Сильфонный тепловой насос Советский патент 1985 года по МПК F04B17/00 F04B43/00 

Изобретение относится к насосостроению, касается насосов с тепловым приводом и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства для перекачки горячих сред.

Целью изобретения является обеспечение возможности работы насоса за счет теплоты перекачиваемой среды.

На фиг. 1 представлена схема варианта конструктивного выполнения насоса с креплением сильфонов в корпусе концами, примыкающими к теплопроводной стенке; на фиг. 2 - схема варианта выполнения с креплением сильфонов в корпусе противоположными концами; на фиг. 3 - вариант выполнения насоса с теплопроводной стенкой, имеющей выпуклую часть; на фиг. 4 - вариант выполнения выпуклой части теплопроводной стенки в виде сильфона; на фиг. 5 - вариант выполнения насоса с покрытием внутренней поверхности сильфона приводной камеры пористым покрытием.

Сильфонный тепловой насос содержит корпус 1, связанные одним концом с корпусом 1, а другим - между собой сильфоны 2 и 3, внутренние полости которых разделены теплопроводной стенкой 4, установленной с образованием рабочей и приводной камер 5 и 6 соответственно. Приводная камера 6 заполнена легкокипящей текучей средой. Сильфоны 2 и 3 выполнены с различным диаметром. Приводная камера 6 образована внутренней полостью сильфона 3 большего диаметра, в ней размещен закрепленный на конце сильфона 6, противолежащем теплопроводной стенке 4, толкатель 7. Со стороны стенки 4 дополнительно установлена упругая диафрагма 8 с отверстием 9, связанная гибкой тягой 10 с толкателем 7. Рабочая камера 2 выполнена во внутренней полости сильфона 5 меньшего диаметра и имеет всасывающий и нагнетательный клапаны соответственно 11 и 12. Теплопроводная стенка 4 может быть снабжена выпуклой частью 13, обращенной в рабочую камеру 2. Эта выпуклая часть 13 может быть выполнена в виде сильфона 14. Внутренняя поверхность сильфона 6 большего диаметра и диафрагма 8 могут быть снабжены пористым покрытием 15. В варианте на фиг. 1 не закрепленные в корпусе 1 концы сильфонов 2 и 3 связаны между собой скобой 16.

Сильфон 2 заполняется нагретой перекачиваемой средой через клапан 11. При этом происходит растяжение сильфона 2 и сжатие сильфона 3. После завершения заполнения рабочей камеры 5 нагретой средой диафрагма 8 в конце хода сильфонов упирается в толкатель 7 и перебрасывается в положение, при котором она примыкает к теплопроводной стенке 4. Тепло перекачиваемой среды через стенку 4 и диафрагму 8 передается легкокипящей текучей среде, которая при этом испаряется. Пары этой среды расширяются, давление в приводной камере 6 поднимается и сильфоны 2 и 3 начинают перемещаться. Сильфон 3 при этом расщиряется, а сильфон 2 сжимается. Перекачиваемая среда из рабочей камеры 5 через нагнетательный клапан 12 вытесняет5 ся к потребителю.

В конце хода гибкая тяга 10 перебрасывает диафрагму 8 в другое положение, при котором она отходит от стенки 4. Тепловой контакт легкокипящей текучей среды с теплопроводной стенкой 4 нарушается, испарение прекращается или сильно замедляется и отвод тепла из приводной камеры 6 в окружающую среду начинает превалировать над подводом тепла в камеру 6. При этом пары текучей среды охлаждаются и конденсируются на стенках сильфона 3, после чего конденсат стекает на диафрагму 8.

Так как в диафрагме 8 имеется отверстие 9, то давление над диафрагмой и под ней всегда одинаково, что обеспечивает устойчивое ее удержание в одном из двух

0 крайних стабильных положений.

При конденсации паров легкокипящей текучей среды в камере 6 падает давление, создается разряжение и сильфоны 2 и 3 начинают обратный ход. Сильфон 3 сжимается, а сильфон 4 расширяется. В камеру 5 через клапан 11 поступает новая порция нагретой перекачиваемой среды, а в конце хода толкатель 7 перебрасывает диафрагму 8 в сторону стенки 4.

Далее цикл повторяется в автоматичес0 ком режиме.

Выпуклая часть 13 стенки 4 способствует более интенсивной передаче тепла от перекачиваемой среды легкокипящей среде в камере 6. Ту же функцию выполняет и сильфон 14. Выполнение пористого покрытия 15

в сильфоне 3 обеспечивает возможность работы насоса при любой пространственной ориентации, так как за счет капиллярных сил конденсат легкокипящей среды всегда будет наполнять осушаемую часть покрытия 15, расположенную на диафрагме 8.

7 S 1

/ / /

8

1. СИЛБФОННБ1Й ТЕПЛОВОЙ НАСОС, содержащий корпус, связанные одним концом с корпусом, а другим - между собой сильфоны, внутренние полости которых разделены теплопроводной стенкой, установленной с образованием рабочей и приводной камер, причем последняя заполнена легкокипящей текучей средой, oтлu :aющийся тем, что, с целью обеспечения возможности работы насоса за счет теплоты перекачиваемой среды, сильфоны выполнены с различным диаметром, приводная камера образована внутренней полостью сильфона большего диаметра, в ней размещен закрепленный на конце сильфона, противолежащем теплопроводной стенке, толкатель, а со стороны стенки дополнительно установлена упругая диафрагма с отверстием, связанная гибкой тягой с толкателем, причем рабочая камера выполнена во внутренней полости сильфона меньшего диаметра. 2.Насос по п. 1, отличающийся тем, что теплопроводная стенка снабжена выпуклой частью, обращенной в рабочую камеру. 3.Насос по п. 1, отличающийся тем, что выпуклая часть стенки выполнена в виде сильфона. 4.Насос по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность сильфона большего (Л диаметра и диафрагма снабжены пористым покрытием. 00 со 00 00