SU1733686A2 - Насос с тепловым приводом - Google Patents

Abstract

Использование: в приводах устр-в, работающих на энергии изменени  давлени  во времени с использованием тепла среды, имеющей повышенную т-ру. Сущность изобретени : теплообменник подключен к всасывающему трубопроводу. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к насосостроению, и может быть применено дл  перекачки жидкости, а также дл  привода других устройств, работающих на энергии изменени  давлени  во времени, с использованием тепла среды, имеющей повышенную температуру.

Известен насос с тепловым приводом, содержащий две емкости с теплопроводными стенками, частично заполненные термочувствительным рабочим телом и гидравлически св занные между собой коромыслом , насос снабжен замкнутым корпусом с теплоизолированными стенками, образующими рабочую камеру с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, одна из емкостей размещена в рабочей камере и выполнена в виде жесткого сосуда, к верхней части которого герметично присоединена эластична  стенка, друга  размещена в окружающей среде и выполнена в виде жесткого сосуда, а коромысло герметично установлено в стенке корпуса на шарнире и снабжено газоводом, концы которого расположены в емкости выше уровн  термочувствительного рабочего тела. В корпусе насоса размещен теплообменник. Теплообменник также расположен вдоль коромысла , внутренние стенки которого  вл ютс  стенками коромысла.

Недостатком этого насоса  вл етс  ограниченность функциональных возможностей при использовании тепла среды, имеющей повышенную температуру - он не может использовать тепло твердой среды, удаленной от него.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем использовани  тепла среды, имеющей повышенную температуру.

Цель достигаетс  тем, что насос дополнительно снабжен теплообменником, подключенным к всасывающему трубопроводу и расположенным в среде, имеющей повышенную температуру.

Подключение дополнительного теплообменника к всасывающему трубопроводу обеспечивает теплообмен между средой, в которой расположен теплообменник, и жидкостью , наход щейс  во всасывающем трубопроводе . При расположении такого теплообменника в среде, имеющей повышенную температуру, жидкость во всасывающем трубопроводе подогревают, чем

Ј

СО CJ ON 00 О

ю

обеспечиваетс  поступление тепла в насос, а следовательно, и его работа на тепле среды , имеющей повышенную температуру и удаленной от самого насоса. Этим обеспечиваетс  также поступление тепла независимо от того,  вл етс  така  среда газообразной, жидкой или твердой, а также возможность использовани  пульсаций давлени  в нагнетательном и всасывающем трубопроводах дл  привода других устройств , работающих на энергии изменени  давлени  во времени, например, теплового насоса компрессорного типа

На чертеже изображен насос, подключенный к компрессору теплового насоса, поперечный разрез.

Насос содержит жестко замкнутую камеру 1 с теплоизол ционными стенками, нагнетательный 2 и всасывающий 3 трубопроводы, соответственно с нагнетательным 4 и всасывающим 5 клапанами. В камере 1 находитс  емкость 6 переменного объема, имеюща  нижний жесткий сосуд с теплопровод щими секци ми 7, к верхней части которой герметично подсоединена эластична  стенка 8. Емкость 6 переменного объема гидравлически соединена с жесткой емкостью 9 посто нного объема, имеющей теплопроводные стенки, коромыслом 10, опирающимс  на шарнир 11, не нарушающим герметичность камеры, вдоль которого смонтирован теплообменник 12.

В камере 1 на нижней ее стенке установлен упор 13, фиксирующий положение емкости 6 в нижнем положении. Объем сосуда 7 равен объему емкости 9 и содержит термочувствительное рабочее тело. Внутри коромысла 10 расположен газовод 14, концы которого наход тс  в верхней части емкостей 6 и 9 выше уровн  жидкого рабочего тела. Камера 1 заполнена перекачиваемым, практически несжимаемым теплоносителем 15.

Нагнетательный трубопровод 2 подсоединен к сосуду 16с жесткими теплоизолированными стенками, а всасывающий трубопровод 3 подсоединен к сосуду 16 через теплообменник - подогреватель 17. В сосуде 16 установлен компрессор 18 теплового насоса, выполненный в виде объемного насоса 19, имеющего неподвижную стенку 20, общую с частью одной из стенок сосуда. Остальные стенки объемного насоса и сосуда 16 образуют полость 21, выполненную герметичной и заполненную теплоносителем 15, Общий объем теплоносител  15 в устройстве равен объему его в камере 1 при эластичной стенке 8, наход щейс  в крайнем нижнем положении, объему его в нагнетательном 2 и всасывающем 3 трубопроводах и объему в сосуде 16 при положении подвижной стенки 22 объемного насоса 19 после окончани  цикла всасывани . Герметична  камера 23 насоса 19 заполнена газом и снабжена патрубком с вентилем 24, а его рабоча  камера 25, имеюща  всасывающий 26 и нагнетательный 27 клапаны,заполнена рабочей средой насоса 18. Нагнетательный 2 и всасывающий

0 3 трубопроводы теплоизолированы. Тепловой насос 18 содержит, например, конденсатор 28, испаритель 29 и вентиль (клапан) 30.

Насос при конкретном использовании

5 его дл  привода компрессора теплового насоса работает следующим образом.

Когда емкость 6 находитс  в камере 1 в нижнем положении на упоре 13, жидкое рабочее тело, например, аммиак, сливаетс  по

0 коромыслу 10 в емкость 6, где нагреваетс . В результате объем емкости 6 увеличиваетс  за счет изменени  положени  эластичной стенки 8.

При увеличении объема емкости 6 теп5 лоноситель 16, наход щийс  в камере 1, через нагнетательный клапан 4 поступает в трубопровод 2 и по нему в полость 21. Под действием повышенного давлени  камеры объемного насоса 19, сжимаютс . Из рабо0 чей камеры насоса 19 рабоча  среда теплового насоса под давлением поступает в конденсатор 28 теплового насоса 18. Подвижна  стенка 22 смещаетс  на объем увеличени  емкости 6 при изменении

5 положени  эластичной стенки 8. Газ в камере 23 при этом сжимаетс  и его давление на стенку 22 увеличиваетс , Величину силы давлени  газа на стенку 22 регулируют через вентиль 24 подачей или отводом газа из

0 камеры 23. Величина силы давлени  газа на стенку 22 зависит также от площади давлени . Подбором величины площади давлени  газа камеры 23 на стенку 22 и величины самого давлени  задают (с учетом необходимого

5 давлени  в камере 25 и давлени  в полости 21) величину смещени  стенки 22.

При увеличении объема емкости 6 соответственно возрастают действующие на него силы выталкивани  из теплоносител  15.

0 При этом нарушаетс  дебаланс сил, действующих на коромысло 10, и оно поворачиваетс  на шарнире 11. Причем емкость 9 опускаетс , а емкость 6 поднимаетс . После всплывани  емкость 6 занимает возможно

5 высокое положение в камере 1, а емкость 9 опускаетс  до возможно низкой отметки. В результате жидкое рабочее тело сливаетс  из емкости 6 по коромыслу 10 в емкость 9. Причем давление газа в емкост х 8 и 9 уравновешиваетс  газоводом 14, что ускор ет слив посредством отвода газа из верхней части емкости 9 в емкость 6.

В емкости 9 жидкое рабочее тело охлаждаетс , давление его газа на линии насыщени  падает, давление газообразного аммиака также падает. В результате возникает разность давлений газа в верхней части емкостей 9 и 6. Под действием этой разности давлений газ из емкости 6 по газоводу 14 поступает в емкость 9, где он частично конденсируетс  и в емкости 6 давление падает. Под действием давлени  газа в камере 23, передающегос  теплоносителем 15 через трубопровод 3, теплообменник-подогреватель 17 и клапан 5 в камеру 1 по мере падени  давлени  в емкости 6 эластична  пленка 8 вт гиваетс  в емкость 6. Сила выталкивани  емкости 6 в теплоносителе 15 уменьшаетс .

При уменьшении объема емкости 6 до значени , когда момент сил, действующих на коромысло 10 против часовой стрелки, становитс  больше момента сил, действующих по часовой стрелке (чертеж), коромысло 10 поворачиваетс  на шарнире 11, емкость 6 опускаетс  до исходного положени , емкость 9 поднимаетс , а жидкое рабочее тело стекает из емкости 9 в емкость 6. При этом объеме камер 23 и 25 насоса 19 увеличиваетс , давление в камере 25 уменьшаетс . Через клапан 26 рабочее тело насоса 18 из испарител 29 всасываетс  в камеру25, давление в испарителе 29 понижаетс . Теплоноситель 15, всасываемый в камеру 1, подогреваетс  в теплообменнике-подогревателе 17 и подаетс  в камеру 1, где повышает

температуру теплоносител  15, наход щегос  в ней.

После того, как рабочее тело стечет из емкости 9, наход щейс  в крайне высоком положении, в емкость 6, наход щуюс  в

крайне низком положении, начинаетс  его нагревание и процесс повтор етс .

Предлагаемый насос дает возможность использовать тепло таких сред как грунт, биомасса, отходы, имеющих повышенную

температуру и удаленных от насоса, как дл  водоподъема, так и дл  привода других устройств , работающих на энергии изменени  давлени  во времени. Это расшир ет возможности многоцелевого использовани 

насоса, особенно в зимнее врем  в сельском хоз йстве.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Насос с тепловым приводом по авт.св. № 1439276, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем использовани  тепла среды , имеющей повышенную температуру,

   насос дополнительно снабжен теплообменником , подключенным к всасывающему трубопроводу .