Солнечный водоподъемник Советский патент 1982 года по МПК F03G7/02 F24J3/02 

Изобретение относится к гепнотезшике/ в частности к водоподъемникам.

Известен солнечный водолодъемник, содержащий поршневой насос, шток поршня которого связан с приводным элементом, имеющим периодический теплювой контакт с аккумулятором солнечного нагревателя. Приводной элемент выполнен в виде обпадакшей памятью формы ппас- тины, расположенной в трубке в гидравлически связанной через клапанные устройства с аккумуляторами горячей и холодной (коледезной) воды t Использование известного водоподъемника ограничено температурой перекачиваемой воды, ее химическим составом, в частности соленостью, а также сложным кинематическим механизмом, управляющим подачей тепла и холода к приводному элементу.

Цель изобретения - расширение диапазона работы и упрощение конструкции водоподъемника.

Поставленная аепь достигается .тем, что в известном водоподъемнике, содер.жашем поршневой насос, шток поршня которого связан.с приводным элементом, ймекнцнм периодический тепловой контакт с аккумулятором солнечного нагреватегш, приводной элемент выполнен в виде полой трубки с заглушенными концами, снабженными подвижными опорами, и закрепленного на ней в средней части оребренного

10 теплообменника, гидравлически соединенного с полостью трубки, причем последняя выполнена из материала, обладакшего памятью формы в горячем состоянии, а теплообменник заполнен легкокипяшей

15 жидкостью и при холодном состоянии труб кн расположен в аккумуляторе.

Кроме того, шток снабжен якорем и расположенными по обе стороны от него неподвижными магнитнымн пластинами.

20

На чертеже показан предлагаемый водоподъемник.

Водоподъемник содержит поршневой насос 1, шток 2 поршня 3 которого связан

с приводным эпемонтом 4, имегошим периодический гепповой контакт с аккумугаятором 5 солнечного нагреватапя 6.

Приводной эпемент 4 выполнен в виде попой трубки 7 с заглушенными концами 8, снабженными подвижными опорами 9, и закрепленного на ней в средней части оребренного теплообменника 1О, гидравлически соединенного с полостью 11 трубки 7, причем трубка 7 выполнена из материала, обладающего памятью формы в горячем состоянии, а теппообменник 10 заполнен легкокипяшей жидкостью 12 и при холодном состоянии трубки 7 расположен в аккумуляторе 5. Шток 2 снабжен якорем 13 и расположенными по обе стороны от него неподвижными маг. нитными пластинами 14. Поршневой насос 1 посредством трубопровода 15 подсоединен к стабилизатору 16 уровня воды с пере-. ливным штуцером 17 и солнечному нагревателю 6. В качестве легкокипящей жидкости 12 использован фреон.

Водоподъемник работает следующим образом.

Утром, с приходом солнечной радиации, вода в солнечном нагревателе 6 нагревается солнечными лучами и поднимается в верхнюю часть аккумулятора 5, где в свою очередь нагревает теплообменник Ю. В последнем при этом закипает фреон, парами которого прогревается находящаяся в термопластичном состоянии трубка 7. При достижении ею температуры, характеризуклцей наличие кристаллической фазы в материале трубки , последняя переходит в термоупругое состоя1ше и занимает положение, показанное на чертеже штриховыми линиями. При этом якорь 13, удерживаемый до полного нагрева трубки 7 в нижнем положении перекидывается к верхней пластине 14, а шток 2 перемешается вверх, выталкивая порщнем 3 воду. OcHOBHasi масса этой воды идет к потребителю, а незначительная ее часть по трубопроводу 15 поступает на стабилизатор 16 уровня воды, компенсируя влагу, испаренную с внешней поверхности теплообменника Ю при последующем охлаждении, происходящем интенсивно за счет обдува атмосферным воздухом сребренной влажной поверхности. При этом происходит конденсация паров фреона из полости 11 трубки 7 в охлажденный теплообменник 10, что приводит к быстрому понижению температуры трубки 7 и переходу ее в термопластичное состояние. В момент времени, когда это состояние.будет соответствовать всем

точкам по длине трубки 7, к якорю 13 полностью приложится сила тяжести теЪлообменника 1О и поршня 3, заведомо превышающая усилие залипания якоря 13 к верхней«пластине 14. Произойдет резкий отрыв якоря,13 от верхней пластины 14 с перемещением всей подвижной системы вниз. При этом рабочая камера порщневого насоса 1 заполнится водой, а теплообменник 1О вновь опустится для дальнейщег9 подогрева в аккумулятор 5. Таким образом завершается полный единичный цикл работы солнечного водоподъемника, о

Следует отметить, что площадь солнечного нагревателя 6 и емкость аккумулятора 5 подобраны в зависимости от желаемой производительности водоподъемника с тем, чтобы минимальная температура воды в аккумуляторе 5 была в течение суток несколько выше, чем температура перехода материала приводного элемента (трубки 7) в кристаллическую фазу, опускаясь до нее только в утренние часы перед восходом солнца Этим обеспечивается возможность круглосуточной работы солнечного водоподъемника.

Использование в качестве приводного - элема1та 4 тепловой трубы, обладающей паQ мятью формы, упрощает конструкцию водиподъемника и повышает его эксплуатационную надежность благодаря равномерному прогреву и охлаждению трубки 7.

Наличие оребренного теплообменника 10 позволяет эффективно охлаждать приводной элемент воздухом, что, в свою очередь, расширяет диапазон работы водоподъемника.

Снабжение штока 2 якорем 13 и неподвижными магнитными пластинами 14, расположен1й|1ми по обе сторонъ от якоря 13, обеспечивает постоянную траекторию перемещения трубки 7 приводного элемента 4, что предохраняет обладающий памятью формы материал от разрушения и увеличивает эксплуатационную надежность водоподъемника.

При этом упрощается выбор материала трубки 7 приводного элемента 4 и легко подбирается развиваемое им усилие, а также повышается КПД водоподъемника благодаря мапой тепловой инерционности приводного элемента 4.

55Формула изобретения

1. Солнечный водоподъемник, содержащий поршневой насос, шток поршня ко