動(dòng)態(tài)超高壓中程增壓雙射流納米乳化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動(dòng)態(tài)超高壓中程增壓雙射流納米乳化裝置，該裝置主要由進(jìn)料系統(tǒng)、底座、機(jī)身、雙出軸電動(dòng)機(jī)、變速器(1)、變速器(2)、第一級(jí)超高壓泵、第一級(jí)射流閥、中程增壓過渡壓力蓄能貯油器、第二級(jí)超高壓泵、第二級(jí)射流閥、進(jìn)油管(1)、出油管(1)、進(jìn)油管(2)、出油管(2)、納米乳化液貯油系統(tǒng)組成。由附圖可知其特征是，在第一級(jí)射流閥和第二級(jí)超高壓泵之間裝有中程增壓過渡壓力蓄能貯油器，它把經(jīng)第一級(jí)射流閥出來的第一級(jí)乳化油的高速流體的流速迅速降低動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力勢(shì)能，并蓄存在貯油箱中，再由中程增壓過渡壓力蓄能貯油器把第一級(jí)乳化油輸入到第二級(jí)超高壓泵中，經(jīng)第二級(jí)射流閥再次均質(zhì)乳化達(dá)到納米乳化的目的。
【專利說明】動(dòng)態(tài)超高壓中程增壓雙射流納米乳化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高能納米乳化裝置，特別是涉及一種動(dòng)態(tài)超高壓中程增壓雙射流納米乳化裝置。
技術(shù)背景
[0002]燃油加水乳化更環(huán)保、更節(jié)能，人類在燃油滲水乳化技術(shù)方面的研究探索已有百年歷史，1903年英國劍橋大學(xué)H0PKINS0NY就提出發(fā)動(dòng)機(jī)摻水燃燒的思想，1927年英國首先提出并完成了用超聲波制取乳化油。上世紀(jì)六十年美國成功研究和試用了柴油摻水燃燒用于動(dòng)力機(jī)械中，1981年國際燃燒協(xié)會(huì)第一次年會(huì)決定把燃油摻水乳化作為三大節(jié)能措施之一，引起了各工業(yè)國家的進(jìn)一步重視，目前有關(guān)燃油摻水技術(shù)仍在積極進(jìn)行中。上世紀(jì)八十年代我國國家科委和中科院聯(lián)合組織了“七五”、“八五”攻關(guān)，進(jìn)行了大量研究，取得了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果。到了九十年代出現(xiàn)了水變油的偽科學(xué)，負(fù)面影響極大，給乳化油燃料和清潔燃燒的應(yīng)用發(fā)展造成一定難度，但仍是國家支持的項(xiàng)目，燃油摻水乳化至今推廣和應(yīng)用還存在的問題:1、乳化油的穩(wěn)定性和可靠性是關(guān)鍵因素之一，乳化油是油、水兩相混合液，水是分散相，油是連續(xù)相，水和油是相互不溶解，只能形成懸浮混合液是不穩(wěn)定，后來人們利用表面活性劑把油和水混合起來，使其具有熱力學(xué)穩(wěn)定性，還是不具有動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性，最終還是會(huì)分離，用于動(dòng)力機(jī)械時(shí)由于振動(dòng)會(huì)加快分離；2、油包水是乳化油的重要特性，使浮化油有油性，保障設(shè)備不因燃料有水而發(fā)生損壞，一般乳化油的油性特征還不是很可靠，這是影響推廣的重要因素之一 ；3、乳化劑用量較大，且價(jià)格偏高，它的成本減少了節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益，因此影響了用戶應(yīng)用的積極性。
[0003]本發(fā)明生產(chǎn)的納米乳化液，又稱超細(xì)乳化液，它的水相粒徑在50_100nm，納米技術(shù):無論什么物質(zhì)，一旦尺寸縮小到10nm以下就會(huì)呈現(xiàn)全新的特性，與較大的粒子比較，它有奇特的物理和化學(xué)特性，納米粒的關(guān)鍵在于尺寸，納米物質(zhì)的尺寸使原子之間和它們的組分之間，發(fā)生獨(dú)特的相互作用，當(dāng)水的粒子尺寸達(dá)到50-100nm時(shí)，它能迅速與周圍的油分子混合形成穩(wěn)定的油包水，它不能自發(fā)形成，它的性質(zhì)和穩(wěn)定性主要依賴于制備方法，原料加序和乳化過程中產(chǎn)生的相態(tài)變化，納米乳液的形成需要外加能量，本發(fā)明是利用動(dòng)態(tài)超高壓中程增壓兩級(jí)射流納米乳化機(jī)來向水、油兩相混合液中輸入能量形成納米乳化液，解決目前微乳液尚存在的問題，消除乳化油推廣應(yīng)用中的障礙。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要由進(jìn)料系統(tǒng)、底座、機(jī)身、雙出軸電動(dòng)機(jī)、第一級(jí)超高壓泵、變速器(I)、進(jìn)油管(I)、第一級(jí)射流閥、出油管(I)、中程增壓過渡壓力蓄能貯油器、變速器(2)、第二級(jí)超高壓泵、第二級(jí)射流閥、進(jìn)油管(2)、出油管(2)、納米乳化液貯油系統(tǒng)組成，其中進(jìn)料系統(tǒng)包括水、油兩相懸浮混合液貯罐、過濾器、低壓輸油泵、進(jìn)油管(I)，中程增壓過渡壓力蓄能貯油器包括進(jìn)口單向閥、氣囊，貯油箱、出口單向閥，貯油系統(tǒng)包括貯油箱，自動(dòng)泄油泵，貯油罐、輸油泵，底座是整機(jī)的基礎(chǔ)，起支撐作用，由鑄鐵或槽鋼焊接制成，機(jī)身落座在底座上，在底座的導(dǎo)軌上裝有雙出軸Y型三相異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)在導(dǎo)軌上可有適應(yīng)性位移，用以調(diào)整電動(dòng)機(jī)出軸三角皮帶輪的三角膠帶的傳動(dòng)張緊力，還裝有QC型磁力啟動(dòng)器,對(duì)大功率電動(dòng)機(jī)配有電氣控制箱，使之啟動(dòng)時(shí)保護(hù)電網(wǎng)，在電動(dòng)機(jī)的左右兩端出軸裝有小三角皮帶輪，配有兩個(gè)變速箱，該變速箱由二級(jí)變速組成，第一級(jí)采用三角皮帶傳動(dòng)，以防在特殊情況下(過載)引起設(shè)備損壞，第二級(jí)采用齒輪傳動(dòng)，大三角皮帶輪與小齒輪同軸，與曲軸聯(lián)成一體的大齒輪與小齒輪齒合，并轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，曲軸通過連桿、滑塊、使柱塞在高壓泵中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，高壓泵中的油、水兩相料液流體的高壓能量是由柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)獲得，中程過渡壓力蓄能貯油器確保油水乳化液兩相流體在乳化過程流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性和實(shí)現(xiàn)中程增壓完成兩級(jí)射流均質(zhì)乳化，在第一級(jí)射流閥和第二級(jí)射流閥都各裝有一只壓力表，壓力表顯示的數(shù)據(jù)是閥的高壓和背壓之和，從第一級(jí)射流閥流出的高速流體的流速迅速降低，其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能流體壓力回升，經(jīng)出油管(I)并通過中程過渡壓力蓄能貯油器的進(jìn)口單向閥進(jìn)入貯油器中的貯油箱中完成第一級(jí)均質(zhì)乳化，該第一級(jí)乳化油經(jīng)出口單向閥經(jīng)進(jìn)油管
(2)，再進(jìn)入第二級(jí)超高壓泵，在第二級(jí)超高壓泵中料液產(chǎn)生更高的壓力經(jīng)第二級(jí)射流閥均質(zhì)乳化，水粒子均質(zhì)細(xì)化后使乳化油達(dá)到納米級(jí)，經(jīng)出油管(2)流入納米乳化油貯箱。至此完成了油摻水納米乳化的全過程。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用的SRHP系列高壓泵和SRHY系列射流閥都是生產(chǎn)廠家的成熟產(chǎn)品，SRHP系列超高壓泵是本設(shè)備的心臟，SPHY系列射流閥是本設(shè)備的關(guān)鍵部件，由于本發(fā)明選用這兩個(gè)成熟系列產(chǎn)品確定本發(fā)明的高成功率；采用中程過渡壓力蓄能貯油器確保油水兩相料液流體在乳化過程中的連續(xù)性，把經(jīng)第一級(jí)射流閥均質(zhì)乳化后并進(jìn)入出油管
(1)的第一級(jí)乳化液的流體動(dòng)能轉(zhuǎn)化在壓力勢(shì)能蓄存起來，并貯存在貯油箱中，使流體連續(xù)向第二級(jí)超高壓泵供油，減少動(dòng)態(tài)流體的能量損失，提高效率并使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，高效，圓滿實(shí)現(xiàn)乳化油的中程增壓，很流暢的形成兩次射流均質(zhì)乳化。
[0006]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明具體實(shí)施方法
[0007]說明書附圖1動(dòng)態(tài)超高壓中程增壓雙射流納米乳化裝置總成圖
[0008]由附圖1可知，本發(fā)明是一種動(dòng)態(tài)超高壓中程增壓雙射流納米乳化裝置，主要由進(jìn)料系統(tǒng)1、進(jìn)油管(1)2、底座3、機(jī)身4、電動(dòng)機(jī)5、變速器(1)6、第一級(jí)超高壓泵7、第一級(jí)射流閥8、壓力表(1)9、出油管10、中程過渡壓力蓄能貯油器11、進(jìn)油管(2) 12、壓力表
(2)13、第二級(jí)射流閥14、第二級(jí)超高壓泵15、變速器(2) 16、出油管(2) 17、納米乳化油貯油系統(tǒng)18、組成；底座3是整機(jī)的基礎(chǔ)，起支撐作用，由鑄鐵或槽鋼焊接制成，機(jī)身4落座在底座3上，由螺栓緊固，雙出軸Y型三相導(dǎo)步電動(dòng)機(jī)5裝在底座3的導(dǎo)軌上，裝有QC型磁力啟動(dòng)器，對(duì)大功率電動(dòng)機(jī)還配有電氣控制箱，使之啟動(dòng)時(shí)保護(hù)電網(wǎng)，在電動(dòng)機(jī)左右兩端的出軸配有變速器(1)6和變速器(2) 16變速器由二級(jí)變速組成，第一級(jí)采用三角帶傳動(dòng)，變速器
(1)6的三角帶傳動(dòng)包括小三角皮帶輪6-1，大三角皮帶輪6-2三角皮帶6-3，變速器(2)16包括(小)三角皮帶輪16-1，大三角皮帶輪16-2，三角皮帶16-3，第二級(jí)采用齒輪傳動(dòng)它包括小齒輪、大齒輪，三角皮帶傳動(dòng)三角皮帶輪，可以在特殊情況下(過載時(shí))保護(hù)設(shè)備，避免損傷，在電動(dòng)機(jī)的左右兩端出軸上各安裝一只小三角皮帶輪(1)6-1和小三角輪(2)16-1，大三角皮帶輪(1)6-2與第一級(jí)超高壓泵的動(dòng)力端的小齒輪同軸，與小齒輪嚙合的大齒輪與第一級(jí)超高壓高壓泵曲軸聯(lián)成一體，曲軸驅(qū)動(dòng)栓塞在泵中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，泵中的料液流體在柱塞的擠壓下獲得高壓能量，大三角皮帶輪(2) 16-2與第二級(jí)超高壓泵15的動(dòng)力端的小齒輪同軸，與小齒輪嚙合的大齒輪與第二級(jí)超高壓泵15的曲軸聯(lián)成一體，曲軸驅(qū)動(dòng)柱塞在泵中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，泵中的料液流體在柱塞的擠壓下獲得高壓能量，電動(dòng)機(jī)在軌道上可微移，以調(diào)整變速器(1)6的三角皮帶6-3傳動(dòng)張緊力，調(diào)整變速器(2) 16的三角皮帶16-3的傳動(dòng)張緊力；第一級(jí)超高壓泵安裝在機(jī)身4的垂向右壁4-1上，第二級(jí)超高壓泵15安裝在機(jī)身4的垂向左壁4-2上，第一級(jí)射流閥8和第二級(jí)射流閥14的閥座料液進(jìn)口與超高泵料液出口對(duì)中后安裝固定在超高壓泵的泵體上，閥與泵之間有高壓密封墊密封，在第一級(jí)射流閥8和第二級(jí)射流閥14的流道上各串聯(lián)一只壓力表(I) 9和壓力表(2) 13，在壓力表(I)壓力表(2)與對(duì)應(yīng)的射流閥之間各裝配一臺(tái)阻尼裝置9-1和阻尼裝置13-1，以避免壓力表的指針擺動(dòng)過大，壓力表(I)壓力表(2)顯示的數(shù)據(jù)是射流閥的高壓和背壓之和，中程過渡壓力蓄能貯油器11安裝在機(jī)身4的頂部4-3，其包括進(jìn)口單向閥11-1、貯油箱11-2、蓄壓氣囊11-3、出口單向閥11-4、供油系統(tǒng)I包括油、水兩相混合液貯罐1-1，過濾器1-2，低壓輸入油泵1-3，納米乳化油貯油系統(tǒng)18，包括納米乳化油貯油箱18-1，低壓自動(dòng)泄油泵18-2，貯油罐18-3輸入油18-4，貯存在經(jīng)攪拌機(jī)攪拌制成的油水兩相懸浮混合液罐1_1中的混合液通過過濾器1-2時(shí)清除有害的固體雜質(zhì)顆粒后由低壓輸送泵1-3通過進(jìn)油管(1)2送入第一級(jí)超高壓泵7、雙出軸電動(dòng)機(jī)5，通過安裝在右出軸的小三角帶輪(I) 6-1和小三角皮帶輪(2) 16-1同時(shí)驅(qū)動(dòng)第一級(jí)超高壓泵7和第二級(jí)超高壓泵15，兩個(gè)軸的傳動(dòng)功率分配可以通過調(diào)整第一級(jí)射流閥8的最大壓力P1Hiax和第二級(jí)射流閥14的最大壓力P2Hiax進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般P2max = 1.2?1.AP1Iiiax,第一級(jí)超高壓泵7向第一級(jí)射流閥8輸入油水二相混合液，在第一級(jí)射流閥8和第二級(jí)超高壓泵15之間安裝一個(gè)中程過渡壓力蓄能貯油器11，由貯油器的進(jìn)口單向閥11-1通過出油管10與第一級(jí)射流閥8連通，貯油器11的出口單向閥11-4通過進(jìn)油管(2) 12與第二級(jí)超高壓泵15連通，當(dāng)來自第一級(jí)超高壓泵的油水兩相料液流體通過第一級(jí)射流閥8的流道流體的，超高壓力能轉(zhuǎn)化為流體的高速動(dòng)能，料液流體形成第一級(jí)均質(zhì)乳化液，進(jìn)入出油管10的第一級(jí)乳化液的流速迅速降低，其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為流體的壓力勢(shì)能，由進(jìn)口單向閥11-1進(jìn)入中程過渡壓力蓄能貯油器11的貯油箱11-2，壓力蓄存在氣囊11-3中，貯油箱11-2中的第一級(jí)乳化液在氣囊11-3的推動(dòng)下經(jīng)出口單向閥11-4由進(jìn)油管(2) 12進(jìn)入第二級(jí)超高壓泵15第一級(jí)乳化液在第二級(jí)射流閥中再次進(jìn)行均質(zhì)乳化，在電動(dòng)機(jī)5的驅(qū)動(dòng)下以超高壓力P2max向第二級(jí)射流閥14供油，中程過渡壓力蓄能貯油器11促成整機(jī)兩相料液流體乳化過程的連續(xù)性并實(shí)現(xiàn)中程增壓雙射流均質(zhì)乳化，經(jīng)兩級(jí)細(xì)化達(dá)到納米級(jí)超細(xì)乳化油后，再經(jīng)出油管(2) 17進(jìn)入納米乳化油貯油系統(tǒng)18的貯油箱18-1，當(dāng)貯油箱的乳化油貯滿再由自動(dòng)泄油泵18-2把乳化油泄入貯油罐18-3，貯油罐18-3配有輸油泵18-4可把貯油罐18-3中的乳化油向外輸油。
[0009]至此，動(dòng)態(tài)超高壓中程增壓雙射流納米乳化裝置完成了以渣油和水為基料，復(fù)配有改性填料和復(fù)合添加劑的混合料液合成清潔柴油乳化油。本清潔柴油能源可以用于發(fā)電廠和其它工業(yè)鍋爐以及船舶、機(jī)車、農(nóng)機(jī)、汽車等低、中、高速內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)作為燃料油，是一種清潔石油能源，它高效、高品質(zhì)的利用寶貴的原油資源，能有效解決大氣污染，對(duì)緩解我國目前的能源和環(huán)保兩大嚴(yán)峻形勢(shì)有重大的現(xiàn)實(shí)意義，它的成功將開辟我國的第二石油資源和建成一個(gè)國家級(jí)的新興產(chǎn)業(yè)。
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)態(tài)超高壓中程增壓雙射流納米乳化裝置，其特征在于:裝置主要由進(jìn)料系統(tǒng)、底座、機(jī)身、電動(dòng)機(jī)、變速器(I)、變速器(2)、第一級(jí)超高壓泵、第一級(jí)射流閥、中程增壓過渡壓力蓄能貯油器、進(jìn)油管(I)、第二級(jí)射流閥、出油管(I)、第二級(jí)超高壓泵、進(jìn)油管(2)、出油管(2)、納米乳化液貯油系統(tǒng)組成組成，雙出軸Y型三相異步電動(dòng)機(jī)裝在底座導(dǎo)軌上，電動(dòng)機(jī)還裝有QC型磁力啟動(dòng)器，對(duì)大功率電動(dòng)機(jī)配有電氣控制箱，使之啟動(dòng)時(shí)保護(hù)電網(wǎng)，在電動(dòng)機(jī)的左右兩側(cè)配有變速器(I)和變速器(2)，與變速器(I)匹配的第一級(jí)超高壓泵固定在機(jī)身左側(cè)垂向壁上，其料液出口與第一級(jí)射流閥的閥座進(jìn)料口對(duì)中后安裝固定，并有高壓密封墊密封，與變速器(2)匹配的第二級(jí)超高壓泵固定在機(jī)身右側(cè)垂向壁上，其料液出口與第二級(jí)射流閥的閥座進(jìn)料口對(duì)中后安裝固定，并有高壓密封墊密封，在兩支射流閥的流道上各串聯(lián)一只壓力表，在射流閥和壓力表之間裝有一個(gè)阻尼裝置，在第一級(jí)射流閥和第二級(jí)超高壓泵之間裝有中程增壓過渡壓力蓄能貯油器；當(dāng)進(jìn)料系統(tǒng)把蓄油罐中的油、水兩相懸浮混合料液經(jīng)進(jìn)油管(I)向第一級(jí)超高壓泵供料液后經(jīng)泵的擠壓把二相流料液以壓力P1送入第一級(jí)射流閥，料液經(jīng)閥高速流出均質(zhì)形成第一級(jí)乳化油，高速流體的流速迅速降低動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力勢(shì)能流入中程增壓過渡壓力蓄能貯油器中，而后經(jīng)過進(jìn)油管(2)送入第二級(jí)超高壓泵，第一級(jí)乳化油在第二級(jí)超高壓泵中增壓后進(jìn)入第二級(jí)射流閥，第一級(jí)乳化油在第二級(jí)射流閥中再次均質(zhì)乳化形成納米乳化油；
2.按權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)超高壓中程增壓雙射流納米乳化裝置，其特征在于:在第一級(jí)射流閥和第二級(jí)超高壓泵之間裝有中程增壓過渡壓力蓄能貯油器，主要包括進(jìn)口單向閥、蓄壓氣囊，貯油箱、出口單向閥，進(jìn)口單向閥與第一級(jí)射流閥的出油管(I)連接，出口單向閥與第二級(jí)超高壓泵的進(jìn)油管(2)連接，從第一級(jí)射流閥流入經(jīng)過第一級(jí)均質(zhì)乳化的油流進(jìn)入出油管(I)后高速流體的流速迅速降低動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力勢(shì)能，由進(jìn)口單向閥進(jìn)入中程增壓過渡壓力蓄能貯油器中，壓力蓄存在蓄壓氣囊中，油蓄存在貯油箱中，貯油箱中的第一級(jí)乳化油在氣囊推動(dòng)下經(jīng)出口單向閥、進(jìn)油管(2)進(jìn)入第二級(jí)超高壓泵，經(jīng)過增壓至P2 = 1.2?1.4?1后，第一級(jí)乳化油進(jìn)入第二級(jí)射流閥，再次均質(zhì)乳化，實(shí)現(xiàn)油、水二相雙射流乳化的連續(xù)性，使乳化油中的水粒子尺寸達(dá)到納米的50?10nm ；
3.按權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)超高壓中程增壓雙射流納米乳化裝置，其特征在于:電動(dòng)機(jī)在導(dǎo)軌上可作適應(yīng)性位移，電動(dòng)機(jī)兩側(cè)的變速器由二級(jí)變速組成，第一級(jí)是三角皮帶傳動(dòng)，第二級(jí)是齒輪傳動(dòng)，在電動(dòng)機(jī)的左右雙出軸上各安裝有I只小三角皮帶輪，在超高壓泵的動(dòng)力端的小齒輪的同軸另一端裝有大三角皮帶輪，電動(dòng)機(jī)在導(dǎo)軌上的位置微調(diào)可調(diào)整大、小三角皮帶輪的傳動(dòng)三角帶的張緊力，第一級(jí)三角皮帶傳動(dòng)可以防止在特殊情況下(過載)時(shí)對(duì)設(shè)備的損壞，第二級(jí)齒輪傳動(dòng)中與小齒輪哨合的大齒輪與曲軸聯(lián)成一體，曲軸帶動(dòng)超高壓泵中的柱塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，擠壓高壓泵中的油、水二相流，使之產(chǎn)生高壓能量;
4.按權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)超高壓中程增壓雙射流納米乳化裝置，其特征在于:進(jìn)料系統(tǒng)包括水、油兩相懸浮混合液貯罐、過濾器、低壓輸油泵，經(jīng)過攪拌機(jī)攪拌后形成的水、油兩相懸浮混合液蓄存在貯罐中，過濾器清除混入兩相混合液中的固體雜質(zhì)，再由低壓輸油泵經(jīng)進(jìn)油管(I)送入第一級(jí)超高壓泵；
5.按權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)超高壓中程增壓雙射流納米乳化裝置，其特征在于:雙出軸電動(dòng)機(jī)同時(shí)向左右兩個(gè)超高壓泵輸出功率，左右兩軸輸出功率的大小由調(diào)整兩個(gè)射流閥的壓力來調(diào)整，軸功率和射流閥的壓力大小成正比。
【文檔編號(hào)】B01F3/08GK104368249SQ201310347883
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】馮崇謙 申請(qǐng)人:馮崇謙