Объемный насос с тепловым приводом Советский патент 1981 года по МПК F04B17/00 

--Изйбретение относится к насосостроению,касается объемныхнасосов с тепловым привод ом и может найти применение в различныхотраслях народного хозяйства для переключения жидкостей с использованием, энергии солнечной радиаИзвестен объемный насос с тепловым приводом, содержащий размещенную в кор пусе, по меньшей мере, одну рабочую камеру, снабженную патрубками и отделенную теплоизолирующим подвижным разделителем от смежной приводной камеры, заполненной термочувствительной средой, теплоприемник и систему управления .J, Недостатком известного насоса является нестабильность работы из-за того, что переливная трубка в систене управления гранулирует надежную работу насоса только в том случае, если подача перекачиваемой среды не меньше некоторой величины, при которой жидкость в бочке системы управления еще .поднимается выше колена переливной трубки. Если подача перекачиваемой жидкости ниже указанной величины, что бывает при недостаточном количестве тепла, полученном теплоприемником, насос прекращает работу. Цель изобретения - повьш1ение стабильности работы и обеспечение возможности работы насоса с тепловым источником на органическом топливе в холодное время года. Поставленная цель достигается тем, что насос снабжен дополнительными тейлоприемником, рабочей и приводной камерами, а разделитель выполнен в виде поршня, разделяющего между собой, соответственно, рабочие и приводные камеры, каждая из последних снабжена теплопроводной торцевой стенкой с ребрами охлаждения, размещенньми в смежной рабочей камере, каждый теплоприемник установлен против теплопроводной торцовой стенки одной из приводных камер с возможностью относ тель-f 384 ного перемещения и связан со вторым теплоприемником экраном с внутренней зеркальной поверхностью, охватывающим рабочие и ггриводШе каНерьГ, одйй из теплоприемников поджат к торцовой стенке одной из приводных камер пружи нами, а система управления снабжена теплообменниками-упорами, установленными в каждой из приводных камер, и отжимными сильфонами, заполненными термочувствительной средой, имеющими теплообмён1шки и уст ановленнь1ми между торцовой стенкой каждой из приводных камер и соответствующим теплоприемником, причем одна из рабочих камер, смежная приводной, к торцовой стенке которой- поджат пружинами один ия теплоприемников, сообщена гидролинией через теплообменник-упор, размещен ный в указанной приводной камере, с теплообменниками отжимных сильфонов, установленных между торцовой стенкой второй приводной камеры и вторым из теплоприемников, вторая рабочая камера сообщена одной иЭ гидролиний через тепл обменник-упор, размещенный в смежной ей приводно ;) камере, с теплообменниками отжимных сильфонов, размещенных между торцовой стенкой последней приводной камеры и Соотёетствзпощим тепло приемником, а другой гидролинией - с теплообменшками отжимных сильфондв, размещенных между торцовой стенкой приводной камеры, поджатой пружинами ктештоприемнйку, и этим теплоприемнн крм, и в каждой из .упомянутых гидролиний установлен- обратньй кла- пан, При этом- каждая из рабочих камер разделена гибким разделителем на .гидроприводную и насосную полости, йервая из которых заполнена нейтральной приводной жидкостью, а вторая сообще с пaтpyDкa ш, ив корпусе в зоне, при легающей к,гидроприводной полости, выполнены каналы ох.паждения, сообщен ные с патрубками насосной полости. Кроме того,- прием1таки и экран сна жень охватывающей их теплоизоляцией, На фиг, 1 представлен предлагаемь1Й насос, на фиг, 2 - вариант насос с разделенными гибкими разделителями рабочими камерами, Насос снабжен двумя теплоприемниками 1 и 2, двумя рабочими 3 и 4 и приводными 5 и 6 камерами и поршнем 7, разделяющим между собой, соответственно, рабочие 3 и 4 и приводные 5И 6 камеры. Рабочие .камеры 3 и 4 отделены of соответствующих см.ежных приводных камер 5 и 6 теплоизолирующими подвижными разделителями 8 и 9, каждый из которых образован концентрично установленными сильфонами с теплоизолирующей полостью 10 между ними. Каждая из приводных камер 5 и 6снабжена теплопроводной торцовой стенкой, соответственно, и 12 с ребрами охлаз-едения 13 и 14, размещентными в смежных рабочих камерах 3 и 4, Каждый теплоприемник 1 и 2 установлен против теплопроводной стенки 11 или 12 одной из приводных камер 5 или 6 с возможностью отно сительного перемещения и связан со вторым теплоприемником экраном 15 внутренней зеркальной поверхностью, охватыва:ющим рабочие 3 и 4 и приводные 5 и 6 камеры. Один из тёплопр.иемников (теплоприемник 1) поджат к торцовой стенке 11 приводной камеры 5 пружинами 16, Приводные камеры 5 и 6 заполнены термочувствительной средой. Система управления состоит из теплообменников-упоров 17 и 18, устанрв-. ленных, в каждой из приводных камер 5 и 6, -и отжимных СИЛЬФОНОВ 19 и 20, заполненных термочувствительной средой и имеющих теплообменники 21 и 22,. Отжимные сильфоны 19 и 20 установлены между торцовыми стенками П и 12 каждой из приводных камер 5 и 6 и соответствующими теплоприемниками 1 и 2, Одна из рабочих камер .{камера З) смежная приводной камере 5, к торцовой стенке 1 1 которой поджат прзгжинами теплоприемник 1, сообщена гидролинией 23через теплообменник -упор 17, размещенный в приводной камере 5, с теплообменниками 22 отжимных сильфонов 20, установленных между торцовой стенкой 12 приводной камеры 6 и теплоприемником 2,. , Вторая рабочая камера 4 сообщена одной гидролинией 24 через теплообменник-упор 18, размещенный в смежной ей приводной камере 6, с теплообменниками 22 отжимных сильфонов 20, размещенных между торцовой стенкой 12 и теплоприемником 2, а другой гидролинией 25 - с .теплообменниками 21 отжимных сильфонов 19, размещенных между торцовой стенкой 11 и теплоприемником 1, В каждой из упомянутых гидролиний 23, 24и 25 установлен обратный клапан, соответственно, 26, 27 и 28, из рабочих камер 3 и .4 разделена гибким разделителем 29 и 30, соответстве но, на гидроприводную 31 и 32 и насос ную 33 и 34 полости. Гидроприводные полости 31 и 32 заполнены нейтральной приводной жидкостью. Насосные полости 33 и 34 снабжены патрубками 35 и 36, а в корпусе 37 в зоне, прилегающей, к гидроприводяым полостям 3 и 32, выполнены каналы охлаждения 38, сообщенные с патрубками 35 и 36 насосных полостей 33 и 34, Теплоприемники 1 и 2 и экран 15 могут быть снабжены тывающей их теплоизоляцией (не показа на) . . Теплоприемники1 и 2 нагреваются солнечными лучами, В начапьнь1й момент работы отжимные сильфоны 19 и 20 урав новешивают друг друга, и пружины 16 прижимают теплоприемник 1 к торцовой теплопроводной стенке 11, Тепло передается через стенку 11 в приводную камеру 5, где легкокипящая термочувствительная среда закипает и давлением паров перемещает поршень 7 вправо (по чертежу), При этом рабочая камера 3 увеличивается в объеме, и в нее поступает перекачиваемая жидкость из источника, а рабочая камера 4 уменьшается в объеме, и перекачиваема жидкость из нее вытесняется к потре.бителю. Одновременно перекачиваемая жидкость из рабочей камеры 4 поступает в гидролинию 24 , сообщенную через теплообменник-упор 18 с теплообменниками 22.отжимных сильфонов 20, и в гидролинию 25, сообщенную с тепло обменниками 21 отжимных сильфонов 19, При этом перекачиваемая жидкость охла ждает термочувствительную среду в при водной камере и в сильфонах 19 и 20, способствуя конденсации ее паров, кон денсации паров термочувствительной среды в камере 6, неконтактирующей с теплоприемником 2, а также отдаче тепла .в перекачиваемую жидкость ребрами охлаждения 14. В результате конденсации паров термочувствительной среды повышается перепад давлении на поршне 7, что способствует повышению удельной мощности насоса, и сжимаются сильфоны 19 и 20, Обратный ток перекачиваемой жидкости через теплообменникупор 17, который привел бы к паразит- ным потерям тепла в приводной камере 5, предотвращается обратным клапаном 26, установленным в гидролинии 23. рается в теплообменник-упор 18 и останавливается. Давление в рабочей камере 4 подаету и ток перекачиваемой жидкости через тeплooбмeн шкупор 18 и теплообменники 21 и 22 отжимных сильфонов 19 и 20 прекращается. Так как торцовая стенка 11 в этот момент прижата пружинами 16 к теплоприемнику 1, установленные на ней отжимные сильфоны 19 нагреваются, термочувствительная среда в них закипает, и давление паров разжимает сильфоны 19. Последние упираются в теплоприемник 1, за счет непосредственного контакта с ним нагреваются еще больше И отжимают теплообменник 1 от торцовой стенки 1, удерживая его в таком положении. Под действием отжимных сильфонов 19, преодолеваюш 1х усилие пружин 16, торцовая стенка 12 прижима-ется к теплрприемнику 2 который наг гревает термочувствительную среду в приводной камере 6. Давление в последней повьщ1ается, и поршень движется вправо, . В процессе движения поршня влево рабочая камера 4 увеличивается в объеме, и в нее поступает перекачиваемая жидкость из источника, а рабочая камера 3 уменьшается в объеме, что приводит к вытеснению из нее перекачиваемой жидкости к потреблению. Одновременно перекачиваемая жидкость поступает через теплоо.бменник-упор 17 и гидролинию 23 в теплообменники 22 сильфонов 20, способствуя охлаждению термочувствительной среды и конденсации ее паров в приводной полости 5 отжимных с-«1ьфонах 20. Последние поэтому находятся в сжатом состоянии. Обратный ток перекачиваемой жидкости через тегшообменник-упор 18 и те.плообменники 21 отжимньк сильфонов 19 предотвращается обратньши клапанами 27 и 28, установленными в гидролиниях 24 и 25. . . . В конце хода влево поршень 7 упирается в теплообменник-упор 17. Давление в рабочей камере 3 падает, и ток перекачиваемой жидкости через, теплообменник-упор 17 и теплообменники 22 сильфонов 20 прекращается. Сильфоны .20 нагреваются за счет контакта теплоприемника 2 с торцовой стенкой 12, термочувствительная среда в них за- . кипает и разжимает сильфоны 20. Последние упираются в теплоприемник 2 и уравновешивают усилие со стороны сильфонов19, а прижимают теплоприемник 1 к торцовой стенке П. Цикл работы насоса повторяется. Разделетаде рабочих камер гибкими разделителями 29 и 30 на приводные 31 и 32 и насосные 33 и 34 полости улучшает усилия работы поршня 7, так как исключается его контакт с перека чиваемой жидкостью, в которой могут быть абразивные частицы, В этом случае насос работает аналогично вьппеописанному, с той лишь разницей,что перекачиваемая .жидкость поступает в теплообменник 17-22 из насосных полрстей 33 и 34. Одновременно (для ул шения теплоотдачи с ребер охлаждеьшя13 14 потокомперекачиваемой жидкости, пр ходящш через каналы охлаждения 38, охлаждается приводная жидкость в гидро приводных полостях 31 и 32. В зимнее время года подогрев тепл приемников 1 и 2 может осуществляться органическим топливом. При этом для уменьшения теплоотдачи в окружающуй среду насос целесообразно снабжать теплоизоляцией, охватывающей теплоприейники 1 и 2 и экран 15, Предлагаемый насос может работать стабильно, практически независимо от количества тепла, получаемого теплоприемниками. Формула изобретения 1 , Объемный насос с тепловьгм приводом, сод ержаш 1Й размещейнуто в корпусе, по меньшей мере, одну рабочзпо камеру, снабженную патрубками и отделенную теплоизолирующим подвижным разделителем от смежной приводной Камеры, заполненной термочувствительной средой, теплоприемник и систему управления, отличающийся тем, что, с целью повьшгения стабильности работы, насос снабжен дополнительными теплоприемником, рабочей и приводной камерами, а разделитель выполнен в виде разделяющего между собо соответственно, рабочие и приводные камеры, каждая из последних снабжена теплопровод ной торцовой стенкой с ребрами охлаждения, размещенными в смежной рабочей камере, каждый теплопри.ёмник установлен против теплопроводно торцовой стенки одной из приводных к мер с возможностью относительного пер мещения и связан со вторым теплоприем miKOM экраном с внутренней зеркальной Поверхностью, охватывающим рабочие и приводные камеры, один из теплоприемников поджат к торцовой стенке одной из приводных камер пружинами, а система управления снабжена теплообменниками-упорами, установленными в каждой ИЗ приводных камер, и отжимными сильфонами, заполненными термочувствительно ; средой, имеющими теплообменниками и установленными между торцовой. стенкой каждой из приводных камер и соответствующим теплоприемником, причем одна из рабочих камер, смежная приводной, к торцовой стенке которой поджат пружинами один из,теплоприемников, сообщена гидролинией через теплообменник-упор , размещенный в указанной приводной камере, с теплообменниками отжимных сильфонов, установленных между торцовой стенкой второй приводной камеры и вторым из теплоприемНИКОВ, вторая рабочая камера сообщена одной гидролинией через теплообменник-упор, размещенный в смежной ей приводной камере, с теплообменниками отжимных сильфонов, размещенных между -торцовой стенкрй последней приводной камеры и соответствующим теплоприемником, а другой гидролинией - с теплообменниками отжимных сильфонов, размещенных между торцовой стенкой приводной камеры, поджатой прухшнами к теплоприемнику и этим теплоприемником, и в каждой из упомянутых гидролиний установлен обратный клапан. 2.Насос по п. 1, отличающийся тем, что каждая из рабочих камер разделена гибким разделителемна гидроприводную и насосную полости, первая из которых заполнена нейтральной приводной жидкостью, а вторая сообщена с патрубками, и в корпусе в зоне, прилегающей к гидроприводной полости, выполнены каналы охлаждения, сообщенные с патрубками насосной полости. 3.Насос поп, 1, отличающийся тем, что, .с целью обеспечения его работы с тепловым источником на органическом топливе в холодное время года, теплоприемник и экран снабжены охватывающей их теплоизоляцией. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР К 566956, кл, F 04 3 17/00, 1973,

Фиг.1 t I 75J/55 Фиг.2 36 57