Объемный насос с тепловым приводом

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1268794 ш4 FОЗ G 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3894433/25-06 . (22) 13.05.85 (46) 07.11.86. Бюл. ¹ 41 (72) Э. П. Коваленко и Д. В. Сушко (53) 621.48 (088.8) (56) Патент США № 3139837, кл. 60 — 94 R, опублик. 1964.

Авторское свидетельство СССР № 1118798, кл. F 03 Ci ?/06, 1982. (54) ОБЪЕМНЫИ НАСОС С ТЕПЛОВЫМ

ПРИВОДОМ (57) Изобретение относится к гидромашиностроению, а именно к насосам, приводимым в движение тепловой энергией перепадов температур между нагретой и охлажденной средами. Изобретение позволяет повысить КПД путем уменьшения потерь тепла при попеременном нагреве и охлаждении элементов конструкции. Выделившийся в процессе нагревания рабочего тела (PT) в теплообменнике 10 газ по газоводу 13 поступает в приводную камеру (К) 4. Давление в последней увеличивается, вследствие чего она начинает расширяться. В результате по мере нагревания PT расширяется рабочая К 3, в которую через клапан 6 из трубопровода 8 всасывается вода. Расширение К 4 продолжается до тех нор, пока подвижная стенка 2 не опустится ниже дна

20 теплообменника 10 до высоты, при которой давление жидкой фазы РТ на клапанрегулятор (КР) 21 будет достаточным для его открытия. Через открытый КР 21 жидкая фаза PT вытекает в К 4, где охлаждается и поглощает газ. Давление в К 4 падает, вследствие чего газ поступает из теплообменника 10 в К 4. К 4 начинает сокращаться по мере охлаждения РТ, высота расположения стенки 2 увеличивается и вода вытесняется из К 3 в трубопровод 9 через клапан 7. При размещении стенки 2 выше дна 20 открывается КР 21 и жидкая фаза

PT сливается в теплообменник 10, где происходит его нагрев, после чего весь процесс повторяется. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1268794

Изобретение относится к гидромашиностроению, а именно к насосам, приводимым в движение тепловой энергией перепадов температур между нагретой и охлажденной среда ми. 5

Цель изобретения — повышение КПД путем уменьшения потерь тепла при попеременном нагреве и охлаждении элементов конструкции.

На фиг. 1 схематически представлен пред лагаемый насос, разрез по оси его камер при верхнем положении их подвижной стенки; на фиг. 2 — то же, при нижнем положении.

Объемный насос содержит имеющие об щие торцовые стенки 1 и 2 рабочую 3 и приводную 4 камеры с гибкими боковыми стенками 5. Рабочая камера 3 снабжена всасывакицим 6 и нагнетательным 7 клапанами, посредством которых она соединена соответственно с трубопроводами 8 и 9.

Насос содержит также теплообменник 10 в виде емкости, заполненной рабочим телом 11 в виде смеси газа и его жидкого растворителя (например, водного раствора аммиака или раствора ацетилена в ацетоне). Газовый объем 12 теплообменника !0 сообщен газоводом 13 с приводной камерой 4. Теплообменник 10 с приводной камерой 4 образуют тепловой привод предлагаемого объемного насоса. Источник нагрева этого теплового привода представляет собой среду 14 с повышенной температурой, а источник охлаждения — — среду 15 с пониженной температурой. Среды 14 и 15 отделены одна от другой теплоизолируюгцей стенкой 16. Жидкостный объем 17 теплообменника 10 соединен с нижней частью приводной камеры 4 гибким шлангом 18 с помощью патрубка 19. Теплообменник 0 установлен в среде 14 с повышенной температурой.

Верхняя торцовая стенка 1 рабочей 3 и приводной 4 камер закреплена неподвиж- 4О но, а нижняя их торцовая стенка 2 установлена подвижно в среде 15 с пониженной температурой и выполнена теплопроводной только на том участке, где она является стенкой приводной камеры 4. Стенки и 5 и стенка 2 на участке, где она является стенкой рабочей камеры 3, выполнены нетеплопроводными. Дно 20 теплообменника 10 расположено на высоте, равной средней высоте расположения подвижной стенки 2 приводной камеры 4 для обеспечения попеременного перетока жидкой фазы рабо:- его тела из теплообменника 10 в приводную камеру 4 и обратно в разных фазах рабочего цикла устройства. Дно 20 теплообменника 10 и подвижная стенка 2 приводной камеры 4 выполнены с уклоном в сторону 55

-ибкого шланга 18, в котором установлен клапан-регулятор 21 давления.

Устройство работает следующим образом.

Когда жидкое рабочее тело 1 1 находится в теплообменнике 10, в результате нагрева из него выделяется газ, который по газоводу 13 поступает в приводную камеру 4.

Давление в последней увеличивается и она начинает расширяться. В результате по мере нагревания рабочего тела 11 расширяется рабочая камера 3 и в нее через клапан 6 из трубопровода 8 всасывается вода. Расширение камеры 4 продолжается до тех пор, пока подвижная стенка 2 не опустится ниже дна 20 теплообменника 10 до высоты, при которой давление жидкой фазы рабочего тела 11 на клапан-регулятор 21 достаточно, чтобы он открылся и через него жидкая фаза рабочего тела 11 из теплообменника 10 вытекла в приводную камеру 4. После того, как жидкая фаза рабочего тела 11 поступила в приводную камеру 4, она начинает охлаждаться и поглощать газ, давление в камере 4 адает, газ по газоводу 13 поступает из теплообменника 10 в камеру 4 вследствие падения давления в ней. Приводная камера 4 начинает сокращаться по мере охлаждения рабочего тела 11, высота расположения подвижной стенки 2 увеличивается, и вода вытесняется из рабочей камеры 3 в трубопровод 9 через клапан 7. Когда подвижная стенка 2 достигает положения, при котором она оказывается выше дна 20 теплообменника 10, и давление жидкой фазы рабочего тела 11 на клапан-регулятор 21 станет достаточным, чтобы его открыть, жидкая фаза рабочего тела 11 сливается в теплообменник 10, где происходит его нагрев, после чего весь процесс повторяется.

Описанный объемный насос может работать на перепаде температур перекачиваемой подземной воды, имеющей обычно температуру до 10" С, и поверхностной воды, имеющей повышенную температуру. Он также может работать с использованием естественного перепада температур воды и воздуха. Для увеличения используемого перепада температур вода или воздух могут быть подогреты, например, солнечным нагревателем (не показано).

Формула изобретения

1. Объемный насос с тепловым приводом, содержащий имеющие общие торцовые стенки рабочую и приводную камеры, теплообменник, выполненный в виде заполненной смесью газа и его жидкого растворителя емкости, газовый объем которой сообщен с приводной камерой, и источники нагрева и охлаждения в виде сред соответственно с повышенной и пониженной температурой, отличаюи!ийся тем, что, с целью повышения

12б8794

Составитель Л. Тугарев

Техред И. Верес Корректор С. Черни

Тираж 447 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

Редактор М. Бланар

Заказ 6011/34

КПД путем уменьшения потерь тепла при попеременном нагреве и охлаждении элементов конструкции, он дополнительно снабжен соединяющим жидкостный объем теплообменника и нижнюю часть приводной камеры гибким шлангом, теплообменник установлен в среде с повышенной температурой, верхняя стенка приводной камеры закреплена неподвижно, а нижняя выполнена теплопроводной и установлена подвижно в среде с пониженной температурой.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что дно теплообменника расположено на высоте, равной средней высоте расположения подвижной стенки приводной камеры.

3. Насос по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что дно теплообменника и подвижная стенка приводной камеры выполнены с уклоном в сторону гибкого шланга.

4. Насос по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен установленным в гибком шланге клапаном-регулятором давления.