Насос с тепловым приводом

 

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности насоса с тепловым приводом путем перекачивания охлаждающей жидкости без теплового загрязнения ее источника с одновременным ее подогревом. Емкости 8, 11 постоянного и переменного объема с теплопроводными стенками частично заполнены термочувствительным рабочим телом и гидравлически связаны между собой коромыслом 12. Последнее снабжено газоводом 14 и герметично установлено на шарнире 13. Герметичная приводная камера (К) 1 имеет общую теплоизолированную перегородку 2 с рабочей К 3, часть к-рой выполнена эластичной. Емкость 11 размещена в К 3, емкость 8 - в К 1. Для увеличения напора и уменьшения расхода с повышением нагревания перекачиваемой жидкости объемный преобразователь давления установлен в К 1, его рабочая полость гидравлически связана с К 3. Для уменьшения напора и повышения расхода с уменьшением нагрева жидкости преобразователь установлен в К 3, полость связана с К 1. Для использования тепла, образующегося при сжигании или химических реакциях, стенки К 1 выполнены из теплопроводного и химически устойчивого материала. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51)4 F 04 В 17/00, 43/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4333467/25-29 . (22) 25. 11 ° 87 (46) 07.10.89. Бюл. Е 37 (71) Центральный научно-исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов (72) Э.П.Коваленко (53) 621. 65 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Y - 1439276, кл. F 04 B 17/00, F 04 В 43/00, 1987. (54) НАСОС С TEIIJIOBLIM ПРИВОДОМ (57) Изобретение позволяет расширить функциональные возможности насоса с тепловым приводом путем перекачивания охлаждающей жидкости без теплового загрязнения ее источника с одновременным ее подогревом. Емкости

8, 11 постоянного и переменного объема с теплопроводными стенками частично заполнены термочувствительным рабочим телом и гидравлически связа2 ны между собой коромыслом 12. Последнее снабжено газоводом 14 и герметично установлено на шарнире 13. Герметичная приводная камера (К) 1 имеет общую теплоизолированную перегородку 2 с рабочей К 3, часть к-рой выполнена эластичной. Емкость 11 раз мещена в К 3, емкость 8 — в К 1. Для увеличения напора и уменьшения расхода с повышением нагревания перекачиваемой жидкости объемный преобразователь давления установлен в К 1, его рабочая полость гидравлически связана с К 3. Для уменьшения напора и повышения расхода с уменьшением нагрева жидкости преобразователь установлен в К 3, полость связана с

К 1. Для использования тепла, образующегося при сжигании или химических реакциях, стенки К (выполнены из теплопроводного и химически устойчивого материала. 4 з.п. ф-лы, 3 ил. несжимаемой жидкости, например воды, находящейся в приводной камере 1. Часть перегородки 2 выполнена эластичной, например, в виде эластичной пленки 17 (фиг.1 и 2) с возможностью прогиба в приводную 1 или насосную 3 камеры или в виде объемного преобразователя 18 давления (фиг.3), рабочая полость 20 которого гидравлически соединена с рабочей камерой 3 через прорезь

19 в перегородке 2 (фиг.3), Приводная полость 21 выполнена герметичной, заполнена газом, а подвижная стенка 22 выполнена жесткой. Для уменьшения напора при соответствующем увеличении расхода перекачиваемой жидкости объемный преобразователь 18 давления устанавливается со стороны рабочей камеры 3 и через прорезь 19 в перегородке 2 со единен с приводной камерой (не по-. казана).

При работе насоса на тепловой энергии, выделяемой при сжигании топлива, например древесины, торфа, каменного угля или других видов топлива, а также при химических реакциях, например, разложения органических веществ, стенки приводной камеры 1 (кроме перегородки 2) выполнены из теплопроводного и химически устойчивого материала, а среду, окружающую теплопроводные стенки приводной камеры 1, отделяют от среды, окружающей рабочую камеру 3, теплоизоляционной стенкой (не показана).

Насос работает следующим образом.

Когда емкость 8 находится в приводной камере 1 в нижнеМ положении на упоре 15 (фиг.1), жидкое рабочее тело, например водный раствор аммиака, сливается по коромыслу 12 в емкость 8, где нагревается. При на- . гревании водного раствора аммиака из него выделяется газообразный аммиак и давление в емкостях 8 и 11 увеличивается. По мере выделения аммиака из раствора и увеличения давления газа в емокостях 8 и 11 увеличивается давление газа через эластичную стенку 10 на практически несжимаемую жидкость, находящуюся в приводной камере 1 °

По мере увеличения объема емкости 8 переменного объема дефармиру ется часть эластичной перегородки 2 в рабочую камеру 3, уменьшая ее объ3 1513184

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

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем перекачивания охлаждающей жидкости без теплового загрязнения ее источника с одновременным ее подогревом.

На фиг.1 изображен насос с теп-: ловым приводом в положении, когда емкость переменного объема находится внизу приводной камеры, поперечный разрез; на фиг.2 — то же, емкость переменного объема находится вверху приводной камеры; на фиг.3 — насос с тепловым приводом с эластичным 20 элементом, выполненным в виде объемного преобразователя давления, поперечный разрез.

Насос с тепловым приводом содержит герметичную приводную камеру 1 25 с теплоизолированными стенками, имеющую общую перегородку 2 с рабочей камерой 3 с нагнетательным 4 и всасывающим 5 трубопроводами соответственно с всасывающим б и нагнета- 30 тельным 7 клапанами. В приводной камере 1 находится емкость 8 переменного объема, имеющая нижнюю часть

9 с теплопроводными стенками, а верхнюю часть в виде эластичной стенки

10, Емкость 8 гидравлически соединена с емкостью 11 постоянного объема, имеющей теплопроводные стенки и расположенной в рабочей камере 3, коромыслом 12, опирающимся на шарнир 13, герметично установленным в перегородке 2, вдоль которого смонтирован теплообменник (не показан). Внутри коромысла 12 расположен газовод 14, концы которого нахо- „ дятся в верхней части емкостей 8 и

11 выше максимального уровня рабочего тела в этих емкостях. В камерах 1 и 3 на нижних стенках имеются упоры 15, фиксирующие емкости 8 и

11 в нижнем положении, Объем нижней части 9 с теплопроводнымй стенками емкости 8 равен объему емкости

11 и заполнен термочувствительным рабочим телом, например водным раствором, аммиака, объем которого равен 2/3 объема емкости 11. Приводная камера 1 содержит нагреватель 16 для подогрева практически

15 ем, в результате чего охлаждающая жидкость соответствующего объема выталкивается в напорный трубопровод 4 через нагнетательный клапан 7.

Однако по мере увеличения объема емкости 8 увеличивается выталкивающая сила жидкости, находящейся в приводной камере 1, на эту емкость.

Когда эта сила достигает значения, при котором !

Ч(8 i + ж rà + r„p q „w„r„+

+ P„.r„ где ускорение силы тяжести; плотность жидкости, находящейся в камере 1; объем емкости 8; вес жидкого рабочего тела, находящегося в емкости 8; вес конструктивных элементов, находящихся в левой части коромысла 12; вес элементов в правой части коромысла 12; объем емкости 11;

-qp w r, + PÄrÄ -q „w„r„+, + p r.g + Pnme.W

М

r, г г, э т1

r — соответственно расстояния и от центра поворота шарнира 11 до точек приложения. рассматриваемых сил, части коромысла 12 в приводной 1 и рабочей 3 камерах в этом случае симметричны шарниру 13, то емкость 8 всплывает, а емкость 11 опускается до упора 15 °

Жидкое рабочее тело сливается

-из емкости 8 в емкость ii, где ох- . лаждается.

По мере охлаждения рабочего тела газообразный аммиак поглощается раствором, давление газа в емкостях 8 и11 падает, объем жидкости

8 уменьшается, что.вызывает смещение эластичной части перегородки

2 в приводную камеру, уменьшая давление в рабочей камере 3 и всасывание охлаждающей жидкости из ее источника по трубопроводу 5 через открывшийся клапан 7 в рабочую камеру 3. После того, как объем емкости

8 уменьшится до значения, при котором станет соблюдаться неравенство

1 3184 6 емкость 11 поднимается, а емкость 8 опускается до своего упора 15, после чего процесс повторяется.

1 ма — в рабочей камере.

2. Насос по п.1, о т л и ч а ю35 м го преобразователя давления.

Формула изобретения

1. Насос с тепловым приводом, содержащий рабочую камеру с жесткими теплоизолированными стенками с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, две емкости постоянного и переменного объемов с теплопроводными стенками, частично заполненные термочувствительным рабочим телом и гидравлически связанные между собой коромыслом, снабженным газоводам и герметично установленным на шарнире,отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем перекачивания охлаждающей жидкости без теплового загрязнения ее источника с одновременным ее подогревом, насос снабжен герметичной приводной камерой, содержащей общую теплоизолированную перегородку с рабочей камерой, часть которой выполнена эластичной, причем емкость переменного объема размещена в приводной камере, а емкость постоянного объещ и и с я тем, что, с целью изменения напора и расхода перекачиваемой жидкости, эластичная часть перегородки выполнена в виде объемно3. Насос по п.2, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения напора и уменьшения рас1 хода, с повьппением нагревания перекачиваемой жидкости, объемный пре.— образователь давления установлен в приводной камере, а его рабочая полость гидравлически связана с рабочей камерой.

4. Насос по п.2, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью уменьшения напора и повышения расхода с уменьшением нагревания перекачиваемой жидкости, объемный преобрЫзователь давления установлен в рабочей камере и его рабочая полость гидравлически связана с приводной камерой.

5. Насос по пп.i и 2, о т л ич а ю шийся тем,что, с целью использования тепла, образующегося

1513184 при сжигании или химических реакциях, стенки приводной камеры выполнены из теплопроводного и химически устойчивого материала, 10

Составитель Е.Вахнина

Редактор И.Имакова Техред Л.Сердюкова Корректор В.Кабапий а.

Заказ 6057/35 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101