CN2878694Y - 一种船舶柴油机的油水智能混合装置 - Google Patents

一种船舶柴油机的油水智能混合装置 Download PDF

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郑道昌
王炳辉
励金祥
郭江荣
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Abstract

本实用新型公开了一种船舶柴油机的油水智能混合装置，包括单片机、与单片机电连接的通油电磁阀、通水电磁阀和参数传感器装置，通油电磁阀设置在进油管上，通水电磁阀设置在进水管上，进油管和进水管相互连通并通过混合油管与柴油机连通，特点是进水管上设置有计量泵，单片机通过变频器与计量泵电连接，优点是由单片机、变频器和计量泵共同构成混合装置的智能掺水模块，通过单片机的输出程序控制变频器进而驱动计量泵，实现油水比例的动态调节。

Description

一种船舶柴油机的油水智能混合装置
技术领域
本实用新型涉及一种油水智能混合装置，尤其是涉及一种船舶柴油机的油水智能混合装置。
背景技术
随着各国经济的迅猛发展，船舶运输业更加显得重要，世界各国对石油的依存正在逐步提高，世界原油价格的波动直接影响着各国的油品市场，而航运企业的燃油消耗所占海运运营成本比重已高达55％以上。同时，自1997年以来国际海事组织(IMO)通过限制船用发动机废气排放的协议逐步加强对发动机废气排放要求。由此，在高油价和严格排放法规条件下降低燃油消耗率和废气排放是航运企业亟待破解的重大问题。柴油机掺水燃烧技术能够达到节能与降低排放的双重功效，正是突破这一重大问题的有效技术手段。通过多年的研究，国内外已先后取得了较大的成果，技术路线已从“静态乳化”向“动态乳化”发展。
所谓动态乳化就是在油和水的乳化过程中不使用或少使用廉价的乳化剂，而是在性能良好的乳化器中或是利用柴油机本身的乳化功能进行乳化，乳化后直接供柴油机燃烧。动态乳化具有无须配制乳化油，管理维护简单等优点。但是由于柴油机实际运行在不同的工况下，适用不同含水量的乳化油，使动态乳化的实际应用存在较大困难。在这方面至今只有WRR型油水配比器、三浮子式结构的油水配比混合器和油水恒比例混合乳化装置等产品，但这些混合器均存在诸如油水比例不能动态调节、油水比例不稳定、有回流等缺点。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够动态调节油水比例、保持油水比例稳定、防止回流的船舶柴油机的油水智能混合装置，同时解决船舶柴油机能源与排放两大问题，从而将燃油掺水燃烧技术切实推向实用。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种船舶柴油机的油水智能混合装置，包括单片机、与所述的单片机电连接通油电磁阀、通水电磁阀和参数传感器装置，所述的通油电磁阀设置在进油管上，所述的通水电磁阀设置在进水管上，所述的进油管和所述的进水管相互连通并通过混合油管与柴油机连通，所述的进水管上设置有计量泵，所述的单片机通过变频器与所述的计量泵电连接。
所述的进油管和所述的进水管可以分别与均质器连通，所述的均质器通过所述的混合油管与所述的柴油机连通，所述的均质器的搅拌电机与所述的单片机电连接。
所述的参数传感器装置包括设置在所述的进油管上的油流量传感器，设置在所述的进水管上的水流量传感器，设置在所述的柴油机上的柴油机转速传感器和设置在所述的混合油管上的温度传感器。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于由参数传感器装置检测装置的油流量、水流量、柴油机转速和混合后乳化油温度等四个关键参数，将检测到的参数经转换后送入单片机，由单片机、变频器和计量泵共同构成混合装置的智能掺水模块，通过单片机的输出程序控制变频器进而驱动计量泵，实现油水比例的动态调节；均质器的搅拌电机转速由单片机控制，可以实现柴油机不同工况下不同油水比例的充分混合和乳化。本实用新型还可以推广到应用到发电机组。
本实用新型的装置结构简单、性能可靠、管理维护方便、容易操作，尤其能够实现油水比例随船舶柴油机负荷变化而动态调解，且控制精度高，油水比例稳定，通过程序的模糊查表可以实现最佳的掺水比例，从而大大减少柴油机的耗油量，达到显著降低船舶运营成本的实效要求。
附图说明
图1为本实用新型的装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例一：如图所示，一种船舶柴油机的油水智能混合装置，包括单片机1、与单片机1电连接的通油电磁阀2、通水电磁阀3，油箱4和水箱5分别通过进油管6和进水管7与均质器8连通，均质器8通过混合油管9与柴油机10连通，通油电磁阀2设置在进油管6上，通水电磁阀3设置在进水管7上，进油管6上设置有油流量传感器13，进水管上设置有水流量传感器14，柴油机10上设置有柴油机转速传感器15，而混合油管9上设置有温度传感器16，进水管7上设置有计量泵11，单片机1通过变频器12与计量泵11电连接，均质器8的搅拌电机81与单片机1电连接。
该装置中油、水流量、柴油机转速和混合后乳化油温度信号由油流量传感器13、水流量传感器14、柴油机转速传感器15和温度传感器16采集检测并进行转换，最后将信号送入单片机1的***电路进行处理，单片机1是整个智能混合装置的核心，它与变频器12、计量泵11共同组成该装置的掺水执行模块，在单片机1的程序控制下实现掺水比例的动态调节；均质器8汇集两路管道的水和油，并在单片机1控制的搅拌电机81的作用下实现油水在不同工况下的充分混合，同时达到油水充分乳化的目的，这是本实用新型油水智能混合装置的中心环节。单片机1可以根据事先确定的表格数据，通过程序的模糊查表确定最佳的掺水率。
本实用新型可以工作在两种不同模式以配合船舶柴油机不同运转状况的需要。一般模式：单片机1控制通水电磁阀3关闭，计量泵11和均质器8的搅拌电机81停止工作，通油电磁阀2开启后油液直接进入柴油机10，油流量传感器13、柴油机转速传感器15和温度传感器16正常工作，其检测信号直接送入单片机1的***电路，并通过单片机1直接送显示模块(图未显示)显示；此模式特别适合柴油机10工作在启动、机动航行和其他特别工况。动态乳化模式：单片机1控制通水电磁阀3开启，当通油电磁阀2开启后，油流量传感器13检测进油管6中油的流量，同时柴油机转速传感器15检测到柴油机10的转速，经单片机1的***电路送入单片机1和显示模块，单片机1经程序分析后控制计量泵11将水箱5中的水注入均质器8，确保油水达到预定比例；均质器8中的油水经过单片机1控制的搅拌电机81搅拌，通过转速调节使油液和水充分混合，达到最佳乳化效果。在此过程中，同时检查柴油机10的入口油温和水流量，通过显示模块显示。
本实用新型的均质器8为一密封容积，通过自带的搅拌电机81对内部两种液体进行充分搅拌，搅拌电机81的转速受单片机1程序控制，单片机1为Atmel公司的AT90S8535单片机，该单片机是基于AVR R ISC的低功耗CMOS8b单片机，可以达到1M IPS/MHz的处理速度。另外，单片机1自身带有A/D转换功能，只要简单的电路就可以组成较高精度的A/D转换器，在ADC噪声抑制模式下可以减少ADC转换时的噪声。单片机1的***电路包括电源模块、转速信号处理模块、油流量信号处理模块、水流量信号处理模块、温度信号处理模块、通水电磁阀控制输出模块、变频器控制输出模块、均质器搅拌电机控制输出模块、按键模块和显示模块，这些均可以通过现有技术得以实现。其中的按键模块可以包括开关按键、参数设置按键和应急情况下的手动断水按键，显示模块可以包括温度、柴油机转速、油流量、水流量以及掺水比和最大节油率的数据显示。
实施例二：其它结构与实施例一相同，不同之处在于去掉了均质器8，而改由一个三通(图未显示)来替代，但这种结构的油水混合乳化效果不如实施一的结构。

Claims (3)

1、一种船舶柴油机的油水智能混合装置，包括单片机、与所述的单片机电连接通油电磁阀、通水电磁阀和参数传感器装置，所述的通油电磁阀设置在进油管上，所述的通水电磁阀设置在进水管上，所述的进油管和所述的进水管相互连通并通过混合油管与柴油机连通，其特征在于所述的进水管上设置有计量泵，所述的单片机通过变频器与所述的计量泵电连接。
2、如权利要求1所述的一种船舶柴油机的油水智能混合装置，其特征在于所述的进油管和所述的进水管分别与均质器连通，所述的均质器通过所述的混合油管与所述的柴油机连通，所述的均质器的搅拌电机与所述的单片机电连接。
3、如权利要求1所述一种船舶柴油机油水智能混合装置，其特征在于所述的参数传感器装置包括设置在所述的进油管上的油流量传感器，设置在所述的进水管上的水流量传感器，设置在所述的柴油机上的柴油机转速传感器和设置在所述的混合油管上的温度传感器。
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