Насос с тепловым приводом

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) 00, 43/00 51)5 Р 0 Ю гЛ 1 Е Ь АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 54) НАСОС ЕПЛОВЬМ ПРИВОД ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Центральный научно-исслетельский институт комплексногпользования водных ресурсов(56) Авторское свидетельствоР 1439276, кл. Р 04 В 17/00,Р 04 В 43/00, 1987,(57) Изобретение может быть использовано в насосах с тепловым приводомдля перекачки жидкости за счет тепловой энергии перепада температурмежду ней и окружающей средой, Цельизобретения - повышение КПД, упрощение и повышение надежности герметизации насоса. Емкости (Е) 6,7 постоянного и переменного объема с теплопроводными стенками и дном частичнозаполнены термочувствительным рабочи телом и гидравлически связаны между собой коромыслом (К) и газоводом (Г) 9. К 8 и Г 9 установлены на шарнире в рабочей камере 1 с жесткими стенками. Упор 24 установлен на дне камеры 1. В Е 7 на К 8 и Г 9 установлены вентиль 11 с поплавком 15 с возможностью перекрытия гидравлической связи с Е б при положении поплавка 15 с заполненной жидким рабочим телом Е 7, находящейся на упоре 24. Г 9 расположен вне К 8. Шарнир 10 выполнен в виде эластичных трубок, связанных с К 8 и Г 9. Е 6 установлена неподвижно относительно камеры 1. На поплавке 15 установлен магнит 16, взаимодействующий через часть 20Ф боковой стенки Е 6, выполненной магнитопроницаемой, с магнитом 19. Магнит 19 жестко установлен в камере 1 ( при положении Е б на упоре 24, Выполнение Е 7 неподвижной с К 8 и Г 9, подсоединенными к ней с помощью эластичных трубок, обеспечивает повышен ную герметичность, 2 з.п, ф-лы, 5 ил.СЛИзобретение относится к машиностроению, а именно насосостроению, и может быть использовано для перекачки жидкости за счет тепловой энергии перепада температур между5 ней и окружаюц 1 ей средой.Цель изобретения - повышение КПД устройства, упрощение и повышение Надежности герметизации насоса.На фиг.1 изображена схема насоса при нижнем положении емкости переменного объема; на фиг.2 - схема насоса при верхнем положении емкости пере,.;менного объеМа; на Фиг.З - узел ем 1 сости переменного объема с поплавковым вентилем в нижнем положении, занолненной рабочим телом; на фиг.4 - узел емкости переменного объема с поплавковым вентилем в верхнем полоенин; на фиг.5 - разрез А-А на. фиг.З.Насос содержит жесткую рабочую камеру 1 с теплоизолированными стенками с нагнетательным и всасывающим трубопроводами 2 и 3 соответственно 25 с нагнетательным и всасывающим клапанами 4 и 5. В камере 1 находится емкость 6 переменного объема. Емкость 6 гидравлически соединена с емкостьюпостоянного объема, которая выполнена неподвижной относительно камеры 1, коромыслом 8 и газоводом 9, соеди 9 енными с их жесткими частями в емКости 7 с помощью эластичных трубок- Шарниров 10, обеспечивающих возможность поворота коромысла 8 и га.зовода 9 относительно неподвижной емкости 7. На газоводе и у входа коромысла. Я расположен вентиль 11, например спаренный, имеющий поворотные сегменты 40 12, соединенные с осью 13, к которой подсоединен рычаг 14, ко второму концу подсоединен поплавок 15, на котором расположен магнит 16. Поплавок 15 имеет груз 17, На стойке 18, жест ко соединенной с камерой 1, установлен магнит 19, который через часть 20 боковой стенки емкости 6, выполненной магнитопроницаемой, при нижнем положении емкости 6 контактирует с магнитом 16. Емкость 6 выполнена с жестким козырьком 21, расположенным над поплавком 15, который исключает ограничение поворота поплавка эластичной стенкой емкости 6. Дно емкости 7 расположено выше уровня жидкого55 рабочего тела в емкости 6 при низшем ее положении в камере 1, а максимальный уровень рабочего тела в ней ниже наименьшей отметки дна емкости 6 привысщем ее положении в камере 1. Накоромысле 8 расположен регенеративный теплообменник 22. Кожух вентиля11 имеет прорезь 23, расположеннуюу входа в коромысло и обеспечивающуюболее низкую отметку слива каждогорабочего тела из емкости 6 в емкость7, В камере 1 установлен упор 24,ограничиваюц 1 ий поворот емкости б вней,Насос работает следующим образом.Когда емкость б находится в камере 1 в нижнем положении на упоре 24(фиг.1 и 3), жидкое рабочее тело,например водный раствор аммиака,сливается по коромыслу 8 из емкости7 постоянного объема. При этом давление газа в емкостях 7 и б уравновешивается через газовод 9. По мерепоступления жидкого рабочего тела вемкость 6 его уровень увеличивается,поплавок 15 всплывает и поворачивает рычаг 14 вокруг оси 13 и черезнего - сегменты 12. По мере ростауровня жидкого рабочего тела в емкости б поплавок 15 приближаетсяк части 20 боковой стенки камеры 1,сегменты 12 начинают постепенноперекрывать входное сечение коромысла 8 и газовода 9, При заданном приближении магнита 16, расположенногона поплавке 15, взаимодействие смагнитом 19, неподвижно установленным на стойке 18, не достигает силы,при которой магнит 19 притягиваетмагнит 16. При этом происходит быстрый поворот рычага 14 и соответственно сегментов 12, которые перекрывают коромысло 8 и газовод 9, гидравлически изолируя емкость 6 от емкости7 постоянного объема. Рабочее телов емкости 6 нагревается. При нагревании, например, водного растворааммиака из него выделяется газообразный аммиак и по мере увеличения температуры давление аммиака в емкостиб увеличивается. По мере выделенияаммиака из водного раствора и увеличения давления газа в емкости 6 возрастает давление эластичной стенкиемкости б на практически несжимаемую жидкость, находящуюся в камере1. В результате этого давления жидкость из камеры 1 выдавливается через клапан 4 в нагнетательный трубопровод 2, С увеличением объема ем"кости б увеличивается сила выталкивания жидкости, находящейся в камере 1, на емкость б, Когда эта силадостигает значения, при котором аФ " ) Р гг + Р .гь +Рм г, (1 где 8 ускорение силы тяжести;плотность жидкости, находящейся в камере 1; 10объем емкости 6;вес емкости 6 с коромыслом8 и газоводом 9;вес рабочего тела в емкости6; 15вертикальная составляющаясилы притяжения магнита 16магнитом 19; Рм ф 2г, г - соответственно составляющие 20плеча момента сил Ки,Р Р и РПри выполнении неравенства (1) емкость 6 всплывает. Когда емкость 6достигает возможно высокого положения 25в камере 1, поплавок 15, стремясьзанять вертикальное положение в жидком рабочем теле в емкости 6, поворачивает рычаг 14 и сегменты 12, которые, поворачиваясь, деблокируют гидравлическую связь между емкостями 6и 7 (см.фиг.2 и 4). В результате жидкое рабочее тело сливается из емкости6 в емкость 7, находящуюся ниже емкости б, по коромыслу 8 и давлениегаза в емкости 6 и 7 уравновешиваетсячерез газовод 9По мере слива жидкого рабочего тела из емкости 6 уровеньего уменьшается в емкости 6, и поплавок 14 под действием груза поворачивается в сторону дна емкости 6, чемподдерживается вентиль 11 открытым.В емкости 7 жидкое рабочее тело охлаждается, способность поглощатьгаз им увеличивается, газ поглощается по мере уменьшения температурыжидкого рабочего тела, давление газав емкости 6 уменьшается, давлениеэластичной стенки емкости 6 на несжимаемую жидкость, заполняющую камеру1, уменьшается. Когда давление эластичной стенки емкости 6 уменьшитсядо значения, при котором всасывающийклапан 5 трубопровода 3 открывается,в камеру 1 всасывается жидкость. Помере уменьшения объема емкости 6уменьшается значение силы выталкивания, действующей на емкость 6. Когдазначение ч,1 уменьшится настолько, что(2) дъ 1 г ( Р г Формула изобретения1. Насос с тепловым приводом, содержащий емкости постоянного и переменного объемов с теплопроводнымистенками и дном, частично заполнен-ные термочувствительным рабочимтелом и гидравлически связанные между собой коромыслом и газоводом, установленными на шарнире в рабочейкамере с жесткими стенками, и упором, установленным на ее дне, всасывающими и нагнетальными клапанамии трубопроводами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияКПД, в емкости переменного объемана коромысле и газоводе установленвентиль с поплавком с возможностьюперекрытия гидравлической связи семкостью постоянного объема при положении поплавка в заполненной жидкимрабочим телом емкости переменного объема, находящейся на упоре,причем газовод расположен вне коромысла.2. Насос по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью упрошения и повышений надежности герметизации, шарнир выполнен в виде эластичных трубок, связанных с коромыслом и газоводом, а емкость постоянного объема установлена неподвижноотносительно рабочей камеры,емкость б опускается до упора 24 камеры 1 и процесс повторяется.Таким образом, гидравлической изоляцией емкости 6 от емкости 7 при нагревании рабочего тела в емкости 6 при ее нижнем положении в рабочей камере 1 исключается перенос тепла из емкости 6 в емкость 7 газом (парами воды и аммиаком), уменьшается объем газа, необходимый на заполнение емкости 7 при увеличении давления в емкости 6,В результате увеличивается КПД насоса.Выполнение емкости 7 неподвижной относительно камеры 1, а также с коромыслом 8 и гаэоводом 9, подсоединенным к емкости 7 с помощью эластичных трубок-шарниров 10, обеспечивает повышенную герметичность насоса, что позволяет перекачивать жидкости без утечек из насоса, которые нежелательны или недопустимы, например сточные воды, содержащие сероводород..3. Насос по п.1, о т л и ч а Ю щ и й с я тем, что на поплавке Вентиля установлен магнит, взаимодействующий через часть боковой стен 5 ки, выполненной магнитопроницаемой,с вторым магнитом, жестко установленным в рабочей камере, при положенииэтой емкости на упоре рабочей камеры.. Ходанич ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ 201.ВНИИПИ Государственного113035,Тираж 489 Подписное митета по изобретениям и открытия сква, Ж, Раушская наб., д. 4/