Насос с тепловым приводом Советский патент 1989 года по МПК F04B17/00 F04B43/00 

3- 1

Изобретение относится к машиностроению, а именно насосостроению, И может быть использовано для перекачки жидкости за счет тепловой энергии перепада температур между ней и окружающей средой.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем перекачивания охлажда ющей жидкости без теплового загрязнения ее источника с одновременным ее подогревом. На фиг.1 изображен насос с теп--- ловым приводом в положении, когда емкость переменного объема находится внизу приводной камеры, поперечный разрез; на фиг.2 - то же, емкость переменного объема находится вверху приводной камеры; на фиг.З - насос с теплов.ым приводом с эластичным элементом, выполненным в виде объемного прео бразователя давления, поперечный разрез.

Насос с тепловым приводом содержит герметичную приводную камеру 1 с теплоизолированными стенками, имеющую общую перегородку 2 с рабочей камерой 3 с нагнетательным 4 и всасывающим 5 трубопроводами соответственно с всасываю1цим 6 и нагнетательным 7 клапанами. В приводной камере 1 находится емкость 8 переменного объема, имеющая .нижнюю часть 9 с теплопроводными стенками, а верхнюю часть в виде эластичной стенки 10, Емкость 8 гидравлически соединена с еш остью 11 постоянного объема имеющей теплопроводные стенки и расположенной в рабочей камере 3, коромыслом 12, опирающимся на шарнир 13 i герметично -установленным в перегородке 2, вдоль которого смонтирован теплообменник (не показан) . Внутри.коромысла 12 располо- лсен газовод 14, концы которого находятся в верхней части емкостей 8 и 11 вьше максимального уровня рабочего тела в этих емкостях. В камерах 1 и 3 на нижних стенках имеются упоры 15 5 фиксирующие емкости 8 и. 11 в нижнем положении. Объем нижней части 9 с теплопроводными стенками емкости 8 равен объему емкости 11 и заполнен термочувствительным рабочим-телом, например водным раствор ом аммиака, объем которого равен 2/3 объема емкости 11. Приводная камера 1 содержит нагреватель 16 для подогрева практически

44

несжимаемой жидкости, например воды, находящейся в приводной камере 1. Часть перегородки 2 выполнена эластичной, например, в виде эластичной пленки 17 (фиг.1 и 2) с возможностью прогиба в приводную 1 или насосную 3 камеры или в виде объемного преобразователя 18 давления (фиг.З), рабочая полость 20 которого гидравлически соединена с рабочей камерой 3 через прорезь 19 в перегородке 2 (фиг.З). Приводная полость 21 выполнена герметичной, заполнена газом, а подвижная стенка 22 выполнена жесткой. Для уменьшения напора при соответствующем увеличении расхода перекачиваемой жидкости объемньй преобразователь 18 давления устанавливается со стороны рабочей камеры 3 и через прорезь 19 в перегородке 2 со единен d приводной камерой (не показана) .

При работе насоса на тепловой энергии, вьщеляемой при сжигании топлива, например древесины, торфа, каменного, угля или других видов топлива, а также при химических реакциях, например, разложения органических веществ, стенки приводной камеры 1 (кроме перегородки 2) вьшол- нены из теплопроводного и химически устойчивого материал, а среду, ок- рзтаающую теплопроводные стенки приводной камеры 1, отделяют от среды, окружающей рабочую камеру 3, теплоизоляционной стенкой (не показана). Насос работает следующим образом,

Когда емкость 8 находится в приводной камере 1 в нижне положении на упоре 15 (фиг.1), жидкое рабочее тело, например водный раствор аммиака, сливается по коромыслу 12 в емкость 8, где нагревается. При на- . гревании водного раствора аммиака из него вьщеляется газообразный аммиак и давление в емкостях В и 11 увеличивается. По мере вьщеления аммиака из раствора и увеличения давления газа в емокостях 8 и 11 увеличивается давление газа через эластичную стенку 10 на практически несжимаемую жидкость, находящуюся в приводной камере 1.

По мере увеличения объема емкости 8 переменного объема деформиру ется часть эластичной перегородки 2 в рабочую камеру 3, уменьшая ее объ

515

ем, в результате чего охлаждающая жидкость соответствующего объема выталкивается в напорный трубопровод 4 через нагнетательньй клапан. Однако по мере увеличения объема емкости 8 увеличивается выталкивающая сила жидкости, находящейся в приводной камере 1, на эту емкость. Когда эта сила достигает значения, при котором

, + Р.г,, + Р.Гд ,, r„.

п

+ РП- г,

где q - ускорение силы тяжести; р„ - плотность жидкости, находящейся в камере 1; Wg - объем емкости 8; Р - вес жидкого рабочего тела, находящегося в емкости 8;

Р - вес конструктивных элементов, находящихся в левой части коромьюла 12; Р - вес элементов в правой

части коромысла 12; w, - объем емкости 11;

i

г - соответственно расстояния от центра поворота шарнира 11 до точек приложения рассматриваемых сил, части коромысла 12 в приводной 1 и рабочей 3 камерах в этом случае симметричны шарниру 13, то емкость 8 всплывает, а емкость 11 опускается до упора 15.

. Жидкое рабочее тело сливается - из емкости 8 в емкость 11, где ох- лаждается.

По мере охлаждения рабочего тела газообразный аммиак поглощается раствором, давление газа в емкостях 8 и11 падает, объем жидкости 8 уменьшается, что.вызьшает смещение эластичной части перегородки 2 в приводную камеру, уменьшая давление в рабочей камере 3 и всасывание охлаждающей жидкости из ее источника по трубопроводу 5 через открывшийся клапан 7 в рабочую камеру 3. После того, как объем емкости 8 уменьшится до значения, при котором станет соблюдаться неравенств

-qpn 8 г, + Р, Г,.. ,,r,, +, .

31846

емкость 11 поднимается, а емкость 8 опускается до своего упора 15, после чего процесс повторяется.

Формула изобретения

1.Насос с тепловым приводом, содержащий рабочую камеру с жест0 кими теплоизолированными стенками с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, две емкости постоянного и переменного объемов с теплопроводными стенками, частично запол5 ненные термочувствительным рабочим телом и гидравлически связанные между собой коромыслом, снабженным газоводом и герметично установленным на шарнире,о тличающййся

0 тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем пе- peкaчIiвaния охлаждающей жидкости без теплового загрязнения ее источника с одновремеиньм ее подогревом,

5 насос снабжен герметичной приводной камерой, содержащей общую теплоизолированную перегородку с рабочей камерой, часть которой выполнена эластичной, причем емкость переменjo ного объема размещена в приводной камере, а емкость постоянного объема - в рабочей камере.

2.Насос поп.1,отлича ю- щ и и с я тем, что, с целью изменения напора и расхода перекачиваемой жидкости, эластичная часть перегородки вьшолнена в виде объемнолго преобразователя давления. I - .

3.Насос поп.2,отлича40 ю щ и и с я тем, что, с целью

увеличения напора и уменьшения расхода, с повьшзением нагревания перекачиваемой жидкости, объемньй пре.- образователь давления установлен в

45 приводной камере, а его рабочая полость гидравлически связана с рабочей камерой.

4.Насос по п.2, отличающий с я тем, что, с целью умень50 шения напора и повьшзения расхода с уменьшением нагревания перекачиваемой жидкости, объемный преобразователь давления установлен в рабочей камере и его рабочая полость

гг гидравлически связана с приводной камерой.

5.Насос по пп.1 и 2, о т л и- ч а ю щ и и с я тем,что, с целью использования тепла, образующегося

5

тг.1

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности насоса с тепловым приводом путем перекачивания охлаждающей жидкости без теплового загрязнения ее источника с одновременным ее подогревом. Емкости 8, 11 постоянного и переменного объема с теплопроводными стенками частично заполнены термочувствительным рабочим телом и гидравлически связаны между собой коромыслом 12. Последнее снабжено газоводом 14 и герметично установлено на шарнире 13. Герметичная приводная камера (К) 1 имеет общую теплоизолированную перегородку 2 с рабочей К 3, часть к-рой выполнена эластичной. Емкость 11 размещена в К 3, емкость 8 - в К 1. Для увеличения напора и уменьшения расхода с повышением нагревания перекачиваемой жидкости объемный преобразователь давления установлен в К 1, его рабочая полость гидравлически связана с К 3. Для уменьшения напора и повышения расхода с уменьшением нагрева жидкости преобразователь установлен в К 3, полость связана с К 1. Для использования тепла, образующегося при сжигании или химических реакциях, стенки К 1 выполнены из теплопроводного и химически устойчивого материала. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

22 21 20

Ш