Насос с тепловым приводом

 

СОЮЗ СОВЕ HHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ПП 4 Р 04 В 17 00 43 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4207088/25-06 (22) )0.03.87 (46) 23.11.88,Бюл. У 43 (71) Центральный научно-исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов (72) Э.П.Коваленко (53) 62).65 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 12)6420, кл. F 03 Ci 7/06, 1984. (54) НАСОС С ТЕПЛОВЫМ ПРИВОДОМ

;(57) Изобретение м.б. использовано для перекачивания жидкости за счет тепловой энергии. Цель изобретения -. упрощение конструкции насоса при перекачивании жидкости, имеющей более высокую т-ру, чем окружающая среда.

В камере 1 с теплоизолированными стенками находится емкость (Е) 6 переменного объема, имеющая нижний жесткий сосуд с теплопроводящими секциями 7.

К верхней части Е 6 герметично подсоединена эластичная стенка 8. Е 6 гйд" равлически соединена с жесткой емкостью 9 постоянного объема с теплопроводными стенками. Коромысло )0 опирается на шарнир 11, вдоль которого смонтирован теплообменник )2.

Внутри коромысла IO расположен-газоход 14, концы которого находятся в верхней части емкостей 6,9 выше уровня рабочего тела. Объем сосуда равен объему емкости 9. Для перекачива" ния холодной воды в камере ) расположен теплообменник с подводом с жидкости или газа, имеющих повышенную е т-ру, и отводом их. Внутренние стенки рр теплообменника являются стенками коро мысла 10. Объем термочувствительного С„ рабочего тела относится к объему сосуда 1 как 2/3. 2 s.n. ф-лы, 3 ил.

1439276

Изобретение относится к машиностроению, а именно насосостроению, и может быть использовано для перекачки жидкости за счет тепловой энергии пе5 репада температур между ней и окружающей средой.

Пель изобретения — упрощение и удешевление устройства при использовании энергии перепада температур между lp перекачиваемой жидкостью, имеющей повышенную температуру или подогреваемую второй жидкостью или газом, и другой средой, имеющей температуру, более низкую, чем перекачиваемая жид- 15 кость.

На фиг.l изображен насос, поперечный разрез, емкость находится вни-. зу камеры; на фиг.2 — то же,емкость находится вверху камеры; на фиг.3 - 2ц разрез А-А на фиг.2.

Насос содержит жесто замкнутую камеру 1 с теплоизоляционными стенками, нагнетательный 2 и всасывающий

3 трубопроводы, соответственно с наг"25 нетательным 4 и всасывающим 5 клапанами.

В камере 1 находится емкость 6 переменного объема, имеющая нижний жесткий сосуд с теплопроводящими сек- 30 циями 7, к верхней части которой герметично подсоединена эластичная стенка 8. Емкость 6 переменного объема гидравлически соединена с жесткой емкостью 9 постоянного объема, имеющей теплопроводные стенки, коромыслом

lO, опирающимся на шарнир 11, не нарушающим герметичность камеры, и вдоль которого смонтирован теплообменник 12. 40

В камере 1 на нижней ее стенке уста"

1 новлен упор 13,фиксирующий положение емкости 6 в нижнем положении. Объем сосуда 7 равен объему емкости 9 и содержит термочувствительное рабо- 45 чее тело, например, водный раствор аммиака, объем которого равен 2/3 объема емкости .9.

Внутри коромысла 10 расположен газовод 14, концы которого находятся в верхней части емкостей 6 и 9, выше уровня водного раствора аммиака.

Камера I заполнена перекачиваемой жидкостью 15. К концу коромысла

lO, находящемуся в камере 1, присоединен груз (не показан). Для перекачинания холодной воды в камере 1 расположен теплообменник с подводом жидК p W r„+ Р,„г + Р„т„(Р„„ю (1) объем емкости 61 ускорение сил тяжести; плотность перемешиваемой жидкости; вес жидкого рабочего те— ла, находящегося в емкос-: ти 6; вес конструктивных элементов, находящихся в левой части коромысла 10, вес конструктивных элементов, находящихся в правой части коромысла; где W6

0 г г г и r соответственно расстояния от центра поворота шарнира

11 до точек приложения сил р Wg sp®

После всплывания емкость 6 занимает возможно высокое положение в камере 1 а емкость 9 опускается до воз1 можно низкой отметки.

В результате жидкое рабочее тело сливается из емкости 6 по коромыслу кости или газа, имеющих повышенную температуру, и отводом их же после отдачи ими тепла в теплообменник (не показан).

Насос работает следующим образом.

Когда емкость 6 находится в камере 1 в нижнем положении на упоре 13, жидкое рабочее тело, например водный раствор аммиака, сливается по коромыслу 10 в емкость 6, где нагревается. Так, если в 1 г водного раствора аммиака содержится 0,300 r аммиака, то при нагревании рабочего тела до о

40 С давление аммиака внутри емкости

6 возрастает до 1,75 атм; В результате объем емкости 6 увеличится за счет изменения положения эластичной стенки 8. При увеличении объема емкости

6 жидкость 15, находящаяся в камере

1, через нагнетательный клапан 4 поступает в трубопровод 2, При увеличении объема емкости 6 соответственно возрастают действующие на него силы его выталкивания жидкостью. При этом нарушается дебаланс сил, действующих на коромысло

10, и оно поворачивается на шарнире

11, причем емкость 9 опускается, а емкость 6 поднимается.

Для этого необходимо, чтобы

1ч.392 !

О в емкость 9, причем давление газа в емкостях 8 и 9 уравновешивается газоводом 14, что ускоряет слив посредством отвода газа из верхней час5 ти емкости 9 в емкость 6, В емкости 9 жидкое рабочее тело охлаждается, его поглошающая способность возрастает, давление газообразного аммиака падает.

В результате возникает разность дав- 10 ления газа в верхней части емкостей

9 и 6.Под действием этой разности давления гаэ из емкости 6 по газоводу 1ч поступает в емкость 9, где он поглощается жидким его растворителем,и 15 .давление в камере 1 падает.- Когда температура рабочего тела, находящегося в емкости 9,уменьшается до о

10 С, давление газа, в том числе в камере 1, уменьшается до 0,5 атм. 20

Объем емкости б стремится уменьшиться, давление жидкости в камере

1 падает, всасывающий клапан открывается, и жидкость всасывается в камеру 1, и соответственно изменяется объем емкости 6.

Когда объем емкости 6 уменьшаетФ ся до значения W при котором

Ф

-g W6 r, + Р r„ > P r< + P„r„ 30 л (2) коромысло 10 говорачивается, и ем кость 6 занимает нижнее положение в камере 1, а емкость 9 более высокое. Жидкий водный раствор аммиака 35 сливается в емкость б. Процесс повторяют.

Переливаясь из емкости 6 в емкость:9, жидкое рабочее тело охлаждается, отдавая свое тепло теплообменнику 12, и при сливе из емкости 9 нагревается за счет ранее полученного теплообменником 12 тепла, охлаждая его.

Соблюдение неравенств (1) и (2) можно достигнуть как изменением веса стенок емкостей 6 и 9, так и размещением в правой части коромысла

10 специального груза.

При перекачивании жидкости, имеющей низкую температуру, sa счет тепловой энергии второй жидкости или газа ее нагревают, пропуская вторую жидкость или га з, имеющие повышенную температуру, через теплообменник,. расголоженный в камер 1. После по" догревания перекачиваемой жидкости процесс ее перекачки идентичен описанному случаю перекачки жидкости, имеющей повышенную температуру.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Насос с тепловым приводом, содержащий две емкости с тенлопроводными стенками, частично заполненные термочувствительным рабочим телом и гидравлически связанные между сдбой коромыслом, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции при перекачивании жидкости, имеющей более высокую температуру, чем окружающая среда, насос снабжен замкнутым корпусом с теплоиэолированными стенками, образующими рабочую камеру с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, одна из емкостей размещена в рабочей камере и выполнена в виде жесткого сосуда,к верхней части которого герметично присоединена эластичная стенка, а дру гая размещена в окружающей среде и выполнена в виде жесткого сосуда, а коромысло герметично установлено в стенке корпуса на шарнире.и снабжено газоводом, концы которого расположены в емкостях выше уровня терйочувствительного рабочего тела. о

2. Насос по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью перекачивания жидкости, имеющей более низкую температуру, чем окружающая среда, в корпусе размещен теплообменник.

3. Насос по пп.1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью

I. б увеличения КПД, вдоль коромысла расположен теплообменник, внутренние стенки которого являются стенками коромысла, а объем термочувствительного рабочего тела относится к объе" му жесткого сосуда как 2/3-1.

1439276

Составитель Е.Вахнина

Редактор М.Бланар Техред Л.Олийнык Корректор М.Иаксимишинец

Тирах 574 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6052/32

Пр и.зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужг р ll, у. . Пр<ч. ктяая, 4