способ и устройство дефлегматизации флегматизированного углеводородного топлива на объектах, оснащенных двигателями внутреннего сгорания

Формула изобретения

1. Способ дефлегматизации флегматизированного углеводородного топлива на объектах, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, состоящий в том, что топливо распыляют через форсунку в объем, отличающийся тем, что распыляют флегматизированное топливо через форсунку в разогреваемый цилиндр плунжерного насоса, в котором при этом образуются газовая фаза флегматизатора и жидкое топливо и из которого газовую и жидкую фазу удаляют раздельно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пары флегматизатора и жидкого топлива разделяют в одном цилиндре, а затем удаляют при помощи системы клапанов, приводимых в действие и механически, и пневматически.

3. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее объем с форсункой для подачи в него топлива, отличающееся тем, что в качестве объема используется обогреваемый цилиндр плунжерного насоса, оснащенный поршнем, впускным клапаном с форсункой и двумя выпускными клапанами для раздельного выхода жидкого топлива и газообразного флегматизатора.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что обогрев цилиндра производится охлаждающей жидкостью ДВС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к обеспечению пожаробезопасности углеводородных топлив транспортных средств и стационарных объектов, оснащенных двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Может быть использовано также при хранении и транспортировке углеводородного топлива различными видами транспорта, особенно в условиях повышенной пожароопасности или возможности террористических актов.

Известен способ дефлегматизации топлива, в котором флегматизированное топливо перед использованием топлива в ДВС разделяют отгонкой в вакууме в пленочном испарителе центробежного типа [1]. Известный способ имеет сравнительно небольшую производительность и является достаточно сложным при его реализации, изготовлении и эксплуатации устройства.

Известен способ создания паро-газо-эмульсионных систем [2], в котором впрыск жидкого топлива производят через форсунку в объем, находящийся под вакуумом. Этот способ применим для получения топливных эмульсий, таких как вода - углеводородное топливо, температура испарения компонентов которых существенно отличается. Однако указанный признак способа «впрыск жидкого топлива производят через форсунку в объем» может быть использован и для разделения компонентов топлива. Принят за прототип.

Технический результат предлагаемого способа состоит в упрощении процесса дефлегматизации топлива и, соответственно, улучшении характеристик устройства для его реализации.

Технический результат способа достигается тем, что флегматизированное топливо распыляют через форсунку в цилиндр плунжерного насоса, в котором при нагреве образуются газовая фаза флегматизатора и жидкое топливо, и из которого газовую и жидкую фазу удаляют раздельно. При этом пары флегматизатора и жидкого топлива разделяют в одном цилиндре при помощи системы клапанов, приводимых в действие и механически и пневматически.

Известно устройство дефлегматизации, состоящее из пленочного испарителя центробежного типа [1]. Недостатки устройства - сравнительно небольшая производительность, так как дефлегматизация (разделение на компоненты) происходит из пленки флегмагазированного топлива, образуемой на стенках испарителя, сложная конструкция, большие масса и габариты.

Известно устройство создания паро-газо-эмульсионных систем [2], содержащее объем с форсункой для подачи топлива при определенной степени вакуума. Устройство служит для синтеза многокомпонентного топлива и не приспособлено для разделения топлива на компоненты. Однако признак устройства («содержит объем с форсункой для подачи топлива») пригоден для предлагаемого устройства. Устройство принято за прототип.

Технический результат предлагаемого устройства - упрощение его конструкции за счет работы устройства при давлении, близком к атмосферному, повышение производительности, снижение массы и габаритов, упрощение эксплуатации.

Технический результат нового устройства достигается тем, что в существующем устройстве, содержащем объем с форсункой для подачи в него топлива, в качестве объема используется обогреваемый цилиндр плунжерного насоса, оснащенный поршнем, впускным клапаном с форсункой и двумя выпускными клапанами для раздельного выхода жидкого топлива и газообразного флегматизатора.

Устройство дефлегматизации изображено на фиг.1. Оно включает: обогреваемый цилиндр 1 плунжерного насоса с поршнем 2, снабженный впускным клапаном с форсункой 3 и выпускными клапанами 4 - для газообразного флегматизатора и 5 - для жидкого топлива. Форсунка для флегматизированного топлива и устройство для подогрева цилиндра на фиг.1 не показаны.

Способ и устройство реализуются следующим образом. Принципиальная схема системы защиты углеводородного топлива от возгорания показана в патенте на изобретение [1]. Флегматизированное топливо из топливного бака насосом подается на дефлегматизатор (фиг.1). С помощью поршня 2, соединенного с коленчатым валом ДВС при закрытых клапанах 3, 5 и 4 (фиг.2а) создается незначительное разрежение, затем открывается клапан 3 и производится впрыск топлива через форсунку. При этом цилиндр нагревается охлаждающей жидкостью ДВС до 85-90°С. В результате в цилиндре 1 образуются газообразный флегматизатор и жидкое топливо.

Пример 1. В цилиндр плунжерного насоса через форсунку впрыскивали флегматизированное топливо (90 об.% топлива плюс 10 об.% флегматизатора). При температуре 85°С происходит испарение флегматизатора, при этом выход дефлегматизированного топлива составил 95-98 мас.%. Поршень 2 в цилиндре начинает двигаться вверх (фиг.2б), клапаны 3 и 5 закрыты, а клапан 4 открыт и газообразный флегматизатор выталкивается поршнем и компримируется компрессором, накапливается в емкости и перекачивается насосом в топливный бак [1]. При достижении поршнем мертвой точки (фиг.2в) клапан 4 закрывается, клапан 3 также закрыт. При заполнении топливом мертвого пространства при положении поршня в верхней мертвой точке (фиг.2г) происходит открытие клапана 5, рассчитанного на избыточное давление 150-200 ат, и подача дефлегматизированного топлива для питания ДВС.

Необходимое количество топлива, поступающего на двигатель, регулируется механической связью коленчатого вала ДВС с поршнем 2 дефлегматизатора.

Преимущества изобретения состоят в том, что, во-первых, дефлегматизация происходит при атмосферном давлении и, во-вторых, устройство дефлегматизации позволяет дефлегматизировать топливо не на поверхности, а в объеме, что позволяет упростить и уменьшить массогабаритные размеры устройства дефлегматизации, а также увеличить его производительность.

Разработан и испытан в течение нескольких часов совместно с дизелем 2 ч 8,5/11 действующий образец дефлегматизатора.

Источники информации

1. Патент РФ №2254492, опубл. 20.07.2005 г.

2. Фисенко В.В. Критические двухфазные потоки. М.: Атомиздат, 1978 г.