RU2343312C1 - Heat-insulating air-powered drive - Google Patents
Heat-insulating air-powered drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343312C1 RU2343312C1 RU2007119202/06A RU2007119202A RU2343312C1 RU 2343312 C1 RU2343312 C1 RU 2343312C1 RU 2007119202/06 A RU2007119202/06 A RU 2007119202/06A RU 2007119202 A RU2007119202 A RU 2007119202A RU 2343312 C1 RU2343312 C1 RU 2343312C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heater
- heat
- cooler
- outlet
- pump
- Prior art date
Links
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пневмоприводам, преимущественно к компрессорам или насосам объемного вытеснения. При этом для сжатия и нагнетания газа используется энергия в виде теплоты.The invention relates to pneumatic actuators, mainly to compressors or volume displacement pumps. At the same time, energy in the form of heat is used to compress and inject the gas.
Известен способ изменения давления газа в камере пневмопривода [1] - авторское свидетельство СССР №1368483, кл. F04В 19/24, 1986.A known method of changing the gas pressure in the chamber of the pneumatic actuator [1] - copyright certificate of the USSR No. 1368483, class. F04B 19/24, 1986.
Недостатками устройства для реализации данного способа являются низкая надежность из-за неизбежного смешения перекачиваемого газа с легкоиспаряющейся жидкостью, а также из-за неопределенности положения поршня золотника в режиме переключения; сложность конструкции и наличие множества элементов, требующих постоянного переключения; необходимость фиксации золотникового распределителя от поворота вокруг своей оси; большие напряжения упругой диафрагмы компрессионной камеры из-за прямоугольных контуров камеры.The disadvantages of the device for implementing this method are low reliability due to the inevitable mixing of the pumped gas with a volatile liquid, as well as due to the uncertainty of the position of the piston of the spool in the switching mode; design complexity and the presence of many elements that require constant switching; the need to fix the spool valve from rotation around its axis; high stresses of the elastic diaphragm of the compression chamber due to the rectangular contours of the chamber.
Известно устройство изменения давления газа в камере пневмопривода [2] - авторское свидетельство СССР №1767215, кл. F04В 19/24, 07.10.92. Бюл. №37.A device for changing the gas pressure in the pneumatic drive chamber [2] is the USSR copyright certificate No. 1767215, class. F04B 19/24, 10/07/92. Bull. Number 37.
Устройство [2] содержит корпус, который разделен диафрагмой на рабочую емкость, частично заполненную легкоиспаряющейся жидкостью, и компрессионную камеру для перекачивания газа с впускным и выпускным клапанами. Трубопровод соединяет нижнюю точку емкости с входом в насос. Выход насоса соединен двумя входными трубопроводами с цилиндрическим полым корпусом золотникового распределителя, с установленным внутри подпружиненным поршнем с каналом и приводной полостью. Корпус распределителя подсоединен к двум выходным трубопроводам, подсоединенным соответственно через нагреватель и охладитель к форсункам (коллектора) рабочей емкости. Приводная полость распределителя соединена магистралью с газовой полостью рабочей емкости. Корпус распределителя снабжен фиксатором крайних положений поршня, выполненным в виде подпружиненного шарика.The device [2] comprises a housing that is divided by a diaphragm into a working container partially filled with a volatile liquid, and a compression chamber for pumping gas with inlet and outlet valves. A pipeline connects the bottom of the tank to the pump inlet. The pump outlet is connected by two inlet pipelines with a cylindrical hollow housing of the spool valve, with a spring-loaded piston installed inside the channel and the drive cavity. The distributor housing is connected to two outlet pipelines connected respectively through a heater and a cooler to the nozzles (collector) of the working tank. The drive cavity of the distributor is connected by a highway to the gas cavity of the working tank. The distributor housing is equipped with a piston extreme position lock made in the form of a spring ball.
Недостатком известного устройства [2] являются большие потери тепла на периодический нагрев и охлаждения корпуса рабочей камеры и коллектора с форсунками для легкоиспаряющейся жидкости.A disadvantage of the known device [2] is the large heat loss due to periodic heating and cooling of the housing of the working chamber and the manifold with nozzles for volatile liquid.
Задача повышения эффективности устройства изменения давления газа в камере пневмопривода, в частности снижения непроизводительных затрат тепла, решается в известном устройстве изменения давления газа в камере пневмопривода [3] - патент РФ №2267745, кл. F04В 19/24, 20.05.2006. Бюл. №14.The task of increasing the efficiency of the device for changing the gas pressure in the chamber of the pneumatic drive, in particular to reduce overhead costs of heat, is solved in the known device for changing the gas pressure in the chamber of the pneumatic drive [3] - RF patent No. 2267745, cl. F04B 19/24, 05.20.2006. Bull. No. 14.
Устройство [3] содержит корпус, разделенный упругой диафрагмой на рабочую емкость, частично заполненную легкоиспаряющейся жидкостью, и компрессионную полусферическую камеру для перекачивания газа с впускным и выпускным клапанами, трубопровод, соединяющий нижнюю точку емкости с входом в насос, выход которого соединен трубопроводом с цилиндрическим полым корпусом золотникового распределителя с приводной полостью, соединенной магистралью с газовой полостью рабочей емкости, и с установленным внутри подпружиненным золотником, снабженным фиксатором крайних положений поршня, выполненным в виде подпружиненного шарика и двух ответных кольцевых проточек на золотнике, который содержит кольцеобразный распределительный канал, при этом выход корпуса золотникового распределителя подсоединен двумя выходными трубопроводами соответственно через нагреватель и охладитель к коллектору с форсунками рабочей емкости. При этом рабочая емкость изнутри покрыта слоем теплоизоляции, коллекторы с форсунками для нагретой и охлажденной легкоиспаряющейся жидкости выполнены раздельными, а полусферическая наружная поверхность компрессионной камеры снабжена конвективным воздушным охладителем.The device [3] comprises a housing divided by an elastic diaphragm into a working tank partially filled with a volatile liquid, and a compression hemispherical chamber for pumping gas with inlet and outlet valves, a pipe connecting the lower point of the tank to the pump inlet, the outlet of which is connected by a pipe to a cylindrical hollow the housing of the spool valve with a drive cavity, connected by a highway to the gas cavity of the working capacity, and with a spring-mounted spool installed inside locking the end positions of the piston, designed as a spring-loaded ball and two response annular grooves on the spool, which comprises an annular distribution channel, the output of the spool of the distributor housing is connected by two conduits respectively output through a heater and a cooler to a manifold with nozzles working capacity. At the same time, the working capacity is covered with a layer of thermal insulation from the inside, the collectors with nozzles for heated and cooled easily evaporating liquids are made separate, and the hemispherical outer surface of the compression chamber is equipped with a convective air cooler.
Недостатком известного устройства [3] является его низкая эффективность, которая вызвана отсутствием регенерации тепла при организации термического (теплового) сжатия и расширения.A disadvantage of the known device [3] is its low efficiency, which is caused by the lack of heat recovery during the organization of thermal (thermal) compression and expansion.
Задача повышения эффективности «Устройства изменения давления газа в камере пневмопривода» в целом и в частности обеспечением регенерации тепла при организации термического (теплового) сжатия и расширения реализована в устройстве-прототипе [4], которое представлено патентом РФ №2267746, кл. F04В 19/24, 20.05.2006. Бюл. №14.The task of increasing the efficiency of the "Device for changing the gas pressure in the pneumatic drive chamber" in general, and in particular, providing heat recovery during the organization of thermal (thermal) compression and expansion, is implemented in the prototype device [4], which is represented by RF patent No. 2267746, class. F04B 19/24, 05.20.2006. Bull. No. 14.
Прототип [4] - «Устройство изменения давления газа в камере пневмопривода» или другими словами «Теплоиспользующий пневмопривод, содержащий корпус, разделенный упругой диафрагмой на рабочую емкость, частично заполненную легкоиспаряющейся жидкостью, и компрессионную полусферическую камеру для перекачивания газа с впускным и выпускным клапанами, нагреватель и охладитель своими входами соединены между собой через регенератор теплоты для легкоиспаряющейся жидкости, трубопровод, подключенный к нижней точки емкости и расположенный в верхней части рабочей емкости коллектор с форсунками, к которому подсоединен другой трубопровод, а также содержит аккумулирующую емкость, расположенную выше уровня рабочей емкости, термоклапан и золотниковый распределитель с системой трубопроводов.Prototype [4] - “Device for changing the gas pressure in the pneumatic drive chamber” or in other words “Heat-utilizing pneumatic drive containing a housing divided by an elastic diaphragm into a working tank partially filled with easily evaporating liquid, and a hemispherical compression chamber for pumping gas with inlet and outlet valves, a heater and the cooler with its inputs are interconnected through a heat regenerator for volatile liquid, a pipeline connected to the lower point of the tank and located at the top s of the work tank manifold with injectors, to which is connected another pipe, and has a storage tank located above the level of the working tank, thermostatic valve and a spool valve with a system of pipelines.
Недостатками прототипа [4] являются, во-первых, сложность и низкая надежность его конструкции, особенно конструкция золотникового распределителя и, во-вторых, низкая частота переключения его режимов нагрева-охлаждения. Другими словами прототип обладает низкой цикличностью работы, в результате которой будет низкая производительность всего устройства. Кроме этого, его регенератор теплоты работает в узком диапазоне рабочих температур, что существенно снижает его эффективность.The disadvantages of the prototype [4] are, firstly, the complexity and low reliability of its design, especially the design of the spool valve and, secondly, the low switching frequency of its heating-cooling modes. In other words, the prototype has a low work cycle, which will result in low productivity of the entire device. In addition, its heat regenerator operates in a narrow range of operating temperatures, which significantly reduces its effectiveness.
Указанный недостаток ставит задачи упрощения конструкции устройства-прототипа и повышения его эффективности за счет повышения цикличности его работы, то есть работы устройства с повышенной частотой, а также за счет обеспечения работы регенератора теплоты в максимально широком диапазоне рабочих температур.This drawback sets the task of simplifying the design of the prototype device and increasing its efficiency by increasing the cyclicality of its operation, that is, the operation of the device with an increased frequency, as well as by ensuring the operation of the heat regenerator in the widest possible range of operating temperatures.
Указанные выше задачи достигаются тем, что упрощение конструкции устройства-прототипа достигается упрощением схемы движения легкоиспаряющейся жидкости по трубопроводам, исключением из его схемы золотникового распределителя (с его заменой на стандартный, выпускаемый промышленностью пневматический датчик). Также упрощение конструкции и повышение ее надежности достигается использованием реверсивного гидравлического насоса, переключения которого управляются от стандартного пневматического датчика по электрической линии связи. Движение легкоиспаряющейся жидкости по магистралям в предложенном устройстве организуется реверсивным гидравлическим насосом через систему четырех вспомогательных самодействующих обратных клапанов. При этом также достигается повышение эффективности функционирования теплообменных аппаратов устройства за счет повышения скорости протекания через них легкоиспаряющейся жидкости (и организации конвективного теплообмена в нагревателе, охладителе и регенераторе теплоты). Ввиду вышеизложенного появляется возможность снижения массогабаритных характеристик теплообменных аппаратов.The above tasks are achieved in that the simplification of the prototype device is achieved by simplifying the scheme of movement of volatile liquid through pipelines, excluding the spool valve from its scheme (with its replacement by a standard pneumatic sensor manufactured by the industry). Simplification of the design and increase of its reliability is achieved by using a reversible hydraulic pump, the switching of which is controlled from a standard pneumatic sensor via an electric communication line. The movement of volatile liquid along the highways in the proposed device is organized by a reversible hydraulic pump through a system of four auxiliary self-acting check valves. At the same time, an increase in the efficiency of operation of the heat exchangers of the device is achieved by increasing the rate of passage of volatile liquid through them (and organizing convective heat transfer in the heater, cooler, and heat regenerator). In view of the foregoing, it becomes possible to reduce the overall dimensions of heat exchangers.
Таким образом, указанная задача решается тем, что в «Теплоиспользующем пневмоприводе», содержащем корпус, разделенный упругой диафрагмой на рабочую емкость, частично заполненную легкоиспаряющейся жидкостью, и компрессионную полусферическую камеру для перекачивания газа с впускным и выпускным клапанами, нагреватель и охладитель своими входами соединены между собой через регенератор теплоты для легкоиспаряющейся жидкости, трубопровод, подключенный к нижней точке емкости, и расположенный в верхней части рабочей емкости коллектор с форсунками, к которому подсоединен другой трубопровод, также теплоиспользующий пневмопривод снабжен реверсивным насосом, управляемым от датчика давления рабочей емкости, при этом насос соединен одной стороной непосредственно с выходом охладителя, трубопровод из нижней точки рабочей емкости переходит в два трубопровода с обратными самодействующими клапанами, один из которых подсоединен к другой стороне реверсивного насоса, а другой - к выходу нагревателя, данные места соединений подсоединены другими двумя трубопроводами с обратными самодействующими клапанами к трубопроводу в верхней части рабочей емкости.Thus, this problem is solved by the fact that in a "heat-utilizing pneumatic actuator" containing a housing divided by an elastic diaphragm into a working tank partially filled with easily volatile liquid, and a compression hemispherical chamber for pumping gas with inlet and outlet valves, the heater and cooler are connected by their inputs between through a heat regenerator for volatile liquid, a pipeline connected to the lower point of the tank, and a collector with with suckers to which another pipeline is connected, the heat-utilizing pneumatic actuator is also equipped with a reversible pump controlled from the pressure sensor of the working capacity, while the pump is connected on one side directly to the outlet of the cooler, the pipeline from the lower point of the working capacity passes into two pipelines with self-acting check valves, one which is connected to the other side of the reversing pump, and the other to the heater outlet, these connection points are connected by the other two pipelines with reverse connections operating valves to the pipeline in the upper part of the working tank.
Использование для легкоиспаряющейся жидкости реверсивного насоса, управляемого от датчика давления в рабочей емкости, необходимо для максимального повышения надежности работы устройства. Применение насоса повышает производительность устройства в целом за счет организации конвективного теплообмена в нагревателе и охладителе. Датчик давления может быть простой - контактного типа на высокое и низкое давление или может быть комбинированным, учитывающим также и время одного цикла (задаваемое), что необходимо при изменении температур в нагревателе и охладителе, а также при изменении производительности. При современном уровне развития техники и обширном ассортименте выпускаемых датчиков подбор необходимого датчика не представляет технической проблемы.The use of a reversible pump controlled by a pressure sensor in the working tank for an easily volatile liquid is necessary to maximize the reliability of the device. The use of the pump increases the productivity of the device as a whole due to the organization of convective heat transfer in the heater and cooler. The pressure sensor can be simple - contact type for high and low pressure or can be combined, taking into account the time of one cycle (set), which is necessary when the temperature in the heater and cooler, as well as when changing performance. With the current level of technological development and an extensive assortment of manufactured sensors, the selection of the required sensor does not present a technical problem.
Введение трубопровода из нижней точки рабочей емкости переходит в два трубопровода с обратными самодействующими клапанами, один из которых подсоединен к другой стороне реверсивного насоса, а другой - к выходу нагревателя, данные места соединений подсоединены другими двумя трубопроводами с обратными самодействующими клапанами к трубопроводу в верхней части рабочей емкости, что необходимо для организации такого движения потоков легкоиспаряющейся жидкости, при котором возможна регенерация тепла с работой регенератора в диапазоне рабочих температур нагревателя и охладителя.The introduction of the pipeline from the lower point of the working tank goes into two pipelines with self-acting check valves, one of which is connected to the other side of the reversing pump, and the other to the heater outlet, these connection points are connected by the other two pipelines with self-acting check valves to the pipeline in the upper part of the working capacity, which is necessary for organizing such a movement of flows of volatile liquid, in which heat recovery is possible with the operation of the regenerator in the operating range temperatures of the heater and cooler.
Применение четырех обратных самодействующих клапанов необходимо для автоматического переключения направлений потоков легкоиспаряющейся жидкости при изменении направления нагнетания реверсивного насоса.The use of four self-acting check valves is necessary for automatically switching the flow directions of a volatile liquid when changing the direction of discharge of the reversing pump.
Расположение реверсивного насоса, соединенного одной стороной непосредственно с выходом охладителя, необходимо для работы реверсивного насоса только с холодной легкоиспаряющейся жидкостью, что дополнительно повысит надежность всего устройства.The location of the reversible pump, connected on one side directly to the outlet of the cooler, is necessary for the reversible pump to work only with cold easily volatile liquid, which will further increase the reliability of the entire device.
Выполнение «Теплоиспользующего пневмопривода» в совокупности с вышеизложенными признаками (признаками формулы изобретения) является новым для данных устройств (тепловых компрессоров) и, следовательно, соответствует критерию «новизна».The implementation of the "Heat-utilizing pneumatic actuator" in combination with the foregoing features (features of the claims) is new for these devices (thermal compressors) and, therefore, meets the criterion of "novelty."
Вышеприведенная совокупность отличительных признаков не известна на данном уровне развития техники и не следует из общеизвестных правил конструирования устройств изменения давления газа в камере пневмопривода (теплоиспользующих компрессоров) и их вспомогательного оборудования, что доказывает соответствие критерию «изобретательский уровень».The above set of distinctive features is not known at this level of technology and does not follow from well-known rules for designing devices for changing the gas pressure in the pneumatic drive chamber (heat-using compressors) and their auxiliary equipment, which proves compliance with the criterion of "inventive step".
Конструктивная реализация «Теплоиспользующего пневмопривода» с указанной совокупностью существенных признаков не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию «промышленная применимость».The constructive implementation of the “Heat-utilizing pneumatic actuator” with the indicated set of essential features does not present any structural, technical and technological difficulties, from which the criterion “industrial applicability” follows.
На чертеже изображена схема «Теплоиспользующего пневмопривода».The drawing shows a diagram of "heat-using pneumatic actuator."
Устройство (по чертежу) содержит корпус 1, разделенный упругой диафрагмой 2 на рабочую емкость 3, частично заполненную легкоиспаряющейся жидкостью 4, и полусферическую компрессионную камеру 5, содержащую впускной 6 и выпускной 7 клапаны. Нижняя точка рабочей емкости 3 соединена с трубопроводом 8, который переходит в два трубопровода 9 и 10 с обратными самодействующими клапанами (соответственно) 11 и 12, один из которых 11 подсоединен к одной стороне реверсивного насоса 13, а другой 12 - к выходу нагревателя 14. Реверсивный насос 13 соединен другой своей стороной непосредственно с охладителем 15. Нагреватель 14 и охладитель 15 соединены между собой (своими входами) через регенератор теплоты 16 для легкоиспаряющейся жидкости 4. Реверсивный насос 13 выполнен управляемым (по переключению направления его нагнетания в ту или иную сторону) линией 17 (например, электрической) от датчика давления 18, соединенного с газовой полостью рабочей емкости 3. Место подключения (например, в виде трубопроводного тройника) самодействующего обратного клапана 11 и реверсивного насоса 13 соединено трубопроводом 19 через самодействующий обратный клапан 20 и трубопровод 21 к коллектору 22 с форсунками для легкоиспаряющейся жидкости 4, который расположен в верхней части рабочей емкости 2. Место подключения (например, в виде трубопроводного тройника) самодействующего обратного клапана 12 и нагревателя 14 также соединено трубопроводом 23 через самодействующий обратный клапан 24 и трубопровод 21 с коллектором 22 с форсунками для легкоиспаряющейся жидкости 4.The device (according to the drawing) comprises a housing 1, divided by an elastic diaphragm 2 into a working container 3, partially filled with an easily evaporating liquid 4, and a hemispherical compression chamber 5 containing an inlet 6 and an outlet 7 valve. The lower point of the working tank 3 is connected to a pipeline 8, which goes into two pipelines 9 and 10 with self-acting check valves (11) 12 and 12, one of which 11 is connected to one side of the reversing pump 13, and the other 12 to the outlet of the heater 14. The reversible pump 13 is connected by its other side directly to the cooler 15. The heater 14 and the cooler 15 are interconnected (by their inputs) through a heat regenerator 16 for an easily evaporating liquid 4. The reversible pump 13 is made controllable (by switching to prevent it from being pumped in one direction or another) by line 17 (for example, electric) from a pressure sensor 18 connected to the gas cavity of the working tank 3. The connection point (for example, in the form of a pipe tee) of a self-acting check valve 11 and a reversing pump 13 is connected by a pipe 19 through a self-acting check valve 20 and a pipe 21 to a manifold 22 with nozzles for a volatile liquid 4, which is located in the upper part of the working tank 2. The connection point (for example, in the form of a pipe tee) self-made the existing check valve 12 and the heater 14 is also connected by a pipe 23 through a self-acting check valve 24 and a pipe 21 with a manifold 22 with nozzles for volatile liquid 4.
Работает теплоиспользующий пневмопривод следующим образом.The heat-utilizing pneumatic actuator operates as follows.
Сначала включается реверсивный насос 13, который всасывает легкоиспаряющуюся жидкость 4 через трубопроводы 8, 9 и самодействующий обратный клапан 11 из рабочей емкости 3 и нагнетает ее через охладитель 15, регенератор 16 и нагреватель 14 по трубопроводу 23 через самодействующий обратный клапан 24 и трубопровод 21 к коллектору 22 с форсунками для легкоиспаряющейся жидкости 4, который расположен в верхней части рабочей емкости 2. В то же время под действием своих пружин и противодавлением, создаваемым реверсивным насосом 13, самодействующие обратные клапаны 12 и 20 закрыты и не пропускают через себя жидкость 4. При этом жидкость 4 в охладителе 15 охлаждается и поступает в регенератор 16, равномерно (по длине регенератора) охлаждая его насадку, а сама при этом нагревается. Далее подогретая в регенераторе 16 жидкость 4 поступает в нагреватель 14, в котором она окончательно нагревается (частично испаряясь), и поступает по трубопроводу 23, через самодействующий обратный клапан 24 и по трубопроводу 21 в коллектор 23 и через его форсунки в полость емкости 3. Температура парожидкостной фазы в рабочей полости емкости 3 растет и повышается давление, при действии которого деформируется упругая диафрагма 2, которая сжимает газ в компрессионной камере 5, образованной корпусом 1, и нагнетает сжатый газ потребителю через выпускной клапан 7.First, the reversible pump 13 is turned on, which sucks the volatile liquid 4 through the pipes 8, 9 and the self-acting check valve 11 from the working tank 3 and pumps it through the cooler 15, the regenerator 16 and the heater 14 through the pipe 23 through the self-acting check valve 24 and the pipe 21 to the collector 22 with nozzles for a volatile liquid 4, which is located in the upper part of the working tank 2. At the same time, under the action of their springs and the back pressure created by the reversing pump 13, self-acting inverse to apana 12 and 20 are closed and do not pass through itself the liquid 4. This liquid 4 is cooled in the cooler 15 and enters regenerator 16 uniformly (in regenerator length) nozzle cooling it while she is being heated. Next, the liquid 4 heated in the regenerator 16 enters the heater 14, in which it finally heats up (partially evaporating), and enters through the pipe 23, through the self-acting check valve 24 and through the pipe 21 to the manifold 23 and through its nozzles into the cavity of the tank 3. Temperature the vapor-liquid phase in the working cavity of the tank 3 increases and the pressure increases, under the action of which the elastic diaphragm 2 deforms, which compresses the gas in the compression chamber 5 formed by the housing 1, and pumps the compressed gas to the consumer through the outlet oh valve 7.
После окончательного поднятия давления в рабочей емкости 3 и нагнетания перекачиваемого газа потребителю срабатывает датчик 18, который по линии 17 передает сигнал на реверсивный насос 13, и он начинает перекачивать жидкость 4 через себя в обратную сторону. При этом под действием своих пружин и противодавлением, создаваемым реверсивным насосом 13 (перекачивающим жидкость 4 в обратную сторону), самодействующие обратные клапаны 11 и 24 закрыты и не пропускают через себя жидкость 4, а самодействующие обратные клапаны 12 и 20 открыты (под действием давления, создаваемого реверсивным насосом 13). Реверсивный насос 13 всасывает легкоиспаряющуюся жидкость 4 из рабочей емкости 3 через трубопроводы 8, 10, самодействующий обратный клапан 12, нагреватель 14, регенератор 16 и охладитель 15 и нагнетает ее по трубопроводу 19 через самодействующий обратный клапан 20 и трубопровод 21 к коллектору 22 с форсунками жидкости 4. При этом (теплая из рабочей емкости 3) жидкость 4 в нагревателе 14 нагревается (дополнительно) и поступает в регенератор 16, равномерно (по длине регенератора) нагревая его насадку, и сама при этом охлаждается. Далее, подохлажденная в регенераторе 16 жидкость 4 поступает в охладитель 15, в котором она окончательно охлаждается и поступает по трубопроводу 19, через самодействующий обратный клапан 20 и по трубопроводу 21 в коллектор 23 и через его форсунки в полость емкости 3. В результате чего 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 впускной клапан 6.After the final pressure increase in the working vessel 3 and injection of the pumped gas, the sensor 18 is triggered by the consumer, which transmits a signal through the line 17 to the reversing pump 13, and it starts to pump the liquid 4 through itself in the opposite direction. At the same time, under the action of their springs and backpressure created by the reversing pump 13 (pumping the liquid 4 in the opposite direction), the self-acting check valves 11 and 24 are closed and do not let fluid 4 pass through them, and the self-acting check valves 12 and 20 are open (under pressure, created by a reversible pump 13). The reversible pump 13 draws in volatile liquid 4 from the working vessel 3 through pipelines 8, 10, a self-acting check valve 12, a heater 14, a regenerator 16 and a cooler 15 and pumps it through a pipe 19 through a self-acting check valve 20 and a pipe 21 to a manifold 22 with liquid nozzles 4. At the same time (warm from the working tank 3), the liquid 4 in the heater 14 is heated (optional) and enters the regenerator 16, uniformly (along the length of the regenerator) heating its nozzle, and itself is cooled. Further, the liquid 4 cooled in the regenerator 16 enters the cooler 15, in which it is finally cooled and enters through the pipe 19, through the self-acting check valve 20 and through the pipe 21 to the manifold 23 and through its nozzles into the cavity of the vessel 3. As a result, the temperature and the pressure in the tank 3 falls, and the elastic diaphragm 2 is pulled inside the tank 3, the process of suction of the pumped gas into the compression chamber 5 through the inlet valve 6.
По окончании процесса всасывания, когда давление в емкости 3 понизилось до определенного значения, под действием датчика 18 переключается реверсивный насос 13, и весь процесс повторяется.At the end of the suction process, when the pressure in the tank 3 has dropped to a certain value, the reversible pump 13 is switched under the action of the sensor 18, and the whole process is repeated.
Предложенное изобретение решает задачу повышения эффективности устройства за счет упрощенной схемы регенерации теплоты легкоиспаряющейся жидкости, в полном диапазоне рабочих температур нагревателя и охладителя. Применение насоса повышает производительность устройства за счет организации конвективного теплообмена в нагревателе, охладителе и регенераторе. Для максимального повышения надежности работы устройства в нем применен реверсивный насос для легкоиспаряющейся жидкости. Надежность также повышается путем исключения из устройства самодействующего золотникового переключателя потоков легкоиспаряющейся жидкости. Применяемый в устройстве датчик давления (при современном уровне развития техники и обширном ассортименте выпускаемых датчиков) обладает надежностью не ниже надежности всего устройства. Для организации такого движения потоков легкоиспаряющейся жидкости, при котором возможна регенерация тепла с работой регенератора в диапазоне рабочих температур нагревателя и охладителя, применены трубопроводы с надежными четырьмя обратными самодействующими клапанами, которые выпускаются промышленностью.The proposed invention solves the problem of increasing the efficiency of the device due to the simplified scheme of heat recovery of a volatile liquid in the full range of operating temperatures of the heater and cooler. The use of the pump increases the productivity of the device due to the organization of convective heat transfer in the heater, cooler and regenerator. To maximize the reliability of the device, it uses a reversible pump for volatile liquid. Reliability is also enhanced by eliminating volatile liquid flows from the self-acting spool switch. The pressure sensor used in the device (with the modern level of technology development and an extensive assortment of manufactured sensors) has a reliability not lower than that of the entire device. To organize such a movement of flows of volatile liquid, in which heat recovery is possible with the operation of the regenerator in the operating temperature range of the heater and cooler, pipelines with reliable four self-acting check valves, which are produced by industry, are used.
Применение в качестве легкоиспаряющейся жидкости вещества с температурой конденсации, близкой к температуре окружающей среды, и с температурой кипения на несколько десятков градусов выше нуля по Цельсию (например, некоторые фреоны) позволяет использовать устройство как вторичный источник энергии (сжатого газа) при использовании бросового тепла, солнечного излучения, энергии термальных вод и других экологически чистых источников энергии.The use of a substance with an easily evaporating liquid with a condensation temperature close to the ambient temperature and with a boiling point several tens of degrees above zero Celsius (for example, some freons) allows you to use the device as a secondary source of energy (compressed gas) when using waste heat, solar radiation, thermal water energy and other environmentally friendly energy sources.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. СССР №1368483, кл. F04В 19/24, 1986.1. A.S. USSR No. 1368483, class F04B 19/24, 1986.
2. А.с. СССР №1767215, кл. F04В 19/24, 07.10.92. Бюл. №37.2. A.S. USSR No. 1767215, class F04B 19/24, 10/07/92. Bull. Number 37.
3. Патент РФ №2267745, кл. F04В 19/24, 20.05.2006. Бюл. №14.3. RF patent No. 2267745, class. F04B 19/24, 05.20.2006. Bull. No. 14.
4. Патент РФ №2267746, кл. F04В 19/24, 20.05.2006. Бюл. №14 - прототип.4. RF patent No. 2267746, class. F04B 19/24, 05.20.2006. Bull. No. 14 is a prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007119202/06A RU2343312C1 (en) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | Heat-insulating air-powered drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007119202/06A RU2343312C1 (en) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | Heat-insulating air-powered drive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2343312C1 true RU2343312C1 (en) | 2009-01-10 |
Family
ID=40374215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007119202/06A RU2343312C1 (en) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | Heat-insulating air-powered drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2343312C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1767215A1 (en) * | 1990-11-05 | 1992-10-07 | Войсковая Часть 32103 | Device for measuring gas pressure in air drive chamber |
| US5881801A (en) * | 1997-05-29 | 1999-03-16 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Thermally driven liquid pressure generating apparatus |
| WO2004079194A2 (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-16 | Pierre Bignon | Hydraulic pump and hydraulic system comprising said pump |
| RU2276746C1 (en) * | 2005-01-24 | 2006-05-20 | Военный инженерно-технический университет | Device to change gas pressure in chamber of pneumatic drive with accumulating reservoir |
| RU2276745C1 (en) * | 2005-01-24 | 2006-05-20 | Военный инженерно-технический университет | Device to change gas pressure in pneumatic drive chamber |
-
2007
- 2007-05-23 RU RU2007119202/06A patent/RU2343312C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1767215A1 (en) * | 1990-11-05 | 1992-10-07 | Войсковая Часть 32103 | Device for measuring gas pressure in air drive chamber |
| US5881801A (en) * | 1997-05-29 | 1999-03-16 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Thermally driven liquid pressure generating apparatus |
| WO2004079194A2 (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-16 | Pierre Bignon | Hydraulic pump and hydraulic system comprising said pump |
| RU2276746C1 (en) * | 2005-01-24 | 2006-05-20 | Военный инженерно-технический университет | Device to change gas pressure in chamber of pneumatic drive with accumulating reservoir |
| RU2276745C1 (en) * | 2005-01-24 | 2006-05-20 | Военный инженерно-технический университет | Device to change gas pressure in pneumatic drive chamber |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20060059912A1 (en) | Vapor pump power system | |
| US10539124B2 (en) | Thermodynamic boiler with thermal compressor | |
| CN103161774B (en) | A kind of temp liquid piston device making gas isothermal convergent-divergent | |
| US12487013B2 (en) | Ambient temperature barocaloric refrigerating machine based on barocaloric effect | |
| US8429913B2 (en) | Liquid displacer engine | |
| CN201539373U (en) | Geothermal or solar thermoelectric engine device | |
| RU2343312C1 (en) | Heat-insulating air-powered drive | |
| JP2013040726A (en) | Device with heater | |
| RU2276746C1 (en) | Device to change gas pressure in chamber of pneumatic drive with accumulating reservoir | |
| RU2276745C1 (en) | Device to change gas pressure in pneumatic drive chamber | |
| CN101943492A (en) | Automatic temperature control solar water heating system | |
| RU2337253C1 (en) | Pneumatic drive chamber gas pressure variator | |
| MXPA04000011A (en) | Assembly of gas expansion elements and a method for operating said assembly. | |
| CN101694334B (en) | A pre-vacuum jet evaporative refrigeration system | |
| CN107269479B (en) | A kind of heat pump driven reciprocating engine | |
| CN2926913Y (en) | Hot-pump water heater | |
| CN217876577U (en) | Flushing valve backflow device for defrosting of refrigeration system | |
| CN217979090U (en) | Well water heat pump air conditioner device | |
| CN204787947U (en) | Stride critical CO2 heat pump integral type heat exchanger, water tank and hot water all -in -one | |
| RU2344316C1 (en) | Device for changing of gas pressure in pneumatic drive chamber | |
| CN109780750A (en) | Magnetic refrigerating system | |
| CN201795618U (en) | Self-regulating temperature solar water heating system | |
| CN110671285B (en) | A working medium circulation system | |
| CN102445015A (en) | Low boiling point working medium refrigerating device of thermodynamic piston compressor | |
| CN109900019B (en) | Low-temperature air source heat pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090524 |