УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СМЕСИТЕЛЬ РАСТИТЕЛЬНОГО МАСЛА И МИНЕРАЛЬНОГО ТОПЛИВА
ULTRASONIC MIXER OF VEGETABLE OIL AND MINERAL FUEL

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для смешивания и обработки ультразвуком растительного и минерального компонентов в двухтопливных системах питания дизельных автотракторных двигателей, работающих на минеральном и смесевом топливах.
Известен ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива [Устройство стирающее ультразвуковое УСУ-0708 «Ре-тона». Паспорт и инструкция по эксплуатации. Томск. - 20 с.], содержащий электронный блок управления, ультразвуковой излучатель и соединительный электропровод.
Напряжение переменного тока (~220 В) подается на электронный блок управления, который преобразует напряжение и формирует высокочастотный сигнал, подаваемый на ультразвуковой излучатель. Возбуждаемые излучателем ультразвуковые колебания при нахождении его в растворе жидкости приводят к процессам кавитации и эмульгирования.
Недостатком смесителя является невозможность обработки ультразвуком и качественного смешивания растительного масла и минерального топлива непосредственно на «борту» автотракторной техники в процессе ее работы.
Из всех известных устройств наиболее близким по технической сущности является ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального 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, электронный блок управления, состоящий из вилки с питанием от электросети переменного тока (~220 В), дополнительного разъема для подключения питания постоянным током (+12 В), стабилизатора напряжения и одного (или двух) высокочастотного генератора импульсов.
Напряжение переменного (~220 В) или постоянного тока (+12 В) подается через стабилизатор напряжения на один (или два) высокочастотный генератор импульсов, формирующий высокочастотный сигнал, подаваемый на один (или два) ультразвуковой излучатель, размещенный в растворе жидкости. В результате воздействия ультразвуковых колебаний в растворе жидкости возникают процессы кавитации и эмульгирования.
Недостатком смесителя является невозможность обработки ультразвуком и качественного смешивания растительного масла и минерального топлива непосредственно на «борту» автотракторной техники в процессе ее работы.
Предлагаемое изобретение направлено на устранение отмеченного недостатка и от его применения получен следующий технический результат: обработка растительного и минерального компонентов смесевого топлива ультразвуком и, как следствие, возникновение кавитации и эмульгирования приводит к качественному смешиванию и получению однородной мелкодисперсной эмульсии.
Указанный технический результат достигается за счет того, что ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива, содержащий один (или два) ультразвуковой излучатель, соединенный электропроводами с электронным блоком управления, состоящим из электрической вилки с питанием от электросети переменного тока (~220 В), дополнительного разъема для подключения питания постоянным током (+12 В), стабилизатора напряжения и одного (или двух) высокочастотного генератора импульсов, причем в электрическую схему электронного блока подключен один (или два) трансформатор, входы которого электрически соединены с автономным источником питания постоянным током (+12 В) и выходами одного (или двух) высокочастотного генератора импульсов, выход одного (или двух) трансформатора соединен с одним (или двумя) ультразвуковым излучателем, один (или два) трансформатор формирует импульсы напряжения величиной 110 В, подаваемые в цепь одного (или двух) ультразвукового излучателя, при этом один (или два) ультразвуковой излучатель устанавливается в полость корпуса смесителя, к которому через входные каналы подводятся растительное масло и минеральное топливо для их смешивания и обработки ультразвуком.
На фиг.1 изображена принципиальная функциональная схема ультразвукового смесителя растительного масла и минерального топлива.
Ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива, содержащий один (или два) ультразвуковой излучатель 1, соединенный электропроводами 2 с электронным блоком управления 3, состоящим из электрической вилки с питанием от электросети переменного тока (~220 В), дополнительного разъема для подключения питания постоянным током (+12 В), стабилизатора напряжения 4 и одного (или двух) высокочастотного генератора импульсов 5, причем в электрическую схему электронного блока подключен один (или два) трансформатор 6, входы которого электрически соединены с автономным источником питания постоянным током (+12 В) и выходами одного (или двух) высокочастотного генератора импульсов 5, выход одного (или двух) трансформатора соединен с одним (или двумя) ультразвуковым излучателем 1, один (или два) трансформатор 6 формирует импульсы напряжения величиной 110 В, подаваемые в цепь одного (или двух) ультразвукового излучателя 1, при этом один (или два) ультразвуковой излучатель 1 устанавливается в полость корпуса смесителя 7, к которому через входные каналы 8, 9 подводятся растительное масло и минеральное топливо для их смешивания и обработки ультразвуком.
Работает ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива следующим образом.
Напряжение бортовой сети автотракторной техники (+12 В) подается через стабилизатор напряжения 4 на генератор(ы) импульсов 5, формирующий управляющий высокочастотный сигнал. Сформированный управляющий высокочастотный сигнал подается на трансформатор(ы) 6, формирующий и подающий командные импульсы напряжения величиной 110 В в цепь ультразвукового излучателя 1, который возбуждает ультразвуковые колебания.
При этом ультразвуковой излучатель 1 размещают в полости корпуса 7 смесителя, имеющего два входных канала 8, 9 для подвода растительного масла и минерального топлива. Оба компонента через входные каналы 8, 9 попадают во внутреннюю полость смесителя и подвергаются воздействию ультразвуковых колебаний, возбуждаемых ультразвуковым излучателем 1. Под действием ультразвуковых колебаний возникают процессы кавитации и эмульгирования, приводящие к дроблению частиц растительного и минерального компонентов углеводородного смесевого топлива на более мелкие фракции, разрыву межмолекулярных связей атомов углеводородов, переводу молекул водорода в более возбужденное спин-состояние, значительно увеличивающее их реактивность. В результате обработки ультразвуком растительный и минеральный компоненты смешиваются между собой с образованием однородной мелкодисперсной среды, что позволяет обеспечить дальнобойный впрыск смесевого топлива в цилиндры дизеля и его качественное распыливание по всему объему камеры сгорания.
Заявляемое устройство технически реализуемо, изготовлено и испытано.
На фиг.2 показан общий вид ультразвукового смесителя растительного масла и минерального топлива.
Ультразвуковой смеситель растительного масла и минерального топлива состоит из ультразвукового излучателя 1, соединенного электропроводом 2 с электронным блоком управления 3.
Результаты испытаний предлагаемого ультразвукового смесителя показывают, что наилучшее качество смешивания растительного и минерального компонентов смесевого топлива наблюдается при частоте колебаний, возбуждаемых ультразвуковым излучателем, не менее 22 кГц. Для обеспечения этой частоты трансформатор должен подавать на излучатель импульсы напряжения не менее 110 В.