Активатор жидкости
LIQUID ACTIVATOR

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для повышения качества жидкого топлива и, в частности, нефтепродуктов, их смесей и эмульсий.
Известен диспергатор, (заявка 2005124806/15, МПК B01F 5/00, 2005), включающий канал для протекания жидкости, содержащий набор хаотично расположенных элементов с «шершавостями и рифлями» на пути потока топлива.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является диспергатор Дудко, включающий корпус с каналом для топлива и рассекателем в рабочем сечении. Рассекатель выполнен в виде перегородки (патент РФ 2293599, МПК B01F 5|00, 2005).
Назначением известных устройств является повышение дисперсности и гомогенизация, а недостатком то, что исполнительные элементы упомянутых моделей не позволяют получать требуемого качества жидкости и смеси.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества, при одновременном снижении стоимости обработки топлива, топливных эмульсий и смесей.
Решение поставленной задачи достигается тем, что активатор топлива, содержит корпус с каналом для топлива и рассекателем в рабочем сечении, согласно изобретению, активатор снабжен, по крайней мере еще одним рассекателем, выполненным в виде элемента, содержащего острую кромку, расположенную на заданном расстоянии s от острой кромки первого рассекателя, определяемом в зависимости от вязкости топлива, и под углом от 0 до 180 градусов по отношению к острой кромке первого рассекателя.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан активатор с каналом прямоугольного сечения и двумя рассекателями, на фиг. 2, 3 и 4 - активаторы с цилиндрическими каналами и двумя, или более рассекателями, на фиг. 5 - активатор с тремя пакетами рассекателей.
Активатор включает корпус 1 с каналом для топлива, в котором размещены два или более рассекателей. Все рассекатели выполнены с острыми кромками.
По форме и способу расположения представленные на чертежах рассекатели могут быть определены как корпусные 2, кольцевые 3, цилиндрические 4, трубчатые 5, и плоские, в виде пакета рассекателей 6.
Рассекатели 2-6 жестко закрепляются на корпусе 1 изделия на расстоянии s между их острыми кромками, определяемом в зависимости от вязкости жидкости, и размещаются под углом от 0 до 90° по отношению к потоку жидкости. Острые кромки рассекателей 2-6 контактируют с потоком не с одной стороны, как в случае наличия только одной режущей кромки, а с обеих сторон потока, более, чем в два раза увеличивая линию контакта с потоком.
Цифрой I на всех фигурах показано направление движения потока жидкости.
Пример 1. Канал в виде параллелепипеда с прямоугольным сечением и корпусными рассекателями 2, острые кромки которых расположены под углом 90° к потоку жидкости.
Пример 2. Канал круглой формы с кольцевым рассекателем 3, жестко закрепленным на внутренней поверхности корпуса 1 и цилиндрическим рассекателем 4, жестко закрепленным в основании корпуса 1.
Пример 3. Активатор с цилиндрическим корпусом 1, внутренняя поверхность которого имеет острые кромки и выполняет функцию кольцевого рассекателя, с двумя или более цилиндрическими рассекателями 4, расположенными под углом от 0 до 180° по отношению друг к другу и к потоку жидкости.
Пример 4. Активатор с каналом в форме цилиндра с рассекателями в виде полых цилиндров 5 с острыми кромками, коаксиально установленными на расстоянии s между кромками параллельно друг к другу и под углом в 0° по отношению к потоку жидкости. Рассекатели жестко закреплены в основании корпуса 1.
Пример 5. Активатор с каналом круглого сечения с жестко закрепленными в нем тремя пакетами установленных параллельно друг к другу плоских рассекателей 6. Пакеты расположены по отношению друг к другу под углом 45 градусов. Внутри каждого пакета рассекатели установлены между собой с зазором s и углом 0 градусов по отношению к потоку жидкости. Предложенная конструкция обеспечивает минимальное гидродинамическое сопротивление.
Активатор может быть любой формы, вид которой определяется его назначением и условиями эксплуатации и представлять собой монолитную конструкцию или сборочную единицу.
Рассекатели 2-6 также могут иметь любую геометрическую форму (спираль, пирамиду, треугольник, кольцо и др.), выполненную металлорежущим (резец, сверло, накатка и др.) или любого другого вида инструментом.
Пакет плоских рассекателей позволяет получить зазор между острыми кромками менее 1 мм, чего не представляется возможным выполнить режущим инструментом на монолитном изделии, и обеспечивает минимальное гидродинамическое сопротивление.
Устройство работает следующим образом. Поток жидкости подается на острые кромки рассекателей 2-6, расположенные на пути движения потока, показанному стрелкой I. Такой процесс сопровождается появлением смеси газообразной и жидкой составляющих, обладающей повышенной способностью к смешиванию и протеканию химических реакций.
Механическая активация топлива, представляющего собой объемную смесь длинных углеводородных цепочек, сводится к их разрыву. При этом образуются свободные радикалы, способные более активно вступать в реакцию с другими элементами и, в частности, с кислородом. Этим достигается улучшение условий сгорания активированного топлива и, как следствие, условий холодного запуска дизельных двигателей, а также появление эффекта очистки форсунок, топливных насосов и других элементов топливной аппаратуры.
При подборе для каждой конструкции соответствующих сочетаний скорости движения потока жидкости и давления активатор обеспечивает функции кавитаторов, диспергаторов или гомогенизаторов.
Предлагаемые активаторы предназначены для обработки нефтепродуктов, их водных смесей, или смесей с другими горючими компонентами для сжигания в двигателях внутреннего сгорания, энергетических или любого другого вида установках, и ориентировочно характеризуются следующим диапазоном зазоров между острыми кромками рассекателей:
мазут Sм=0,5-3 мм;
дизельное топливо Sд=0,15-0,3 мм;
бензин Sб=0,08-0,15 мм,
керосин, газ (предположительно) Sк - менее 0,08 мм.
Представленные величины справедливы для предлагаемых конструкций активаторов в диапазоне сочетаний параметров комнатной температуры и давления, до восьми атмосфер.
Заявленные рассекатели позволят сэкономить до 20% топлива и выше, при одновременном повышении в 1,5-2 раза ресурса двигателя внутреннего сгорания или тепловой энергетической установки, и резко снизжать вредные выбросы в атмосферу.