Сильфонный насос-компрессор Российский патент 2024 года по МПК F04B19/06 F03B13/18 

Изобретение относится к насосно-компрессорному строению, может быть использовано для получения гидравлической и пневматической энергии, необходимой в различных областях техники.

Известна конструкция ручного сильфонного насоса, содержащего сильфонный элемент. Сильфонный элемент с помощью рукояток вручную сжимается до полного складывания, а затем при помощи тех же рукояток растягивается, в результате чего происходит перемещение перекачиваемой среды (см. патент RU 4785 U1, МПК F04B 43/08, публикация 16.08.1997 г.). Недостатком известного технического решения является трудоемкий ручной привод и малая производительность насоса.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является конструкция сильфонного компрессора с электроприводом (см. авторское свидетельство на изобретение SU 1788321 А1). Недостатком конструкции является использование электрической энергии для ее привода, которая преимущественно генерируется сжиганием углеводородов, что приводит к выбросам в воздушную атмосферу парниковых газов. Кроме того, конструкция сильфонного компрессора не предполагает одновременной генерации гидравлической и пневматической энергии.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание конструкции для одновременного получения гидравлической энергии высокого давления для работы обратноосмотических установок опреснения морской воды и пневматической энергии с последующим преобразованием ее в тепловую, электрическую и/или энергию холода, в зависимости от необходимости, с использованием возобновляемой энергии.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность одновременной генерации пневматической и гидравлической энергии, а также снижение выбросов в воздушную атмосферу парниковых газов за счет использования возобновляемой энергии морских волн для привода сильфонного насоса-компрессора. Полученная гидравлическая и пневматическая энергия может быть использована для автономного жизнеобеспечения (водоснабжения, получения тепла/холода, электричества) удаленных пляжных модульных отелей без централизованных сетей жизнеобеспечения.

Поставленная задача решается за счет использования возобновляемой энергии морских волн и энергии гидростатического давления морской воды для привода сильфонного насоса-компрессора при размещении его под уровнем акватории.

Технический результат достигается тем, что в сильфонном насос-компрессоре, содержащем всасывающий и нагнетательный клапаны, рабочую камеру, образованную соединенными между собой сильфонными элементами, закрытыми с одной стороны подвижной стенкой, а с другой стороны неподвижным днищем, согласно изобретению, сильфонные элементы снабжены кольцами жесткости для предотвращения деформации сильфонных элементов под действием гидростатического давления воды на глубине установки рабочей камеры, к неподвижному днищу внутри рабочей камеры прикреплен цилиндр, являющийся поршнем воздушного компрессора, к цилиндру прикреплен плунжер водяного насоса, входящий в корпус водяного насоса, корпус водяного насоса прикреплен к подвижной стенке рабочей камеры, в подвижной стенке рабочей камеры выполнено уплотнение плунжера водяного насоса, всасывающий и нагнетательный клапаны воздушного компрессора размещены на подвижной стенке рабочей камеры, всасывающий и нагнетательный клапаны водяного насоса размещены на корпусе водяного насоса, корпус водяного насоса соединен с буем с положительной плавучестью, являющимся приводом сильфонного насоса-компрессора.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства сильфонного насоса-компрессора в положении всасывания воды и воздуха.

На фиг. 2 представлен общий вид устройства сильфонного насоса-компрессора в положении нагнетания воды и воздуха.

Заявляемое техническое решение состоит из следующих основных элементов: рабочей камеры (1), сильфонных элементов их эластичного материала (2), подвижной стенки (3) и неподвижного днища (4) рабочей камеры, подвижного поршня воздушного компрессора (6), совмещенного с плунжером водного насоса (7), комплекта клапанов (10, 11, 12, 13) и тросов (14, 15).

Работа сильфонного насоса-компрессора осуществляется следующим образом. На чертежах показано перечисленное расположение функциональных элементов насоса-компрессора при расположении устройства под уровнем акватории. На фиг. 1 показано расположение элементов устройства при нахождении буя с положительной плавучестью, соединенного с корпусом водяного насоса тросом, на гребне морской волны. Сильфоны в этом случае растянуты за счет выталкивающей силы воды, действующей на плавучий буй (такт всасывания воздуха и воды). На фиг. 2 показано расположение элементов устройства при нахождении буя с положительной плавучестью во впадине морской волны. Сжатие сильфонов в этом случае осуществляется за счет гидростатического давления воды в месте установки рабочей камеры (такт нагнетания воды и воздуха).

Сильфонный насос-компрессор содержит рабочую камеру (1), образованную соединенными между собой сильфонными элементами из эластичного материала (2), закрытыми с одной стороны подвижной стенкой (3), а с другой стороны неподвижным днищем (4). Сильфонные элементы из эластичного материала (2) снабжены кольцами жесткости (5) для предотвращения деформации сильфонных элементов под действием гидростатического давления воды на глубине установки рабочей камеры (1). К неподвижному днищу (4) внутри рабочей камеры прикреплен цилиндр (6), являющийся поршнем воздушного компрессора. К цилиндру (6) прикреплен плунжер (7) водяного насоса, входящий в корпус водяного насоса (8), прикрепленный к подвижной стенке рабочей камеры (3). В подвижной стенке рабочей камеры (3) выполнено уплотнение (9) плунжера водяного насоса (7). Всасывающий (10) и нагнетательный (11) клапаны воздушного компрессора размещены на подвижной стенке (3) рабочей камеры (1). Всасывающий (12) и нагнетательный (13) клапаны водяного насоса размещены на корпусе (8) водяного насоса. Неподвижное днище (4) рабочей камеры (1) закреплено с дном акватории моря тросом (14). Корпус (8) водяного насоса соединен с плавучим буем, снимающим энергию морских волн, тросом (15).

Заявленное техническое решение позволяет использовать возобновляемую энергию морских волн для одновременной генерации гидравлической и пневматической энергии, что позволяет исключить загрязнение окружающей среды парниковыми газами.

Пояснения к чертежам:

1 - рабочая камера;

2 - сильфонные элементы из эластичного материала;

3 - подвижная стенка рабочей камеры;

4 - неподвижное днище рабочей камеры;

5 - кольца жесткости;

6 - цилиндр, являющийся поршнем воздушного компрессора;

7 - плунжер водяного насоса;

8 - корпус водяного насоса;

9 - уплотнение плунжера водяного насоса;

10 - всасывающий клапан воздушного компрессора;

11 - нагнетательный клапан воздушного компрессора;

12 - всасывающий клапан водяного насоса;

13 - нагнетательный клапан водяного насоса;

14 - трос, соединяющий неподвижное днище рабочей камеры с дном акватории моря;

15 - трос, соединяющий корпус водяного насоса с плавучим буем, снимающим энергию морских волн.

Изобретение относится к насосно-компрессорному строению. Сильфонный насос-компрессор содержит всасывающий и нагнетательный клапаны 10-13, рабочую камеру 1, образованную соединенными между собой сильфонными элементами 2, закрытыми с одной стороны подвижной стенкой 3, а с другой стороны неподвижным днищем 4. Элементы 2 снабжены кольцами жесткости 5 для предотвращения деформации элементов 2 под действием гидростатического давления воды на глубине установки камеры 1. К днищу 4 внутри камеры 1 прикреплен цилиндр 6, являющийся поршнем воздушного компрессора. К цилиндру 6 прикреплен плунжер 7 водяного насоса, входящий в корпус 8 водяного насоса. Корпус 8 прикреплен к стенке 3. В стенке 3 выполнено уплотнение плунжера 7. Клапаны 10, 11 размещены на подвижной стенке рабочей камеры. Клапаны 12, 13 размещены на корпусе 8. Корпус 8 соединен с буем с положительной плавучестью, являющимся приводом сильфонного насоса-компрессора. Изобретение направлено на обеспечение возможности одновременной генерации пневматической и гидравлической энергии. 2 ил.

Сильфонный насос-компрессор, содержащий всасывающий и нагнетательный клапаны, рабочую камеру, образованную соединенными между собой сильфонными элементами, закрытыми с одной стороны подвижной стенкой, а с другой стороны неподвижным днищем, отличающийся тем, что сильфонные элементы снабжены кольцами жесткости для предотвращения деформации сильфонных элементов под действием гидростатического давления воды на глубине установки рабочей камеры, к неподвижному днищу внутри рабочей камеры прикреплен цилиндр, являющийся поршнем воздушного компрессора, к цилиндру прикреплен плунжер водяного насоса, входящий в корпус водяного насоса, корпус водяного насоса прикреплен к подвижной стенке рабочей камеры, в подвижной стенке рабочей камеры выполнено уплотнение плунжера водяного насоса, всасывающий и нагнетательный клапаны воздушного компрессора размещены на подвижной стенке рабочей камеры, всасывающий и нагнетательный клапаны водяного насоса размещены на корпусе водяного насоса, корпус водяного насоса соединен с буем с положительной плавучестью, являющимся приводом сильфонного насоса-компрессора.