SU1767215A1 - Устройство изменени давлени газа в камере пневмопривода - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : корпус разделен диафрагмой на оаб чу.о емкость, частично заполненное пегко спар ющейс  жидкостью, и компрессионную камеру дл  перекачивани  газа с алускным и выпускным клапанами. Трубопровод соедин ет нижнюю точку емкости с входом в насос, Выход насоса соединен двум  входными трубопровода -™ с цилиндрическим полым корпусом золотникового распределител , с установленным внутри подпружиненным поршнем с каналом и приводной полостью. Корпус распределител  подсоединен к двум выходным трубопроводам, подсоединенным соответственно через нагреватель и охладитель к форсункам рабочей емкости, Приводна  полость распределител  соединена магистралью с газовой полостью рабочей емкости. Корпус распределител  снабжен фиксатором крайних положений поршн , выполненным в виде подпружиненного шарика. 6 з.п. ф-лы, 4 ил,

Description

Изобретение относитс  к пневмоприводам , преимущественно компрессорам или насосам объемного вытеснени .

Известен способ изменени  давлени  газа в камере пневмопривода.

Недостатками устройства дл  реализации данного способа  вл ютс  низка  надежность из-за неизбежного смешени  перекачиваемого газа с легкоиспар ющейс  жидкостью, а также из-за неопределенности положени  поршн  золотника в режиме переключени ; сложность конструкции и наличие множества элементов, требующих посто нного переключени ; необходимость фиксации золотникового распределител  от поворота вокруг своей оси; большие напр жени  упругой диафрагмы компрессионной камеры из-за пр моугольных контуров камеры; энергозатраты дл  привода насоса

Цель изобретени  - повышение надежности и автономности устройства.

Указанна  цель достигаетс  тем, что конструкци  устройства изменени  давлени  газа в камере пневмопривода содержит корпус, разделенный упругой диафрагмой на рабочую емкость, частично заполненную легкоиспарпющейс  жидкостью с большой величиной газовой посто нной, и компрессионную камеру дл  перекачивани  газа с впускным и выпускным клапанами, трубопровод, соедин ющий нижнюю точку рабочей емкости с входом в насос, выход которого соединен двум  подвод щими трубопроводами с золотниковым распределителем , состо щим из полого цилиндрического корпуса с четырьм  попарно расположенными друг напротив друга выходами дл  подсоединени  подвод щих и отвод щих трубопроводов

Внутри корпуса с малым зазором со стенками размещен поршень, подпружиненный с

ПДНОЙ СТОрОКЫ, В КОТОрОМ ВЫПОЛНСЧ каИПЛ

о виде кольцевой проточки, соедин ющий при передвижении поршн  поочередно противоположные выходы отвод щего и подвод щего трубопроводов. Поршень HMG- ет две дополнительные фиксирующий проточки , расположенные на рассто нии, ровном рассто нию между подвод щими и отвод щими трубопроводами. Корпус содержит фиксатор поршн  в виде подпружн- немного шарика, з отвод щие от золотникового распределител  трубопроводы соединены соответственно через нагреватель и охладитель с форсунками, расположенными в газовой полости рабочей емкости, причем насос выполнен совмести ым с рабочей емкостью в виде аккумулирующей емкости, также частично заполненной жидкостью, расположенной выше уровн  рабочей емкости и соединенной с последней двум  трубопроводами,выход  щими из верхней части аккумулирующей емкости, один из которых (большего сечени ) соединен с нижней частью рабочей емкости, а другой (меньшего сечени ) - с газовой полостью рабочей емкости через термоклапан, установленный в этой газовой полости. Нижн   часть емкости соединена выходным трубопроводом через запорный вентиль и обратный клапан с подвод щими трубопроводами золотникового распределител . Термоклапан состоит пз седла, установленного на торец трубопровод , к седлу присоединен один конец изогнутой биметаллической пластины, другой конец которой кинематически св зан с иглой собственно клапана.

На фиг. I изображена схема предлагаемого устройства с насосом; на фиг,2 -- то же со совмещенным устройством дл  перекачки жидкости; на фмг.З - термоклапан; на фиг. 4 - графики зависимостей температуры, дз лснп  от времени и циклограмма работы тср.моклапана.

Устройство изменени  .давлени  газа в камере пневмопривода (фмг,1) содержит корпус 1, разделенный упругой диафрагмой 2 на рабочую емкость 3, частично заполненную лепсонспарлющейс  жидкостью 4, и компрессионную кг.мзру 6. корпус которой выполнен полусферическим и содержит впускной G и выпускной 7 клапаны, Нижн   точка рабочей емкости 3 соединена трубой- Поводом 8 с насосом 9, выход которого соединен двум  трубопроводами 10 и 11 с золот:iикопым распределителем, содержащим корпус 12, о котором с малым зазором поршвпъ 13 с каналом 14 в виде

кольцеобразной протечки и две дополнительные фиксирующие кольцеобразные проточки 15 и 16, а сам поршень 13 подпружинен пружиной 17, другой конец которой

упираетс  в винт 18, регулирующий степень сжати  пружины 17, причем корпус золотникового распределител  имеет фиксатор пор- шнп в виде шарика 19, подпружиненного пружиной 20. Надпоршнева  полость золот0 пикового распределител  соединена с газовой полостью рабочей емкости 3 магистралью 21. Выходы золотникового распределител  соединены трубопроводами 22 и 23 соответственно с нагревателем

5 24 и охладителем 25, выходы которых совмещены и подсоединены к форсункам 26, расположенным внутри газовой полости емкости 3. Дл  автономности работы устройства насос 9 выполнен в виде аккумули0 рующей емкости 27, расположенной на более высоком уровне, чем рабоча  емкость 3. Верхн   часть (газова  полость) аккумулирующей емкости 27 св зана трубопроводом 8 с нижней точкой емкости 3, заполненной

5 легкоиспар ющейс  жидкостью 4. Газова  полость емкости 27 соединена с газовой полостью емкости 3 при помощи трубопровода 28, снабженного термоклзпаном 29, расположенным в газовой полости емкости

0 3, выход емкости 27 соединен через запорный вентиль 30 и обратный клапан 31 с ьходными трубопроводами 10 и 11, присоединенными kзолотниковому распределителю .

5 Термоклапан (фиг.З) содержит установленное на торец трубопровода 28 седло клапана 32 с прикрепленной к нему одним концом изогнутой биметаллической пластиной 33, другой конец которой кинематиче0 скм св зан с мглой собственно клапана 34, установленной в конусное отверстие 35 гнезда термоклапана 32.

Работает устройство следующим образом .

5 Сначала включаетс  насос 9, который всасывает лекоиспар ющуюс  жидкость 4 через трубопровод 8 из рабочей емкости 3 и нагнетает ее через трубопровод 10 в золотниковый распределитель 12, из которого

0 х дщ-.ость 4 по трубопроводу 23 поступает в нагреватель 24, в котором она нагреваетс , частично испар  сь, и поступает через форсунки 26 в полость емкости 3. Температура парожидкостной фазы в рабочей полости

5 емкости 3 растет и повышаетс  давление, при действии которого деформируетс  упруга  диафрагма 2, котора  сжимает газ в компрессионной камере 5, образованной корпусом 1, и нагнетает сжатый газ потребителю через выпускной клапан 7. При максимальном повышении давлени  в емкости 3 давление, действу  на поршень 13 через трубопровод 21, освобождает его от фиксирующего шарика 19, подпружиненного пружиной 20, и поршень, резко (быстро) сжима  пружину 17, перемещаетс  влево (фиг.1), при этом шарик 19 фиксатора переходит с кольцеобразной проточки 16 в проточку 15 и фиксирует в этом положении поршень 13, который своим кольцеобразным каналом 14 открывает пару трубопроводов 11 и 22 и закрывает трубопроводы 10 и 23, в результате чего жидкость 4 прогон етс  насосом 9 через охладитель 25, в котором она охлаждаетс  до температуры, близкой температуре замерзани , и далее поступает через форсунки 26 в газовую полость емкости 3. При этом температура и давление в емкости 3 падают, и упруга  диафрагма 2 выт гиваетс  внутрь емкости 3 - происходит процесс всасывани  перекачиваемого газа в компрессионную камеру 5 через впускной клапан б. По окончании процесса всасывани , когда давление в емкости 3 понизилось до определенного значени , под действием сжатой пружины 17 (благодар  понижению давлени  на поршень 13 зо- лотникозого распределител  12) поршень 13 освобождаетс  сг фиксирующего подпружиненного шарика 19 -л переходит в течение милого пром-.,кутка времени вправо (фиг.1). Шарик (9 переходит из проточки 15 в проточку 16, сиксиру  тем самым положение поршн  13, в котором о,ч соедин ет трубопроводы 10 и 23 и разъедин ет трубопроводы 11 и 22. Жидкость 4 снова поступает в нагреватель 24 и весь процесс повтор етс .

Диаграмма изменени  температуры и давлени  рабочей среды по времени представлена на фиг.4а, б.

Дл  автономной работы, заключающейс  в исключении насоса 9 как отдельного сложного устройства со своим приводом, в устройство введена аккумулирующа  емкость 27 с необходимой арматурой (фиг.2).

Работа устройства по фиг,2 в части, касающейс  работы золотникового распределител  12, нагревател  24, охладител  25, форсунок 26 и камер в корпусе 1, аналогична работе устройства по фиг.1. Отличи  заключаютс  в следующем .

Перед пуском необходимо, чтобы больша  часть легкоиспар ющейс  жидкости 4 находилась в емкости 27. При запуске открываетс  запорный вентиль 30, и жидкость под гидростатическим давлением своего столба поступает через обратный клапан 31 и золотниковый распределитель 12 (по трубопроводам 10 и 23) к нагревателю 24 и через форсунки 26 в емкость 3, температура и давление в которой повышаютс , и происходит процесс сжати  и нагнетани  газа. При этом термоклапан 29 открыт, но когда температура в емкости 3 приблизитс  к максимальной, термоклапан 29 (фиг.З) закроетс  (биметаллическа  пластина 33 закроет иглой 34 седло 35, установленное на конце трубопровода 28) и разделит газовые полости емкостей 3 и 27. Но поскольку в емкости 3 уже находитс  гор ча  жидкость, эта жидкость будет продолжать

0 испар тьс , и давление в емкости 3 будет повышатьс . Под этим давлением жидкость 4 из емкости 3 передавливаетс  через трубопровод 8 в емкость 27, охлажда сь при этом в длинном трубопроводе 8, пока почти

5 вс  жидкость 4 не передавитс  в емкость 27, При этом обратный клапан 31 под действием собственной пружины и перепада давлени  на нем закрыт. Под воздействием избыточного давлени  золотниковый рас0 пределитель 12 производит переключение потока жидкости 4 из емкости 27 в емкость

3из нагревател  24 на охладитель 25. После передавливани  жидкости 4 из емкости 3 в емкость 27 температура парожидкостной

5 смеси в емкости 3 падает за счет теплообмена с окружающей средой, и термоклапан 29 открываетс , соедин   газовые полости емкостей 3 и 27. В результате давлени  в этих емкост х выравниваютс , и жидкость перо0 текает из верхней емкости 27 в нижнюю емкость 3. При этом сначала поток жидкости

4проходит через охладитель 25 (пока температура жидкости 4 не понизитс  до температуры замерзани  и не произойдет

5 процесс всасывани  перекачиваемого газа в компрессионную камеру), а после переключени  золотниковым распределителем 12-через нагреватель24. В конце процесса нагрева происходит процесс нагнетани  пе0 рекачиваемого газа и передавливани  жидкости 4 из емкости 3 в емкость 27. Далее цикл повтор етс . Циклограмма работы термоклапана 29 по времени в зависимости от температуры в емкости 3 представлена на фиг.4в.

5 Устройство обладает повышенной надежностью из-за исключени  возможности смешени  перекачиваемого газа с рабочим телом и уменьшени  потерь последнего, а также из-за определенности положени  поршн  золотни0 кового распределител  в результате его фиксации в крайних положени х и выполнени  его канала в виде кольцеобразной проточки. Кроме того, в устройстве облегчены услови  работы упругой диафрагмы за счет выполне5 ни  компрессионной камеры полусферической , что также повышает надежность устройства в целом. Помимо этого устройства имеет один приемник и один источник тепла, а также обладает пол ной автономностью и не требует дополнительных переключений во врем  работы, кроме включени  и выключени  всего устройства. Применение в качестве легкоиспар ющейс  жидкости вещества с температурой конденсации, близкой к тем- пературе окружающей среды, и с температурой кипени  на несколько дес тков градусов выше нул  по Цельсию (например, некоторые фреоны) позвол ет использовать устройство как вторичный источник энергии (сжатого газа) при использовании бросового тепла, солнечного излучени , энергии термальных вод и других экологически чистых источников энергии.

Claims (3)

1.Устройство изменени  давлени  газа в камере пневмопривода, содержащее корпус , разделенный упругой диафрагмой на рабочую емкость частично заполненную легкоиспар ющейс  жидкостью, м ком л рее- сионную камеру дл  перекачивани  газа с впускным и выпускным клапанами, трубопровод , соедин ющий нижнюю точку емкости с входом в насос, выход которого соединен двум  входными трубопроводами с цилиндрическим полым корпусом золотникового распределител , с установленным внутри подпружиненным поршнем с каналом и приводной полостью, при этом корпус золотникового распределител  гюдспеди- нен к двум выходным трубопроводам, под- соединенным соответственно через нагреватель и охладитель к форсункам рабочей емкости, о т личающеес  тем, что,

с целью повышени  надех нос п/., приводна  полость золотникового распределител  соединена магистралью с газовой полостью рабочей емкости.

2.Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е ес   тем, что, с целью повышени  надежно- ста, корпус золотникового распределители

т

снабжен фиксатором крайних положений поршн , выполненным в виде подпружиненного шарика, а на поршне со стороны пружины выполнены две кольцевые проточки .

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что, с целью повышени  надежности , корпус компрессионной камеры выполнен полусферическим.

А. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что, с целью повышени  надежности , канал на поршне золотникового распределител  выполнен в виде кольцевой проточки.

5,Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей путем повышени  автономности, насос выполнен в виде аккумулирующей емкости, расположенной выше уровн  рабочей емкости, нижн   точка которой соединена трубопроводом с верхней частью аккумулирующей емкости, котора  также соединена трубопроводом с газовой полостью рабочей емкости через термоклапан, расположенный в газовой полости рабочей емкости, а нижн   точка аккумулирующей емкости соединена с входными трубопроводами через обратный клапан.

6,Устройство по п.5. от л. и ч а ю щ е е- с   тем, что на трубопроводе, присоединенном к нижней част) аккумулирующей емкости , перед обратным клапаном установлен запорный сентиль,

7,Устройство по п.5, о т л и ч :-. ю щ е е- с   тем, что термоклапан выполнен в седла, установленного на торец трубопровода , и к его седлу прикреплен один конец изогнутой биметаллической пластины, другой конец которой кинематически св зан с иглой собственного клапана.

12 if 10

Фиг 1

/27 t 1f 042f2426

35 .J

IT. К

г,ъ

В)

( ргоснзауцр

У

OTMU.T SO.WU.T