SU1714191A1 - Насос с тепловым приводом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к насостроёнию и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства и при работе в услови х невесомости. Насос с тепловым приводом содержит корпус, гибкий разделитель, выполненный в виде сильфона, образующий приводную и насосную камеры, стержень-испаритель, имеющий охлаждаемую стенку, в котором установлена теплова  труба, электронагреватель, магнит, установленный на стержне-испарителе, магнитолровод, размещенный в центральной части гибкого разделител , всасывающий и нагнетательный клапаны. При подводе тепла к тепловой трубе электронагревателем часть тепла идет на испарение легкокип щей жидкости на стержне-испарителе, при этом в приводной камере повышаетс  давление паров и при определенном перепаде давлений между приводной и насосной камерами разрываетс  контакт между магнитом стержн -испарител  и магнитопроводом центральной части гибкого разделител  и происходит нагнетание через клапан. После отключени  электронагревател  в приводной камере уменьшаетс  давление и происходит всасывание через клапан. Изобретение расшир ет функциональные возможности и повышает эффективность работы за счет упрощени  запуска и стабильности воспроизведени  циклов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.слсVI^ юИзобретение относитс  к насосострое- нию, в частности к насосам с тепловым приводом, и может найти применение в различных област х народного хоз йства дл  прокачивани  предварительно подогретых текучих сред. •''^Известны насосы с тепловым приводом, содержащие корпус, в котором с образованием приводной и насосной камер установлен гибкий разделитель, а в приводной камере, заполненной легкокип щей средой, установлены нагреватель и холодильник. Работа этих насосов основана на использовании разности тепла перекачиваемых сред или перекачиваемой жидкости и окружающей среды.

Description

Недостатком указанных насосов  вл етс  невозможность работы в услови х невесомости .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  насос с тепловым приводом, содержащий корпус, в котором с образованием приводной и насосной камер установлен гибкий разделитель , а в приводной камере, имеющей охлаждаемую стенку и частично заполненной легкокип щей приводной средой, размещенстержень-испаритель , закрепленный на центральной части разделител , выполненного из материала с высокой теплопроводностью.

В известном насосе охлаждаемой частью  вл етс  стенка, котора  имеет ограниченные размеры и интенсивность теплоотвода, т.е. расход насоса мал. Причем конденсаци  легкокип щей жидкости происходит на холодной стенке и частично на стенках разделител , откуда жидкость также стекает на холодную стенку. Поэтому насос может рабртать только в услови х воздействи  гравитации. Дл  запуска такого насоса требуетс  система предварительного нагнетани  или прокачивани  гор чей среды через рабочую камеру. В зависимости от температуры прокачиваемой жидкости и температуры окружающей среды ход центральной части гибкого разделител  различен, т.е. происходит нестабильное воспроизведение циклов, привод щее к переменному расходу за один цикл.

Недостатком данного насоса с тепловым приводом  вл етс  невозможность работы насоса в услови х невесомости и, как следствие, низка  функциональна  возможность насоса, а также переменный расход насоса за один цикл в зависимости от температуры прокачиваемой среды и температуры окружающей среды.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей насоса и повышение эффективности работы путем увеличени  интенсивности теплообмена в приводной камере.

Цель достигаетс  тем, что в насосе с тепловым приводом, содержащем корпус, в котором с образованием приводной,и насосной камер устанорлен гибкий разделитель с центральной частью, выполненной из материала с высокой теплопроводностью и, размещенный в приводной камере, частично заполненной легкокип щей средой, стержень-испаритель, выполненный из капилл рно-пористого материала, стерженьиспаритель снабжен тепловой трубой, размещенной с образованием зоны испарени  легкокип щей среды. В тепловой трубе

установлен нагреватель. Стержень-испаритель снабжен посто нным магнитом и вставкой из магнитопровод щего материала , при этом магнит установлен в верхней 5 части стержн -испарител , а вставка - в центральной части гибкого разделител .

На чертеже изображен насос с тепловым приводом, продольный разрез.

Насос содержит корпус 1, в котором с

10 образованием приводной 2 и насосной 3 камер установлен гибкий разделитель, выполненный в виде сильфона 4. В приводной камере 2, частично заполненной легкокип щей приводной средой, теплова  труба 5,

5 размещенна  в стержне-испарителе б из капилл рно-пористрго материала, образует зону испарени  легкокип щей среды. Стержень-испаритель 6 содержит посто нный магнит 7. В тепловой трубе 5 установлен

0 электронагреватель 8. Центральна  часть 9 гибкого разделител  (сильфона 4) выполнена из материала с высокой теплопроводностью и снабжена посто нным магнитом 10. Насосна  камера 3 снабжена всасывающим

5 11 и нагнетательнь1м 12 клапанами. Корпус 1 снару ки изолирован теплоизол ционным покрытием 13.

Насос работает следующим .образом. В первоначальный момент в приводной

0 камере 2создаетс  разрежение за счет того, что теплова  труба 5 отводит тепло в окружающую среду до тех пор, пока температура капилл рно-пористого стержн -испарител  6 не выравниваетс  с температурой окружающей среды и весь пар не сконденсируетс  в камере и центральна  часть гибкого разделител  не с дет на стержень-испаритель 6 (состо ние насоса при этом изображено на правой половине чертежа). Выполнение ох

0 лаждаемой стенки в виде испарительной зоны тепловой трубы позвол ет резко увеличить интенсивность охлаждени  путем увеличени  поверхности конденсаторной зоны тепловой трубы. Дл  регулировани 

5 теплоотброса от насоса используют регулируемую (в частности газорегулируемую) тепловую трубу. Установка охлаждаемой стенки (поверхности) внутри стержн -испарител  позвол ет проводить процесс конденсации легкокип щей жидкости на капилл рно-пористой структуре, что дает возможность насосу работать в услови х невесомости или любом расположении относительно сил гравитации, т.е. накопление

5 конденсата происходит в капилл рно-пористой структуре. Так как стержень-испаритель (стержень-конденсатор) расположен внутри гибкого разделител  и не касаетс  атенок разделител , конденсаци  на стенках разделител  практически отсутствует и

конденсаци  происходит только на стержне-испарителе (стержне-конденсаторе), так как последний имеет самую низкую температуру .

Дл  запуска насоса подводитс  тепло к тепловой трубе 5 электронагревателем 8, наход щимс  под теплоизол цией 13 дл  уменьшени  утечек тепла (с этой целью может использоватьс  также газорегулируема  теплова  труба). Часть тепла от нагревател  8 сбрасываетс  в окружающунэ среду, а часть тепла идет на испарение легкокип щей жидкости в стержне-испарителе 6. В приводной камере 2 повышаетс  давление паров, и при определенном перепаде давлений между приводной 2 и насосной 3 камерами разрываетс  контакт между центральной частью -9 разделител  4 и стержнем-испарителем 6 (перепад давлений обеспечиваетс  магнитной системой).

Установка на стержень-испаритель посто нного магнита, силовые линии которого замыкаютс  через вставку из магнитопровод щего материала, размещеннунэ в центральной части гибкого разделител  (при подходе вставки к стержню-испарителю), обеспечивает стабильность воспроизведени  циклов, т.е. контакт между центральной частью гибкого разделител  и стержнем-испарителем нарушаетс  при определенном перепаде давлени  между приводной и насосной камерами, достаточном дл  достижени  центральной частью гибкого разделител  верхней точки насоса. Магнитный элемент обеспечивает также хороший контакт между высокотеплопроводной центральной частью гибкого разделител  и стержнем-испарителем, что уменьшает тепловое контактное сопротивление, следовател ьно , улучшает процесс испарени  и увеличивает расход насоса. В момент разрыва контакта электронагреватель 8 может быть отключен (положение насоса при этомизображено на левой половине чертежа).

Перепад давлений между приводной 2 и насосной 3 камерами (в момент нарушени  контакта) обеспечивает вытеснение рабочей среды любой температуры через нагнетательный клапан 12. После отключени  электронагревател  8 подвод тепла к стержню-испарителю 6 прекращаетс , и за счет отвода тепла от испарительной зоны

тепловой трубы 5 начинаетс  конденсаци  паров легкокип щей жидкости, давление в приводной камере 2 падает и создаетс  разрежение . В результате разделитель 4 сжимаетс  и происходит всасывание предварительно подогретой среды через всасывающий клапан 11 в рабочую камеру 3. Центральна  часть 9 гибкого разделител  4 садитс  на стержень-испаритель, т.е. насое приходит в первоначальное положение. Процесс повтор етс  с тем отличием, что тепло дл  испарител  легкокип щей жидкости подводитс  не со стороны тепловой трубы б, а через высокотеплопроводный

материал центральной части 9 гибкого разделител  4.

Таким образом, функциональные возможности предлагаемого насоса расшир ютс  за счет обеспечени  работоспособности в

услови х невесомости путем улучшени  эксплуатационных характеристик.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и  

Claims (3)

1. Насос с тепловым приводом, содержа1 ций корпус установленный в нем с образованием приводной и насосной камер гибкий разделитель,центральна  часть которого выполнена из материала с высокой

теплопроводностью, и стержень-испаритель , выполненный из капилл рно-пористого материала и размещенный в приводной камере, частично заполненной легкокип щей средой, отличающийс  тем, что,

с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  эффективности работы путем увеличени  интенсивности теплообмена в приводной камере, насос снабжен тепловой трубой, размещенной в

стержне-испарителе с образованием зоны испарени  легкокип щей среды.

2. Насос по п.1,отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности работы, он снабжен посто нным магнитом

и вставкой из магнитопровод щего материала , при этом магнит установлен в верхней части стержн -испарител , а вставка - в центральной части гибкого разделител .

,

3. Насос по ПП.1 или2,ртл ич а ю щи йс   тем, что он снабжен электронагревателем , размещенным в тепловой трубе.

Ю7