[1]Полезная модель относится к области подготовки топлива, предназначенного для использования в энерго- и теплогенерирующих установках и агрегатах, а именно: к средствам для получения водотопливных эмульсий.
[2]Известна установка для получения водотопливной эмульсии, содержащая трубопровод подачи воды, топливопровод, на котором установлены насос, разделяющий его на всасывающий и напорный участки, и смеситель (см. Авторское свидетельство СССР №731019, кл. F 02 М 25/02, опублик. 30.04.80).
[3]Указанная установка обладает низкой производительностью, громоздка, не обеспечивает качество и стойкость приготовляемого топлива.
[4]Наиболее близкой по своей технической сущности и достигаемому результату к предложенной является установка для получения водотопливной эмульсии, содержащая трубопровод подачи воды, топливопровод, на котором установлены насос, разделяющий его на всасывающий и напорный участки, и смеситель, выполненный в виде гидродинамического диспергатора (см. Авторское свидетельство СССР №1172585, кл. F 02 М 13/10, опублик. 15.08.85).
[5]Данная установка обеспечивает увеличение степени дисперсности водотопливной эмульсии и оптимизирует концентрацию воды в топливе в зависимости от мощности двигателя.
[6]Однако эта установка еще более громоздкая и такая же мало производительная, как установка - аналог. Кроме того, производимое с ее помощью топливо по-прежнему нестойкое, а его качество - невысокое.
[7]Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение качества, сроков хранения и экологичности водотопливных эмульсий, а также - повышение экономичности, надежности и уменьшение массо-габаритных характеристик установок для получения водотопливной эмульсии.
[8]При осуществлении предлагаемой полезной модели будут получены следующие технические результаты: уменьшены размеры дисперсной фазы (воды) до 1,0 микрона, повышена равномерность распределения дисперсной фазы в дисперсной среде (топливе),
[9]увеличена стойкость топлива, снижено количество выделяющихся при горении топлива вредных окислов, увеличена производительность и упрощена конструкция установки.
[10]Для достижения вышеуказанных технических результатов в установке для получения водотопливной эмульсии, содержащей трубопровод подачи воды, топливопровод, на котором установлен насос, разделяющий его на всасывающий и напорный участки, и смеситель, выполненный в виде гидродинамического диспергатора, на всасывающем участке топливопровода в него врезан трубопровод подачи воды, оканчивающийся внутри топливопровода перфорированным цилиндрическим наконечником, расположенным коаксиально топливопроводу, а смеситель установлен на напорной части топливопровода.
[11]Кроме того, для достижения этих технических результатов отверстие для выхода топлива из топливного фильтра расположено ниже топливопровода, при этом трубопровод подачи воды врезан в верхней части участка топливопровода, идущего от топливного фильтра, коаксиально горизонтальному участку топливопровода.
[12]Перечисленные выше технические результаты достигаются также тем, что насос имеет байпасную линию с регулирующим клапаном, соединяющую всасывающий и напорный участки топливопровода, и тем, что на трубопроводе подачи воды установлены обратный клапан и/или фильтр тонкой очистки и/или электромагнитный счетчик расхода воды.
[13]Также вышеотмеченные результаты достигаются с помощью того, что на напорной части топливопровода перед и за гидродинамическим смесителем установлены манометры давления, и к нижней части топливного фильтра подключен паропровод низкого давления, а, кроме того, потому что в установке использован трехвинтовой насос.
[14]На чертеже представлена схема установки для получения водотопливной эмульсии.
[15]Установка для получения водотопливной эмульсии состоит из топливопровода 1, топливного фильтра 2, трубопровода подачи воды 3, насоса 4, смесителя 5, выполненного в виде гидродинамического диспергатора, вентилей 6, байпасной линии 7, обратного клапана 8, паропровода 9.
[16]Установка для получения водотопливной эмульсии работает следующим образом.
[17]Подключают топливопровод 1 установки для получения водотопливной эмульсии (далее установка) к, например, железнодорожной цистерне (на черт. не показана), открывают вентили 6 и подают напряжение на электродвигатель насоса 4, после чего топливо начинает поступать в установку. Для повышения надежности установки поступающее в топливопровод 1 топливо вначале может очищаться от механических примесей с помощью топливного фильтра 2. Для образования водотопливной эмульсии на всасывающий участок топливопровода 1 по трубопроводу подачи воды 3 через перфорированный цилиндрический наконечник (на черт не показан), расположенному
[18]коаксиально топливопроводу 1, подают воду, которая дробится на мельчайшие частицы и равномерно распределяется в топливе. Топливный фильтр 2, предпочтительно, устанавливают таким образом, чтобы отверстие для выхода топлива из топливного фильтра 2, оказалось ниже уровня топливопровода 1, при этом трубопровод подачи воды 3 врезают в верхней части участка топливопровода 1, идущего от топливного фильтра 2, коаксиально горизонтальному участку топливопровода 1, что позволяет за счет увеличения турбулентности потока топлива на данном участке топливопровода 1 улучшить его перемешивание с поступающей в топливопровод 1 водой. На трубопроводе подачи воды 3 установлен обратный клапан 8, исключающий опасность попадания топлива в емкости с водой. Кроме того, на трубопроводе 3 могут быть установлен фильтр тонкой очистки (на черт не показан), что позволяет направлять на установку техническую воду, а также - электромагнитный счетчик расхода воды. Образующаяся после смешения топлива и воды грубодисперсная водотопливная смесь далее поступает на всас насоса 4, который выполнен, например, трехвинтовым, и обеспечивает эффективную смазку и охлаждение его узлов трения. В насосе 4 происходит дальнейшее улучшение дисперсности водотопливной эмульсии. Кроме этого, применение именно трехвинтового насоса позволяет улучшить экологическую обстановку в месте расположения установки, обеспечить дополнительный подогрев и постоянный расход водотопливной эмульсии, т.е. данный насос является, по существу, дозатором, а также - увеличить производительность установки. На всасывающем участке топливопровода 1 от топливного фильтра 2 до насоса 4 установлены приборы (на черт. не показаны), контролирующие давление и температуру водотопливной эмульсии, что позволяет поддерживать заданный технологический регламент. Насос 4 может быть снабжен байпасной линией 7 с регулирующим клапаном (на черт. не показан), соединяющей всасывающую и напорную части топливопровода 1. Это сделано для того, чтобы обеспечить регулировку потока водотопливной эмульсии, подающийся на гидродинамический смеситель 5, а также повышение температуры и снижение вязкости эмульсии на всасе насоса 4 и/или выходе из него, если ее температура не удовлетворяет тем или иным требованиям. Кроме того, байпасная линия 7 позволяет облегчить условия пуска установки за счет снижения нагрузки на электрические пусковые устройства, т.к. позволяет водотопливной эмульсии циркулировать "в обход" насоса 4 до тех пор, пока температура и, следовательно, вязкость водотопливной эмульсии не достигнут рабочих значений. Таким образом, конструктивные особенности установки создают такой режим работы гидродинамического смесителя 5, при котором становиться возможным использовать и перерабатывать в эмульсии обводненные вязкие тяжелые мазуты и отдельные нефтяные шламы. Как уже отмечалось выше, из насоса 4 грубодисперсная эмульсия по топливопроводу 1 поступает на гидродинамический
[19]смеситель 5, который генерирует акустические и кавитационные поля. Под воздействием этих полей происходит активация и деструкция длинных и непрочных молекул компонентов топлива. В результате из гидродинамического смесителя 5 в топливопровод 1 поступает стойкая водотопливная эмульсия с содержанием водной фазы до 70% и размерами дисперсной фазы (воды) до 1,0 микрона, равномерно распределенной в дисперсной фазе (топливе), с низкими значениями динамической вязкости и, соответственно, с высокой текучестью. Далее по топливо про воду 1 тонко дисперсная водотопливная эмульсия направляется, например, в емкости для ее хранения (на черт. не показаны).
[20]Параметры работы гидродинамического смесителя 5 контролируются измерительными приборами - манометрами давления, установленными на входе и выходе из него (на черт. не показаны). В частности, при изменении давления выше допустимого по сигналу манометра давления будет отключен электродвигатель насоса 4, и он остановится. Это позволяет предотвратить поломки и насоса 4 и всех остальных узлов установки. Дополнительно установка может быть оснащена паропроводом низкого давления 9, который подключают к вентилю 6 в нижней части топливного фильтра 2. Указанное решение позволяет перед пуском прогревать установку и подключенные к ней коммуникации, что благоприятно сказывается на условиях работы электрических пусковых устройств и, следовательно, на их надежности, а также уменьшает вязкость шламов на внутренних поверхностях узлов установки и облегчает их удаление.
[21]Кроме того, на топливопроводе 1 имеются пробоотборные точки (на черт. не показаны) для аналитического контроля качества исходного топлива и водотопливной эмульсии на различных этапах ее подготовки. Также на установке контролируют влагосодержание получаемой водотопливной эмульсии с помощью прибора (на черт. не показан), соотносящего количество поданных на установку воды и топлива с контрольными показателями влагосодержания. Поскольку установку для получения водотопливной эмульсии - компактная и смонтирована на сварной раме из швеллера (на черт. не показана), ее можно достаточно легко перевозить и подключать, по мере необходимости, к сетям и коммуникациям различных мазутных хозяйств.
[22]Таким образом, использование заявленной полезной модели позволяет повысить производительность, экономичность, надежность установки для получения водотопливной эмульсии, уменьшить ее массо-габаритные характеристики, а также получить с помощью этой установки водотопливную эмульсию высокого качества, экологичную, с большим сроком хранения.
