Устройство для обезвоживания дизельного топлива

 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системе топливоподачи преимущественно для автотракторного дизеля. Устройство отличается от известных наличием специального адсорбера с крышкой, в которую соосно входному штуцеру установлена цилиндрическая трубка из топливонепроницаемого материала, причем свободный торец трубки образует зазор с дном корпуса. В нижней части корпуса может быть установлена вторая цилиндрическая трубка большего диаметра, чем трубка, установленная в верхней крышке. Внутренний объем адсорбера заполнен водопоглощающим материалом. Адсорбер подключается к системе топливоподачи при обнаружении в топливной магистрали воды в виде сплошного потока или мелкодисперсной фазы с целью обезвоживания дизельного топлива. Предусмотрена также система контроля степени обводненности адсорбента. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системе топливоподачи преимущественно для автотракторных дизелей.

Цель - повышение эффективности обезвоживания дизельного топлива с одновременным увеличением срока службы адсорбента.

На фиг. 1 представлено устройство для обезвоживания дизельного топлива с адсорбером и одной цилиндрической трубкой; на фиг. 2 - то же, с двумя цилиндрическими трубками; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство для обезвоживания дизельного топлива (фиг. 1) содержит фильтр 1 с штуцерами 2 и 3 подвода и отвода топлива, соединительные топливопроводы 4-8, электромагнитный клапан 9, корпус 10 адсорбера, выполненный из электроизоляционного материала, с штуцерами 11, 12 подвода и отвода топлива и крышкой 13, выполненной из того же материала, что и корпус 10. В центре крышки 13 соосно входному штуцеру 11 плотно установлена цилиндрическая трубка 14 из топливонепроницаемого материала, например, пластмассы. Цилиндрическая трубка 14 установлена с зазором между свободным торцом трубки 14 и дном корпуса 10. В дно корпуса 10 адсорбера и в крышку 14 установлены электроды 15 и 16. Внутренняя полость адсорбера заполнена водопоглощающим материалом 17 (силикагелем или цеолитом). В штуцер 12 отвода топлива установлен обратный клапан 18. На топливопроводе 4 установлен емкостный датчик 19.

Адсорбер (фиг. 2) может дополнительно содержать вторую цилиндрическую трубку 20 из топливонепроницаемого материала, диаметр которой больше диаметра цилиндрической трубки 14. Трубка 20 установлена в дополнительную крышку 21 с выходным штуцером, а внутренняя полость адсорбера соединена с выходным штуцером через отверстия 22 в крышке 21.

На фиг. 3 представлен простейший вариант установки емкостного датчика. На пластмассовом топливопроводе 4 установлены два металлических электрода в виде полуколец 23, между кромками которых имеется зазор. Полукольца изолируются пластмассовой трубкой 24, торцы которой изолируются лаком или клеем. Пластмассовая трубка 24 устанавливается для сведения к минимуму емкости полуколец 23 через наружные поверхности.

Электрическая схема устройства (фиг. 4) кроме полуколец 23 содержит кварцеванный генератор 25 электрических синусоидальных колебаний, катушки индуктивности 26 и 27, причем генератор 25 и катушка 26 образуют задающий колебательный контур, а полукольца 23 и катушка 27 - резонирующий колебательный контур. Внутри катушки индуктивности 27 установлен перемещаемый регулируемый сердечник 28. Кроме того, электрическая схема устройства содержит диод 29, конденсатор 30, переключающий компаратор 31, инвертор 32 и обмотку 33 электромагнитного клапана 9.

Последовательно с электродом 16, установленным в дно адсорбера, подключен резистор 34. К общей точке резистора 34 и электрода 16 подсоединен проводник, соединяющий эту точку с входом А сигнального компаратора 35. На вход В компаратора 35 с регулируемого делителя 36 напряжения подводится часть напряжения от стабилизатора, состоящего из прецизионного стабилитрона 37 и резистора 38. К выходу компаратора 35 подсоединен светодиод 39 зеленого свечения, инвертор 40 и светодиод 41 красного свечения. Делитель 42 напряжения соединен с вторым входом компаратора 31.

Устройство для обезвоживания дизельного топлива работает следующим образом.

Ток, возбуждаемый генератором 25 (фиг. 4) через катушки индуктивности 26 и 27 и емкостный датчик 19, зависит от диэлектрических параметров жидкости, протекающей по топливопроводу 4 в месте закрепления датчика.

При прохождении по топливопроводу чистого топлива (относительная диэлектрическая проницаемость 2,0-2,3) резонирующий колебательный контур с помощью сердечника 28 настраивается в резонанс задающим колебательным контуром. При этом в резонирующем колебательном контуре возникает максимальное напряжение. При помощи диода 29 это напряжение выпрямляется и подводится к конденсатору 30 и входу А компаратора 31. При превышении этого напряжения над напряжением на входе В компаратора 31 последний опрокидывается и на его выходе возникает напряжение логической единицы, а на выходе инвертора - напряжение логического нуля. При этом ток через обмотку 33 электромагнитного клапана 9 не проходит.

Топливо через штуцер 2 поступает в фильтр 1 (фиг. 1). Проходя через фильтрующие элементы, топливо очищается от механических примесей и частично от воды, содержащейся в топливе. После фильтра 1 топливо поступает по топливопроводам 4, 5 и 6 к топливному насосу высокого давления. Обратный клапан 18 за счет давления в топливопроводе 8 закрывается и топливо в корпус 10 адсорбера не поступает.

При попадании в зону емкостного датчика непрерывного потока или мелкодисперсной воды диэлектрические параметры потока меняются. Это приводит к тому, что частота в резонирующем колебательном контуре выходит из резонанса с частотой колебаний в задающем колебательном контуре, в результате чего напряжение в первом резко падает и на выходе компаратора 31 (фиг. 4) устанавливается напряжение логического нуля, а на выходе инвертора 32 - напряжение логической единицы, которое через обмотку 33 открывает электромагнитный клапан 9 (фиг.1 ). Клапан перекрывает путь топлива от фильтра 1 к топливному насосу высокого давления и открывает путь топлива через топливопровод 7, штуцер 11 к корпусу 10 адсорбера, где топливо, проходя по цилиндрической трубке 14, через кольцевой зазор между торцом трубки 14 и корпусом 10, а далее по кольцевому проходу между внешней поверхностью трубки 14 и внутренней поверхностью корпуса 10, заполненные водопоглощающим материалом 17, полностью очищается от воды. Обратный клапан 18 открывается и топливо по топливопроводам 8 и 6 поступает к топливному насосу высокого давления.

При малом содержании воды в водопоглощающем материале 17 сопротивление между электродами 15 и 16 велико и ток между ними не проходит. На вход А компаратора 35 (фиг. 4) подводится напряжение, удерживающее компаратор в открытом состоянии, так как это напряжение меньше подведенного от регулируемого делителя 36 напряжения на вход В компаратора 35. На выходе последнего устанавливается напряжение логической единицы, что приводит к высвечиванию светодиода 39 зеленого свечения.

При насыщении водопоглощающего материала сопротивление между электродами 15 и 16 резко падает. При снижении сопротивления до определенного уровня, соответствующего предельному насыщению водопоглощающего материала водой, к входу А компаратора 35 подводится часть напряжения, так как на резисторе 34 происходит его падение. На выходе компаратора 35 появляется напряжение логического нуля, что не приводит к высвечиванию светодиода 39, в то время как на выходе инвертора 40 появляется напряжение логической единицы и светодиод 41 красного свечения начинает высвечиваться, сигнализируя о предельном насыщении водой водопоглощающего материала 17. Восстановление водопоглощающего материала производится нагреванием или выпариванием, что позволяет использовать его неоднократно.

Во втором варианте устройства (фиг. 2) дизельное топливо последовательно проходит по цилиндрическим трубкам 14 и 20, отверстиям 22, обратному клапану 18 к выходному штуцеру, в результате чего путь топлива увеличивается в три раза по сравнению с длиной адсорбера.

Контроль степени обводненности водопоглощающего материала производится аналогично описанному выше.

Таким образом, уменьшение времени взаимодействия дизельного топлива с водопоглощающим материалом увеличивает срок службы последнего и повышает эффективность обезвоживания дизельного топлива.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА, содержащее корпус, в котором расположены фильтрующие элементы первой и второй ступени и фильтрующий элемент третьей ступени, заполненный водопоглощающим материалом, штуцеры подвода и отвода топлива, стабилизатор напряжения, светодиод, электроды из токопроводящего материала и компаратор, первый вход которого связан с одним из электродов, второй - со стабилизатором напряжения, а выход - со светодиодом, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено дополнительным корпусом, в котором размещен фильтрующий элемент третьей ступени, и крышкой с входным и выходным штуцерами, при этом входной штуцер через электромагнитный клапан соединен топливопроводом с выходным штуцером фильтра тонкой очистки, а выходной - с топливным насосом высокого давления, в крышку корпуса соосно с входным штуцером плотно установлена цилиндрическая трубка из топливонепроницаемого материала, свободный торец которой образует кольцевой зазор с дном корпуса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в дополнительном корпусе установлена нижняя крышка с размещенным в ней выходным штуцером, а в основание корпуса плотно установлена дополнительная цилиндрическая трубка, диаметр которой больше диаметра трубки, установленной в верхней крышке.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что свободный торец цилиндрической трубки, закрепленной в верхней крышке, установлен с зазором с дном корпуса, а свободный торец цилиндрической трубки, закрепленной в нижней крышке корпуса, образует кольцевой зазор с верхней крышкой.

4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит емкостный датчик, выполненный в виде двух изолированных полуколец, соединенных с генератором электрических колебаний через катушки индуктивности, при этом генератор и одна из катушек индуктивности образуют задающий колебательный контур, а полукольца и вторая катушка индуктивности образуют резонирующий колебательный контур.

5. Устройство по пп.1 - 4, отличающееся тем, что последовательно с резонирующим колебательным контуром через диод подключен один из входов переключающего компаратора, другой вход которого через регулируемый делитель соединен со стабилизатором напряжения, а к выходу переключающего компаратора подключен инвертор, связанный с катушкой возбуждения электромагнитного клапана.

6. Устройство по пп.1 - 5, отличающееся тем, что внутрь катушки индуктивности резонирующего колебательного контура установлен перемещаемый регулировочный сердечник.

7. Устройство по пп.1 - 6, отличающееся тем, что параллельно одному из входов переключающего компаратора установлен конденсатор.

8. Устройство по пп.1 - 7, отличающееся тем, что на выходе сигнального компаратора установлен инвертор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4