SU1671930A1 - Силова установка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к силовым установкам, использующим двигатели Стирлинга, дл  перекачивани  жидкости. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности и надежности установки. Силова  установка содержит поршневой насос 1, цилиндр 2, торцевую перегородку 3, раздел ющую цилиндр двигател  на два объема, один из которых  вл етс  насосной камерой 4. Внутри цилиндра размещен вытеснительный поршень 16 и рабочий поршень 17, св занный с насосным поршнем 11, и раздел ют его на полость расширени  18, полость сжати  19 и буферную полость 20. Полость расширени  18 и полость сжати  19 соединены установленными последовательно нагревателем 12, регенератором 13 и охладителем выполненным в виде тепловой трубы, установленной в центральное отверстие перегородки и закрепленной на цилиндре. Зона конденсации тепловой трубы размещена в насосной камере 4, а зона испарени  тепловой трубы расположена в полости сжати  19. Насосна  камера снабжена клапанами 7, 8, 9 и 10 дл  впуска и выпуска перекачиваемой жидкости. При движении рабочего поршн  17 вниз также перемещаетс  насосный поршень 11. При этом клапаны 7 и 10 открыты. После того как рабочий поршень 17 начинает двигатьс  вверх, открываютс  клапаны 8 и 9. Цикл повтор етс . Отвод теплоты из внутреннего контура двигател  осуществл етс  с помощью тепловой трубы, котора  позвол ет исключить мертвый объем охладител , и приводит к повышению эффективности и надежности силовой установки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к силовым установкам, использующим двигатели Стирлинга и примен емым дл  перекачивани  жидкостей.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности установки,

На фиг. 1 приведена схема свободно- поршневой установки; на фиг. 2 - вариант с другой формой вытеснительного поршн ; на фиг. 3 - схема дополнительного уплотни- тельного устройства.

Силова  установка (фиг. 1) содержит поршневой насос 1 и двигатель Стирлинга. заключенные в цилиндр 2, торцовую перегородку 3 с центральным отверстием, насосную камеру 4, с нижней крышкой 5 и креплением 6, снабженную клапанами 7, 8, 9 и 10 впуска и выпуска перекачиваемой жидкости, насосный поршень 11, нагреватель 12, регенератор 13 и охладитель рабочего тела, выполненный в виде тепловой трубы, котора  имеет корпус 14 и прикреплекный к его внутренней поверхности фитиль 15. В цилиндре 2 установлены вытеснительный поршень 16 и рабочий поршень 17, отдел ющие в цилиндре 2 полости расширени  18, полость сжати  19 и буферную полость 20. Рабочий поршень 17 св зан с насосным поршнем 11 с помощью полого штока 21. Теплова  труба установлена внутри штока 21 и неподвижно закреплена на крышке 5 насосной камеры 4. Вытеснитель- ный поршень 17 имеет пневматическую пружину 22.

Силова  установка содержит также уплотнительное устройство 23 и дополнительное уплотнительное устройство 24 (фиг. 2), которые выполнены соответственно в виде сильфона 25 и сильфона 26. Сильфон 25 одним своим торцем герметично присоединен к перегородке 3, а другим - к внешней поверхности штока 21. Сильфон 26 одним своим торцом герметично присоединен к корпусу 14 тепловой трубы,а другим - к внутренней поверхности штока 21 (фиг. 3).

На поверхности части корпуса 14 тепловой трубы, ограничивающей зону испарени  и установленной в полости сжати  19, имеютс  интенсификаторы теплоотдачи, которые выполнены в виде многозаходных винтовых канавок (не показаны). Аналогичные интенсификаторы выполнены на поверхности части корпуса 14 тепловой трубы, ограничивающей зону конденсации.

В качестве теплоносител  тепловой трубы может быть использован, например, метиловый спирт.

Установка работает следующим образом .

При движении вытеснительного поршн  16 ониз происходит вытеснение рабочего тела из полости 19 через регенератор 13 и нагреватель 12 в полость расширени  18. В .нагревателе 12 к рабочему телу подводитс  теплота от внешнего источника, в результате чего давление рабочего тела возрастает и рабочий поршень 17 вместе с вытесни- тельным поршнем 16 движетс  вниз и через шток 21 перемещает насосный поршень 11 поршневого насоса 1. При этом клапаны 7 и 10 впуска и выпуска открыты. Через клапан 7 перекачиваема  жидкость поступает в насосную камеру 4, а через клапан 10 подаетс  потребителю.

При равенстве силы инерции движени  вытеснительного поршн  16 и сил давлени , действующих на него со стороны полости расширени  18, пневматической пружиной 22 и полости 19 сжати , вытеснительный поршень 16 останавливаетс , рабочий поршень 17 продолжает двигатьс  вниз, т.к. он имеет большую инерционность. При этом

давление рабочего тела в полости расширени  18 уменьшаетс . Вытеснительный поршень 16 начинает дви атьс  вверх, переталкива  рабочее тело через нагреватель 12

и регенератор 13 в полость сжати  19, где осуществл етс  отвод теплоты через корпус 14 и фитиль 15 тепловой трубы в ее зону . испарени . После этого, как сила действующа  на рабочий поршень 17 со стороны бу0 ферной полости 20 и насосной камеры 4, станет больше суммарной силы давлени  со стороны полости сжати  19 и инерции движени , рабочий поршень 17 начинает двигатьс  вверх. При этом клапаны 7 и 10

5 выпуска закрыты, а клапаны 8 и 9 выпуска открыты. Жидкость через клапан 8 поступает в насосную камеру 4, а через клапан 9 подаетс  потребителю. Цикл повтор етс ,

0Отвод теплоты из внутреннего контура

двигател  осуществл етс  с помощью низкотемпературной тепловой трубы, зона испарени  которой размещена в полости сжати  19, а зона конденсации охлаждаетс 

5 перекачиваемой жидкостью.

Отвод теплоты непосредственно из полости сжати  с помощью тепловой трубы позвол ет снизить мертвый объем охладител  и, Следовательно, повысить эффектив0 ностьустановки, а установленна  неподвижно теплова  труба и применение основного и дополнительного герметизирующих устройств в виде сильфона позвол ет повысить надежность силовой установки.

5

Claims (1)

1. Формула изобретени  1. Силова  установка, содержаща  поршневой насос и двигатель Стирлинга, заключенные в цилиндр с верхней и нижней

   0 крышками, торцевую перегородку, раздел ющую цилиндр на первый и второй объемы, вытеснительный поршень, рабочий поршень , св занный с насосным поршнем, причем вытеснительный и рабочий поршни

   5 размещены внутри цилиндра в первом объеме и раздел ют его на полость расширени , полость сжати  и газовую полость, расположенную под рабочим поршнем, нагреватель, регенератор, охладитель, установленные по0 следовательно в магистрали, соедин ющей полость расширени  и полость сжати , причем насосный поршень помещен во втором объеме цилиндра и соединен с рабочим поршнем штоком, проход щим через централь5 ное отверстие торцевой перегородки, уплотнительное устройство, установленное между торцевой перегородкой и штоком, впускные и выпускные клапаны, расположенные во втором объеме цилиндра, отличающа с  тем, что, с целью повышени 

   эффективности путем уменьшени  мертвого объема охладител  устэноркз снабжена дополнительным уплотнительным устройством , рабочий поршень, шток и насосный поршень выполнены с дополнительным центральным отверстием, охладитель выполнен в виде низкотемпературной тепловой трубы, установленной в дополнительное центральное отверстие и зацепленной на крышке цилиндра, причем зона конденсации тепловой трубы размещена во втором объеме цилиндра, а зона испарени  тепловой трубы установлена в полости сжати  первого обьема цилиндра дополнительное уплотнительное устройство

   установлено между тепловой тр/бои и внут ренней поверхностью дополнительного центральною отверсти  при этом на внешней поверхности тепловой трубы в зоне ис парени  и зоне конденсации выполнены интенсификаторы теплоотдачи

   2Установка поп 1, о т л и ч а ю щ а  - с   тем что интенсификаторы теплоотдачи выполнены в виде многозаходных винтовых канавок

   3Установка по пп 1-2 отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности основное и дополнительное гермети зирующие устройства выполнены в Риде сильфона

   Фиг

   Фие.З