусловлено условиями проведения процессов сепарации и гомогенизации.

Для реализации известного способа обработки обводненного дизельного топлива используется установка, содержащая топливный теплообменник, сообщенный топливной магистралью с танком обводненного топлива, вихревой аппарат, вход которого сообщен через трубопровод с топливным теплообменником, топливный фильтр, сообщенный с выходом вихревого аппарата, в корпусе которого размещен вертикально установленный ротор с набором рабочих конических тарелок с отверстиями [1]

Взаимосвязи функциональных элементов в данной установке достаточно сложны, а конструктивное выполнение вихревого аппарата для сепарации и гомогенизации не обеспечивает интенсивного протекания процессов химико-динамической обработки обводненного топлива, что снижает эффективность установки в целом и усложняет техническую эксплуатацию.

Из уровня техники известно также устройство для гомогенизации топлива, содержащее корпус с входным и выходным патрубками и размещенный во внутренней полости ротор, выполненный в виде вертикального полого вала с набором рабочих конических тарелок, рассекатель, выполненный в виде глухой конической тарелки с обечайкой и размещенный над набором рабочих конических тарелок, причем входной и выходной патрубки размещены соосно валу, диаметр глухой конической тарелки рассекателя больше диаметра рабочих конических тарелок, рассекатель установлен в выходном патрубке с возможностью образования обечайкой центрального и периферийного выходных каналов, а в последнем размещено ограничительное кольцо [1]

Однако конструктивное выполнение данного аппарата при использовании его в установках для обработки обводненного дизельного топлива не позволяет эффективно обрабатывать обводненное топливо в широком диапазоне режимных параметров с получением стабильной гомогенизированной структуры.

Цель изобретения повышение эффективности обработки обводненного дизельного топлива и обеспечение высокой степени стабилизации гомогенизированной структуры при достаточно простой и удобной в технологической эксплуатации конструктивной схеме установки.

Цель достигается тем, что в способе обработки дизельного преимущественно обводненного топлива при подаче его к потребителю, включающем предварительный подогрев топлива, последующие нагнетание, сепарацию и гомогенизцию топлива под действием центробежных сил при непрерывном движении топлива снизу вверх в вихревом аппарате с ротором в виде набора тарелок с отверстиями, фильтрацию топлива после выхода из вихревого аппарата и подачу к потребителю, предварительный нагрев топлива осуществляют до температуры не выше 90^оС, суммарное проходное сечение отверстий каждой тарелки выполняют равным 0,02-0,06 поверхности тарелки, причем после процесса фильтрации осуществляют процесс стабилизации топлива путем ввода в топливо депрессионных приставок на основе раствора сополимера этилена с винилацетатом в углеводородном растворе.

Кроме того, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что установка для обработки дизельного топлива, содержащая топливный теплообменник, сообщенный топливной магистралью с танком обводненного топлива, вихревой аппарат, вход которого сообщен через трубопровод с топливным теплообменником, топливный фильтр, сообщенный с выходом вихревого аппарата, в корпусе которого размещен вертикально установленный ротор с набором рабочих конических тарелок с отверстиями, снабжена расходной емкостью с депрессионной присадкой, сообщенной через дозатор со смесителем, причем последний установлен после топливного фильтра, вихревой аппарат снабжен по меньшей мере одной разделительной конической тарелкой с отверстиями, размещенной на роторе с возможностью разделения внутренней полости корпуса при движении топлива снизу вверх на зоны сепарации и гомогенизации, а отношение диаметра отверстий рабочих конических тарелок к диаметру отверстий разделительной конической тарелки равно 2-10.

Также в изобретении вихревой аппарат установки для обработки дизельного топлива, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и внутренней полостью, в которой установлен ротор, выполненный в виде вертикального полого вала с набором рабочих конических тарелок, рассекатель, выполненный в виде глухой конической тарелки с обечайкой и размещенный над набором рабочих конических тарелок, причем входной и выходной патрубки размещены соосно валу, диаметр глухой конической тарелки рассекателя больше диаметра рабочих конических тарелок, рассекатель установлен в выходном патрубке с возможностью образования обечайкой центрального и периферийного выходных каналов, а в последнем размещено ограничительное кольцо, характеризуется тем, что набор рабочих конических тарелок в верхней части снабжен по меньшей мере одной разделительной конической тарелкой, разделяющей внутреннюю полость корпуса при движении топлива снизу вверх на зоны сепарации и гомогенизации, причем отношение диаметра отверстий рабочих конических тарелок к диаметру отверстий разделительной конической тарелки равно 2-0, а диаметр внутреннего отверстия ограничительного кольца составляет 0,75-0,90 от диаметра периферийного канала.

Приведение процессов сепарации и гомогенизации непрерывно и одновременно с процессом нагнетания подогретого до температуры 90^оС топлива посредством вихревого аппарата с вертикальным ротором, снабженным тарельчатыми дисками с отверстиями, позволяет повысить эффективность обработки обводненного дизельного топлива за счет непрерывного разрушения агломератов смолисто-асфальтовых включений и дробления глобул воды, сопровождающимся их равномерным распределением по объему топлива с получением однородной мелкодисперсной структуры, и существенно упростить технологическую схему установки.

Кроме того, дополнительная стабилизация гомогенизированного топлива после фильтрации подогретыми депрессионными присадками на основе раствора сополимера этилата с винилацетатом в углеводородном растворителе обеспечивает высокую степень стабильности гомогенизированной структуры обработанного дизельного топлива в процессе длительного хранения и снижение предельной температуры фильтруемости как летнего, так и зимнего топлива.

На фиг.1 представлена схема установки для обработки обводненного дизельного топлива; на фиг.2 вихревой аппарат для этой установки.

Установка для обработки обводненного дизельного топлива содержит бак-теплообменник 1, который соединен магистралью 2 подачи топлива с танком обводненного дизельного топлива (на чертеже не показано), вихревой аппарат 3, фильтр 4, смеситель 5, к которому подключена магистраль 6 отвода обработанного топлива. Смеситель 5 сообщен через дозатор 7 с расходной емкостью 8 присадки, в которой установлено средство для подогрева. Установка оборудована запорно-регулирующей арматурой 9 и снабжена датчиками 10 температуры.

Представленный на фиг.2 вихревой аппарат 3, который является частью установки для обработки дизельного топлива, содержит корпус 11, внутри которого размещен вертикально установленный ротор, выполненный в виде насаженного на вал 12 набора рабочих дисков конических тарелок 13 с отверстиями, проходное сечение которых для каждой тарелки 13 составляет 0,02-0,06 ее поверхности. В верхней части набора рабочих дисков может быть установлена по меньшей мере одна разделительная тарелка 14 с отверстиями, диаметр которых в 2-10 раз меньше, чем диаметр отверстий рабочих тарелок 13, образующая во внутренней полости корпуса 11 зоны сепарации А и гомогенизации Б, где преимущественно протекают названные процессы.

Вал 12 выполнен полым и имеет входной патрубок 15. Над набором рабочих дисков в верхней части корпуса 11 установлен рассекатель 16 в виде глухой конической тарелки диаметром, большим, чем диаметром рабочих тарелок 13. На корпусе 11 соосно валу 12 и входному патрубку 15 смонтирован выходной патрубок 17, который разделен обечайкой 18, смонтированной на рассекателе 16, на центральный 19 и периферийный 20 выходные каналы. В периферийном канале 20 установлено ограничительное кольцо 21, диаметр внутреннего отверстия которого составляет 0,75-0,90 диаметра периферийного канала 20. Вал 12 вихревого аппарата 3 связан с электродвигателем (на чертеже не показано).

Способ реализуется в установке для обработки обводненного дизельного топлива следующим образом.

Обводненное дизельное топливо с содержанием воды до 10% поступает по магистрали 2 подачи топлива в бак-теплообменник 1, где подогревается до температуры не выше 90^оС, и далее в вихревой аппарат 3. В вихревом аппарате 3 под действием центробежных сил, возникающих при вращении ротора с коническими рабочими тарелками 13, топливо движется снизу вверх, при этом одновременно с нагнетанием непрерывно протекают процессы сепарации (преимущественно в зоне А) и гомогенизации (преимущественно в зоне Б) обводненного дизельного топлива, которые обеспечивают однородность и мелкодисперсность структуры. Из центрального выходного канала 19 вихревого аппарата 3 обработанное топливо, пройдя через фильтр 4, поступает в смеситель 5, где происходит его стабилизация путем смешения с депрессионными присадками на основе раствора сополимера этилена с винилацетатом в углеводородном растворителе, которые через дозатор 7 поступает подогретыми до температуры не выше 60^оС из расходной емкости 8.

Приготовленное таким образом дизельное топливо из смесителя 5 по магистрали 6 подается к потребителю (непосредственно в баки дизельного двигателя или на хранение в топливные цистерны). Отсепарированная в вихревом аппарате 3 вода отделяется от потока обработанного топлива рассекателем 16 (который направляет ее в периферийный выходной канал 20, а обработанное топливо в центральный выходной канал 19) и ограничительным кольцом 21 и сливается наружу через периферийный выходной канал 20.