Насос с тепловым приводом и способ его работы

Группа изобретений относится к области насосостроения и может быть использована для подъема грунтовых вод в пустынях, охлаждаемых химических реакторах, в системах охлаждения космических аппаратов, системах кондиционирования, в системах капельного орошения, при разработке высокоточный капельных дозаторов. Насос с тепловым приводом содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2 и 3. Внутренняя поверхность корпуса 1 снабжена насечкой 5 пилообразной формы, обращенной наклонной частью насечки к выходному патрубку 3. Корпус 1 в зоне входного патрубка 2 снабжен капельным дозатором, теплоизоляционными втулками 7 и высокотемпературным нагревателем. Входной патрубок 2 снабжен каплеприемником. Непосредственно над каплеприемником установлен капельный дозатор. Группа изобретений направлена на обеспечение надежности. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Группа изобретений относится к области насосостроения и может быть использована для подъема грунтовых вод в пустынях, охлаждаемых химических реакторах, в системах охлаждения космических аппаратов, системах кондиционирования, в системах капельного орошения, при разработке высокоточный капельных дозаторов и во многих других случая, где основным требованием является его высокая надежность.

Известны наcосы с тепловым приводом (см. US 5129788 А, 14.07.1992; RU 116063 U, 20.05.2012).

Однако такие насосы в качестве нагревателя используют лазерное излучение, которое при фокусировке в жидкости и превращения лазерного излучения в тепло, сопровождается мощными гидравлическими ударами. При наличии клапанных узлов это становится насосом.

К недостаткам таких насосов можно отнести наличие подвижных деталей в виде клапанов и использовании дорогостоящей лазерной и электрической энергии, что сужает область применения таких насосов до систем охлаждения лазеров и других изделий специального назначения.

Известны способы работы теплового насоса (см. US 6071081 A, 06.06.2000; US 8348626 A, 12.08.2010), включающий подвод тепла к перекачиваемой среде. Однако он содержит множество подвижных деталей в виде компрессоров и насосов и т.д., вследствие чего такие способы не обладает высокой надежностью.

В качестве прототипа выбран насос с тепловым приводом (SU 748171 A, 15.07.1980), содержащий корпус с входным и выходным патрубками и нагревателем. Такой насос использует только тепловую энергию и в нем нет клапанных узлов. Точнее клапанные узлы есть, но функцию клапанов выполняют подвижные эластичные оболочки. Однако он требует применения интерметаллических соединений, и сложной системы управления в виде терморегулирующих устройств.

Задача группы изобретений направлена нВ устранение указанных выше недостатков.

Указанная задача решена в насосе с тепловым приводом, содержащем корпус с входным и выходным патрубками и нагревателем, согласно изобретению, внутренняя поверхность корпуса снабжена насечкой пилообразной формы, обращенной наклонной частью насечки к выходному патрубку, корпус в зоне входного патрубка снабжен капельным дозатором, теплоизоляционными втулками и высокотемпературным нагревателем, входной патрубок снабжен каплеприемником, а непосредственно над каплеприемником установлен капельный дозатор.

Кроме того, каплеприемник снабжен бортиками, расположен с наклоном относительно корпуса угол от 3 до 7 градусов, а поверхность каплеприемника, обращенная к каплям жидкости, снабжена фторопластом.

Кроме того, корпус снабжен бортиками, также снабженными насечкой.

Кроме того, корпус выполнен в виде цилиндра.

Указанная задача решена в способе работы насоса с тепловым приводом, включающем подвод тепла к перекачиваемой среде, согласно изобретению внутренний канал насоса покрывают насечкой пилообразной формы, обращенной наклонной частью насечки по направлению движения капель жидкости, а корпус насоса разогревают до температуры выше точки Лейденфроста на 50-200°С

На фиг. 1 схематично изображен насос с тепловым приводом (вид сверху), содержащий корпус 1 с входным и выходным патрубками 2 и 3 и нагревателем 4. Особенность предлагаемого насоса заключается в том, что внутренняя поверхность корпуса 1 снабжена насечкой пилообразной формы 5, обращенной наклонной частью насечки к выходному патрубку 3, корпус 1 в зоне входного патрубка 2 снабжен капельным дозатором 6, теплоизоляционными втулками 7 и высокотемпературным нагревателем 8, входной патрубок 2 снабжен каплеприемником 9, а непосредственно над каплеприемником 9 установлен капельный дозатор 6.

На фиг. 2 приведен вид насоса (вид сбоку) у которого каплеприемник 9 снабжен бортиками 11, расположен с наклоном относительно корпуса 1 на угол от 3 до 7 градусов, а поверхность каплеприемника 9, обращенная к каплям 10 жидкости, снабжена фторопластом.

На фиг. 3 приведен насос, отличающийся тем, что корпус 1 снабжен бортиками 12, также снабженными насечкой 5.

На фиг. 4 приведен насос, у которого корпус 1 выполнен в виде цилиндра.

Работает предлагаемый насос с тепловым приводом следующим образом. При попадании капель из капельного дозатора 6, благодаря углу наклона в каплеприемника 9 относительно корпуса 1 капля жидкости плавно подается на начало корпуса 1 с насечкой 5. Поскольку корпус 1 разогрет до большой температуры капля жидкости, находясь на паровой подушке испаряющейся капли и благодаря насечке 5 начинает двигаться к выходному патрубку 3. Капля двигается на принципах аналогичных движения судна на воздушной подушке.

Эффект движения капель против сил тяжести реализуется не при всякой температуре, а начинается с момента, когда корпус 1 разогревается выше точки Лейденфроста, при которой капля жидкости 10 начинает зависать над перегретым корпусом 1. Для направленного движения капель против сил тяжести канал насоса покрывают насечкой пилообразной формы, обращенной наклонной частью насечки по направлению движения капель жидкости 10.

На, фиг. 1 изображен корпус 1, работающий по предлагаемому способу. Пар, вырывающийся из под капли 10 не дает возможности соприкасаться с насечкой 5. Благодаря пилообразной форме насечке 5 пар, вырывающийся из под капли 10 уже не равномерно истекает во все стороны, о создается преимущественно направленное движения пара в одну сторону(тонкая стрелка на рис 5), а капля 10 устремляется в противоположную сторону (жирная стрелка). Для воды эффект Лейденфроста начинается приблизительно с 500 градусов Цельсия. Способ с передвижением капли против сил тяжести реализуется при несколько болей высокой температуре. Активное движении капли 10 против сил тяжести наблюдается для воды при температуре свыше температуры Лейденфроста на 50 градусов. Повышение температуры свыше 200 градусов приводит к более усиленному передвижению капель, но при этом время жизни капли падает(она начинает усиленно испаряться) Для воды время жизни капли воды оптимально в диапазоне температуры выше точки Лейденфроста на 50-200°С

Для жидкого воздуха или азота эффект Лейденфроста реализуется при комнатной температуре. Для реализации такого способ в криогенной области температур корпус насоса должен быть снабжен ребристым теплообменником, собирающим тепло из окружающей среды. В противном случае испарение движущихся капель жидкого воздуха охладят корпус до температуры ниже точки Лейденфроста и капли криогенной жидкости начнут касаться поверхности пилообразной насечки и полностью испаряться на начальном участке.

1. Насос с тепловым приводом, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и нагревателем, отличающийся тем, что внутренняя поверхность корпуса снабжена насечкой пилообразной формы, обращенной наклонной частью насечки к выходному патрубку, корпус в зоне входного патрубка снабжен капельным дозатором, теплоизоляционными втулками и высокотемпературным нагревателем, входной патрубок снабжен каплеприемником, а непосредственно над каплеприемником установлен капельный дозатор 6.

2. Насос с тепловым приводом по п. 1, отличающийся тем, что каплеприемник снабжен бортиками 11, расположен с наклоном относительно корпуса 1 на угол от 3 до 7 градусов, а поверхность каплеприемника, обращенная к каплям жидкости, снабжена фторопластом.

3. Насос по п. 1, отличающийся тем, что корпус снабжен бортиками 12, также снабженными насечкой 5.

4. Насос по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде цилиндра.

5. Способ работы насоса с тепловым приводом, включающий подвод тепла к перекачиваемой среде, отличающийся тем, что внутренний канал насоса покрывают насечкой пилообразной формы, обращенной наклонной частью насечки по направлению движения капель жидкости, а корпус насоса разогревают до температуры выше точки Лейденфроста на 50-200°С.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к устройству и способу удаления жидкости из эксплуатационной скважины. Устройство содержит резервуар (104, 105), имеющий зону (109) накопления жидкости, при этом указанный резервуар выполнен с возможностью соединения с трубой (102) удаления газа, расположенной в эксплуатационной скважине; изолятор (106), выполненный с возможностью ограничения потока текучей среды между стенкой (104) резервуара и стенкой (101) скважины из первого пространства (107), образованного между изолятором и забоем скважины, во второе пространство (108), образованное между изолятором и устьем скважины; первое отверстие (117а), выполненное в указанном резервуаре с возможностью обеспечения циркуляции смеси газ-жидкость из указанного первого пространства в третье пространство (110), образованное в трубе удаления газа; и второе отверстие (116а) в указанном резервуаре, выполненное с возможностью обеспечения циркуляции текучей среды из указанного второго пространства в зону накопления жидкости.

Группа изобретений относится к области нефтегазовой промышленности. Вращающийся изобарический обменник давления включает цилиндрический ротор с первой и второй противоположными торцевыми сторонами, имеющими осевые каналы с отверстиями, расположенными в торцевых сторонах.

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности, в частности, к оборудованию и технологиям для осуществления гидравлического разрыва грунта. Система обмена давления, включает в себя ротационный изобарический обменник давления (IPX), выполненный с возможностью обмена давления между первым флюидом и вторым флюидом, а также двигательную систему, соединенную с IPX и выполненную с возможностью приводить в действие IPX.

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности, в частности к оборудованию, технологиям для осуществления гидроразрыва пласта. Система обмена давления содержит систему гидроразрыва, включающую гидравлическую систему передачи энергии в виде ротационного изобарического обменника давления, выполненного с возможностью обмена давления между первым флюидом и вторым флюидом, двигательную систему, соединенную с гидравлической системой передачи энергии и выполненную с возможностью передачи крутящего момента в гидравлическую систему передачи энергии, и контроллер с одним или несколькими режимами работы для управления двигательной системой.

Изобретение относится к области идентификации и предназначено для изготовления идентификационных меток с матрицами, полученными путем обработки частицами, разогнанными до больших скоростей.

Группа изобретений относится к системе на основе ротационного изобарического обменника давления с системой смазывания. Система включает систему гидроразрыва 10.

Группа изобретений относится к вариантам системы и способу обработки флюида для гидравлического разрыва пласта. Предложена система, которая включает в себя интегрированную коллекторную систему, содержащую нескольких изобарических обменников давления (IPX), каждый из которых имеет входное отверстие для первого флюида под низким давлением, входное отверстие для второго флюида под высоким давлением, выходное отверстие для первого флюида под высоким давлением и выходное отверстие для второго флюида под низким давлением.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано для перекачивания загрязненной воды. Насос содержит полый корпус, напорный патрубок с клапаном, всасывающий патрубок с клапаном, гофрированный рукав и фильтр, крышку с закрепленным пневмопереключателем, имеющим корпус с камерой.

Изобретение относится к газлифтным насосам, используемым в плавильных ваннах для удаления поверхностного шлака из расплавленного металла, и касается защиты внутренних частей насосов от воздействия расплавленного металла.

Изобретение относится к устройствам для газлифтного транспортирования жидкости, в том числе с твердыми включениями, и может быть использовано для глубоководной добычи полезных ископаемых со дна водоемов, из скважин и т.п.

Изобретение относится к устройствам для сжатия газообразной среды, в частности к термокомпрессорам, работающим в цикле с регенерацией. Содержит первую ступень (E1) с первой горячей камерой (E11), вторую холодную камеру (Е12), поршневой узел (7), разделяющий первую и вторую камеры внутри основного кожуха, регенеративный теплообменник (9), устанавливающий гидравлическую связь между первой и второй камерами посредством по меньшей мере первой линии (F1) связи, и необязательные третью и четвертую камеры (Е21, Е22), разделенные неподвижным разделителем (61), разделяющим третью и четвертую камеры, связанные второй линией (F2) связи.

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации термокомпрессоров. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенным к нему баллоном-компрессором, выполненным в виде теплоизолированной двустенной емкости с оребрением внутреннего сосуда, размещенным в межстенной полости, заправочную магистраль.

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации компрессионных термических устройств. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенным к нему баллоном-компрессором, источник холода и магистраль подачи газа потребителю, снабженную теплообменником-охладителем.

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации компрессионных термических устройств. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенным к нему баллоном-компрессором, источник холода и магистраль прокачки теплоносителя.

Изобретение относится к холодильной технике. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенными к нему баллонами-компрессорами, параллельно включенными в объединенную магистраль заправки баллонов-компрессоров и подачи газа потребителю на входе в теплообменник-охладитель, а также источник холода.

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации компрессионных термических устройств. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенным к нему баллоном-компрессором, выполненным в виде теплоизолированной двустенной емкости с оребрением внутреннего сосуда, размещенным в межстенной полости двустенной емкости, подсоединенной к устройству для термоциклирования баллона-компрессора, а также магистраль прокачки теплоносителя.

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации компрессионных термических устройств (термокомпрессоров). Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенным к нему баллоном-компрессором, устройство для термоциклирования баллона-компрессора и магистраль прокачки теплоносителя.

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации компрессионных термических устройств (термокомпрессоров). .

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации компрессионных термических устройств. .

Изобретение относится к компрессоростроению, а именно к теплоиспользующим компрессорам, и может быть использовано в самых различных областях техники для компримирования (сжатия) и нагнетания газов.

Группа изобретений относится к области насосостроения и может быть использована для подъема грунтовых вод в пустынях, охлаждаемых химических реакторах, в системах охлаждения космических аппаратов, системах кондиционирования, в системах капельного орошения, при разработке высокоточный капельных дозаторов. Насос с тепловым приводом содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2 и 3. Внутренняя поверхность корпуса 1 снабжена насечкой 5 пилообразной формы, обращенной наклонной частью насечки к выходному патрубку 3. Корпус 1 в зоне входного патрубка 2 снабжен капельным дозатором, теплоизоляционными втулками 7 и высокотемпературным нагревателем. Входной патрубок 2 снабжен каплеприемником. Непосредственно над каплеприемником установлен капельный дозатор. Группа изобретений направлена на обеспечение надежности. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх