Поршневой насос

 

I8726

Союз Советских

Социалистических

Республик

ПК F 04Ь 15/08

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

К 621.653.6(088.8) Авторы изобретения

Ю. В. Синявский и В. Н. Зиновьев

Московский ордена Ленина энергетический институт

Заявитель

ПОРШНЕВОЙ НАСОС

Известны поршневые насосы для перекачивания криогенных жидкостей, содержащие цилиндр с поршнем, разделяющим его,внутреннее пространство на герметичные теплую и холодную полости, соединенные одна с другой через регенератор, и клапаны впуска и выпуска жидкости, расположенные на .торце холодного конца цилиндра.

Цель изобретения — повышение экономичности и надежности. Это достигается тем, что холодный конец цилиндра заключен в охлаждающую рубашку, подключенную к внутренней полости цилиндра через клапан выпуска жидкости, а регенератор выполнен в виде примыкающего к наружной поверхности цилиндра блока, в котором размещен змеевик, сообщающийся с охлаждающей рубашкой для подачи жидкости к потребителю.

На чертеже схематично показан описываемый насос.

Насос содержит цилиндр 1, поршень 2, регенератор 8 со встроенным змеевиком 4, автоматические всасывающий 5 и нагнетательный б клапаны для впуска и выпуска жидкости, механизм 7 для привода поршня и охлаждающую рубашку 8. Внутренний объем цилиндра 1 разделен поршнем на две полости А и Б. Обе полости сообщаются с регенератором 8, каналами 9 и 10, причем каналы 9 проходят через охлаждающую рубашку 8.

Последняя соединена со змеевиком 4 и нагнегательным клапаном б. В холодной полости А цилиндра в результате прохода через нее криогенной жидкости поддерживается низкая

5 температура. Снаружи эта полость покрыта низкотемпературной теплоизоляцией 11. В геплой полости Б поддерживается температура окружающей среды, Механизм 7 привода обеспечивает возвратно-поступательное дви10 жение поршня 2 и может быть выполнен, например, в виде электромагнитного или кривошипно-шатунного механизма.

Рабочие процессы в насосе при установившемся режиме можно представить в виде че15 гырех фаз.

П е р в а я ф а з à. B начале фазы поршень 2 находится в верхнем крайнем положении. Полость А цилиндра заполнена криогенной жидкостью при давлении в сосуде 12, из которого

20 жидкость должна быть откачена.

При движении поршня вниз жидкость из полости А переталкивается в регенератор, где она испаряется, а образовавшиеся пары нагревгнотся до температуры, близкой к темпе25 ратуре окружающей среды. Вследствие испарения жидкости и нагрева пара до температуры окружающей среды давление в цилиндре повышается до давления нагнетания.

В т о р а я ф а з а. При давлении нагнета30 FIND открывается нагнетательный клапан б, 318726

Поршень продолжает двигаться вниз. При дальнейшем выталкивании жидкости из полости А в регенератор,и ее испарении часть жидкости нагнетается через клапан б в охлаждающую рубашку, Фаза заканчивается, когда поршень 2 приходит в нижнее крайнее положение.

Третья фаза. Клапаны 5 и б закрыты.

При движении поршня 2 вверх газ из полости Б переталкивается через регенератор 8 в полость А. В регенераторе газ охлаждается и частично ожижается. Остальная часть пара ожижается в каналах 9. Вследствие ожижения газа давление снижается и к концу фазы становится равным давлению всасывания.

Четвертая ф аз а. Оставшийся в полости Б газ переталкиваевся в полость А. В результате ожижения газа происходит всасывание жидкости из сосуда 12 через открывающийся клапан б. Всасывание заканчивается, когда поршень приходит в крайнее верхнее псложение.

Фазы повторяются.

Наличие охлаждающей рубашки и змеевика, встроенного в регенератор, позволяет обеспечить съем теплопритока по корпусу регенератора и цилиндру, а также гарантировать полное ожижение газа в третьей и четвертой фазах.

Таким образом, процесс повышения давления криогенной жидкости при помощи предлагаемого насоса осуществляется вследствие использования тепла окружающей среды.

Электрическая (механическая) мощность, затрачиваемая на привод поршня, расходуется лишь на преодоление трения движущихся деталей, а также сопротивления регенератора 8 и каналов 9 и 10. Сила же трения движущихся деталей незначительна, поскольку в .насо5 се нет плотных поршневых колец, так как давление в обеих полостях одинаково. Сопротивление регенератора и каналов 9 и 10 также незначительно, так как скорость движения поршня в насосах небольшая. Равен10 ство давлений в полостях А и Б снимает жесткие требования к уплотнению поршня, что обычно имеет место в механических насосах. Это существенно повышает надежность и экономичность в работе предложенного на15 соса.

Предмет изобретения

Поршневой насос для перекачивания крио20 генных жидкостей, содержащий цилиндр с поршнем, разделяющим его внутреннее пространство на герметичные теплую и холодную полости, соединенные одна с другой через регенератор, и клапаны впуска и выпуска жид25 кости, расположенные на торце холодного конца цилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности, холодный конец цилиндра заключен в охлаждающую рубашку, подключенную к

30 внутренней полости цилиндра через клапан выпуска жидкости, а регенератор выполнен в виде примыкающего к наружной поверхности цилиндра блока, в котором размещен змеевик, сообщающийся с охлаждающей рубаш35 кой для подачи жидкости к потребителю.

318726

Редактор А. Пейсоченко

Заказ 3844/13 Изд. № 1514 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Т. Рабчук

Техред Т. Ускова

Корректоры: Т. Бабакина и О. Тюрина