Насос с тепловым приводом
Изобретение может быть использовано в насосах с тепловым приводом для перекачки жидкости за счет тепловой энергии перепада температур между ней и окружающей средой. Цель изобретения - повышение КПД, упрощение и повышение надежности герметизации насоса. Емкости (Е) 6, 7 постоянного и переменного объема с теплопроводными стенками и дном частично заполнены термочувствительным рабочим телом и гидравлически связаны между собой коромыслом (К) и газоводом (Г) 9. К 8 и Г 9 установлены на шарнире в рабочей камере 1 с жесткими стенками. Упор 24 установлен на дне камеры 1. В Е 7 на К 8 и Г 9 установлены вентиль 11 с поплавком 15 с возможностью перекрытия гидравлической связи с Е 6 при положении поплавка 15 в заполненной жидким рабочим телом Е 7, находящейся на упоре 24. Г 9 расположен вне К 8. Шарнир 10 выполнен в виде эластичных трубок, связанных с К 8 и Г 9. Е 6 установлена неподвижно относительно камеры 1. На поплавке 15 установлен магнит 16, взаимодействующий через часть 20 боковой стенки Е 6, выполненной магнитопроницаемой, с магнитом 19. Магнит 19 жестко установлен в камере 1 при положении Е 6 на упоре 24. Выполнение Е 7 неподвижной с К 8 и Г 9, подсоединенными к ней с помощью эластичных трубок, обеспечивает повышенную герметичность. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) 2 А1 (51)5 F 04 В 17/00, 43/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АBTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОИРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4394619/30-29 (22) 02.02.88 (46) 30.01.90. Вюл. r- 4 (71) Центральный научно-исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов (72) Э.П.Коваленко (53) 621.65 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
9 1439276, кл. F 04 В 17/00, Г 04 В 43/00, 1987. (54) НАСОС С ТЕПЛОВЫМ ПРИВОДОМ (57) Изобретение может быть использовано в насосах с тепловым приводом для перекачки жидкости за счет тепловой энергии перепада температур между ней и окружающей средой. Цель изобретения — повышение КПД, упрощение и повышение надежности герметизации насоса. Емкости (E) 6,7 постоянного и переменного объема с теплопроводными стенками и дном частично заполнены термочувствительным рабочим
2 телом и гидравлически связаны между собой коромыслом (К) и газоводом (Г)
9. К 8 и Г 9 установлены на шарнире в рабочей камере 1 с жесткими стенками. Упор 24 установлен на дне камеры
1. В Е 7 на К 8 и Г 9 установлены вентиль 11 с поплавком 15 с возможностью перекрытия гидравлической связи с Е 6 при положении поплавка 15 с заполненной жидким рабочим телом
Е 7, находящейся на упоре 24. Г 9 расположен вне К 8. Шарнир 10 выполнен в виде эластичных трубок, связанных с К 8 и Г 9. Е б установлена неподвижно относительно камеры 1. На поплавке 15 установлен магнит 16, взаимодействующий через часть 20 боковой стенки Е 6, выполненной магнитопроницаемой, с магнитом 19. Маг-. нит 19 жестко установлен в камере 1 при положении Е б на упоре 24. Выполнение Е 7 неподвижной с К 8 и Г 9, подсоединенными к ней с помощью эластичных трубок, обеспечивает повышенную герметичность. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
1539392
Изобретение относится к машиностроению, а именно насосостроению, и может быть использовано для перекачки жидкости за счет тепловой энергии перепада температур между
5 ней и окружаюц1ей средой.
Цель изобретения — повышение КПД устройства, упрощение и повышение
Надежности герметизации насоса.
На фиг.1 изображена схема насоса при нижнем положении емкости переменного объема; на фиг.2 — схема насоса при верхнем положении емкости пере1, .
,менного объема; на фиг.3 — узел ем><ости переменного объема с поплавковым вентилем в нижнем положении, занолненной рабочим телом; на фиг.4— узел емкости переменного объема с поплавковым вентилем в верхнем положении; на фиг.5 — разрез А-А на. фиг.3.
Насос содержит жесткую рабочую камеру 1 с теплоизолированными стенками с нагнетательным и всасывающим трубопроводами 2 и 3 соответственно 25 с нагнетательным и всасывающим клапанами 4 и 5. В камере 1 находится емкость 6 переменного объема. Емкость б гидравлически соединена с емкостью
7 постоянного объема, которая выполнена неподвижной относительно камеры I коромыслом 8 и газоводом 9, соедийенными с их жесткими частями в емКости " с помощью эластичных трубокшарниров 10, обеспечивающих возможность поворота коромысла 8 и га.зовода
9 относительно неподвижной емкости 7.
На газоводе и у входа коромысла. 8 .расположен вентиль 11, например спаренный, имеющий поворотные сегменты 40
12, соединенные с осью 13, к которой подсоединен рычаг 14, ко второму концу подсоединен поплавок 15, на котором расположен магнит 16. Поплавок
15 имеет груз 17. На стойке 18, жест- 45 ко соединенной с камерой 1, установлен магнит 19, который через часть
20 боковой стенки емкости 6, выполненной магнитопроницаемой, при нижнем положении емкости 6 контактирует с магнитом 16. Емкость 6 выполнена с жестким козырьком 21, расположенным над поплавком 15, который исключает ограничение поворота поплавка эластичной стенкой емкости 6. Дно емкости 7 расположено выше уровня жидкого
55 рабочего тела в емкости 6 при низшем ее положении в камере 1, а максимальный уровень рабочего тела в ней ниже наименьшей отметки дна емкости 6 при высшем ее положении в камере 1. На коромысле 8 расположен регенеративный теплообменник 22. Кожух вентиля
11 имеет прорезь 23, расположенную у входа в коромысло и обеспечивающую более низкую отметку слива каждого рабочего тела из емкости 6 в емкость
7. В камере 1 установлен упор 24, ограничиваюц1ий поворот емкости б в ней.
Насос работает следующим образом.
Когда емкость б находится в камере 1 в нижнем положении на упоре 24 (фиг.1 и 3), жидкое рабочее тело, например водный раствор аммиака, сливается по коромыслу 8 из емкости
7 постоянного объема. При этом давление газа в емкостях 7 и 6 уравнове/ шивается через газовод 9. По мере поступления жидкого рабочего тела в емкость 6 его уровень увеличивается, поплавок 15 всплывает и поворачивает рычаг 14 вокруг оси 13 и через него — сегменты 12. По мере роста уровня жидкого рабочего тела в емкости 6 поплавок 15 приближается к части 20 боковой стенки камеры 1, сегменты 12 начинают постепенно перекрывать входное сечение коромысла 8 и газовода 9. При заданном приближении магнита 16, расположенного на поплавке 15, взаимодействие с магнитом 19, неподвижно установленным на стойке 18, не достигает силы, при которой магнит 19 притягивает магнит 16. При этом происходит быстрый поворот рычага 14 и соответственно сегментов 12, которые перекрывают коромысло 8 и газовод 9, гидравлически изолируя емкость 6 от емкости
7 постоянного объема. Рабочее тело в емкости 6 нагревается. При нагревании, например, водного раствора аммиака из него выделяется газообразный аммиак и по мере увеличения температуры давление аммиака в емкости б увеличивается. По мере выделения аммиака из водного раствора и увеличения давления газа в емкости 6 возрастает давление эластичной стенки емкости 6 на практически несжимаемую жидкость, находящуюся в камере
1. В результате этого давления жидкость из камеры 1 выдавливается через клапан 4 в нагнетательный трубопровод 2. С увеличением объема емкости 6 увеличивается сила выталки1539392 вания жидкости, находящейся в камере 1, на емкость 6. Когда эта сила достигает значения, при котором
gPw 8 и газоводом 9; вес рабочего тела в емкости 6; 15 вертикальная составляющая силы притяжения магнита 16 магнитом 19; Рм (2 г>, r< — соответственно составляющие 2() плеча момента сил gpv, Р P и Р При выполнении неравенства (1) емкость 6 всплывает. Когда емкость 6 достигает возможно высокого положения 25 в камере 1, поплавок 15, стремясь занять вертикальное положение в жид1 ком рабочем теле в емкости 6, поворачивает рычаг 14 и сегменты 12, которые, поворачиваясь, деблокируют гид- 3р равлическую связь между емкостями 6 и 7 (см.фиг.2 и 4). В результате жидкое рабочее тело сливается из емкости 6 в емкость 7, находящуюся ниже емкости 6, по коромыслу 8 и давление газа в емкости 6 и 7. уравновешивается через газовод 9 ° По мере слива жидкого рабочего тела из емкости 6 уровень его уменьшается в емкости 6, и поплавок 14 под действием груза поворачи- 40 вается в сторону дна емкости 6, чем поддерживается вентиль 11 открытым. В емкости 7 жидкое рабочее тело охлаждается, способность поглощать газ им увеличивается, газ поглощает- 45 ся по мере уменьшения температуры жидкого рабочего тела, давление газа в емкости 6 уменьшается, давление эластичной стенки емкости 6 на несжимаемую жидкость, заполняющую камеру 1, уменьшается. Когда давление эластичной стенки емкости 6 уменьшится до значения, при котором всасывающий клапан 5 трубопровода 3 открывается, в камеру 1 всасывается жидкость. По мере уменьшения объема емкости 6 уменьшается значение силы выталкивания, действующей на емкость 6. Когда значение,1 уменьшится настолько, что (2) otv г, (Р г емкость 6 опускается до упора 24 камеры 1 и процесс повторяется. Таким образом, гидравлической изоляцией емкости 6 от емкости 7 при нагревании рабочего тела в емкости 6 при ее нижнем положении в рабочей камере 1 исключается перенос тепла из емкости 6 в емкость 7 газом (парами воды и аммиаком), уменьшается объем газа, необходимый на заполнение емкости 7 при увеличении давления в емкости 6. В результате увеличивается КПД насоса. Выполнение емкости 7 неподвижной относительно камеры 1, а также с коромыслом 8 и гаэоводом 9, подсоединенным к емкости 7 с помощью эластичных трубок-шарниров 10, обеспечивает повышенную герметичность насоса, что позволяет перекачивать жидкости без утечек из насоса, которые нежелательны или недопустимы, например сточные воды, содержащие сероводород. Формула изобретения 1. Насос с тепловым приводом, содержащий емкости постоянного и переменного объемов с теплопроводными стенками и дном, частично заполнен- ные термочувствительным рабочим телом и гидравлически связанные между собой коромыслом и газоводом, установленными на шарнире в рабочей камере с жесткими стенками, и упором, установленным на ее дне, всасывающими и нагнетальными клапанами и трубопроводами, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД, в емкости переменного объема на коромысле и газоводе установлен вентиль с поплавком с возможностью перекрытия гидравлической связи с емкостью постоянного объема при положении поплавка в заполненной жидким рабочим телом емкости переменного объема, находящейся на упоре, причем газовод расположен вне коромысла. 2. Насос по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрошения и повышений надежности герметизации, шарнир выполнен в виде эластичных трубок, связанных с коромыслом и газоводом, а емкость постоянного объема установлена неподвижно относительно рабочей камеры. 1539392.3. Насос по п.1, о т л и ч а Ю шийся тем, что на поплавке Вентиля установлен магнит, взаимодействующий через часть боковой стен5 ки, выполненной магнитопроницаемой, с вторым магнитом, жестко установленным в рабочей камере, при положении этой емкости на упоре рабочей камеры. 1539392 Составитель Е.Вахнина Техред М. Ходанич Корректор Э.Лончакова Редактор M.Áàíäóðà Заказ 201. Тираж 489 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
