§ 5.5. Вискозиметры в системе подогрева топлива

Правильный выбор вязкости топлива и поддержание ее постоян­ной на различных режимах работы дизеля способствуют повыше­нию экономичности его работы, улучшению работы топливной аппаратуры, уменьшению нагарообразования и износа деталей ЦПГ, ТНВД и форсунок. Очень важно соблюдать определенную

Рис. 5.38. .Принципиальная схема включения вискозиметра и регулирование

вязкости топлива.

I — расходная цистерна тяжелого топлива; 2 — змеевик парового подогревателя; 3 — расходная цистерна дизельного топлива; 4 — смесительный клапан; 5 — расходомер; 6 — смесительная цистерна; 7 — трубопровод прокачки топлива; S — дизель; 9 — ТНВД; 10 — обводной трубопровод; 11 — вискозиметр; 12 — паровой регулирующий клапан;

13 — топливоподкачивающий насос. ■

скорость изменения вязкости топлива при переходе с легкого топлива на тяжелое, в процессе которого скорость повышения температуры не должна превышать 3.°С в минуту. В системе регулирования вязкости топлива с помощью вискозиметра пре­дусматриваются установка парового автоматического клапана, ' регулирующего подачу свежего пара на топливоподогреватель, и рециркуляция топлива в смесительный, бак (рис. 5.38).

Наибольшее распространение получили измерители вязкости капиллярного типа, основанные на использовании формулы Пуазейля

где t) — динамическая вязкость; г — радиус капилляра; Ар_я — гидравлическое сопротивление капилляра; V_K — объемный рас­ход жидкости через капилляр; I — длина капилляра; /С — по-

Рис. 5.39. Схема автоматического регулирования и регистрации вязкости регу­лятором «ВАФ-Вискотерм».

I — регистрирующий прибор ВАФ; 2 — регистрирующий прибор УСГ; 3 — регулиру­ющий прибор УСГ; 4 — вискотерм; 5 — топливо к ТНВД; 6 — редукционный клапан- фильтр; 7 — регулирующий клапан в паропроводе; 8 — фильтр тонкой очистки: 9 — Датчик разности давлений; 10 — предварительный топливоподогреватель.

стоянная для каждого капилляра величина. Обеспечение постоян­ного расхода в различных конструкциях решается по-раЗному.

Вискозиметр системы «ВАФ-В искотерм» с системой управления «Ф А В-Ко н о ф л о у (Ни­дерланды) обеспечивает непосредственное регулирование вязкости топлива за счет автоматического регулирования тем­пературы топлива на выходе из топливоподогревателя.

Автоматический прибор «ВАФ-Вискотерм» (рис. 5.39) вклю­чает в себя — вискотерм (чувствительный элемент), в котором вязкость топлива обусловливает перепад давления (рис. 5.40);

• датчик перепада давления (рис. 5.41), в котором разность

давления (вязкость топлива) преобразуется в прямо пропорцио- ■ нальный воздушный сигнал;

• регулирующий прибор типа УСТ, в котором воздушный < сигнал передается для указания и регулирования вязкости; i

• регулирующий клапан системы «ВАФ-Конофлоу», который Щ изменяет количество пара, поступающего в топливоподогрева-^ I тель;

• редукционный клапан-фильтр системы «ВАФ-Конофлоу», в котором воздух фильтруется и поддерживается его постоянное давление перед регулирующим клапаном;

• приборы ВАФ и УСГ, регистрирующие вязкость топлива графически.

1 I

Рис. 5.40. Чувствительный элемент «ВАФ-Вискотерм».

I — капиллярная трубка; 2 — к датчику разностного давления; 3 — корпус; 4 — шестерни насоса; 5 —всасывающая полость топливного шестеренного насоса; 6 — термометр.

Шестеренны^ насос, приводимый в действие электродвигателем через редуктор, непрерывно прокачивает небольшое, но постоян- _v ное количество топлива через измерительный прибор и капил­лярную трубку, в которой разность давлений прямо пропорцио­нальна вязкости. Этот перепад давлений передается на мембрану датчика. Возникающая избыточная сила передвигает мембрану и балансирный рычаг налево, в результате чего открывается впуск­ная форсунка. Создается напор воздуха в воздуходувке возврат­ного действия.

Редукционный клапан-фильтр служит для очистки воздуха и поддержания постоянным установленного воздушного давления, питающего датчик разности давлений и регулирующий прибор тдпа УСГ. Максимальное впускное давление 1 МПа, выпускное давление 0,175 МПа. Датчик разности давлений наполнен глице­рином, так что топливо не может проникнуть в прибор.

Автоматическая установка фирмы ВАФ обеспечивает длитель­ную и надежную работу системы. Недостаток установки — ее сложность и необходимость поддержания рабочего воздуха в чис­том и осушенном состоянии.

Регуляторы вязкости типа 2ИРВПД (СССР) двухимпульсные прямого действия. Регулятор (рис. 5.42) состоит из следующих основных узлов: / — измеритель вязкости, II—

+

Рис. 5.41. Датчик перепада давлений.

/ — чугунный кожух; 2 — мембрана; 3 — сильфоны; 4 — блок установки нулевой точки и диапазона измерений; 5 — балансирный рычаг; 6 — винт для установки кулевой точки; 7 — ось вращения балансирного рычага; 8 — сильфон обратной связи; 9 — удаление воздуха в атмосферу; 10 — впускная форсунка (подача воздуха давлением 0,14 МПА; И — выходной сигнал к регистрирующему и к регулирующему приборам; 12 — винт установки диапазона измерений.

регулятор расхода, III — исполнительный механизм, IV — пока­зывающий прибор.

Вязкость измеряется с помощью двух узлов: регулятора рас­хода и измерителя вязкости. Регулятор расхода установлен за измерителем вязкости по потоку топлива и предназначен для поддержания постоянного расхода топлива через капилляр изме­рителя. В качестве регулирующего органа использован пароре- гулирующий клапан компенсационного типа. Перепад давлений Рта и р_х#, пропорциональный вязкости, открывает или закрывает Клапан подачи греющего пара.

Вискозиметр «Вискозимат» фирмы «Аскания—MAN» (на судах *Кура>, «Елгава» и др.) работает по аналогичному принципу.

Вискозиметр типа ВИСК-21 фирмы «Евро­контроль» (рис. 5.43) обеспечивает измерение вязкости жидкости или смеси жидкостей, выходной сигнал давлением 0,02—0,10 МПа; применяется на судах типа «Смоленск».

Технические характеристики пневматического вискозиметра ВИСК-21 Р («Сеффле», Швеция) следующие: диапазон измерения вязкости 18—1500 мм²/с; точность измерения ±1 % измеряемого значения; максимальное рабочее давление 10 и 6,4 МПа; макси­мальная температура среды 200 °С; максимальная температура окружающей среды 60 °С; электродвигатель: трехфазный с корот-

Рис. 5.43. Принцип действия вискозиметра «ВИСК-21Р».

/ — вал, приводимый электрическим двигателем; 2 — вращающаяся шайба; 3 — ста* ционарная шайба; 4 — регулируемый зазор между шайбами; 5 — эластичное уплотнение измеряющего вала; 6 — дроссель; 7 — усилительное реле; 8 — механические стопоры;

8. — сопло; 10 — откидная заслонка; 11 — пружина регулирования нулевой точки; 12 — реакция на измеряемый момент; 13 — перемещение силыфона для регулирования чувствительности; 14 — сильфоны обратной связи; 15 — редукционный клапан подачи

воздуха.

козамкнутым ротором, 0,75 кВт, 220/127 В, 380/220 В или 500/290 В, 50 или 60 Гц, 1400 об/мин. Термовыключатель: темпе­ратура срабатывания 50, 60, 70 или 80 °С, отключающие пара­метры переменного тока 3 А при 250 В. Давление воздуха питания 0,14 МПа, расход воздуха питания 2,5 л/мин, выходной сигнал 0,02—0,10 МПа. Максимальный поток через измерительную ко­робку: 14 м³/ч — при диаметре фланцевого соединения 50 мм, 36 м³/ч — при диаметре 80 мм и 126 м³/ч — при диаметре 150 мм. Установка горизонтальная при вертикальном восходящем потоке через измерительную коробку. Масса 60 кг при диаметре 50 мм, 65 кг при диаметре 80 мм, 160 кг при диаметре 150 мм.

Вискозиметр работает с измерением силы трения в потоке ^при помощи двух дисков — вращающегося и неподвижного чув­ствительного (см. рис. 5.43). Шайба, вращающаяся с постоян-

вой скоростью, имеет радиальные пазы, у каждого из которы шин край изогнут наружу. Эти края (лопатки) постоянно захва одвают новую порцию жидкости с данной вязкостью и нагнетай?! ее в зазор между двумя шайбами. На неподвижную шайбу воздей­ствует крутящий момент, пропорциональный измеряемому зна%: чению вязкости и расстоянию между шайбами. Приводной вал вращающейся шайбы установлен в двух шарикоподшипниках. Неподвижная измеряющая шайба прочно соединена с измеряю­щим валом, который также расположен в двух шарикоподшип­никах. Резиновое кольцо с двумя коническими поверхностями, установленное непосредственно позади стационарной шайбы,

Рио. 5.44. Вискозиметр VM-200A фир­мы «Дудвелл».

I — »лектродввгатель; 2 —магнитная со- •дв нательная муфта; 3 — винтовой васос; 4 — поршень; 5 — пружина; в — чувстви­тельные »лемент.

действует в качестве уплотне­ния между жидкостью в изме- рительной коробке и наруж­ным воздухом. Измерительный преобразователь является ры­чажной системой с откидной: заслонкой, соплом и двум* сильфонами обратной связиi Измеряемый момент вызывав* движение, которое передается через посредство измеритель-' ного вала рычажной системе откидной заслонки. Когда из­меряемый момент (вязкость) увеличивается, заслонка при­ближается к соплу, и давление в контуре сопла растет. Уси-< ленный выходной сигнал посту-* пает в сильфоны обратной связи и вызывает силу, противодей№ вующую рычажной системе; которая уравновешивает изме­ряемый момент. i' Вискозиметр не рекомендуется применять для измерения все диапазона вязкости жидкости. Измерения необходимо начина в области эксплуатационных температур, для чего датчик виск зиметра оснащен термовыключателем, который одновременн защищает его от перегрузки.

Фильтр, предусмотренный в трубопроводе подачи воздуха, рекомендуется очищать один раз в год, а если воздух загрязнен то чаще. Надо следить за степенью утечки измеряемой жидкое" из коробки сальника, при необходимости следует со всей осто рожностью зажать кольцо сальника. Если набивка сальника изношена настолько, что верхнее поступающее кольцо доходи! до своего нижнего положения, целесообразно установить ещ одно кольцо. Шарикоподшипники вращающегося вала смазыва один раз в год.

Аналогичный принцип регулирования вязкости топлива зало­жен в вискозиметрах двигателей 8RND-90 фирмы «Зульцер- Цегельски» (теплоход типа «Маршал Буденный»).

Топливо, проходящее через зазор между вращающимися ци­линдром и корпусом и оказывающее давление на поршень с наруж­ной пружиной, используется для измерения вязкости в виско­зиметре типа VM-200A (рис. 5.44).