Термомеханический насос Советский патент 1986 года по МПК F04B15/08 

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для новышения давления и перекачивания низкотемпературных жидкостей.

Цель изобретения - повышение производительности термомеханического насоса.

На чертеже схематично изображен термомеханический насос.

Термомеханический насос содержит два цилиндра 1 и 2, в каждом из которых расположен с образованием теплой и холодной полостей 3 и 4 вытеснитель 5, соединенные с теплыми и холодными полостями 3 и 4 теплообменники 6 и 7 и расположенные в цилиндрах 1 и 2 со стороны холодных полостей 4 всасывающие и нагнетательные клапаны 8 и 9, подсоединенные к одноименным линиям 10 и 11. Цилиндры 1 и 2 снабжены теплообменниками 12, размещенными в зоне теплых полостей 3 и подключенными к нагнетательным линиям 11, а последние - байпасными линиями 13 с регулировочными вентилями 14.

Термомеханический насос работает следующим образом.

В исходном положении холодная полость заполнена жидким криопродуктом при давлении Рве. При движении вытеснителя 5 вниз часть криопродукта переталкивается из полости 4 в теплую полость 3 через теплообменник 6 и теплообменник 7. В результате подвода теплоты в теплообменники 6 и 7 жидкий криопродукт испаряется. Так как плотность пара в десятки и сотни раз меньше

плотности жидкости, то давление в цилиндрах 1 и 2 повь1щается вплоть до давления нагнетания Рн. После этого открывается нагнетательный клапан 9. При дальнейшем

движении вниз вытеснителя 5 часть оставшегося криопродукта из полости 4 продолжает переталкиваться в теплую полость 3 для поддержания давления нагнетания, а другая часть поступает в линию 11 нагнетания, проходит по теплообменнику 12, поддерживая теплую полость 3 при требуемой температуре, и далее к потребителю.

Чтобы четко выдерживать требуемую температуру в полости 3, нагнетательный поток (или его часть) после клапана 9 может проходить по байпасной линии 13, минуя теплообменник 12. Для распределения потоков служит регулировочный вентиль 14. Процесс нагнетания заканчивается, когда вытеснитель 5 занимает нижнее поло-, жение.

После реверса движения вытеснителя 5 клапан 9 закрывается. Парообразный криопродукт из полости 3 переталкивается в полость 4 через теплообменники 7 и 6. В результате отвода теплоты пар конденсируется, давление снижается вплоть до давления всасывания Рве. При дальнейшем движении вытеснителя 5 вверх идет процесс всасывания через клапан 8. Этот процесс заканчивается, когда вытеснитель 5 доходит до верхнего крайнего положения. Далее процесс повторяется.