SU1617190A1

SU1617190A1 - Thermomechanical pump

Info

Publication number: SU1617190A1
Application number: SU884388628A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Петрович Кудряш; Виталий Степанович Зеркалий; Анатолий Иванович Домрачев; Алексей Алексеевич Кайдалов
Original assignee: Институт Проблем Машиностроения Ан Усср; Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Института Проблем Машиностроения Ан Усср
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1988-03-04
Publication date: 1990-12-30

Abstract

Изобретение относитс к области машиностроени , в частности к насосам дл подачи криопродуктов под давлением. Целью изобретени вл етс повышение степени сжати путем снижени вредного газового объема. Это достигаетс тем, что в насосе при ходе вытеснител 2 в сторону холодной полости 3 происходит вытеснение жидкой фазы криопродукта из холодной полости через охладитель 8 в регенератор 7, в котором она нагреваетс и частично испар етс и из которого в испаренной фазе поступает в нагреватель 9, где полностью превращаетс в паровую фазу. При этом в полост х 3 и 4, регенераторе 7, охладителе 8 и нагревателе 9 повышаетс давление. При давлении, превышающем по величине давление за клапаном 5, он открываетс и рабочее тело поступает в испаритель 11 и далее к потребителю. 1 ил.The invention relates to the field of engineering, in particular to pumps for supplying cryogenic products under pressure. The aim of the invention is to increase the compression ratio by reducing the harmful gas volume. This is achieved by displacing the liquid phase of the cryoproduct from the cold cavity through cooler 8 to the regenerator 7, in which it heats and partially evaporates and from which in the evaporated phase enters the heater 9, where it is completely converted to the vapor phase. At the same time, pressure increases in cavities 3 and 4, the regenerator 7, the cooler 8 and the heater 9. When the pressure exceeds the pressure downstream of the valve 5, it opens and the working fluid enters the evaporator 11 and further to the consumer. 1 il.

Description

Изобретение относитс к машиностроению , в частности-к насосам дл подачи криопродукт98 под давлением. ..The invention relates to mechanical engineering, in particular, to pumps for feeding cryoproduct98 under pressure. ..

Цель изобретени - повышение степени сжати путем снижени вредного газо- вого объема.The purpose of the invention is to increase the compression ratio by reducing the harmful gas volume.

На чертеже приведена схема термомеханического насоса.The drawing shows a diagram of a thermomechanical pump.

Насос состоит из цилиндра 1, в котором размещен вытеснитель 2, раздел ющий ци- линдр 1 на холодную 3 и теплую 4 полости, обратный клапан 5, всасывающий клапан 6, регенератор 7, св занный с охладителем 8 и нагревателем 9. Термомеханический- насос содержит электропривод 10 и испари- тель 11, соединенный с обратным клапаном 5 и с потребителем.The pump consists of a cylinder 1 in which a displacer 2 is placed, a separating cylinder 1 into a cold 3 and a warm 4 cavity, a check valve 5, a suction valve 6, a regenerator 7 connected to a cooler 8 and a heater 9. The thermomechanical pump contains electric drive 10 and evaporator 11 connected to non-return valve 5 and to a consumer.

Термомеханический насос работает следующим образом.Thermomechanical pump works as follows.

При ходе вытеснител 2 в сторону хо- лодной полости 3, жидка фаза криопродук- та вытесн етс из холодной полости 3, проходит через охладитель 8, регенератор 7, где нагреваетс и частично испар етс , охлажда набивку регенератора 7, откуда рабочее тело частично в испаренной фазе поступает в нагреватель 9, нагреваетс и полностью превращаетс в паровую фазу. При этом в обоих полост х 3 и 4, 8 регене- раторе 7, охладителе 8 и нагревателе 9 по- вышаетс давление. При достижении ,цавлений, превышающего, по величине давление за клапаном 5, последний открываетс и рабочее тело поступает в испаритель 11 и затем к потребителю. Вытеснение рабоче- Го вытеснителем 2 холодной 3 в теплую 4 полость продолжаетс , регенератор 7 в значительной части своего объема; заполн етс жидкой фазой -и охлаждаетс за счет ее кипени в верхней части полости, Через клапан 5 к потребителю вытесн етс частично жидка фаза рабочето тела, котора ЗсП ам может быть испарена в испарите лз 11. При обратном ходе вытеснител 2 испаренное рабочее тело вытесн етс из теплой полости 4 через нагреватель 9, реге- нератор 7 охладитель 8 в холодную полссть 3. При зтом возвращаетс меньша часть рабоче.го тела, поскольку некотора часть его (при давлении 10МПА, около 83%) через клапан 5 вытесн етс из контура насоса к потребителю. Проход через, охлажденную набивку регенератора 7, испаренное рабочее тело охлаждаетс , несколько нагрева набивку регенератора, частично сжижаетс , When the displacer 2 moves towards the cold cavity 3, the liquid phase of the cryoproduct is displaced from the cold cavity 3, passes through the cooler 8, the regenerator 7, where it is heated and partially evaporated, cooling the packing of the regenerator 7, from where the working fluid is partially evaporated phase enters the heater 9, heats up and turns completely into the vapor phase. At the same time, in both cavities 3 and 4, 8 the regenerator 7, the cooler 8 and the heater 9 increases the pressure. When reaching, pressures exceeding the pressure behind the valve 5, the latter opens and the working fluid enters the evaporator 11 and then to the consumer. The displacement of the working fluid by the displacer 2 by the cold 3 into the warm 4 cavity continues, the regenerator 7 is in a significant part of its volume; is filled with a liquid phase - and cooled by boiling it in the upper part of the cavity. Through the valve 5 to the consumer, the partially liquid phase of the working body is displaced, which can be evaporated in the evaporator in the evaporator. 11. During the reverse run of the displacer 2 from the warm cavity 4 through the heater 9, the regenerator 7, the cooler 8 to the cold field 3. With this, a smaller part of the working body returns, since some of it (at a pressure of 10 MPa, about 83%) is displaced through valve 5 from the pump circuit to the consumer. The passage through the cooled packing of the regenerator 7, the evaporated working fluid is cooled, several heating of the packing of the regenerator is partially liquefied,

и окончательно охлажда сь, сжижа сь в охладителе 8, поступает в холрдиу8р полость 3. 8 результате ожижени уменьшенного количества рабочего тела давление во всем контуре насоса снижаетс и через клапан 6 в холодную полость 3 всасываетс нова порци рабочего тела, Затем цикл повтор етс . Особенностью предлагаемого устройства вл етс то, что через регенератор 7 в такте нагревани и испарени проходит вс циклова доза рабочего тела в жидкой фазе, охлажда набивку регенератора, а в такте охлаждени через регенератор 7 в холодную полость 3 возвращаетс только часть ее, поскольку друга часть удалена через клапан 5 из контура насоса к потребителю. При выходном давлении 10 МПа возвращаетс около 17%. Следовательно, регенератор переохлажден и частично заполнен жидкой фазой рабочего тела. Это позвол ет уменьшить размеры регенератора. Кроме того, обьем регенератора, заполненный паровой фазой, по мере увеличени давлени уменьшаетс в св зи с заполнением его жидкой фазой рабочего тела, что уменьшает вредные объемы в контуре насоса и, следовательно , повышает степень сжати . Давление D насосе формируетс не только за счет повышени температуры рабочего тела, но и за счет перехода рабочего тела из жидкой фазы в газообразную. Степень с.жати обеспечивает давление от 60 кг/ср /до200 кг/см и выше.and finally cooled, liquefied in cooler 8, enters holrdiu8p cavity 3. 8 as a result of liquefying a reduced amount of working fluid, the pressure throughout the pump circuit decreases and a new portion of the working fluid is sucked through the valve 6 into the cold cavity 3, then the cycle is repeated. A feature of the proposed device is that the regenerator 7 passes the cyclic dose of the working fluid in the liquid phase through the heating and evaporation, cooling the regenerator gasket, and during the cooling cycle through the regenerator 7 only part of it returns to the cold cavity 3 because the other part is removed through valve 5 from the pump circuit to the consumer. At an outlet pressure of 10 MPa, about 17% is returned. Consequently, the regenerator is supercooled and partially filled with the liquid phase of the working fluid. This reduces the size of the regenerator. In addition, the volume of the regenerator filled with the vapor phase decreases with increasing pressure due to filling it with the liquid phase of the working fluid, which reduces harmful volumes in the pump circuit and, consequently, increases the degree of compression. The pressure D of the pump is formed not only by increasing the temperature of the working fluid, but also due to the transition of the working fluid from the liquid to the gaseous phase. The degree of szhati provides pressure from 60 kg / sr / do200 kg / cm and above.

Реализаци термомеханического насо- сз, обеспечивающего повышение давлени испаренного метана до давлени 200 кг/см и BbUijo дл -подачи в камеру сгорани дизел , при этом тйпло, отн тое от метана при его сжижении, используетс практически, поскольку riarpBB теплой полости может Быть рэ .иен даже путем теплообмена, с окружающим воздухом.The implementation of a thermomechanical pump, which provides an increase in the pressure of evaporated methane to a pressure of 200 kg / cm and BbUijo for supplying the diesel to the combustion chamber, while the heat from methane is liquefied, since the riarpBB of the warm cavity can be re. Yen even by heat exchange, with the surrounding air.

Claims

The invention includes a thermomechanical pump comprising a cylinder equipped with a displacer dividing its internal space into cold and warm cavities communicated .- with another charbz in series, a regenerator and heater, inlet and discharge valves, - so that, in order to increase the degree of compression by reducing the harmful gas volume, an exhaust valve is installed between the heater and the regenerator.