Ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива
ULTRASONIC MIXER OF BIOMINERAL FUEL COMPONENTS

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для смешивания и обработки ультразвуковыми высокочастотными колебаниями биологического и минерального компонентов биоминерального топлива непосредственно в процессе работы автотракторного дизеля.
Известен ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива [Патент на полезную модель №68518 РФ, МПК D06F 7/04, D06F 19/00. Усовершенствованная ультразвуковая стиральная машина / С.Л. Павловский. - №2007126248/22; Заявл. 09.07.2007; опубл. 27.11.2007, бюл. №33], содержащий один или два ультразвуковой излучатель(я), электронный блок управления, состоящий из вилки с питанием от электросети переменного тока ~220 В, дополнительного разъема для подключения питания постоянного тока +12 В, стабилизатора напряжения и одного или двух высокочастотного генератора(ов).
Напряжение переменного ~220 В или постоянного +12 В тока подается через стабилизатор напряжения на один или два высокочастотный генератор(а) импульсов, формирующий высокочастотный сигнал, подаваемый на один или два ультразвуковых излучатель(я), размещенные в растворе жидкости. Возбуждаемые излучателем ультразвуковые высокочастотные колебания вызывают в растворе жидкости процессы кавитации и эмульгирования.
Недостатком ультразвукового смесителя является невозможность управления процессами кавитации и эмульгирования при ультразвуковом смешивании компонентов биоминерального топлива из-за отсутствия в электронном блоке управления устройства для регулируемого изменения частоты выходного сигнала (импульса напряжения), подаваемого на ультразвуковой излучатель, а также невозможность обеспечения стабильного высокочастотного сигнала.
Из всех известных устройств наиболее близким по технической сущности является ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива [Патент №2546891 РФ, МПК F02M 43/00, B01F 11/02. Ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, И.Ф. Адгамов. - №2014112926; заявл. 02.04 2014; опубл. 10.04 2015, бюл. №10], содержащий автономный источник питания постоянного тока, один или два ультразвуковый излучатель(я), размещенных в полости корпуса смесителя, соединенные электропроводами с электронным блоком управления, состоящим из стабилизатора напряжения, одного или двух высокочастотного генератора(ов) импульсов, одного или двух трансформатора(ов), вход(ы) которого соединены с источником питания.
Недостатками ультразвукового смесителя являются невозможность управления процессами кавитации и эмульгирования при ультразвуковом смешивании компонентов биоминерального топлива из-за отсутствия в электронном блоке управления устройства для регулируемого изменения частоты выходного сигнала (импульса напряжения), подаваемого на ультразвуковой излучатель, а также невозможность обеспечения стабильного высокочастотного сигнала.
Предлагаемое изобретение направлено на устранение отмеченного недостатка, и от его применения получен следующий технический результат: управление процессами кавитации и эмульгирования при ультразвуковом смешивании компонентов биоминерального топлива за счет регулируемого изменения частоты выходного сигнала, подаваемого на ультразвуковой пьезоизлучатель, а также обеспечение стабильного высокочастотного сигнала.
Указанный технический результат достигается за счет того, что ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива, содержащий автономный источник питания постоянного тока +12 В, один или два ультразвуковых излучатель(я), размещенных в полости корпуса смесителя, соединенные электропроводами с электронным блоком управления, состоящим из стабилизатора напряжения, одного или двух высокочастотного генератора(ов) импульсов, одного или двух трансформатора(ов), вход(ы) которого соединен с источником питания, а выход(ы) - с ультразвуковым излучателем(ми), при этом в электрическую цепь электронного блока управления между стабилизатором напряжения и одним или двумя высокочастотным генератором(и) импульсов подключены один или два задающих генератор(а) импульсов, один или два выпрямитель(я) тока и один или два регулятор(а) частоты выходного сигнала, вход(ы) одного или двух высокочастотного генератора(ов) импульсов соединены с одним или двумя выпрямителем(и) тока, а его выход(ы) - с одним или двумя ультразвуковым излучателем(и), причем один или два высокочастотный генератор(а) импульсов содержит регулятор(ы) частоты выходного сигнала, ультразвуковым излучателем(и) является пьезоизлучатель(и), а трансформатор(ы) - низкочастотным.
На фиг. 1 изображена принципиальная функциональная схема ультразвукового смесителя компонентов биоминерального топлива.
Ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива, содержащий ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива, содержащий автономный источник питания постоянного тока 1+12 В, один или два ультразвуковых излучатель(я) 2, размещенных в полости корпуса смесителя 3, соединенных электропроводами 4 с электронным блоком управления 5, состоящим из стабилизатора напряжения 6, одного или двух высокочастотного генератора(ов) импульсов 7, одного или двух трансформатора(ов) 8, вход(ы) которого соединены с источником питания 1, а выход(ы) - с ультразвуковым(ми) излучателем(ми) 2, при этом в электрическую цепь электронного блока управления 5 между стабилизатором напряжения 6 и одним или двумя высокочастотным генератором(ми) импульсов 7 подключены один или два задающих генератор(ы) импульсов 9, один или два выпрямитель(я) тока 10, вход(ы) одного или двух высокочастотного генератора(ов) импульсов 7 соединен с одним или двумя выпрямителем(ми) тока 10, а его выход(ы) - с одним или двумя ультразвуковыми излучателем(ми) 2, причем один или два высокочастотных генератор(а) импульсов 7 содержат регулятор(ы) частоты выходного сигнала 11, ультразвуковым излучателем(и) является пьезоизлучатель(и), а трансформатор(ы) 8 - низкочастотным.
Работает ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива следующим образом.
Напряжение +12 В автономного источника питания постоянного тока 1 подается через стабилизатор напряжения 6 на задающий генератор(ы) импульсов 9, формирующий сигнал в виде несимметричного меандра (переменного напряжения), подаваемый на трансформатор(ы) 8. В трансформаторе(ах) 8 переменное напряжение повышается до ~220 В и далее поступает в выпрямитель(и) 10, где преобразовывается в постоянное напряжение +220 В, которое в свою очередь через регулятор(ы) частоты выходного сигнала 11 подается на высокочастотный генератор(ы) импульсов 7. Высокочастотный генератор(ы) 7 формирует высокочастотные импульсы напряжения величиной +220 В или два поочередных сигнала по +110 В, с частотой, задаваемых регулятором(ми) 11 и подаваемых в цепь ультразвукового пьзоизлучателя(ей) 2, размещенного в полости корпуса смесителя 3 биологического и минерального компонентов.
Изменяя регулятором(ми) 11 частоту выходного сигнала высокочастотного генератора(ов) 7, а следовательно и частоту ультразвуковых колебаний, возбуждаемых пьезоизлучателем(ми) 2, можно управлять процессами кавитации и эмульгирования, добиваясь при этом стабильного высокочастотного сигнала и требуемого качества смешивания компонентов биоминерального топлива с различными физико-химическими свойствами (например, растительного масла и минерального дизельного топлива) при меньших затратах электроэнергии, потребляемой электронным блоком управления 5. Под действием регулируемых ультразвуковых колебаний биологический и минеральный компоненты не только более качественно смешиваются между собой с образованием однородной мелкодисперсной среды, но и в процессе кавитации происходит отрыв радикалов углеводородных групп от одного вида высших жирных кислот, содержащихся в биологическом компоненте (растительном масле), и присоединение их к другому виду кислот. При этом энергетический эквивалент обработанного ультразвуком биоминерального топлива возрастает по сравнению с необработанным.
Использование обработанного ультразвуком биоминерального топлива в качестве моторного топлива дизельной автотракторной техники приводит к меньшему снижению мощности двигателя и меньшему увеличению удельного эффективного расхода топлива по сравнению с работой дизеля на необработанном ультразвуком биоминеральном топливе.
Заявляемое устройство технически реализуемо, изготовлено и испытано.
На фиг. 2 показан общий вид ультразвукового смесителя компонентов биоминерального топлива.
Ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива состоит из высокочастотного пьезоизлучателя 1, размещенного в корпусе с входным и выходным каналами 3, 4, и электронного блока управления 5, соединенного электропроводами 6 с пьезоизлучателем и источником тока.