Устройство изменения давления газа в камере пневмопривода

.В.Козелка ССР986. адежаприрэм и став, неасси; ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельствоМ 1368483, кл. Р 04 В 1924,(54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА В КАМЕРЕ ПНЕВМОПРИВОДА (57) Сущность изобретения; корпус разделен диафрагмой на рабчую емкость, частично заполненную легкоиспаряющейся жидкостью, и компрессионную камеру для перекачивания. газа с впускным и выпускным клапанами. Трубопровод соединяет Изобретение относится к пневм водам, преимущественно компресса ли насосам объемного вытеснения,Известен способ изменения давления газа в камере пневмопривода.Недостатками устоойства для реализации данного способа являются низкая надежность из-за неизбежного смешения перекачивэемаго газа с легкоиспэряющейся жидкостью, а также из-за неопределенности положения поршня золотника в режиме переклочения; сложность кон рукции и наличие множества элемент требующих постоянного переключения; обходимость фиксации золотникового р пределителя от поворота вокруг сваей о большие напряжения упругой диафрагмы компрессионной камеры из-за прямоугольных контуров камеры, знергозатраты для привода насоса,нижню 1 а точку емкости с входом в насос, Выход насоса соединен двумя входными трубопроводами с цилиндрическим полым корпусом золотникового распределителя, с установленным внутри подпрукиненным поршнем с каналом и приводной полостью, Корпус распределителя подсоединен к двум выходным трубопроводам, подсоединенным соответственно через нагреватель и охлэдитель к форсункам рабочей емкости, Приводная полость распределителя соединена магистралью с газовой полостью, рабочей емкости. Корпус распределителя снабжен фиксатором крайних положений поршня, выполненным в виде подпрукиненного шарика, 6 з,п, ф-лы, 4 ил,Цель изобретения - повышение н ности и автономности устройства,Указанная цель достигается тем, что конструкция устройства изменения давления газа в камере пневмопривода содержит корпус, разделенный упругой диафрагмой на рабочую емкость, частично заполненную легкоиспаряющейся жидкостью с большой величиной газовой постоянной, и компрессионнуо камеру для перекачивания газа с впускным и выпускнь.м клапанами, трубопровод, соединяющий нижнюю точку рабочей емкости с входом в насос, выход которого соединен двумя подводящими трубопроводами с золотникавым распределителем, состоящим из полого цилиндрического корпуса с четырьмя попарно расположенными друг напротив друга выходами для подсоединения подводящих и отводящих трубопроводов.Ц НОтр 1 корпуса ( малм заза(эам СО сВика"м(1 паз(/8 цен пап(1181 ь пад 0 ухине(ьый г1Одной стороны, В катаОм ВыпОлцен каналБ гице коль 38 БОЙ прОтаки, саединяю 1 цийпр:1 передвижении параня поочереднопротивоположные Бь(ходы отводящего иподводя(Дега трубопроводов, Поршень име 8 т две дспальИтельные ф(лксиру 01(ие про 1 0 3 К (Л РР П О Л 0 ч о Ц 3.(1,/ с а Р а С С . О Я Н л Ир;Бном расстоянию лйжду подводящими иатвадяцИми рубаправодами, сорпус са"держит фиксатор поршня в Биде падг Оу(кицениага шарика, д атгадя(цие от10 ла;иик/)во(О рдсппР/Рлигеля трубопроводы соединены саот(зетствецна черсз нагреватель и охлддитель с форсуцками,распалсжениыми в газовой полости рабочей 8(лк(эсти, приче л цдсас вь(полцеи совместным с рабочей емкостьо Б Видедккумул/ рующел емкости, также частичнозапалив 1 нОЙ жидкОстью, расположеннойвыше уровня рабочей емкости и соединенной с последней Двумя трубопровод(ми, выходяцими из верхней частидккумулирующей емкости, один из которых(большего сечения) сосдинен с нижней частно рабочей емкости, а другой мень(1(егосече: ия) - с газовой полостью рабочей ем 1;асги через тер/лаклапац, установленный ватой газовой полости, Нижняя часть емкост 1 с 08 Дицена Выходным /рубагроВОДОмчерез здпорцый вентиль л аб";.дтный клапанс паДВОДЯ(дими трубог 1 роваддм(л золоту(икаБОГО рдсГ 3 ределителя, Тср(локла Г(ац састОлтиз се/1 лд, устанОБлРннОГО цд торец трубаправеда, к седлу присаед(лцен один конецизаГ 11/таЙ ОимРталлическаи пластины, друОЙ конец которой (алнематически связан сРГлОЙ собст(18 ица клапана,На фиг,1 изображена схема предлагае.(ЛОГО устройства с насосам; ца фиГ,2 - та жвса совмещенным устрайстьом для перека 1 ки жидкости; на фиг,З - термоклапди; цафиг,41 - г(аафлки зависимостей темпаратурц,ддвлеия От Б 1 е/81 и и циклаГрдмма эаботь(тер(Оклапдца.устг 3(эйства из(18 иения Ддвле 33 ия Газа вкамеэе 1(цевлапривод(д фиг, 1,3 содержиткар;(у.", 1, рдз;Влециый упр,/ГОЙ ДидфрдГмай2 ца пдба и/ю емка;Г 3, чдстичио здпалнеццу(о ЛГ-:Га 1 спдряю(уейся хидкость 10 4, икамгресси, иву 0 кдВеру 5 к(э(рг(ус катВоойвыпал сц палус".эери 1 еским и содеажит;:, скна 6 и г 11 п/с 1;иой 7 клапаны, Нижняяточка рдсочей емкости 3 соединена трубап"ровадам 8 с насосом 9, выход ко.(араго сае/1 и(1. /лумя Грубо(;равалд/;и (О изаг От икОРь м (эдсп Оедел 1 телем, содержа"иим кпрп 1 1 У Б ",ОтапОМ Г (1/Лым здз 03(амус ГБНОБ/ сн 03 ээень 33 с кд 1 длам 14 Б БидО:Оль(Вобрдзнай проточки и ДВ 8 ДОпОлнительцые фиксируощие кольцеобразные Граточки 15 и 16, а сдм поршень 13 подпружинеи пружиной 17, другой Конец которой упирается Б винт 18, регулиру(ащий степень сжатия Г(ружинь( 117, причем корпус золатникавого распредалителя и мест фиксатор пар я в виде шарика 19, подпружиненного 1 ружинай 20. Надпоршневая полость золотникаваго распределителя соединена с газовой полостью рабочей емкости 3 магистральО 21. ВыхОды залатникОВОГО распределителя соединены трубопроводаГли 22 и 23 соответственно с ндгревателем 24 и ахладителем 25, Бцходц которьх согмещець и подсоединены к форсункам 26 распаложеиццм внутри газовой полости емкости 3. Для автономности работы устройствд насос 9 Выполнен в Биде аккумулирующей емкости 27, расположенной на более высоком уровне, чем рабочая емкость 3, Верхняя часть(,1 азовая полость) аккумулиру(а(цей емкости 27 связана трубопроводом 8 с нижней точкой емкости 3, запал(енной легкоиспаряющейся жидкостью 4, Газовая полость емкости 27 саедлнена с газовой полость(о емкости 3 при помощи трубопровода 28, снабженного термоклдг(аном 29, расположенным в газовой полости емкости 3, вьход емкости 27 соединен через запорный вентиль 30 и обратный клапан 31 с Входными трубопроводами 1 О и 11, присоединенными к золотниковому распредег(:теТермоклапан фиг.3) содерж/лт установленное на торец трубопровода 28 седло клапана 32 с прикрепленной к нему одним 1 аицом изоп(утай биметаллической пластииол 33, другой конец которой кинематиче. ски связан с иглой собственно клапана 34, усганавланцай в конусное отверст/ле 35 гнезда термоклапдиа 32.Работает устройства следующим обра- ЗОМСначала вкл(очается насос 9, который Всасцвает лекоиспаряющуюся жидкость 4 через трубопровод 8 из рабочей емкости 3 и нагнетает ее через трубопровод 1 О в золотииковцй распределитель 12, из которого ,3 Д.Ость 4 по трубопроводу 23 поступает в нагреватель 24, в котором она нагревается, чдстицна испаряясь, и поступает через форсунки 26 в полость емкаси 3, Температура парожидкостной фазы в рабочей полости смкасГпл 3 растет и поВышается ддВление, при действии которао деформируется упругая диафрагма 2, которая сжимает газ в компрессионной камере 5, образованной корпусам 1, и нагнетает сжатый гдз патребитело через выпускной клапан 7, При мак20 45 50 симальном повышении давления в емкости 3 давление, действуя на поршень 13 через трубопровод 21, освобождает его от фиксирующего шарика 19, подпружиненного пружиной 20, и поршень, резко(быстро) сжимая пружину 17, перемещается 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 прогоняется насосом 9 через охладитель 25, в котором она охлаждается до температуры, близкой температуре замерзания, и далее поступает через форсунки 26 в газовую полость емкости 3. При этом температура и давление в емкости 3 падают, и упругая диафрагма 2 вытягивается внутрь емкости 3 - происходит процесс всасывания перекачиваемого газа в компрессионную камеру 5 через впускнои клапан б, По окончании процесса всасывания, когда давление в емкости 3 понизилось до определенного значения,под действлем ежа.ой пружины 17 (благодаря понлжению давления на поршень 13 золотникового распределителя 12) поршень 13 освобождается зт ф; гксирующего подпружиненного шарика 19 л переходит в течение малого ором,чутка времени вправо (фиг,1). Шарик 19 переходит из проточки 15 в проточку 16, фиксируя тем самым положение поршня 13, в котором он соединяет трубопроводы 10 и 23 и разъединяет трубопроводы 11 и 22,Жидкость 4 снова поступает в нагреватель 24 и весь процесс повторяется,Диаграмма изменения температуры и давления рабочей среды по времени представлена на фиг.4 а, б. Для автономной работы, заключающейся в исключении насоса 9 как отдельного сложного устройства со своим приводом, в устройство введена аккумулирующая емкость 27 с необходимой арматурой (фиг.2),Работа устройства по фиг,2 в части, касающейся работы золотникового распределителя 12, нагревателя 24, схладителя 25, форсунок 26 и камер в корпусе 1, аналогична работе устройства по фиг,1, Отличия заключаются в следующем.Перед пуском необходимо, чтобы большая часть легкоиспаряющейся жидкости 4 находилась в емкости 27, При запуске открывается запорный вентиль 30, ижидкость подгидростатическим давлением своего столба поступает через обратный клапан 31 и золотниковый распределитель 12 (по трубопроводам 10 и 23) к нагревателю 24 и через фарсунки 26 в емкость 3, температура и давление в которой повышаюгся, и происходит процесс сжатия и нагнетания газа, При этом термоклапан 29 открыт, но когда температура в емкости 3 приблизится к максимальной, термоклапан 29 (фиг.3) закроется (биметаллическая 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 находится горячая жидкость, эта жидкость будет продолжать испаряться, и давление в емкости 3 будет повышаться, Под этим давлением жидкость 4 из емкости 3 передавливается через трубопровод 8 в емкость 27, охлаждаясь при этом в длинном трубопроводе 8, пока почти вся жидкость 4 не передавится в емкость 27, При этсм обратный клапан 31 под действием собственной пружины и перепада давления на нем закрыт. Под воздействием избыточного давления золотниковый распределитель 12 производит переключение потока жидкости 4 из емкости 27 в емкость 3 из нагревателя 24 на охладитель 25. После передавливания жидкости 4 из емкости 3 в емкость 27 температура парожидкостной смеси в емкости 3 падает за счет теплообмена с окружающей средой, и термоклапан 29 открывается, соединяя газовые полости емкостей 3 и 27. В результате давления в этих емкостях выравниваются, и жидкость перетекает из верхней емкости 27 в нижнюю емкость 3. При этом сначала поток жидкости 4 проходит через охладитель 25 (пока температура жидкости 4 не понизится до температуры замерзания и не произойдет процесс всасывания перекачиваемого газа в компрессионную камеру), а после переключения золотниковым распределителем 12 - через нагреватель 24, В конце процесса нагрева происходит процесс нагнетания перекачиваемого газа и передавливания жидкости 4 из емкости 3 в емкость 27. Далее цикл повторяется. Циклограмма работы термоклапана 29 по времени в зависимости от температуры в емкости 3 представлена на фиг,4 в,Устройство обладает повышенной надежностью из-за исключения возможности смешения перекачиваемого газа с рабочим телом и уменьшения потерь последнего, а также из-за определенности положения поршня золотникового распределителя в результате его фиксации в крайних положениях и выполнения его канала в виде кольцеобразной проточки, Кроме того, в устройстве облегчены условия работы упругой диафрагмы за счет выполнения компрессионной камеры полусферической, что также повышает надежность устройства в целом. Помимо этого устройства имеет один приемник и один источник тепла, а также обладает полной автономностью и не требу ет дополнитзльчых переключений во Времяработы, кроме вкл;очения и Выключениявсего устройства.рименение в качествелекоиспаояющеися жидкости БеДестватемпературой конденсации, близой к температуре окружающей среды, и с температурой кипения ня несколько десятковградусов выше нуля по Цельсию(напримео,н 8 которы 8 фр 80 ны) пОзволяет исгОльзОВятьустройство как вторичный источник знергии 10(сжатого газа) при использовании бросовоготепла, солнечного излучения, энергии термальных вод и других экологически чистыхисточников энергии,Формула изобретения 151, Устройство изменения давления газав камере пневмопривода, содержащее корпус, рязделенныЙ упруГОЙ дияфряГмой нарабочую Вмкость чястично зяголнеьнуюлегкоиспаряющейся хидкостью. и компрес- Осионную каг 1 еру дл. перекячивяния газа сВпускным и Выпускным кла 1 анями, труЬопровод, соединя ощий нижнюю точку емкости с Входом в насос, выход которогосоединен двумя входными трубопроводами 25с цилиндрическим полым корпусом зОГОтникового распределителя, с установленнымВнутри подГ 1 ружиненным поршнем с кяняЛгм И П рИВОдгой ПОЛО т ЬО, Г 1 рИ ЯТОМ КорПрЗОЛОТНИКОВОГО РЯСПРВДВЛИТЕЛЯ ПОДСгЕД 21- 40нен к ДВум Вьходным тоубопрОВОДЯм. ГОд"с Оеди н Вн н ы м с Оот Бстств 8 н но че резнагреватель и охлядитель к форсункам рабочей емкости, о т л и ч а о щ е е с я тем, по,с целью повышения нЯдех(носги, приводная дЬПОЛОСТЬ ЗОЛОТНИКОВОГО гЯСПР 6 ДЕЛИ 2 ЕЛЯ СОединена мяГистралью с ГязовОЙ полОстьюрабочей емкости,2. Устройство по п,1, о т л и ч я ю,ц е ес я тем, что, с целью г овышения надежно Ости, корпус золотникозого распредели., ля снабжен фиксатором крайних положений поршня, Выполненным В Виде подпружиненного шарика, а на поршне со стороны пружины выполнены две кольцевые проточки,Э, УстроЙстВО поп,1, Отл ич Я ю Щ 88- с я тем, что, с целью повышения надекности, корпус компрессионной камеры выполнен полусферическим,4. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности, канал на поршне золотникового распределителя выполнен Б виде кольцевой проточки.5, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения зксплуатационных Возможностей путем повышения автономности, насос выполнен в виде аккумулирующей емкости, расположенной выше уровня оабочей емкости, нижняя точка которой соединена трубопроводом с Верх ней частью яккумулирующей емкости, которая также соединена трубопроводом с газовои полостью рабочей емкости через термокляпан, расголоженньй в газовой полости рабочей емкссти, я нижняя точка аккумулирующей емкости соединена с ВхоДными трубопровода 2 и через Обратяый клапан,6, Устройс гво па П,5, Ол и ч а ю щ е ес я тем, что на трубопроводе, присоединен- НОМ К НИЖНЕЙ ЧЯСТИ ЯККУ 2 УЛИРУЮгЦЕЙ ЕМКО- сти, перед обратным клапаном установлен ЗЯ 1 ГРН Й ЕНТИЛ2 Устоойство ПО Г 1 5 Отл ич;, ю щеес я тем, что термокляпан выполнен в Биде седла, установленного на торец трубопроВОдя, и к 8 ГО седлу прикрег 1 л 8 н Один конец изогнутой биметаллической пластины, другой конец Второй кинематически связг с иглой собственного клапана,6 Составитель А.СавчукТехред ММоргентал Редакт Корректор П,Гереши уханов ГКНТ СС роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина,Заказ 3535 Тир ВИИИПИ Государственного 113 О 35, Подписноемитета по изобретениям и открытияква, Ж, Раушская наб., 4/5