Термомеханический насос

) (11) а) 4 г 04 В 19/24, 15/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт и Научно-производственное объединение Солнце АН ТССР(54) (57) 1. ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЙ НАСОС, содержащий корпус с двумя цилиндрами, размещенные в них на общем што - ке подвижные элементы, разделяющие объемы цилиндров на полости, отличающийся температурой рабочего тела, устройство нагрева и охлаждения последнего н расположенные в холодных полостях клапаны всасывания и нагнетания и аккумуляторы механической энергии подвижных элементов, причем теплые полости гидравлически между собой связаны через клапаны пере- пуска рабочего тела, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности при сохранения автономности в нем теплые полости расположены в разных цилиндрах с внешних сторон подвижных элементов, выполненных из теплоизоляционного материала.2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что цилиндры выполнены одинакового диаметра.3. Насос по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что гидравлическая связь теплых полостей выполнена в виде двух каналов в общем штоке, в которых установлены клапаны пере- пусков рабочего тела.Изобретение относится к энергетике, вчастности к термомеханическим насосом дляперекачки испаряющихся жидкостей.Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности насоса при сохранении автономности его работы путем создания управляющего движением перепададавлений без нагрузки на подвижные элементы,На чертеже показана конструктивная схема термомеханического насоса. 1 ОТермомеханический насос содержит корпус 1 с двумя цилиндрами 2 и 3, размещенные в них на общем штоке 4 подвижныеэлементы 5 и 6, разделяющие обьемы цилиндров 2 и 3 на полости 7, 8 и 9, 10соответственно, отличающиеся температуройрабочего тела, устройство 11 нагрева и охлаждения последнего и расположенные вхолодных полостях 8 и 9 клапаны 12 и 13всасывания и нагнетания соответственно иаккумуляторы 4 и 5 механической энергииподвижных элементов 5 и 6 соответственно,причем теплые полости 7 и 1 О гидравлически между собой связаны через клапаны16 и 17 церепуска. рабочего тела.Теплые полости 7 и 10 расположены вразных цилиндрах, а именно полость 7 в 25цилиндре 2, а полость 10 в цилиндре 3, свцецних сторон подвижных элементов 5 и 6,выполненных из теплоизоляционцого материи.са.Цилиндры 2 и 3 могут быть выполцены одинакового диамегра.30Гидравлическая связь теплых полостей7 и 10 может быть выполнена в виде двухканалов 18 и 19 в общем штоке 4 и в них установлены клапаны 16 и 17 церепуска рабочс го тела соответственно.Устройство 11 нагрева и охлаждения рабочего тела содержит испарители 20 и 21,коцдс нс аторы 22 и 23 и рекуперативный теп.ОобыецеИк 24.Ксанапы 16 и 17 церецуска рабочего телаимсчот хвостовики 25 и 6 соответственно.1 ток 4 имеет хп,отнеция 27 и 28.Термомеханический насос работает следующим образом.1( исцарителям 20 и 2 постояцно подводят тепло извне и таким образом в полостях 7 и 10 цоддерживаот температуру выцсе, чем температура кипения рабочего тела при давлении нагнетания. От конденсаторов 22 и 23 тепло отводят и поддерживают температуру рабочего тела в полостях8 и 9 цижс температуры коцдсцсасии при давлении всасываия. При расположении подьжцых элсментов 5 и 6 в крайнем верхнем положени клапан6 перепуска открыт идавсийга во ссех голостях 710 одинаксвое.Лккъулятор 14 (пружина) находится в свободном состоянии, а аккумулятор 15 - в55сжатом. Под воздействием силы со стороны аккумулятора 15 подвижцые элементы5 и 6, связанные общим штоком 4, цачинают двигаться вниз, а клапан 16 закрывается.При дальнейшем движении часть перекачиваемой жидкости, находящейся в полости 8, перемещается из нее через конденсатор 22 и рекуперативный теплообменник 24 в испаритель 20, где в результате подвода тепла испаряется и поступает в полость 7. Давление в гидравлически связанных полостях 7 и 8 быстро растет.При этом газообразное рабочее тело из полости 10 перемещается подвижным элементом 6 через теплообменник 24 в конденсатор 23, где в результате отвода тепла конденсируется. В результате этого давление в гидравлически связанных полостях 9 и 10 быстро снижается,Таким образом, после закрытия клапана 16 перепуска на подвижные элементы 5 и 6 начинает действовать сила от разности давлений в полостях 7, 8 и 9, 10 цилиндров 2 и 3. Из-за дифференциальности подвижных элементов 5 и 6 обший шток 4 в полостях 8 и 9) возникает результирующая сила, направленная вниз. Эта сила растет но мере движения элементов 5 и 6 и достигает максимума, соответствуюцего разнице давлений нагнетания и всасывания. При достижении в полостях 7 и 8 давления нагнетания открывается клапан 13, и перекачиваемая жидкость начинает поступать из полости 8 в нагцетательный трубопровод (це показан).При снижении давления в полостях 9 иО до давления всасывания открывается клапан 12 и начинается процесс всасывания очередной порции перекачиваемой жидкости в полость 9. После прохождения подвижными элементами 5 и 6 второй половины хода их энергия накапливается в аккумуляторе 14. Г 1 ри подходе элементов 5 и 6 к нижней мертвой точке хвостовик 26 клапана 17 пере- пуска упирается в дно цилиндра 3 и клапан 17 открывается. За счет перетечки газа меж ду полостями 7 и 10 давление во всех полостях 7 0 выравнивается, а именно в полостях 7 и 8 снижается, и в полостях 9 и 10 повышается. При этом закрываются цагцетательный 3 и всасываоший 12 клапаны. Двигательной силой подвижных элементов является аккумулятор 4, обеспечиваюций реверс насоса, Часть жидкости из полости 9 поступает в исцаритсль 23, где переходит в газообразное состояние. При этом газ из полости 7 переталкивается в полость 8, предварительно кондецсируясь в результате отвода тепла в теплообменнике 24 и конденсаторе 22. Г 1 оэтому давление в полостях 9 и 10 повышается, а в полостях 7 и 8 снижается. На подвижные элементы 5 и 6 начинает дсйствовать сила, направленная вверх, обесцеиная их движение до верхней мертвой тоски.После достижения давления нагнетания открывается клапан 13 и идет процесс нагнетания церекачиваемой жидкости из полости 91242639 гдеЛР -Ртр.Рак.Рат. зв нагнетательный трубопровод. В это время в полостях 7 и 8 давление снижается до давления всасывания, открывается клапан 12 и в полость 8 всасывается очередная порция жидкости, После прохода элементами 5 и 6 второй половины хода их энергия 5 накапливается в аккумуляторе 15. При достижении подвижными элементами 5 и 6 верхней мертвой точки хвостовик 26 клапана 16 перепуска упирается в дно цилиндра 2 и открывается. 10В результате перепуска газа между полостями 7 и 10 давление во всех полостях 7 - 10 уравнивается. На элементы 5 и 6 в это время действует только сила аккумулятора 15, обеспечивающего реверс. При отходе подвижных элементов 5 и 6 от верхней мерт вой точки клапан 16 перепуска закрывается и цикл работы насоса повторяется.Для обеспечения цикличной работы насоса необходимо выполнение условия 1 ЬР ) Ртр+ Рак+ Рс+ Рка,поперечное сечение штока 4;разница давлений нагнетания ивсасывания;сила трения при движении штока 4;сила от аккумулятора 14 или 15;сила тяжести штока 4 и подвижныхэлементов 5 и 6;гидравлическое сопротивление переталкиванию жидкости между полостями 7 и 8, 9 и 10. Использование предложенного термомеханического насоса повышает эксплуатационную надежность благодаря возможности использовать в качестве подвижных элементов вытеснителей при сохранении автономности работы. Кроме того, снижаются габариты термомеханического насоса.Составитель Г 1. Шендеровиц Редактор О. Головац Техред И. Верес Корректор А. Обру цар Заказ 367732 Тираж 586 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Рау шская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная. 4