Осмотический двигатель Советский патент 1987 года по МПК B01D13/00 F03C1/10 

пространство 36, кольцевую камеру 35 мембранного осмотического блока и магистрали 37 и 41. Из емкости 34 растворитель (Р) подают в центральную камеру 32 блока. Р, просачиваясь через полупроницаемую мембранную перегородку 31 в камеру 35, создает в ней повышенное давление. Раствор установленной концентрации поступает в подпоршневое пространство 10. Поршни 3 и 6 перемещаются вверх, благодаря чему осуществляется перекачка раствора высокой концентрации в камеру 35. Просачивающийся через перегородку 31 Р разбавляет раствор. В камере 32 создается разрежение, что приводит к подъему Р в камеру 32 Наличие пористого наполнителя 38 предотвращает деформацию перегородки 31. В начале движения поршня 3 вверх канал 26 перекрыт запорным органом 18, на который действуют давление и упругие кинематические элементы КЭ 12. При дальнейшем подъеме поршня 3 КЭ 12 не воздействуют на

1

Изобретение относится к гидравлическим двигателям с возвратно-поступательным движением выходного штока, использующим энергию осмоса.

Цель изобретения повьш1ение эффектности и эксплуатационных качеств.

На фиг.1 представлен осмотический двигатель, общий вид; на фиг,2 - про- межуточное положение затвора; на фиг. 3 - положение составных частей двигателя при отводе отработавшего раствора.

Осмотический двигатель содержит корпус 1 с цилиндром 2, в котором размещен рабочий поршень 3 с пружиной 4. В корпусе 1 над рабочим поршнем 3 в цилиндре 5 размещен поршень 6, соединенный штоком 7 с рабочим поршнем 3. Шток 8 предназначен для привода нагрузки, например насоса для перекачки жидких сред или для привода прессового оборудования. В корпусе 1 выполнен сливной канал 9, в котором размещено средство для отвода отработавшего раствора из подзапорньш орган 18. Последний прижат к седлу 16. При дальнейшем подъеме поршня 3 КЭ 12 выворачиваются и тяги 11 ускоренно перемещаются вверх относительно поршня 3. Торец стержня I7 упирается в тягу 11. При дальнейшем воздействии КЭ 12 на стержень 17 запорный орган 18 iотрываетсяг от седла 16 и перемещается до упора во втулку 23. Пространство 10 через зазор 25 и каналы 26 и 9 сообщается с отверстием 27, через которое отводится отработавший раствор. Давление в пространстве 10 при зтом падает, поршни 3 и 6 перемещаются вниз, что приводит к заполнению пространства 36 поступающим по ветви 43 магистрали 41 раствором. При необходимости концентрации раствора включается запор- но-дозирующий орган 45. При перемещении поршня 3 вниз происходит прижатие запорного органа 18 к седлу 16, после чего начинается процесс заполнения пространства 10 разбавленным раствором. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

поршневого пространства 10. Средство для отвода отработавшего раствора снабжено затвором, выполненньм в виде установленной в нижней части корпуса 1 подвижной тяги 11, упругих кинематических элементов 12, шарнирно соединенных концами с тягой II .через штифт 13 и с корпусом 1 через проушины 14, соосно размещенного в канале 9 хвостовика 5 поршня 3 с седлом I6 и стержня 17 с запорным органом 18 с уплотнителем 9. Один конец стержня 17 с помощью втулки 20 и упорного кольца 21 соединен с тягой 1I с возможностью относительного продольного перемещения в пределах зазора 22. Другой конец стержня 17 размещен во втулке 23 поршня 3 также с возможностью продольного перемещения. В хвостовнке 15 поршня 3 выполнены отверстия 24, соединяющие зазор 25 с подпоршневым пространством 10. Между стержнем 17 и хвостовиком 15 имеется

кольцевой канал 26, сообщенный с выпускным отверстием 27. Корпус 1 в нижней части имеет продольные пазы 28

для перемещения штифта 13, закрепленного на тяге 11 винтом 29. Мембранный осмотический блок выполнен в виде автономно размещенного цилиндрического контейнера 30 с цилиндрической

13117484

ствует на поршень 3. Под действием

давле ния поршень 3 перемещаете вверх, одновременно перемещается вверх и поршень 6, чем осуществляется перекачка раствора высокой конпОлупроницаемой перегородкой 31, соос- центрации в кольцевую камеру 36 осно установленной в контейнере 30 и разделяющей его на Центральную камер 32, соединенную магистралью 33 с емкостью 34 с растворителем, и кольцевую камеру 35, подключенную к над- поршневому пространству 36 поршня 6 магистралью 37. Поршень 6 является насосом для перекачки раствора высокой концентрации. Центральная камера 32 заполнена твердым пористым наполнителем 38. Кольцевая камера 35 трубопроводом 39 подключена к под- поршневому пространству 10 цилиндра 2. На магистрали 37, соединяющей кольцевую камеру 35 с надпоршневым пространством 36, установлен обратный клапан 40. Магистраль 37 являетмотического блока. Просачивающийся через полупроницаемую мембранную перегородку 31 растворитель разбавляет раствор, который продолжает поступать под поршень 3. По мере того , как растворитель проходит через перегородку 31, в центральной каме- ре 32 создается разрежение, что )5 приводит к подъему растворителя по магистрали 33 в камеру 32. Наличие пористого наполнителя 38 предотвращает деформацию перегородки 31 при по вышении давления в камере 35. В начале движения поршня 3 вверх кбльце- вой канал 26 перекрыт запорным органом 18, на который действуют осмотическое давление со стороны подпоршне- вого пространства 10 и упругие кинеся нагнетающей, а всасьшающая магистраль 41 имеет две ветви, одна из ко- 25 матические элементы 12. При дальне;й-, торых (ветвь 42 ) сообщена с емкостью шем движении поршня 3 вверх элементы 34 с растворителем, а другая - 12 поворачиваются и занимают промежу(ветвь 43 ) с емкостью 44 с раствором высокой концентрации. В месте разветвления ветвей 42 и 43 установлен запорно-дозирующий орган 45 для обеспечения потребной концентрации рабочего раствора. На ветвях 42 и 43 установлены обратные клапаны 46 и 47 соответственно.

Система запуска двигателя включает в себя поршневой насос 48 с ручным приводом, сливной трубопровод 49, вентиль 50 между трубопроводами 49 и 51.

Перед запуском двигателя раствором высокой Концентрации заполняют надпоршневое пространство 36, кольцевую камеру 35 мембранного осмотического блока, магистрали 37 и 41, при этом обратные клапаны 46 и 47 предотвращают образование сифона между емкостями 34 и 44. Далее насо-, сом 48 закачивают из емкости 34 растточное положение, при этом продольные оси их совпадак)т {фиг.2).

30

Воздействие элементов 12 на тягу 11, стержень 17 и запорный орган 18 в. этом случае отсутствует. Запорный орган 18 прижат к седлу 16 осмоти35 ческим давлением. При дальнейшем

подъеме поршня 3 вверх упругие элементы 12 выворачиваются, при этом развивается усилие, приводящее к ускоренному перемещению тяги 11 вверх

40 относительно поршня 3. Торец стержня 17 упирается в тягу 11. Дальнейшее воздействие элементов 12 на стержень 17 приводит к резкому отрыву запорного органа 18 от седла 16 и переме45 щению его до упора во втулку 23. Подпоршневое пространство IО через зазор 25, канал 26, канал 9 сообщается с выпускньм отверстием 27. Происходит отвод отработавшего раствоворитель в центральную камеру 32 50 РЗ. Давление в подпоршневом прост- осмотического блока до появления жид- ранстве 10 падает, поршень 3 с по- кости из трубопровода 49. Растворимощью пружины 4 перемещается вниз, перемещается вниз и поршень 6, что приводит к заполнению его надпоршне 55 вого пространства 36 раствором высокой концентрации, поступающим по ветви 43 магистрали 41. При необхо димости регулирования концентрации раствора включается запорно-дозирую

тель, просачиваясь через полупроницаемую мембранную перегородку 31, в кольцевую камеру 35 создает в ней повьш1енное осмотическое давление. Раствор установленной концентрации по трубопроводу поступает в под- поршневое пространство 10 и воздей84

ствует на поршень 3. Под действием

давле ния поршень 3 перемещаете вверх, одновременно перемещается вверх и поршень 6, чем осуществляется перекачка раствора высокой кон

мотического блока. Просачивающийся через полупроницаемую мембранную перегородку 31 растворитель разбавляет раствор, который продолжает поступать под поршень 3. По мере того , как растворитель проходит через перегородку 31, в центральной каме- ре 32 создается разрежение, что приводит к подъему растворителя по магистрали 33 в камеру 32. Наличие пористого наполнителя 38 предотвращает деформацию перегородки 31 при по вышении давления в камере 35. В начале движения поршня 3 вверх кбльце- вой канал 26 перекрыт запорным органом 18, на который действуют осмотическое давление со стороны подпоршне- вого пространства 10 и упругие кине

матические элементы 12. При дальне;й-, шем движении поршня 3 вверх элементы 12 поворачиваются и занимают промежуточное положение, при этом продольные оси их совпадак)т {фиг.2).

30

Воздействие элементов 12 на тягу 11, стержень 17 и запорный орган 18 в. этом случае отсутствует. Запорный орган 18 прижат к седлу 16 осмоти35 ческим давлением. При дальнейшем

подъеме поршня 3 вверх упругие элеметы 12 выворачиваются, при этом развивается усилие, приводящее к ускоренному перемещению тяги 11 вверх

40 относительно поршня 3. Торец стержня 17 упирается в тягу 11. Дальнейшее воздействие элементов 12 на стержень 17 приводит к резкому отрыву запорного органа 18 от седла 16 и переме45 щению его до упора во втулку 23. Подпоршневое пространство IО через зазор 25, канал 26, канал 9 сообщается с выпускньм отверстием 27. Происходит отвод отработавшего раство50 РЗ. Давление в подпоршневом прост- ранстве 10 падает, поршень 3 с по-

мощью пружины 4 перемещается вниз, перемещается вниз и поршень 6, что приводит к заполнению его надпоршне- 55 вого пространства 36 раствором высокой концентрации, поступающим по ветви 43 магистрали 41. При необходимости регулирования концентрации раствора включается запорно-дозирующий орган 45, При перемещении поршня 3 вниз перемещается также стержень 17, взаимодействующий с упругими элементами 12, После прохождения послед- промежуточного положения эле- менты 12 поворачиваются вниз, что приводит к опережающему перемещению тяги 11 относительно поршня 3 и резкому прижатию запорного органа 18 к седлу 16. Далее начинается процесс заполнения подпоршневого пространства 10 разбавленным раствором и перемещения поршня 3 вверх. Перемещения поршня 3 приводят к возвратно-поступательному движению штока 8. Оста- новка двигателя осуществляется путем открытия вентиля 50 и сообщения центральной камеры 32 с атмосферой.

Формул.а изобретения 20

1, Осмотический двигатель, содержащий корпус с цилиндром, в котором размещен подпружиненный рабочий поршень со штоком для привода нагрузки, осмотический мембранный блок, подключенный магистралями к емкостям с раствором высокой концентрации и растворителем и подпоршневому прост- {занству цилиндра, выполненный в корпусе сливной канал со средством для отвода отработавшего раствора из цилиндра, насосы для перекачки растворов, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения эффективности и эксплуатационных качеств, средство для отвода отработавшего раствора дополнительно снабжено затвором, вьтолненным в виде установленной в нижней части корпуса подвижной тяги, упругих кинематических

элементов, шарнирно соединенных концами с корпусом и тягой для обеспечения относительного перемещения рабочего поршня и тяги, соосно размещенного в канале хвостовика поршня с седлом и стержня с запорным органом, при этом концы стержня установлены в поршне и тяге с возможностью продольного относительно последних перемещения, а насос для перекачки раствора высокой концентрации вьтол- нен в виде поршня, размещенного в корпусе над рабочим поршнем и соединенного штоком с последним для обеспечения такта нагнетания во время такта наполнения цилиндра, и сообщен магистралями с емкостями с раствором и растворителем, а также с осмотическим мембранным блоком, при этом последний вьшолнен автономным.

2.Двигатель поп.1,отлич а- ю щ и и с я тем, что осмотический мембранный -блок выполнен в виде цилиндрического контейнера, полупроницаемая мембранная перегородка выполнена цилиндрической, соосно установлена в последнем и разделяет его на центральную, соединенную с емкостью с

растворителем и заполненйую твердым пористым наполнителем, и кольцевую, подключенную к насосу и подпоршнево- му пространству цилиндра камеры.

3.Двигатель по п.1, о тли ча- ю щ и и с я тем, что всасывающая магистраль насоса имеет две ветви, одна из которых сообщена с емкостью с раствором высокой концентрации, а другая - с растворителем, при этом в

есте их разветвления установлен за- порно-дозирующий орган.

Риг. г

Фиг.з

Изобретение относится к педрав- лическим двигателям и позволяет повысить эффективность и эксплуатационные качества. Раствором высокой концентрации заполняют надпоршневое W 29 (П со 00 Фиг.1

Редактор Н.Бобкова

Составитель Б.Новиков Техред А.Кравчук

Заказ 1914/6

Тираж 657Подписное

ВНРШПИ Государствениого комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор Н.Рогулич