Термомеханический насос

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3819948/25-06 (22) 04.12.84 (46) 07.07.86. Бюл. № 25 (71) Московский ордена Ленина и ордена

Октябрьской Революции энергетический институт и Научно-производственное объединение «Солнце» АН ТССР (72) P. Б. Байрамов, Ю. В. Синявский, С. Сейиткурбанов н С. Ф. Голубцов (53) 621.671 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1151710, кл. F 04 В 19/24, 1983. (54) (57) 1. ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИ!! НАСОС, содержащий корпус с двумя цилиндрами, размещенные в них на общем што— ке подвижные элементы, разделяющие объемы цилиндров на полости, отличающийся температурой рабочего тела, устройство нагрева и охлаждения последнего н рас„,SU,„, 1242639 А1

m 4 F 04 В 19/24, 15/08 положенные в холодных полостях клапаны всасывания и нагнетания и аккумуляторы механической энергии подвижных элементов, причем теплые полости гидравлически между собой связаны через клапаны перепуска рабочего тела, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности при сохранения автономности в нем теплые полости расположены в разных цилиндрах с внешних сторон подвижных элементов, выполненных из теплоизоляционного материала.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что цилиндры выполнены одинакового диаметра.

3. Насос по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что гидравлическая связь теплых полостей выполнена в виде двух каналов в общем штоке, в которых установлены клапаны перепусков рабочего тела.

1242639

Изобретение относится к энергетике, в частности к термомеханическим насосом для перекачки испаряющихся жидкостей.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности насоса при сохранении автономности его работы путем создания управляющего движением перепада давлений без нагрузки на подвижные элементы.

На чертеже показана конструктивная схема термомеханического насоса. l0

Термомеханический насос содержит корпус 1 с двумя цилиндрами 2 и 3, размещенные в них на общем штоке 4 подвижные элементы 5 и 6, разделяющие об.ьемы цилиндров 2 и 3 на полости 7, 8 и 9, 10 соответственно, отличающиеся температурой рабочего тела, устройство 11 нагрева и охлаждения последнего и расположенные в холодных полостях 8 и 9 клапаны 12 и 13 всасывания и нагнетания соответственно и аккумуляторы !4 и !5 механической энергии подвижных элементов 5 и 6 соответственно, причем теплые полости 7 и 10 гидравлически между собой связаны через клапаны

16 и 17 перепуска. рабочего тела.

Теплые полости 7 и 10 расположены в разных цилиндрах, а именно полость 7 в 25 цилиндре 2, а полость 10 в цилиндре 3, с впе(пних сторон подвижных элементов 5 и 6, выполненных из теплоизоляционного матеРпkl !3.

1.!илиндры 2 и 3 могут быть выполнены одинакового диямегра.

Гидравлическая связь теплых полостей

7 и !О может быть выполнена в виде двух каналов 18 и 19 в общем штоке 4 и в них установлены клапаны 16 и 17 перепуска рабочего тела соответственно.

Устройство 11 нагрева и охлаждения рабочего тела содержит испарители 20 и 21, конденсаторы 22 и 23 и рекуперативный теп.(! Ооо ы е H (.! и K 24. ! х;(япяны 16 H 17 перепуска рабочего тела име10T хвостовики 25 и ?6 соответственно.

1!!ток 4 имеет уплотнения 27 и 28.

Термомеханический насос работает следующим образом.

1(ис! арителям 20 и 2! постоянно подводят тепло извне и таким образом в полостях 7 и 10 поддержива(от температуру вы- 45 п(е, чем температура кипения рабочего тела при давлении нагнетания. От конденсаторов 22 и 23 тепло отводят и поддерживают температуру рабочего тела в полостях

8 и 9 пижc температуры конденсации при давлении I;cçcllâdl(HH. При расположении подвижных эл(Рм(:нтов 5 и б В кр3 и нсм Бе!)хнем положен (и клапан 6 перепуска открыт и

ldf%IcHHc B0 (3ccx !jo. (остях 7--- 1 0 0 IH k(3I 0Boc.

Лккъ,(v»klaoр 14 !пружина) находится в c(Ioбодном состоянии, а аккумулятор 15 — и

55 сжатом. lko.(воздействием силы со стороны аккумулятора 5 подвижные элементы

5 и, б, связанные общим штоком 4, IIHчинают двигаться вниз, а клапан 16 закрывается.

При дальнейшем движении часть перекачиваемой жидкости, находящейся в полости

8, перемещается из нее через конденсатор

22 и рекуперативный теплообменник 24 в испаритель 20, где в результате подвода тепла испаряется и поступает в полость 7.

Давление в гидравлически связанных полостях 7 и 8 быстро растет.

При этом газообразное рабочее тело из полости 10 перемещается подвижным элементом 6 через теплообменник 24 в конденсатор 23, где в результате отвода тепла конденсируется. В результате этого давление в гидравлически связанных полостях 9 и 10 быстро снижается.

Таким образом, после закрытия клапана

16 перепуска на подвижные элементы 5 и 6 начинает действовать сила от разности давлений в полостях 7, 8 и 9, 10 цилиндров 2 и 3. Из-за дифференциальности подвижных элементов 5 и 6 !обший шток 4 в полостях

8 и 9) возникает результирующая сила, направленная вниз. Эта сила растет но мере движения элемен"îâ,5 и 6 и достигает максимума, соответствующего разнице давлений нагнетания и всасывания. При достижении в полостях 7 и 8 давления нагнетания открывается клапан 13, и перекачиваемая жидкость начинает поступать из полости 8 в нагнетательный трубопровод (не показан).

При снижении давления в полостях 9 и ! 0 до давления всасывания открывается клапан 12 и начинается процесс всасывания очередной порции перекачиваемой жидкости в полость 9. После прохождения подвижными элементами 5 и б второй половины хода их энергия накапливается в аккумуляторе

14. Пр-l подходе элементов 5 и б к нижней мертвой точке хвостовик 26 клапана 17 перепуска упирается в дно цилиндра 3 и клапан

17 открывается. 33 счет перетечки газа меж ду полостями 7 и 10 давление во всех полостях 7--! 0 выравнивается, а именно в полостях 7 и 8 снижается, я в полостях

9 и 10 повышается. При этом закрываются нагнетательный !3 и всасыва(оший 12 клапаны. Двигательной силой подвижных элементов является аккумулятор !4, обеспечивающий реверс насоса, Часть жидкости из полости 9 поступает в испаритсль 23, где переходит в газообразное состояние. При этом газ из полости 7 переталкивается в полость

8, предварительно конденсируясь в результате отвода тепла в теплообменнике 24 и конденсаторе 22. Г1оэтому давление в полостях

9 и 10 повышается, а в полостях 7 и 8 снижается. Ня подвижные элементы 5 и 6 начиняет действовать сила, направленная вверх, обеспе" ивяя их движение до верхней мертвой то:,ки.

После достижения давления нагнетания открывается клапан 13 и идет процесс нагнетания перекачиваемой жидкости из полости 9

1242639

f ËÐ ) Р. + Р:к+ P ..+ Р -, где P—

Ртр.

Рак.

РPrc.

Составитель Г1. Шендерович

Редактор О. Головач Техред И. Верес Корректор А. Обру «ар

Заказ 3677/32 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, УК вЂ” 35, Рау шская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

3 в нагнетательный трубопровод. В это время в полостях 7 и 8 давление снижается до давления всасывания, открывается клапан

12 и в полость 8 всасывается очередная порция жидкости. После прохода элементами 5 и 6 второй половины хода их энергия 5 накапливается в аккумуляторе 15. При достижении подвижными элементами 5 и 6 верхней мертвой точки хвостовик 26 клапана 16 перепуска упирается в дно цилиндра 2 и открывается. 10

В результате перепуска газа между полостями 7 и 10 давление во всех полостях 7 — 10 уравнивается. На элементы 5 и 6 в это время действует только сила аккумулятора 15, обеспечивающего реверс. При отходе подвижных элементов 5 и 6 от верхней мерт- 15 вой точки клапан 16 перепуска закрывается и цикл работы насоса повторяется.

Для обеспечения цикличной работы насоса необходимо выполнение условия поперечное сечение штока 4; разница давлений нагнетания и всасывания; сила трения при движении штока 4; сила от аккумулятора 14 или 15; сила тяжести штока 4 и подвижных элементов 5 и 6; гидравлическое сопротивление переталкиванию жидкости между полостями7и8,9и 10.

Использование предложенного термомеханического насоса повышает эксплуатационную надежность благодаря возможности использовать в качестве подвижных элементов вытеснителей при сохранении автономности работы. Кроме того, снижаются габариты термомеханического насоса.