Способ получения сжатого воздуха и устройство для его осуществления

 

Использование: в компрессоростроении при проектировании установок для получения сжатых газов. Сущность изобретения: устройство для получения сжатого воздуха содержит приводную и рабочую камеры, снабженные управляемыми впускными и выпускными клапанами и разделенные водяным поршнем. Приводная камера сообщена с источником воды и источником сжимающего газа, а рабочая камера с источником сжимаемого воздуха. Устройство снабжено трубопроводом с запорным вентилем, посредством которого камеры сообщены между собой. Источник сжимающего газа выполнен в виде установки для электролиза воды с резервуарами для кислорода и водорода, размещенными в водоеме на глубине с гидростатическим давлением не ниже конечного давления сжатого воздуха. Причем по крайней мере один из резервуаров сообщен с приводной камерой через ее впускной клапан. При осуществлении способа получения сжатого воздуха заполняют рабочую камеру сжимаемым воздухом, подают в приводную камеру сжимающий газ, отделенный от сжимаемого воздуха водяным поршнем, и сжимают воздух последним. Сжимающий газ предварительно получают электролизом воды в водоеме на глубине с гидротатическим давлением не ниже конечного давления сжатого воздуха. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам и средствам для сжатия, сжижения, разделения газов и предназначено для получения сжатого газа любого вида (в единственном числе или в смеси, как например, воздух).

Цель изобpетения расширение области применения за счет возможности получения кислорода и водорода.

На фиг. 1 изображена плавучая установка для получения сжатого воздуха с использованием электролиза воды, вид сбоку; на фиг. 2 электролизная установка, вид сбоку.

Устройство для получения сжатого воздуха по заявленному способу состоит из рабочей камеры 1 с патрубками 2-4, снабженными запорными приспособлениями-клапанами 5-7, и приводной камеры 8 с патрубками 9-11 и запорными приспособлениями-клапанами 12-14. Камеры 1 и 8 снабжены трубопроводом 15 с запорным вентилем 16. Устройство установлено на плавучем средстве 17, выполненном из двух комплектов: левого со сжимающим газом-кислородом и правого со сжимающим газом-водородом, получаемыми электролизом воды в водоеме.

К патрубку 11 левого комплекта присоединена газоподающая труба 18, а к патрубку 11 правого комплекта газоподающая труба 19 с газосборными резервуарами 20 и 21 соответственно от электролизной установки 22.

На чертежах также показаны кабель 23 электропитания электролизной установки 22, тросы 24 подвески установки 22, опоры 25 труб 18, 19 и акватория 26 водоема.

Рабочая 1 и приводная 8 камеры разделены водяным поршнем. Клапаны 5-7 и 12-14 выполняют функции впускных и выпускных приспособлений и с их помощью камера 1 соединена с источником сжимаемого газа, а камера 8 с источником воды и источником сжимающего газа.

Эксплуатируют устройство для получения сжатого воздуха следующим образом.

Плавучее средство 17 размещают в акватории 26 достаточной глубины. Опускают на тросах 24 подвески электролизную установку 22 в акватории 26 на глубину, при которой газосборные резервуары 20 и 21 окажутся на глубине в гидростатическим давлением не ниже конечного давления сжатого воздуха. Включают в работу электролизную установку 22. Поступающим по кабелю 23 электротоком вода разлагается на кислород, который поступает в резервуар 20, и водород, который поступает в резервуар 21.

Комплект камер 1 и 8, работающих на кислороде как сжимающем газе, используют так. Открывают клапаны 12 и 13 у камеры 8, размещенной на левой половине плавучего средства 17, при остальных закрытых клапанах. Из патрубка 10 в камеру 8, вытесняя газ из нее через патрубок 9, поступает вода. После заполнения камеры 8 водой закрывают клапаны 12 и 13. Открывают клапан 14 и вентиль 16 при закрытых клапанах 5-7 и заполненной воздухом камере 1.

Кислород из резервуара 20 по газоподающей трубе 18 поступает в камеру 8 и вытесняет из нее воду. По трубопроводе 15 вода поступает в камеру и заполняет нижнюю ее часть. Уровень воды в камере 1 подымается, сжимая заполняющий эту камеру воздух. Когда давление в камере 1 станет равным давлению кислорода в резервуаре 20, т.е. конечному давлению сжатого воздуха, открывают клапан 6. Сжатый воздух через патрубок 3 выдавливается из камеры 1. Когда вода заполнит весь объем камеры 1, закрывают клапаны 6, 14 и вентиль 16. Открывают клапаны 5, 7. Вода из камеры 1 сливается через патрубок 2. Камера 1 через патрубок 4 заполняется атмосферным воздухом. Одновременно открывают клапан 12 камеры 8. Сжатый кислород выходит из камеры 8 через патрубок 9 в газосборную емкость. Открывают клапан 13. Вода заполняет емкость 8. Циклы повторяют многократно и получают (накапливают) любой величины объем сжатого воздуха.

Аналогично используют правый комплект камер 1, 8, используя в качестве сжимающего газа водород из резервуара 21.

Формула изобретения

1. Способ получения сжатого воздуха, включающий заполнение рабочей камеры сжимаемым воздухом, подачу в приводную камеру сжимающего газа, отделенного от сжимаемого воздуха водяным поршнем, сжатие и нагнетание воздуха последним, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности получения кислорода и водорода, сжимающий газ предварительно получают электролизом воды в водоеме на глубине с гидростатическим давлением не ниже конечного давления сжатого воздуха.

2. Устройство для получения сжатого воздуха, содержащее приводную и рабочую камеры, снабженные управляемыми впускными и выпускными клапанами и разделенные водяным поршнем, причем приводная камера сообщена с источником воды и с источником сжимающего газа, а рабочая камера с источником сжимаемого воздуха, отличающееся тем, что устройство снабжено трубопроводом с запорным вентилем, посредством которого камеры сообщены между собой, источник сжимающего газа выполнен в виде установки для электролиза воды с резервуарами для кислорода и водорода, размещенными в водоеме на глубине с гидростатическим давлением не ниже конечного давления сжатого воздуха, причем по крайней мере один из резервуаров сообщен с приводной камерой через ее впускной клапан.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2