Автоматический клапан предназначен для установки на агрегатах очистки топлива в системах питания тракторов и автомобилей, на топливных баках и резервуарах для хранения нефтепродуктов. Рекомендуется для внедрения на двигателях внутреннего сгорания и в организациях, занимающихся транспортированием и хранением нефтепродуктов.
Решение задач, связанных со своевременным удалением воды из отстойной зоны корпусов фильтров, топливных баков, цистерн и резервуаров, является важной и актуальной проблемой. Это связано с тем, что в настоящее время в реальных условиях эксплуатации вероятность использования обводненного топлива весьма велика. Поэтому в рамках работы над совершенствованием конструкции и оптимизацией параметров фильтра-водоотделителя для дизельных двигателей в настоящее время учеными России и Казахстана ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по обоснованию конструкции и параметров автоматического клапана для систем подачи топлива.
Удаление воды из отстойной зоны агрегатов очистки топлива, топливных баков и резервуаров регламентировано операциями технического обслуживания согласно их периодичности. Однако эти операции не всегда эффективны, так как периодичность технического обслуживания по сливу воды не обоснована; в инструкциях по эксплуатации не учтены фактические территориальные и климатические условия. В связи с этим для обеспечения нормального функционирования системы топливоснабжения на обводненном топливе необходимо оперативно удалять воду из отстойной зоны в случае ее накопления.
С целью оперативного удаления воды из отстойной зоны разработан автоматический клапан.
Рис.1 Автоматический клапан для удаления воды.
На рис. 1 приведена схема установки автоматического клапана на корпусе фильтра отделителя. Автоматический клапан состоит из корпуса 1, в который устанавливается электромагнитный клапан с пружиной 2 и сливной штуцер 3. К корпусу фильтра автоматический клапан присоединяется с помощью переходного штуцера 4, который вворачивается в сливную пробку.
Управление электромагнитным клапаном осуществляется с помощью двух датчиков – электродов 5, соединительных проводов 6 и блока управления 7.
На рис. 2 представлена электрическая схема блока управления 7 электромагнитным клапаном 2, в которую включены: резисторы, транзисторы, реле 3, катушка электромагнита ЭМ, электроды , тумблер Вк и источник питания.
Рис.2 Электрическая схема блока управления электромагнитным клапаном.
Клапан исключает возможность попадания воды в топливную систему при накоплении воды до критического верхнего уровня Вур., т.к. в этот момент клапан срабатывает и вода сливается.
Принцип работы основан на различной диэлектрической проницаемости нефтепродуктов и воды. Углеводородные жидкости являются диэлектриком, а вода – проводником. Автоматический клапан работает следующим образом. В исходном состоянии, когда вода в отстойной зоне отсутствует, катушка электромагнита ЭМ обесточена, клапан закрыт. По мере накопления вода достигает нижнего уровня Нур., в этом случае образуется электрическая цепь «-» - вода – R2 – R4 – «+», т.е. подается отрицательное напряжение на базу транзистора, он открывается, подготавливая цепь включения Р. При дальнейшем накоплении воды она достигает критического верхнего уровня (Вур.), при этом образуется электрическая цепь «-» - вода – R1 – R3 – «+», включается транзистор V1. В данном случае срабатывает реле Р и контактом Р1 включает катушку электромагнита ЭМ – клапан открывается и происходит слив воды.
Уровень воды понижается и находится ниже электрода верхнего уровня (Вур.), в этом случае транзистор V1 отключается, но реле Р не обесточено, т.к. заблокировано контактом Р2. Когда вода опустится ниже уровня Нур., отключается транзистор V2 и обесточивает реле Р и ЭМ – клапан под действием пружины закрывается. Схема приходит в исходное состояние, затем по мере накопления воды цикл повторяется.
Применение автоматического клапана на дизельных двигателях позволит повысить надежность работы топливной аппаратуры и снизить трудоемкость агрегатов очистки топлива на 30- 40 %.
Ориентировочная стоимость автоматического клапана составит 288 руб. (1500 тенге в ценах 2009 года) Ожидаемый годовой экономический эффект составит около 6730 руб. (35 тыс. тенге) на одно транспортное средство с дизельными двигателями.
Для реализации предлагаемого проекта необходимая сумма составит 960000 руб. (5 млн. тенге.)
Литература
1. Рыбаков К.В., Жулдыбин Е.Н., Коваленко В.П. Обезвоживание авиационных горюче-смазочных материалов, - Транспорт, 1979.
2. Рыбаков К.В. и др. Автомобильные цистерны для транспортирования нефтепродуктов. – М.: Транспорт. 1989 – 160 с.
