Устройство для приготовления, хранения и отгрузки топливоводяной эмульсии

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Щучкин Александр Сергеевич(72) Автор Щучкин Александр Сергеевич(73) Патентообладатель Щучкин Александр Сергеевич(57) 1. Устройство для приготовления, хранения и отгрузки топливоводяной эмульсии, содержащее по меньшей мере один фильтр, емкость для жидкого топлива, выход которой соединен с трубопроводом подачи жидкого топлива с установленными на нем запорной и запорнорегулировочной арматурой, емкость для воды с измерителем уровня, выход которой соединен с трубопроводом подачи воды с установленными на нем запорной, запорно-регулировочной арматурой и насосом, смеситель в виде гидродинамического излучателя, вход которого посредством трубопровода с расположенной на нем запорной арматурой связан с выходом по меньшей мере одного циркуляционного насоса, а выход соединен с трубопроводом возврата эмульсии с расположенной на нем запорной арматурой и посредством трубопровода подачи эмульсии с установленными на нем запорной арматурой с накопительной емкостью, один выход которой соединен с магистралью насосной выдачи эмульсии на отгрузку потребителю, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено паровой установкой, гидродинамический излучатель выполнен с байпасом, трубопровод возврата эмульсии соединен по меньшей мере с одним участком трубопровода подачи жидкого топлива с расположенными на нем последовательно фильтром и циркуляционным насосом перед фильтром, трубопровод подачи воды соединен по меньшей мере с одним участком трубопровода подачи жидкого топлива между фильтром и циркуляционным насосом, а другой выход накопительной емкости соединен через дополнительный трубопровод с трубопроводом подачи жидкого топлива. 21432005.09.30 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит два параллельно установленных участка трубопровода подачи жидкого топлива с расположенными на них последовательно фильтром и циркуляционным насосом. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что участок трубопровода подачи эмульсии между гидродинамическим излучателем и накопительной емкостью имеет три ответвления с запорной арматурой для подачи топливоводяной эмульсии в цистерны железнодорожного транспорта.(56) 1. Степанов Г.С. и др. Рациональное использование мазута в паровых котлах предприятий пищевой промышленности. Легкая и пищевая промышленность. - . 1981. - С. 44. 2. .с. СССР 1669516, МПК 01 3/08. - Опубл. 15.08.1991. 3. Патент РБ 2650, МПК 01 3/08, С 10 1/00, С 10 10/00, 1999. Полезная модель относится к технике приготовления топливоводяных эмульсий, а также их хранения и отгрузки и может быть использована в различных областях химической, нефтехимической промышленности, применяющих в качестве топлива водомазутные эмульсии. Известно устройство для приготовления водомазутной эмульсии гидродинамическим излучателем 1, состоящее из емкости для эмульсии и емкости для замазученной воды,фильтров, насоса, топливного насоса, подогревателя, регулировочного вентиля, гидродинамического излучателя, смесителя, мазутохранилища. В мазутной емкости находился мазут с 3 , до 20 его обводнение осуществлялось введением в смеситель замасленной воды. Вода подавалась в распыленном состоянии непрерывно с температурой 80 ,такую же температуру имел и мазут. Однако данное устройство не обеспечивает требуемого качества эмульсии при длительном сроке ее хранения. Известна также установка для приготовления водотопливной эмульсии 2, состоящая из баков для воды и топлива, фильтров для воды и топлива, запорной арматуры, насоса низкого давления, насоса высокого давления, диспергатора с установленными на нем форсунками и присоединенной к нему разборной колонкой. Топливо из бака поступает через соответствующие фильтры к насосу низкого давления, где происходит первоначальная грубая диспергация топлива и воды, поступающей через фильтр из бака для воды. Из подкачивающего насоса эмульсия поступает в накопительную полость насоса высокого давления и через форсунки впрыскивается в полость диспергатора, где происходит окончательное диспергирование за счет энергии впрыскивания, избыточная эмульсия поступает в разборную колонку, а затем подается в систему питания двигателя. Данное устройство не позволяет получать высокодисперсную эмульсию, производить контроль качества водотопливной эмульсии в процессе ее приготовления, не обеспечивает регулирование качества водотопливной эмульсии, не позволяет получать эмульсию любого требуемого состава. Наиболее близким к заявляемому устройству в качестве полезной модели является устройство для приготовления топливоводяной эмульсии 3, включающее фильтр, емкость для жидкого топлива, связанную посредством трубопровода и запорной арматуры с емкостью смешения, снабженной измерителем уровня, причем емкость смешения связана посредством трубопровода, циркуляционного насоса и запорной арматуры с входом смесителя и трубопроводом подачи эмульсии, емкости для воды и накопительную с измерителями уровней, а также трубопроводами с запорной и запорно-регулировочной арматурой и насосами для подачи из соответствующих емкостей топлива и воды к емкости смешения, при этом смеситель выполнен в виде звукового излучателя, выход которого сообщен посредст 2 21432005.09.30 вом трубопроводов и запорной арматуры с емкостями смешения и накопительной, причем последняя установлена на трубопроводе для подачи эмульсии, снабженном насосом и дозатором, а емкость для топлива оснащена измерителями уровней. Однако данное устройство не позволяет производить контроль качества эмульсии и поддерживать высокое качество эмульсии в течение длительного периода времени. Задачей, решаемой данной полезной моделью, является получение водотопливной эмульсии требуемого состава, сохранение качественных показателей водотопливной эмульсии в условиях длительного хранения, обеспечение контроля качества эмульсии, а также возможность отгрузки эмульсии потребителю в авто- и железнодорожные цистерны. Решение указанной задачи достигается тем, что в устройстве, содержащем по меньшей мере один фильтр, емкость для жидкого топлива, выход которой соединен с трубопроводом подачи жидкого топлива с установленными на нем запорной и запорнорегулировочной арматурой, емкость для воды с измерителем уровня, выход которой соединен с трубопроводом подачи воды с установленными на нем запорной, запорнорегулировочной арматурой и насосом, смеситель в виде гидродинамического излучателя,вход которого посредством трубопровода с расположенной на нем запорной арматурой связан с выходом по меньшей мере одного циркуляционного насоса, а выход соединен с трубопроводом возврата эмульсии с расположенной на нем запорной арматурой и посредством трубопровода подачи эмульсии с установленными на нем запорной арматурой с накопительной емкостью, один выход которой соединен с магистралью насосной выдачи эмульсии на отгрузку потребителю, дополнительно устанавливается паровая установка,гидродинамический излучатель выполнен с байпасом, трубопровод возврата эмульсии соединен по меньшей мере с одним участком трубопровода подачи жидкого топлива с расположенными на нем последовательно фильтром и циркуляционным насосом перед фильтром, трубопровод подачи воды соединен по меньшей мере с одним участком трубопровода подачи жидкого топлива между фильтром и циркуляционным насосом, а другой выход накопительной емкости соединен через дополнительный трубопровод с трубопроводом подачи жидкого топлива. Наиболее оптимальным является устройство, содержащее два параллельно установленных участка трубопровода подачи жидкого топлива с расположенными на нем последовательно фильтром и циркуляционным насосом. Кроме этого в устройстве участок трубопровода подачи эмульсии между гидродинамическим излучателем и накопительной емкостью может иметь три ответвления с запорной арматурой для подачи топливоводяной эмульсии в цистерны железнодорожного транспорта. Изложенная сущность полезной модели поясняется чертежом, где схематически изображен общий вид описываемого устройства. Устройство содержит емкость 1 для жидкого топлива, в частности мазута, с соединенным с ней трубопроводом 2, который после расположенного на нем прибора регистрации расхода 3 разветвляется на два параллельных участка с установленными последовательно фильтром 4 и циркуляционным насосом 5 - на первом участке, фильтром 6 и насосом 7 на втором участке. Контроль давления в каждом из всасывающих трубопроводов насосов 5 и 7 осуществляется по установленным манометрам 8, 9 соответственно. В каждый всасывающий трубопровод между фильтрами 4, 6 и насосами 5, 7 врезается трубопровод 10 для подачи воды из емкости 11. Регулирование подачи воды на смешивание производится вентилем 12, установленным на трубопроводе 10, по показаниям прибора - расходомера с корректировкой по расходу мазута на установку. Для предотвращения попадания мазута в трубопровод 10 на линии установлен обратный клапан и электропроводный клапан - отсекатель 15. Подача воды на смешивание осуществляется насосом 16 из емкости 11, оборудованной уровнемерным стеклом. Уровень в емкости 11 поддерживается задвижкой 17 на ли 3 21432005.09.30 нии наполнения. Выходы насосов 5, 7 объединены в один трубопровод, соединенный со входом гидродинамического излучателя 18, выход которого соединен с трубопроводами 19 возврата эмульсии с расположенными на них задвижками 20 и манометрами 21, с трубопроводом 22 подачи эмульсии с установленной на нем задвижкой 23 для регулирования давления в системе. Для контроля давления перед излучателем 18 установлен манометр 24. Гидродинамический излучатель 18 выполнен с байпасом 25. Трубопровод 19 возврата эмульсии соединен с трубопроводом 2 подачи топлива перед входом фильтров 4 и 6. Трубопровод 22 подачи эмульсии соединен с накопительной емкостью 26, один из выходов которой соединен с магистралью 27 подачи эмульсии на отгрузку в автомобильные цистерны с расположенными на нем насосом 28 и вентилем 29, а другой выход соединен дополнительным трубопроводом 30 с трубопроводом 2 подачи мазута. Для отгрузки потребителю водомазутной эмульсии в железнодорожные цистерны на участке трубопровода 22 для подачи эмульсии между гидродинамическим излучателем 18 и накопительной емкостью 26 имеются три ответвления 31 с задвижками, к которым с помощью патрубков крепятся гибкие армированные резинотканевые рукава. Трубопровод 2 подачи жидкого топлива, трубопровод 22 подачи эмульсии до накопительной емкости 26, а также магистраль 27 подачи эмульсии на отгрузку оборудованы паровыми теплоспутниками 32. Пар поступает из магистрали котельной (не показана) на паровую гребенку, установленную в пункте управления задвижками емкости 26. Образующийся конденсат через конденсатоотводчик подается в емкость 11 и используется для приготовления водомазутной эмульсии. Устройство работает следующим образом. Мазут, предназначенный для получения водомазутной эмульсии и хранящийся в емкости 1, под собственным (гидростатическим) давлением по трубопроводу 2 с температурой 50-60 расходом до 40 м 3/ч, разветвившись после прибора регистрации расхода 3,двумя параллельными потоками поступает на очистку от механической примеси в фильтры 4, 6 и далее в насосы 5, 7 соответственно. Контроль давления в каждом из всасывающих трубопроводов насосов 5, 7 осуществляется по установленным манометрам 8, 9 соответственно. В каждый всасывающий трубопровод непосредственно перед насосами 5 и 7 по врезкам трубопровода 10 на смешивание с потоками мазута вводится до 30 воды или парового конденсата, поступающие из емкости 11. Температура подаваемой воды или конденсата поддерживается в пределах 60 . После насосов 5, 7 оба потока отдозированной водомазутной смеси объединяются в один и с давлением до 10 кгс/см 2 поступают в гидродинамический излучатель 18, где под воздействием ультразвуковых колебаний, образующихся при прохождении самого потока,происходит образование устойчивой мелкодисперсной водомазутной топливной эмульсии гидростабилизированного мазута. Давление в гидродинамическом излучателе 18 регулируется задвижкой 23, установленной на выходе излучателя. Гидростабилизированный мазут под собственным давлением, создаваемым насосами 5, 7, выводится по трубопроводу 22 в накопительную емкость 26, откуда при наработке определенной партии и соответствия требуемому качеству откачивается в автомобильные и железнодорожные цистерны. В случае отгрузки в автомобильные цистерны подача эмульсии осуществляется насосом 28 по магистрали 27. Подача эмульсии на налив в железнодорожные цистерны осуществляется из емкости 26 по трубопроводу 30 в трубопровод 2, далее к насосам 5, 7, байпасируя гидродинамический излучатель 18, затем по трубопроводу 22 в три ответвления 31 с задвижками, к которым с помощью патрубков крепятся гибкие армированные резинотканевые рукава для подачи эмульсии в цистерны. Налив производится поочередно в каждую из трех цистерн в любой последовательности под визуальным контролем оператора. Суммарная производительность насосов 5, 7 при отгрузке 40 м 3/ч. С целью предотвращения перелива в цистерне по мере приближе 4 21432005.09.30 ния уровня налива в цистерне к контрольной отметке один из насосов останавливается и окончание налива производится одним насосом с производительностью 20 м 3/ч. Трубопровод 2 до входа фильтров 4, 6, трубопровод 22 от излучателя 18 до налива в цистерны, а также магистраль 27 подачи эмульсии от емкости 26 на налив в автомобильные цистерны оборудованы паровыми теплоспутниками 32. Водяной пар с параметрами 2-4 кгс/см 2,- до 130 поступает от магистрального паропровода котельной и используется для обогрева трубопроводов, емкостей и для пропарки фильтров 4, 6. Регулирование давления при запуске насосов 5, 7 осуществляется с использованием разгрузочных трубопроводов 19 с задвижками 20 и манометрами 21, связывающих трубопровод нагнетания насосов 5, 7 с входом в фильтры 4, 6. Для предотвращения разгерметизации фланцевых соединений и аварийной ситуации предусмотрена автоматическая остановка насосов 5, 7 при достижении в выходном трубопроводе давления величины более 10 кгс/см 2. Регулирование расхода сырья на установку производится вручную задвижкой по результатам показаний прибора регистрации расхода 3 за определенный отрезок времени,определяемый секундомером, с использованием градуировочной таблицы. Наличие дополнительного трубопровода 30 позволяет многократно производить гидродинамическую кавитационную обработку топливоводяной эмульсии, хранящейся в емкости 26, до требуемых параметров смеси посредством ее возврата на всос насосов 5, 7 и далее к гидродинамическому излучателю 18. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5