Термический насос Советский патент 1992 года по МПК F03G7/06 F04F1/04 

Ё

Использование: для привода во вращение гидромоторов, в качестве водометного двигателя лодки или катера. Сущность изобретения: поплавковый дисковый разделитель размещен в полости тепловой трубы с малым радиальным зазором. Разделитель выполнен с вогнутой верхней поверхностью и сквозным центральным отверстием, в к- ром установлен поплавковый клапан. Седло клапана расположено над ним. В верхней части трубы соосно закреплена выпуклая в сторону разделителя профилированная крышка с возможностью сопряжения с поверхностью разделителя. В стенке трубы выполнен дополнительный перепускной канал с установленными в нем на входе и выходе соответственно поплавковым и обратным клапанами. В верхней части трубы выполнены сливные отверстия с возможностью сообщения внутренней полости трубы с нагнетательной магистралью перепускным каналом. 1 ил.

Изобретение относится к насосострое-- нию и может быть использовано для привода во вращение гидромоторов, в качестве водометного двигателя лодки или катера.

Известен насос, содержащий тепловую трубу, источник тепла, размещенный с возможностью подвода тепла к верхней части тепловой трубы, размещенные в нижней части трубы холодильник, всасывающую и нагнетательную магистрали с обратными клапанами, перепускной осевой канал с обратным клапаном, соединяющий магистраль всасывания с кольцевым каналом, выполненным в верхней части трубы и сообщенным через отверстие с внутренней полостью трубы.

Недостатком насоса является низкие КПД и мош,ность из-за того, что в процессе вытеснения жидкости из тепловой трубы часть пара, образовавшегося при нагреве

верхней части трубы, конденсируется на зеркале вытесняемой жидкости.

Цель изобретения - повышение КПД и производительности насоса

Поставленная цель достигается тем, что насос дополнительно снабжен поплавковым дисковым разделителем, размещенным в полости тепловой трубы с малым радиальным зазором, верхний торец поплавка-разделителя выполнен вогнутым, над- и подпоплавковые объемы соединяются поплавковым клапаном, седло которого расположено над клапаном и соединено с нижней точкой вогнутого торца поплавкового разделителя, в верхней части трубы соосно закреплена выпуклая в сторону разделителя профилированная крышка с возможностью сопряжения с поверхностью разделителя, при этом в стенке трубы выполнен дополнительный перепускной канал с установлен

ю

v4 О

4

ными в нем на входе и выходе соответственно поплавковым и обратными клапанами, а в верхней части трубы выполнены сливные отверстия с возможностью сообщения внутренней полости трубы с нагнетательной магистралью дополнительным перепускным каналом.

Повышение мощности (производительности) и КПД насоса достигается за счет того, что поплавковый разделитель, размещенный в полости тепловой трубы, при всасывании находится под поверхностью жидкости, орошающей стенки трубы через отверстия кольцевой полости, и не уменьшает поверхность конденсации, а при вытеснении жидкости в нагнетательную магистраль он находится над поверхностью вытесняемой жидкости и поэтому нет процесса конденсации пара на зеркале вытесняемой жидкости, что позволяет увеличить количество тактов вытеснения в единицу времени.

На чертеже схематически изображен насос.

Насос содержит тепловую трубу 1, заполненную перекачиваемой жидкостью 2, с источником теплового воздействия 3, связанную через клапан подпора 4 с выходной магистралью 5 перекачиваемой жидкости 2 и через обратный клапан 6 с резервуаром- гидроаккумулятором (условно не показан), трубы холодильника 7, обратный клапан 8, размещенный в канале 9, проходящем через холодильник 7, связывающем кольцевую полость 10 с отверстиями 11, выходящими на внутреннюю поверхность 12 верхней части тепловой трубы 1, с резер- вуаром-гидроаккумулятором.

Насос снабжен поплавковым дисковым разделителем 13, размещенным в полости тепловой трубы с малым радиальным зазором, с вогнутой верхней поверхностью 14. Поплаковый разделитель 13 снабжен поплавковым клапаном 15 с седлом 16, расположенным над клапаном 15, соединяющим (разделяющим) над- и подпоплавковые объемы, и соединенным с нижней точкой вогнутого торца 14 поплавкового разделителя 13. Насос снабжен дополнительно сливными отверстиями 17, расположенными над отверстиями 11 кольцевой полости 10, сообщенными с полостью 18, которая каналом 19. содержащим последовательно расположенные в нем поплавковый клапан 20, поплавок которого находится над седлом 21, и обратный клапан 22, соединена с выходной магистралью 5, в верхней части трубы соос- но закреплена выпуклая в сторону разделителя профилированная крышка 23 с возможностью сопряжения с поверхностью

разделителя 13, выполненная из материала с малой теплоемкостью и теплопроводностью.

Термический насос работает следующим образом.

При воздействии на тепловую трубу 1 источником теплового воздействия 3 часть жидкости 2 в ее верхней части испаряется, вытесняя поплавковым разделителем 13

0 жидкость из нижней трубы 1 через клапан 4 потребителю. В процессе вытеснения жидкости поплавковый клапан 15 остается закрытым при условии, когда выталкивающая сила жидкости, действующая на клапан 15.

5 больше произведения силы трения между поплавковым разделителем 13 и внутренней поверхностью трубы на коэффициент, образованный отношением площади седла 16 к площади поперечного сечения по0 плавкового разделителя 13. По окончании вытеснения жидкости 2 поплавковым разделителем 13 клапан 15 открывается, пар поступает в полость под поплавковый разделитель 13, где. частично конденсиру5 ясь на зеркале вытесняемой жидкости 2, вытесняет ее через клапан 4 потребителю. После вытеснения всей жидкости 2 из трубы 1 потребителю пар конденсируется холодильником 7. Давление пара в трубе 1

0 уменьшается и клапан 4 закрывается. После уменьшения давления пара в трубе 1 до давления, меньшего чем в резервуаре-гид- роаккумуляторе, обратные клапаны 6 и 8 открываются и жидкость 2 начинает запол5 нять трубу 1. при этом поплавковый клапан 15 закрывается.

При поступлении жидкости 2 в трубу 1 через клапан 8 она, проходя по каналу 9 через холодильник 7, охлаждается, поступа0 ет в кольцевую полость 10 через отверстия 11, охлаждая внутреннюю поверхность 12 трубы 1, интенсифицируя процесс конденсации пара. Жидкость 2, поступающая в трубу 1 через отверстия 11, стекая по

5 поверхности 12, заполняет вогнутую поверхность 14 поплавка 13, увеличивая поверхность конденсации пара. Под действием жидкости 2. поступающей в трубу 1 через открывшийся клапан 6, поплавковый разде0 литель 13 перемещается вверх, накапливая над своим верхним торцом жидкость 2, поступающую из отверстий 11, которая затем сливается через окна 17 в полость 18, и поплавковый .клапан 20 открывается. При

5 дальнейшем перемещении поплавкового разделителя 13 вверх, жидкость, заполняющая объем, образованный вогнутой поверхностью 14, вытесняется соосной и сопрягаемой с ней поверхностью 23 в верхнюю часть трубы на испарение. Вытесненная поверхность 23 жидкости испаряется и вытесняет через открытый клапан 20 по каналу 19 через обратный клапан 22 жидкость 2 из полости 18 к потребителю.

После вытеснения всей жидкости из полости 18 клапан 20 закрывается отключая канал 19, и цикл повторяется.

По сравнению с прототипом предложенный насос обладает большей производительностью за счет интенсификации циклов вытеснения и всасывания, большим КПД использования тепловой энергии.

Формула изобретения

Термический насос, содержащий тепловую трубу, источник тепла, размещенный в ее верхней части, холодильник и всасывающую и нагнетательную магистрали с обратными клапанами, при этом холодильник размещен в нижней части трубы, в стенках которой имеется перепускной канал, а .в верхней части - сообщенный с ним кольцевой канал, причем последний через отверстия сообщен с внутренней полостью

Редактор Л. Волкова

Составитель Н, Власова Техред М.Моргентал

0

5

0

трубы, а перепускной канал - со всасыв,) щей магистралью, отличающийся тег-- что, с цепью повышения КПД и производи тельности, насос снабжен поплавковым ди сковым разделителем, размещенным в полости тепловой трубы с малым радиаль ным зазором, разделитель выполнен с вогнутой верхней поверхностью и сквозным центральным отверстием, в последнем установлен поплавковый клапан, седло которого расположено над клапаном, в верхней части трубы соосно закреплена выпуклая в сторону разделителя профилированная крышка с возможностью сопряжения с поверхностью разделителя, при этом в стенке трубы выполнен дополнительный перепускной канал с установленными в нем на входе и выходе соответственно поплавковым и обратным клапанами, а в верхней части трубы выполнены сливные отверстия с возможностью сообщения внутренней полости трубы с нагнетательной магистралью дополнительным перепускным каналом.

- ю

От резервуара - гидр0ахх1/му/1#/г70/ я

Корректор Е. Папп