SU1765499A1 - Тепловой двигатель - Google Patents

Abstract

Использование: в технике в качестве привода автономно действующих машин и механизмов. Сущность изобретени : при возрастании усили  на валу 6 растет давление в полости между корпусом 16 и сильфоном 17. Сильфон 17 сжимаетс  сам и сжимает через общую диафрагму 18 сильфон 19, выталкива  из последнего рабочую жидкость в испаритель 1. Дополнительный впрыск жидкости в испаритель 1 вызывает дополнительное парообразование и позвол ет вытолкнуть зеркало жидкости в холодильник 3. что необходимо дл  начала интенсивной конденсации и заполнени  испарител  1 жидкостью. Без дополнительного впрыска жидкости увеличение нагрузки на валу 6 приводит к сжатию пара, образовавшегос  в полости А, и уменьшению его объема, что может привести к остановке двигател , т.к. зеркало жидкости не попадет в холодильник 3. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к двигателест- роению, а именно к тепловым двигател м, и  вл етс  усовершенствованием известного устройства по авт.св. № 1490317.

Известный тепловой двигатель содержит последовательно размещенные в паро- жидкостном тракте,заполненном

легкокип щей жидкостью, испаритель-нагреватель , холодильник, исполнительный механизм, гидроаккумул тор и обратный клапан, трубопроводе обратным клапаном, включенным между исполнительным механизмом и гидроаккумул тором с одной стороны и между нагревателем и холодильником с другой, а также байпасную линию с обратным клапаном, котора  подключена к тракту параллельно исполнительному механизму .

К недостаткам данного устройства относитс  то, что его работа осуществл етс  лишь при определенной взаимной регулировке обратного клапана, через который вход в гидромотор соединен с исполнителем-нагревателем , и клапана подпора, через который выходы гидромотора и гидроаккумул тора св заны с испарителем-нагревателем . Это обусловлено тем, что на этапе работы установки, когда обратный клапан закрыт, а клапан подпора открыт, жидкость через клапан подпора поступает не только в испаритель-нагреватель, но и к обратному клапану, В рез/льтате возможно открытие обратного клапана до заполнени  испарител -нагревател  жидкостью, что нарушает периодичность работы устройства и допускает его работу на низкой мощности, т.е. уменьшает КПД.

2 сл

%

о

И

Данна  схема теплового двигател  не допускает непрерывной передачи мощности , т.к. во врем  заполнени  испарител - нагревател  жидкостью вращение гидромотора возможно только за счет инерции присоединенных масс. Причем экономична  работа теплового двигател  возможна в узком диапазоне нагрузок на валу, т.к. объем испарител -нагревател  посто нный . Посто нство объема испарител - нагревател  приводит к тому, что вне зависимости от нагрузки на валу за один рабочий цикл вс  жидкость, наход ща с  в испарителе-нагревателе, должна обратитьс  в пар, хот  дл  вытеснени  рабочего объема жидкости через гидромотор необходимо испарить только часть жидкости , наход щейс  в испарителе-нагревателе . При увеличении нагрузки сверх оптимальной тепловой двигатель перестает работать, т.к. с увеличением нагрузки на валу увеличиваетс  давление пара, плотность его возрастает, объем уменьшаетс  и пар может не достичь зоны охлаждени  (холодильника ), и рабочий цикл прерветс .

Цель изобретени  - повышение эффективности работы двигател  путем исключени  вли ни  взаимной регулировки обратного клапана и клапана подпора, обеспечение более равномерной работы двигател  путем осуществлени  непрерывной передачи мощности.

На чертеже схематически изображен тепловой двигатель с объемным гидроприводом ,

Тепловой двигатель содержит испаритель-нагреватель 1 с воздействующей на него тепловой энергией (условно показана стрелками), парожидкостный тракт 2, в который включены последовательно холодильник 3, обратный клапан 4, исполнительный механизм 5 с выходным валом б, гидроаккумул тор 7, обратный клапан 8. Кроме того, параллельно исполнительному механизму 5 перед гидроаккумул тором 7 подключена байпасна  лини  9 с обратным клапаном 10. На входе исполнительного механизма 5 параллельно парожидкостному тракту 2 подключено устройство 11 впрыска дополни-тельного объема жидкости в испаритель-нагреватель 1, выход которого трубопроводом 12 с обратным клапаном 13 подключен к испарителю-нагревателю, а трубопроводом 14 с клапаном 15 впуска подключен к тракту после исполнительного механизма 5,

Устройство 11 может содержать, например , корпус 16 с закрепленным в нем силь- фоном 17, который через диафрагму 18 св зан с сильфоном 19. Внутренн   полость

сильфона 17 через клапан 20 заполн етс  газом. Сильфон 19 заполнен рабочей жидкостью , предназначен дл  впрыска дополнительно объема жидкости в испаритель5 нагреватель 1 и трубопроводом 12 с обратным клапаном 13 подключен к испарителю- нагревателю 1, а трубопроводом 14 с клапаном 15 впуска подключен к тракту 2 после исполнительного механизма 5.

0 Испаритель-нагреватель 1 может быть выполнен в виде двух полых цилиндров 21 и 22 разных диаметров, соединенных таким образом, что цилиндр малого диаметра входит в цилиндр большего диаметра с образо5 ванием двух полостей А и Б, которые сообщаютс  друг с другом через зазор Н.

Тепловой двигатель работает следующим образом.

При подведении тепла к испарителю 1

0 жидкость, наход ща с  в нем, испар етс  и давление на зеркало жидкости растет. Жидкость выдавливаетс  возросшим давлением из полости Б испарител  1 в парожидкостный тракт 2 и через холодильник 3, клапан 4

5 и исполнительный механизм 5 в гидроаккумул тор 7, клапаны 10, 15 при этом закрыты .

Вытеснение жидкости будет происходить до тех пор, пока вс  жидкость, наход 0 ща с  в полости А, не обратитс  в пар. После того, как зеркало жидкости попадает в холодильник 3, начинаетс  интенсивна  конденсации паров жидкости.

Давление жидкости на входе в исполни5 тельный механизм 5 зависит от нарузки на валу б, а значит от нагрузки на валу б зависит и объем пара, образовавшегос  при испарении жидкости из полости А.

Так как объем полости А посто нный, то

0 с увеличением нагрузки на валу 6 объема образовавшегос  пара будет недостаточно дл  вытеснени  зеркала жидкости в холодильник 3 и интенсивной конденсации пара не будет. С уменьшением нагрузки на валу

5 6 выдавливание зеркала жидкости в холодильник 3 произойдет при частичном испарении жидкости из полости А и интенсивна  конденсаци  пара будет компенсироватьс  продолжающимс  испарением, что требует

0 дополнительного расхода тепла. Объем полости А выбран так, что он обеспечивает вытеснение зеркала жидкости в холодильник 3 на выбранном режиме (например, при оптимальной нагрузке).

5 При увеличении нагрузки на валу б растет давление на входе исполнительного механизма 5 и во внутренней полости между корпусом и большим сильфоном устройства 11.

Сильфон 17, заполненный газом, сжи- маетс  и сжимает сильфон 19, выдавлива 

дополнительный объем жидкости в испаритель 1 дл  образовани  дополнительного объема пара, вытесн ющего зеркало жидкости в холодильник 3.

Одновременно с впрыском жидкости в испаритель 1 устройство 11 аккумулирует часть энергии цикла вытеснени , на этом цикл вытеснени  заканчиваетс .

В момент интенсивной конденсации пара в холодильнике 3 давление в испарителе 1 падает и вытеснение жидкости в тракт 2 прекращаетс , клапаны 4, 13 закрываютс , а клапаны 8, 15 открываютс , после чего за счет энергии, запасенной в гидроаккумул торе 7, испаритель 1 через клапан 8 и силь- фон 19 через клапан 15 заполн ютс  жидкостью. При этом полость А заполн етс  жидкостью через зазор Н. В процессе заполнени  испарител  1 жидкостью она поступает к клапану 4, однако на вход в исполнительный механизм 5 не попадает, т.к. устройством 11 поддерживаетс  давлением на входе в исполнительный механизм 5, превышающее давление на выходе испарител  1 до полного заполнени  последнего жидкостью.

В процессе цикла заполнени  исполнительный механизм 5 продолжает совершать работу за счет энергии, аккумулированной устройством 11 в процессе цикла вытесне- ни .

После заполнени  испарител  1 и силь- фона 19 цикл повтор етс 

Claims (1)

1.Тепловой двигатель по авт.св. № 1490317, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности работы, двигатель снабжен устройством дополнительного впрыска жидкости в испаритель, подключенным с помощью трубопроводов между входом исполнительного механизма и испарителем.

2,Двигатель поп.1,отличающий- с   тем, что устройство дополнительного впрыска жидкости в испаритель выполнено в виде полого цилиндрического корпуса с двум  днищами, двух сильфонов разных диаметров - большего и меньшего, диафрагмы и трубопроводов с клапанами, сильфоны установлены соосно друг относительно друга внутри корпуса и закреплены одним концом на одном из днищ корпуса, другие концы сильфонов закрыты диафрагмой с образованием трех полостей - полости между большим сильфоном и корпусом, полости между сильфонами и полости меньшего сильфона, причем полость между большим сильфоном и корпусом заполнена рабочей жидкостью и соединена трубопроводом с входом исполнительного механизма, полость между сильфонами заполнена воздухом и соединена с атмосферой трубопроводом с клапаном, полость меньшего сильфона заполнена рабочей жидкостью и сообщена с помощью трубопроводов с клапанами с гидроаккумул тором и испарителем.

WJL&L.3A