SU1151710A1 - Термомеханический насос - Google Patents

Abstract

1. ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЙ НАСОС , содержащий корпус с гор чим и холодным цилиндрами, поршни, размещенные в цилиндрах и раздел ющие объем каждого из них на две рабочие полости, шток, проход щий в корпусе и соедин ющий поршни , теплообменник, подключенйый к рабочим полост м цилиндров, и клапаны всасывани  и нагнетани , установленные в холодном цилиндре, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности путем увеличени  удельной производительности, насос снабжен аккумул торами энергии поршней , поршни снабжены клапанами перепуска рабочего тела между полост ми, а диаметр гор чего цилиндра выполнен больще диаметра холодного. 2. Насос по п. 1, отличающийс  тем, что аккумул торы энергии выполнены в виде пружин, размещенных в обеих полост х холодного цилиндра насоса. (Л с 01

Description

Изобретение относитс  к обработке машиностроени , а именно к компрессоростроению и может быть использовано при наличии лишь тепловой энергии при отсутствии механической или электрической, например, при подъеме воды из колодцев в пустыне.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности путем увеличени  удельной производительности.

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема термомеханического насоса; на фиг. 2 - графики изменени  давлени  в полост х насоса.

Термомеханический насос содержит корпус 1 с двум  цилиндрами 2 и 3, в которых размещены поршни 4 и 5 двойного действи , сое диненные штоком 6 через уплотнение 7 и 8, причем поршень 4 делит объём соответствующего цилиндра на полости А и С, соединенные между собой каналами 9 и 10 через теплообменник 11, а поршень 5 - на В и D, соединенные между собой каналами 12 и 13 также через теплообменник 11. Полости В и D снабжены всасываюшими 14, 15 и нагнетательными 16 и 17 клапанами. В компрессоре имеютс  аккумул торы энергии движени  поршней в каждом направлении , выполненные, например, в виде пружины 18 и 19, один из поршней, например поршень 4 снабжен клапанами. 20 и 21 перепуска рабочего тела между полост ми цилиндра и выполнен относительно большего диаметра.

Термомеханический насос работает следующим образом.

Цилиндр 2 обогревают снаружи и таким образом в полост х А и С поддерживают относительно высокую температуру - выше, чем температура кипени  перекачиваемой жидкости при давлении нагнетани . Цилиндр 3 наоборот охлаждают и поддерживают в полост х В и D температуру ниже температуры конденсации жидкости при давлении всасывани .

Осуществл емые в машине процессы начнем рассматривать с положени  поршней 4 и 5 в крайнем верхнем (фиг. 1) положении . В этом положении клапан перепуска 20 открыт, поэтому давление во всех полост х машины одинаковое. Пружина 18 (аккумул тор энергии движени  вниз) находитс  в свободном состо нии, а пружина

19(аккумул тор движени  вверх) - в сжатом состо нии. Под действием пружины 19 поршни начинают движение вниз, клапан

20закрываетс . При дальнейшем движении поршней вниз (под действием пружины) жидкость из полости В переталкивают в полость А, при этом жидкость испар етс , в результате подвода тепла в теплообменнике 11 и к цилиндру 2.

Суммарный объем полостей В и А увеличиваетс  (объем полости А растет быстрее , чем уменьшаетс  объем полости В), давление в этих полост х увеличиваетс , так как удельный объем образовавшегос  пара больше удельного объема жидкости.

В это же врем  пар из полости С переталкивают в полость D. В результате отвода тепла от него в теплообменнике Ц и в цилиндре 3 пар конденсируетс , поэтому давление в полост х С и D снижаетс , хот  суммарный объем этих полостей несколько уменьшаетс .

Таким образом, после закрыти  клапана 20 на поршни начинает действовать сила от разности давлений в полост х А и С (цилиндр 2) и В и D (цилиндр 3). Так как цилиндр 2 относительно большего диаметра, то результирующа  сила направлена сверху вниз, эта результирующа  сила по мере движени  поршней увеличиваетс  до тех пор, пока в полост х А и В не достигнуто давление нагнетани  Рд, а в полост х С и D

давление не снизитс  до давлени  всасывани  РВС. В дальнейшем эта сила посто нна  и определ етс  разност ми давлений РдИ

РВСПосле достижени  в полост х А и В давлени  PJJ открываетс  клапан 16 и перекачиваема  жидкость нагнетаетс  из полости В в трубопровод (на фиг. 1 не показан). В то же врем , когда в полост х С и D давление снижаетс  до Р, открываетс  клапан 15 и идет процесс всасывани  новой

0 порции жидкости в полость D.

Во второй половине хода поршней их энерги  поступательного движени  частично аккумулируетс  (сжимаетс  пружина 18), что приводит к некоторому уменьшению скорости движени  поршней. При подходе

5 поршней к нижней мертвой точке хвостовик клапана перепуска 21 упираетс  в крышку цилиндра 2, клапан 21 отрываетс  и за счет переточки пара между полост ми А и С давление во всех полост х машины вырав0 ниваетс : в полост х А и- В несколько снижаетс , а в полост х С и D повышаетс . При этом закрываютс  нагнетательный клапан 16 и всасывающий клапан 15.

Так как давление во всех полост х одинаковое, то единственна  сила, действующа  в этот момент на поршни, сила пружины 18. Под действием этой силы в движении поршней наступает реверс: поршни начинают движение вверх. Жидкость из полости D переталкиваетс  в полость С, при

0 этом она испар етс  вследствие подвода тепла в теплообменнике 11 и в цилиндре 2. Соответственно пар из полости А переталкиваетс  в полость В и при этом конденсируетс  вследствие отвода тепла в теплообменнике 11 и цилиндре 3. Поэтому в полост х С и D давление повышаетс , а в полост х А и В понижаетс . В результате на поршни действуют силы, результирующа  от кото

Claims (2)

1. ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЙ НАСОС, содержащий корпус с горячим и холодным цилиндрами, поршни, размещенные в цилиндрах и разделяющие объем каждо го из них на две рабочие полости, шток, проходящий в корпусе и соединяющий поршни, теплообменник, подключенный к рабочим полостям цилиндров, и клапаны всасывания и нагнетания, установленные в холодном цилиндре, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем увеличения удельной производительности, насос снабжен аккумуляторами энергии поршней, поршни снабжены клапанами перепуска рабочего тела между полостями, а диаметр горячего цилиндра выполнен больше диаметра холодного.

2. Насос по π. 1, отличающийся тем, что аккумуляторы энергии выполнены в виде пружин, размещенных в обеих полостях холодного цилиндра насоса. е