Насос с тепловым приводом

 

Использование: в приводах устр-в, работающих на энергии изменения давления во времени с использованием тепла среды, имеющей повышенную т-ру. Сущность изобретения: теплообменник подключен к всасывающему трубопроводу. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 04 В 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (Л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1439276 (21) 4708429/29 (22) 22.05,89 (46) 15.05,92.Бюл, N. 18 (71) Центральный научно-исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов (72) Э.П. Коваленко (53) 621,651 (088.8) Изобретение относится к машиностроению, а именно к насосостроению, и может быть применено для перекачки жидкости, а также для привода других устройств, работающих на энергии изменения давления во времени, с использованием тепла среды, имеющей повышенную температуру.

Известен насос с тепловым приводом, содержащий две емкости с теплопроводными стенками, частично заполненные термочувствительным рабочим телом и гидравлически связанные между собой коромыслом, насос снабжен замкнутым корпусом с теплоизолированными 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, другая 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 емкости выше уровня термочувствительного рабочего тела. В корпусе насоса размещен теплообменник, Теплооб„„Я „„1733686 А2 (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1439276, кл, F 04 В 17/00, 1988. (54) НАСОС С ТЕПЛОВЫМ ПРИВОДОМ (57) Использование: в приводах устр-в, работающих на энергии изменения давления во времени с использованием тепла среды, имеющей повышенную т-ру. Сущность изобретения: теплообменник подключен к всасывающему трубопроводу. 1 ил. менник также расположен вдоль коромысла, внутренние стенки которого являются стенками коромысла.

Недостатком этого насоса является ограниченность функциональных возможностей при использовании тепла среды, имеющей повышенную температуру — он не может использовать тепло твердой среды, удаленной от него.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей путем использования тепла среды, имеющей повышенную температуру.

Цель достигается тем, что насос дополнительно снабжен теплообменником, подключенным к всасывающему трубопроводу и расположенным в среде, имеющей повышенную температуру.

Подключение дополнительного теплообменника к всасывающему трубопроводу обеспечивает теплообмен между средой, в которой расположен теплообмен н ик, и жидкостью, находящейся во всасывающем трубопроводе. При расположении такого теплообменника в среде, имеющей повышенную температуру, жидкость во всасывающем трубопроводе подогревают, чем

1733686 обеспечивается поступление тепла в насос, а следовательно, и его работа на тепле среды, имеющей повышенную температуру и удаленной от самого насоса. Этим обеспечивается также поступление тепла независимо от того, является такая среда газообразной, жидкой или твердой, а также возможность использования пульсаций давления в нагнетательном и всасывающем трубопроводах для привода других устройств, работающих на энергии изменения давления во времени, например, теплового насоса компрессорного типа.

На чертеже изображен насос, подключенный к компрессору теплового насоса, поперечный разрез.

Насос содержит жестко замкнутую камеру1 степлоизоляционными стенками, нагнетательный 2 и всасывающий 3 трубопроводы, соответственно с нагнетательным 4 и всасывающим 5 клапанами. В камере 1 находится емкость 6 переменного объема, имеющая нижний жесткий сосуд с теплопроводящими секциями 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 10, опирающимся на шарнир 11, не нарушающим герметичность камеры, вдоль которого смонтирован теплообменник 12.

В камере 1 на нижней ее стенке установлен упор 13, фиксирующий положение емкости 6 в нижнем положении. Объем сосуда 7 равен объему емкости 9 и содержит термочувствительное рабочее тело, Внутри коромысла 10 расположен газовод 14, концы которого находятся в верхней части емкостей 6 и 9 выше уровня жидкого рабочего тела. Камера 1 заполнена перекачиваемым, практически несжимаемым теплоносителем 1,5.

Нагнетательный -рубопровод 2 подсоединен к сосуду 16 с жесткими теплоизолированными стенками, а всасывающий трубопровод 3 подсоединен к сосуду 16 через теплообменник — подогреватель 17. В сосуде 16 установлен компрессор 18 теплового насоса, выполненный в виде объемного насоса 19, имеющего неподвижную стенку 20, общую с частью одной из стенок сосуда. Остальные стенки объемного насоса и сосуда 16 образуют полость 21, выполненную герметичной и заполненную теплоносителем 15, Общий объем теплоносителя 15 в устройстве равен объему его в камере 1 при эластичной стенке 8, находящейся в крайнем нижнем положении, объему его в нагнетательном 2 и всасывающем 3 трубопроводах и объему в сосуде 16 при положении подвижной стенки 22 объемного насоса

19 после окончания цикла всасывания.

Герметичная камера 23 насоса 19 за5 полнена газом и снабжена патрубком с вентилем 24, а его рабочая камера 25, имеющая всасывающий 26 и нагнетательный

27 клапаны, заполнена рабочей средой насоса 18. Нагнетательный 2 и всасывающий

10 3 трубопроводы теплоизолированы, Тепловой насос 18 содержит, например, конденсатор 28, испаритель 29 и вентиль (клапан) 30.

Насос при конкретном использовании

15 его для привода компрессора теплового насоса работает следующим образом.

Когда емкость 6 находится в камере 1 в нижнем положении на упоре 13, жидкое рабочее тело, например, аммиак, сливается по

20 коромыслу 10 в емкость 6, где нагревается.

В результате объем емкости 6 увеличивается за счет изменения положения эластичной стенки 8.

При увеличении объема емкости 6 теп25 лоноситель 16, находящийся в камере 1, через нагнетательный клапан 4 поступает в трубопровод 2 и по нему в полость 21, Под действием повышенного давления камеры объемного насоса 19, сжимаются. Из рабо30 чей камеры насоса 19 рабочая среда теплового насоса под давлением поступает в конденсатор 28 теплового насоса 18. Подвижная стенка 22 смещается на объем увеличения емкости 6 при изменении

35 положения эластичной стенки 8. Газ в камере 23 при этом сжимается и его давление на стенку 22 увеличивается, Величину силы давления газа на стенку 22 регулируют через вентиль 24 подачей или отводом газа из

40 камеры 23. Величина силы давления газа на стенку 22 зависит также от площади давления.

Подбором величины площади давления газа камеры 23 на стенку 22 и величины самого давления задают (с учетом необходимого

45 давления в камере 25 и давления в полости

21) величину смещения стенки 22, При увеличении объема емкости 6 соответственно возрастают действующие на него силы выталкивания из теплоносителя 15, 50 При этом нарушается дебаланс сил, действующих на коромысло 10, и оно поворачивается на шарнире 11. Причем емкость 9 опускается, а емкость 6 поднимается, После всплывания емкость 6 занимает возможно

55 высокое положение в камере 1, а емкость 9 опускается до возможно низкой отметки. B результате жидкое рабочее тело сливается из емкости 6 по коромыслу 10 в емкость 9.

Причем давление газа в емкостях 8 и 9 уравновешивается газоводом 14, что уско1733686

40

55 ряет слив посредством отвода газа из верхней части емкости 9 в емкость 6.

В емкости 9 жидкое рабочее тело охлаждается, давление его газа на линии насыщения падает, давление газообразного аммиака также падает. В результате возникает разность давлений газа в верхней части емкостей 9 и 6. Под действием этой разности давлений газ из емкости 6 по газоводу 14 поступает в емкость 9, где он частично конденсируется и в емкости 6 давление падает. Под действием давления газа в камере 23, передающегося теплоносителем

15 через трубопровод 3, теплообменник-подогреватель 17 и клапан 5 в камеру 1 по мере падения давления в емкости 6 эластичная пленка 8 втягивается в емкость 6. Сила выталкивания емкости 6 в теплоносителе 15 уменьшается.

При уменьшении объема емкости 6 до значения, когда момент сил, действующих на коромысло 10 против часовой стрелки, становится больше момента сил, действующих по часовой стрелке (чертеж), коромысло

10 поворачивается на шарнире 11, емкость

6 опускается до исходного положения, емкость 9 поднимается, а жидкое рабочее тело стекает из емкости 9 в емкость 6. При этом объеме камер 23 и 25 насоса 19 увеличивается, давление в камере 25 уменьшается.

Через клапан 26 рабочее тело насоса 18 из испарителя 29 всасывается в камеру 25, давление в испарителе 29 понижается. Теплоноситель 15, всасываемый в камеру 1, подогревается в теплообменнике-подогревателе

17 и подается в камеру 1, где повышает

5 температуру теплоносителя 15, находящегося в ней.

После того, как рабочее тело стечет из емкости 9, находящейся в крайне высоком положении, в емкость 6, находящуюся в

10 крайне низком положении, начинается его нагревание и процесс повторяется.

Предлагаемый насос дает возможность использовать тепло таких сред как грунт, биомасса, отходы, имеющих повышенную

15 температуру и удаленных от насоса, как для водоподъема, так и для привода других устройств, работающих на энергии изменения давления во времени. Это расширяет возможности многоцелевого использования

20 насоса, особенно в зимнее время в сельском хозяйстве.

Формула изобретения

25 Насос с тепловым приводом по авт.св.

N. 1439276, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем использования тепла среды, имеющей повышенную температуру, 30 насос дополнительно снабжен теплообменником, подключенным к всасывающему трубопроводу.

1733686

Составитель Э.Коваленко

Редактор И.Касарда Техред М.Моргентал Корректор Д,Сычева

Заказ 1650 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, >К-35, Раушская наб., 4/5

Пппиявплственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгппоп. чл.Гагапина. 101