本實用新型涉及油泵的防腐蝕改進,特別是涉及燃油系統(tǒng)中的耐腐蝕醇基燃料油泵。
背景技術(shù):
醇基燃料是以甲醇、乙醇等醇類物質(zhì)為主體配置的燃料,其燃燒徹底、熱效率高,是一種環(huán)保節(jié)能能源,可應用于餐飲或工業(yè)鍋爐中。
醇基燃料油泵在燃油系統(tǒng)中用于輸送、加壓、噴射醇基燃料,而現(xiàn)有醇基燃料油泵均采用鋁合金材料,鋁合金材料對醇基燃料腐蝕作用的耐受性差,醇基燃料油泵在使用過程中,醇基燃料油泵內(nèi)油路以及鋁合金管路均會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象,上述腐蝕現(xiàn)象會加大醇基燃料油泵內(nèi)油路與活塞、以及鋁合金管路與活塞之間的間隙,影響醇基燃料油泵輸送、加壓、噴射的精度;金屬離子溶于醇基燃料,會影響醇基燃料的質(zhì)量。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型提供耐腐蝕醇基燃料油泵,解決燃油系統(tǒng)中醇基燃料油泵易受腐蝕,導致醇基燃料油泵性能下降以及醇基燃料質(zhì)量降低的問題。
本實用新型通過以下技術(shù)方案解決上述問題:
耐腐蝕醇基燃料油泵,與現(xiàn)有技術(shù)相同的是,主要包括輸油管和醇基燃料油泵,醇基燃料油泵主要包括鋁合金管路,在所述輸油管和醇基燃料油泵的銜接處設有管路銅接,所述管路銅接與醇基燃料油泵中的鋁合金管路連接,在進行醇基燃料傳輸時,所述鋁合金管路和管路銅接均浸泡在醇基燃料中,與現(xiàn)有技術(shù)不同的是,在所述輸油管和醇基燃料油泵之間接入附加電源和碳棒,所述附加電源的負極與醇基燃料油泵電連接,所述附加電源的正極與碳棒的一端電連接,所述碳棒的另一端與輸油管內(nèi)的醇基燃料接觸;醇基燃料油泵、附加電源、碳棒以及輸油管中的醇基燃料構(gòu)成回路,其中,鋁合金管路以及管路銅接作為回路的陰極,碳棒作為回路的陽極。
進一步地,所述輸油管包括有三通,醇基燃料流經(jīng)三通后進入醇基燃料油泵,所述醇基燃料油泵安裝有一對固定螺釘,該對固定螺釘定于鋁合基座;所述附加電源的負極與醇基燃料油泵上的其中一個固定螺釘電連 接;所述附加電源的正極與碳棒的一端電連接,碳棒的另一端經(jīng)三通與輸油管內(nèi)的醇基燃料接觸。
進一步地,所述碳棒垂直于醇基燃料的流向。
進一步地,所述輸油管主要包括輸油管路、三通、進口油路以及出口油路,在輸油管路中設有三通,醇基燃料流經(jīng)三通后,經(jīng)進口油路進入醇基燃料油泵,經(jīng)加壓后,從出口油路噴射出。
進一步地,所述醇基燃料油泵主要包括鋁合金基座、排氣閥、鋁合金管路、一對固定螺釘、活塞、不銹鋼外殼、一對電磁鐵以及醇基燃料油泵內(nèi)油路,所述電磁鐵由醇基燃料油泵工作電源供電。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下特點:
1、在已有燃油系統(tǒng)中的醇基燃料油泵和輸油管之間接入附加電源以及碳棒,醇基燃料油泵、附加電源、碳棒以及輸油管中的醇基燃料構(gòu)成回路,回路中的電流方向與醇基油泵、管路銅接以及醇基燃料形成的原電池的電流方向相反,通過調(diào)節(jié)附加電源的電壓大小,抑制醇基燃料油泵受腐蝕,避免出現(xiàn)醇基燃料油泵性能下降、醇基燃料油泵使用壽命縮短以及醇基燃料質(zhì)量降低的情況發(fā)生;
2、在耐腐蝕醇基燃料油泵的基礎上,以醇基燃料、醇基燃料油泵、附加電源和碳棒構(gòu)成回路的阻值以及原電池電壓為數(shù)據(jù)基礎,調(diào)節(jié)附加電壓的大小,達到醇基燃料油泵防腐蝕的目的。
附圖說明
圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中標號為:1、輸油管;1-1、輸油管路;1-2、三通;1-3、進口油路;1-4、出口油路;2、醇基燃料油泵;2-1、鋁合金基座;2-2、排氣閥;2-3、鋁合金管路;2-4、固定螺釘;2-5、活塞;2-6、不銹鋼外殼;2-7、電磁鐵;2-8、醇基燃料油泵內(nèi)油路;3、醇基燃料油泵工作電源;4、管路銅接;5、電連接線;6、附加電源;7、碳棒。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例對本實用新型作進一步說明,但本實用新型并不局限于這些實施例。
在燃油系統(tǒng)中,醇基燃料經(jīng)輸油管1輸送至醇基燃料油泵2進行加壓后,再噴射出。上述輸油管1主要包括輸油管路1-1、三通1-2、進口油路1-3以及出口油路1-4,在輸油管路1-1中設有三通1-2,醇基燃料流經(jīng)三通1-2后,經(jīng)進口油路1-3進入醇基燃料油泵2,經(jīng)加壓后,從出 口油路1-4噴射出。上述醇基燃料油泵2主要包括鋁合金基座2-1、排氣閥2-2、鋁合金管路2-3、一對固定螺釘2-4、活塞2-5、不銹鋼外殼2-6、一對電磁鐵2-7以及醇基燃料油泵內(nèi)油路2-8,該對電磁鐵2-7由醇基燃料油泵工作電源3供電,該對固定螺釘2-4固定于鋁合金基座2-1,具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。在輸油管1和醇基燃料油泵2的銜接處設有管路銅接4,管路銅接4與醇基燃料油泵2中的鋁合金管路2-3連接,醇基燃料從進口油路1-3經(jīng)管路銅接4進入醇基燃料油泵2中,在進行醇基燃料傳輸時,鋁合金管路2-3、以及管路銅接4均浸泡在醇基燃料中。
在燃油系統(tǒng)中,進行醇基燃料輸送、加壓時,鋁合金管路2-3、管路銅接4以及醇基燃料形成原電池,醇基燃料與三通1-2連通。管路銅接4的銅合金部分作為原電池的陽極,鋁合金管路2-3作為原電池的陰極;在原電池的陽極,醇基燃料中由羥基分解離出的氫離子獲得電子,形成氫氣;在原電池陰極,鋁等活潑金屬失去電子,成為金屬離子,溶解在醇基燃料中。在上述原電池的氧化還原過程中,鋁合金管路2-3不可避免地產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象,加大鋁合金管路2-3和活塞2-5的間隙,而活塞2-5運動的頻率很高,醇基燃料油泵2長期工作時,腐蝕現(xiàn)象會加劇活塞2-5與鋁合金管路2-3之間的磨損,使得二者接觸的間隙變大,影響醇基燃料油泵2輸送、加壓和噴射的精度;而且,金屬離子溶解在醇基燃料中,降低了醇基燃料的質(zhì)量。另外,出口油路1-4處設有霧化油嘴,由于醇基燃料中含有具有吸附作用的金屬離子,醇基燃料油泵2長期工作,在霧化油嘴處則會吸附大量雜質(zhì),堵塞霧化油嘴,影響醇基燃料油泵2的正常運行。
鋁合金管路2-3合金組件中含活潑和不活潑金屬,與醇基燃料同樣會形成原電池,使得活潑金屬從合金組件中析出,失去電子后金屬離子溶于醇基燃料中,造成鋁合金管路2-3自腐蝕,長期使用時,同樣會加大鋁合金管路2-3和活塞2-5的間隙,影響醇基燃料油泵2輸送、加壓和噴射的精度以及醇基燃料的質(zhì)量。醇基燃料油泵內(nèi)油路2-8也為合金組件,同理會產(chǎn)生自腐蝕,同樣影響醇基燃料油泵2輸送、加壓和噴射的精度以及醇基燃料的質(zhì)量。
本實用新型提供的耐腐蝕醇基燃料油泵,在上述已有的輸油管1、醇基燃料油泵2和管路銅接4等結(jié)構(gòu)的基礎上,在輸油管1和醇基燃料油泵2之間接入附加電源6和碳棒7,附加電源6的負極與醇基燃料油泵2經(jīng)電連接線5實現(xiàn)電連接,附加電源6的正極與碳棒7的一端經(jīng)電連接線5實現(xiàn)電連接,碳棒7的另一端與輸油管1內(nèi)的醇基燃料接觸。更進一步地,附加電源6的負極與醇基燃料油泵2上的經(jīng)電連接線5實現(xiàn)電連接。
醇基燃料油泵2、附加電源6、碳棒7以及輸油管1中的醇基燃料構(gòu) 成回路,鋁合金管路2-3、醇基燃料油泵內(nèi)油路2-8以及管路銅接4作為回路的陰極,碳棒7作為回路的陽極。在回路的陰極,金屬離子將獲得電子還原成金屬,如鋁離子獲得三個電子還原成鋁,而在回路的陽極,醇基燃料中的羥基失去電子氧化成水和氧氣。通常會在醇基燃料中添加適量的水,用于提高閃點溫度,降低醇基燃料著火的危險,因此,本實用新型采用上述回路產(chǎn)生的少量水,不但不會影響醇基燃料的質(zhì)量,還能起到提高閃點溫度的作用,少量的氧氣也不會影響醇基燃料的質(zhì)量,量多時甚至能起到助燃的作用,因此,在耐腐蝕醇基燃料油泵2中接入附加電源6和碳棒7,能達到防止醇基燃料油泵2受到腐蝕,還能保障醇基燃料質(zhì)量?;谝延械娜加拖到y(tǒng)中,安裝附加電源6和碳棒7,達到耐腐蝕以及保障醇基燃料質(zhì)量的目的,使用部件少,降低額外增加防腐蝕設備的成本,可直接安裝、成本低廉,性能穩(wěn)定、安全。
基于上述耐腐蝕醇基燃料油泵的防腐蝕方法,包括以下步驟:
1)燃油系統(tǒng)工作時,鋁合金管路2-3、管路銅接4以及醇基燃料形成原電池,在鋁合金管路2-3和三通1-2分別引出導線,接入外部電壓表,測定原電池的電壓,記錄為U;
2)在附加電源6的正極與碳棒7之間串聯(lián)接入外部電流表;以0V為初始值、以0.1V為公差上調(diào)附加電源6的電壓U',直至回路的陽極出現(xiàn)氣泡,記錄上調(diào)過程中附加電源6提供的每個電壓值U'以及與每個電壓值U'對應的外部電流表的電流值I';
3)在步驟2)的調(diào)節(jié)過程中,當U'=U時,理論上附加電源6的正極和碳棒7之間的外部電流表示值應為0A,但事實上為負值,因為回路中存在阻值,會消耗一部分電壓;當I'為零或在零值上下波動時,對應的附加電壓U'為醇基燃料油泵2的保護電壓,記錄為U0,此時U0=U+1.5V;
4)每次燃油系統(tǒng)運行時,將附加電源6的電壓值調(diào)節(jié)至保護電壓U0,便可防止醇基燃料油泵2受到腐蝕。
上述步驟2)中,調(diào)節(jié)附加電源6時,根據(jù)I'電流值、以及醇基燃料油泵2表層的氣泡和鍍層的現(xiàn)象變化,可以以粗調(diào)、細調(diào)結(jié)合的方式調(diào)節(jié)附加電壓,加快調(diào)節(jié)效率,盡快確定保護電壓。
步驟3)中,I'為零或零值附近時,此時醇基燃料油泵2沒有腐蝕現(xiàn)象、沒有電鍍現(xiàn)象、沒有氣泡產(chǎn)生、醇基燃料不變色,該狀態(tài)下,醇基燃料油泵2不發(fā)生或幾乎不發(fā)生腐蝕現(xiàn)象,醇基燃料沒有或幾乎沒有發(fā)生質(zhì)量改變,因此,可認為當下的電流值I'對應的電壓值U'為醇基燃料的最佳附加電壓,即最合適的保護電壓。
在醇基燃料油泵2、附加電源6、碳棒7以及輸油管1中的醇基燃料 構(gòu)成回路中,附加電壓過低或過高,都會產(chǎn)生負面影響。附加電壓過低,則無法有效防止醇基燃料油泵2被腐蝕,附加電壓過高,如超過10.5V,則會產(chǎn)生如下負面影響:醇基燃料中的電場過強,醇基燃料中帶電粒子活性增強,加劇回路中金屬非自發(fā)的氧化還原反應,產(chǎn)生甲醛、甲酸以及粘稠物,導致醇基燃料變色變味,且粘稠物極易堵塞濾網(wǎng)和霧化油嘴;碳棒7表層的金屬失去電子,變成正價金屬離子溶解至醇基燃料中,使得碳棒7的質(zhì)量減少,而更換碳棒7,會大大增加成本;在碳棒7端,醇基燃料中的羥基失去電子,產(chǎn)生較多氧氣和水,醇基燃料中含有的微量的硫及酸性腐蝕物質(zhì)溶于水,加快醇基燃料油泵2的腐蝕進度,并導致醇基燃料變色。因此,附加電壓需控制在合理范圍內(nèi),才能進一步防止醇基燃料油泵2受腐蝕以及防止醇基燃料質(zhì)量下降。
在步驟1)中還可在鋁合金管路2-3和管路銅接4之間串聯(lián)接入外部電流表,測定原電池的電流,記錄為I。根據(jù)該電流I和原電池電壓U可得到原電池電阻,為步驟2)中調(diào)節(jié)附加電源6電壓U'時提供阻值參考,同時以該阻值為數(shù)據(jù)基礎調(diào)整回路的阻值,也有利于盡快找到保護電壓U0。
附加電壓的取值,和碳棒7的電阻率及長度有關(guān),和碳棒7與醇基燃料油泵2的距離有關(guān),即與回路中醇基燃料的固定橫截面積下的長度有關(guān),還和電連接線5以及醇基燃料油泵2的接入阻值有關(guān),即保護電壓的大小與碳棒7、回路中醇基燃料以及醇基燃料油泵2的接入阻值有關(guān),換言之,本實用新型保護電壓比原電池電壓高1.5V,是由碳棒7、回路中醇基燃料以及醇基燃料油泵2的接入阻值決定的,當碳棒7、回路中醇基燃料以及醇基燃料油泵2的接入阻值更大,則保護電壓與原電池電壓相比不止高于1.5V。本實用新型經(jīng)大量實驗發(fā)現(xiàn),保護電壓最低會比原電池電壓高1.5V。醇基燃料油泵2接頭與碳棒7之間醇基燃料的長度越小越好,碳棒7的阻值越小越好,電連接線5越短越好,上述電阻值之和必須控制在一定范圍內(nèi),才有可能保證附加電源6施加的附加電壓不至于過低或過高??刹扇∫韵乱环N或一種以上的方式解決上述問題:附加電源6的負極與醇基燃料油泵2上的其中一個固定螺釘2-4電連接,附加電源6的正極與碳棒7的一端電連接,碳棒7的另一端經(jīng)三通1-2與輸油管1內(nèi)的醇基燃料接觸;碳棒7垂直于醇基燃料的流向。最優(yōu)選地,為上述兩種方式同時采取,能大大減小回路電阻值。
本實用新型中,附加電源6的調(diào)節(jié)范圍為0-5V,經(jīng)大量調(diào)試發(fā)現(xiàn),保護電壓為1.5-3.5V時,電流I'在零值或零值上下波動,醇基燃料油泵2幾乎沒有腐蝕現(xiàn)象,其中,最優(yōu)的保護電壓為3V,該狀態(tài)下,電流I'為 零,醇基燃料油泵2沒有腐蝕現(xiàn)象。獲取該型號醇基燃料的保護電壓值后,每次進行該型號醇基燃料的傳輸和加壓時,該保護電壓無需重新調(diào)節(jié),直接將附加電源6調(diào)節(jié)至U0即可實現(xiàn)對醇基燃料油泵2的防腐蝕保護。其它型號的醇基燃料因其PH、密度、醇類含量的不同,保護電壓也會有所不同,但保護電壓通常仍比原電池的電壓值大1.5V。
本實用新型的工作過程為:在燃油系統(tǒng)中,測定醇基燃料油泵2和醇基燃料構(gòu)成的原電池的電壓,接入附加電源6和碳棒7,醇基燃料、醇基燃料油泵2、附加電源6和碳棒7構(gòu)成回路,調(diào)節(jié)附加電源6的電壓值,以0V為初始值,調(diào)節(jié)附加電源6的電壓輸出,直至回路的陽極出現(xiàn)氣泡,I'為零或在零值上下波動時對應的附加電壓U'為醇基燃料的保護電壓,每次燃油系統(tǒng)運行時,將附加電源6調(diào)至該保護電壓值即可;構(gòu)建回路時,調(diào)節(jié)碳棒7插入醇基燃料中的深度、以及碳棒7與醇基燃料油泵2的距離,使得附加電源6的輸出電壓比原電池電壓大1.5V,該狀態(tài)下,能最有效地防止醇基燃料油泵2的腐蝕以及保證醇基燃料的質(zhì)量不受影響。