СМЕСИТЕЛЬ-ДОЗАТОР ТОПЛИВА

Полезная модель относится к устройствам для смешивания жидкостей и может быть использовано в химической и нефтехимической отрасли, а также в автотракторостроении, для смешивания жидкостей переменных расходов.
Известен жидкостный смеситель [1], включающий патрубки, один из которых выполнен для подмешиваемой жидкости с меньшим расходом, и трубопровод с установленной перегородкой. Патрубок для жидкости с меньшим расходом размещен соосно в трубопроводе и перфорирован по винтовой линии по всей длине с суммарной площадью отверстий перфорации, равной или большей площади сечения патрубка. Перегородка трубопровода выполнена в виде ленты, навитой на перфорированный патрубок с образованием спирального канала для основного потока жидкости и с возможностью препятствия запирания этим потоком жидкости потока жидкости с меньшим расходом в патрубке.
Однако известное устройство имеет недостаток, к которому можно отнести невозможность регулирования подачи подмешиваемой жидкости с меньшим расходом при изменении подачи основной жидкости, а также низкое качество смешивания жидкостей.
Цель полезной модели - повышение регулирования подачи подмешиваемой жидкости к основному потоку жидкости и качество смешивания.
Указанная цель достигается тем, что трубопровод выполняют в виде трубы круглого сечения с уменьшающимся диаметром к выходному отверстию. Отверстия в патрубке для жидкости с меньшим расходом выполняют в его верхней половине. Перегородку жестко закрепляют на патрубке для жидкости с меньшим расходом и выполняют с уменьшающимися диаметром и шагом витков к выходному отверстию трубопровода. Внутрь патрубка для жидкости с меньшим расходом соосно ему устанавливают дополнительный патрубок с отверстиями, причем отверстия в дополнительном патрубке и патрубке для жидкости с меньшим расходом выполняют одинакового диаметра, а между патрубком для жидкости с меньшим расходом и трубопроводом устанавливают упругий элемент.
На фиг.1 изображен смеситель-дозатор топлива, на фиг.2 - разрез А-А.
Смеситель-дозатор топлива содержит трубопровод 1 с установленной в нем перегородкой 2, патрубок 3 для основной жидкости и патрубок 4 для жидкости с меньшим расходом. Патрубок 4 для жидкости с меньшим расходом перфорирован отверстиями 5 по винтовой линии. Патрубок 4 для жидкости с меньшим расходом размещен соосно в трубопроводе 1. Трубопровод 1 снабжен съемной крышкой 6, которая вворачивается в верхнюю часть трубопровода 1. Трубопровод 1 выполнен в виде трубы круглого сечения с уменьшающимся диаметром к выходному отверстию. Отверстия 5 в патрубке 4 для жидкости с меньшим расходом выполнены в его верхней половине. Перегородка 2 выполнена в виде ленты и жестко закреплена на патрубке 4 для жидкости с меньшим расходом. Перегородка 2 выполнена с уменьшающимися диаметром и шагом витков к выходному отверстию трубопровода 1. Внутрь патрубка 4 для жидкости с меньшим расходом соосно ему устанавливают дополнительный патрубок 7 с отверстиями 8. Отверстия 8 в дополнительном патрубке 7 и отверстия 5 в патрубке 4 для жидкости с меньшим расходом выполнены одинакового диаметра. В верхней части дополнительный патрубок 7 жестко закреплен в крышке 6 трубопровода 1, а в нижней части дополнительный патрубок 7 фиксируют стопорным кольцом 9, вставляемым в канавку 10 дополнительного патрубка 7. Между патрубком 4 для жидкости с меньшим расходом и трубопроводом 1 установлен упругий элемент 11, с возможностью вращения патрубка 4 с меньшим расходом вокруг дополнительного патрубка 7. Упругий элемент 11 выполнен в виде ленточной пружины и закреплен на наружной поверхности патрубка 4 для жидкости с меньшим расходом и на внутренней поверхности трубопровода 1 посредством винтов 12. Упругий элемент подбирают таким образом, чтобы усилие скручивания ленточной пружины было идентичным давлению подаваемого потока жидкости.
Смеситель-дозатор топлива содержит также ограничители 13 и 14, закрепленные соответственно на наружной поверхности патрубка 4 для жидкости с меньшим расходом и на внутренней поверхности трубопровода 1.
Смеситель-дозатор топлива работает следующим образом. В исходном состоянии, когда отсутствует подача жидкостей в патрубок 3 для основной жидкости и дополнительный патрубок 7, отверстия 5 патрубка 4 для жидкости с меньшим расходом и отверстия 8 дополнительного патрубка 7 не перекрыты между собой, а ограничитель 13 упирается в ограничитель 14.
Жидкость с меньшим расходом (дополнительно подмешиваемую) подают во внутреннюю полость дополнительного патрубка 7. Основной поток жидкости подают через патрубок 3 в трубопровод 1, в котором основной поток жидкости проходит по спиральному каналу, образованному перегородкой 2, с уменьшающимися диаметром и шагом витков, навитой на перфорированный патрубок 4, и внутренней стенкой трубопровода 1. Прямолинейное движение основной жидкости преобразуется в трубопроводе 1 во вращательное движение по спирали с угловым ускорением. Создаваемый момент от силы трения основной жидкости о перегородку 2, жестко закрепленную на патрубке 4 для жидкости с меньшим расходом, поворачивает патрубок 4 для жидкости с меньшим расходом вокруг дополнительного патрубка 7 на определенный угол. При этом отверстия 5 патрубка 4 для жидкости с меньшим расходом и отверстия 8 дополнительного патрубка 7 частично перекрываются, и дополнительно подмешиваемая жидкость тонкими струйками в верхней половине перфорированного патрубка 4 поступает перпендикулярно потоку основной жидкости. При этом основной поток жидкости увлекает тонкие струйки подмешиваемой жидкости и перемешивается с ней. Наибольшая интенсивность перемешивания жидкостей осуществляется в нижней части трубопровода 1. При максимальной подаче основной жидкости через патрубок 3 и максимальном ее давлении на перегородку 2, патрубок 4 для жидкости с меньшим расходом повернут на максимальный угол относительно дополнительной втулки 6 таким образом, что отверстия 5 патрубка 4 для жидкости с меньшим расходом и отверстия 8 дополнительной втулки 7 полностью совпадают. В этом случае происходит максимальная подача подмешиваемой жидкости к основному потоку жидкости.
Таким образом, в зависимости от количества подачи основной жидкости и ее давления на перегородку 2, патрубок 4 будет поворачиваться на разный угол относительно дополнительной втулки 6, изменяя взаимное расположение отверстий 5 и 8, и, соответственно, количество подаваемой подмешиваемой жидкости.
Повышение регулирования подачи подмешиваемой жидкости к основному потоку жидкости достигается за счет соосной установки дополнительного патрубка 7 внутрь патрубка 4 для жидкости с меньшим расходом, отверстия которого идентичны отверстиям патрубка 4, с возможностью вращения патрубка 4 с меньшим расходом вокруг дополнительного патрубка 7. Кроме того, выполнение упругого элемента в виде ленточной пружины, усилие скручивания которого идентично давлению подаваемого потока основной жидкости, и закрепленного между патрубком 4 и трубопроводом 1, позволяет поворачивать патрубок 4 на определенный угол и перекрывать отверстия 5 и 8 между собой требуемой площадью. При этом порции подаваемой подмешиваемой жидкости будут соответствовать пропорциям потока основной жидкости. Выполнение отверстий 5 и 8 в верхней половине патрубка 4 и дополнительного патрубка 7, а также наличие перегородки 2 с уменьшающимися диаметром и шагом витков к выходному отверстию трубопровода 1 будет способствовать повышению качества смешивания разнородных жидкостей.
Источник информации
1. Жидкостный смеситель. Патент RU №2230882. - Опубл. 20.06.2004 г.