RU2337253C1 - Pneumatic drive chamber gas pressure variator - Google Patents
Pneumatic drive chamber gas pressure variator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2337253C1 RU2337253C1 RU2007119203/06A RU2007119203A RU2337253C1 RU 2337253 C1 RU2337253 C1 RU 2337253C1 RU 2007119203/06 A RU2007119203/06 A RU 2007119203/06A RU 2007119203 A RU2007119203 A RU 2007119203A RU 2337253 C1 RU2337253 C1 RU 2337253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inlet
- outlet
- spool
- channel
- output
- Prior art date
Links
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 33
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 10
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пневмоприводам, преимущественно к компрессорам или насосам объемного вытеснения, в которых для сжатия и нагнетания газа используется энергия в виде теплоты.The invention relates to pneumatic actuators, mainly to compressors or volume displacement pumps, in which energy in the form of heat is used to compress and pump gas.
Известен способ изменения давления газа в камере пневмопривода (SU 1368483, 23.01.1988).A known method of changing the gas pressure in the chamber of the pneumatic actuator (SU 1368483, 01/23/1988).
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 (SU 1767215, 07.10.1992).A device for changing the gas pressure in the pneumatic drive chamber (SU 1767215, 10/07/1992).
Это устройство 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.This device 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 являются большие потери теплоты на периодический нагрев и охлаждение корпуса рабочей камеры и коллектора с форсунками для легкоиспаряющейся жидкости.A disadvantage of the known device 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 теплоты, решается в известном устройстве изменения давления газа в камере пневмопривода (RU 2276745, 20.05.2006 г.).The task of increasing the efficiency of the device for changing the gas pressure in the pneumatic drive chamber, in particular, to reduce the overhead costs of heat, is solved in the known device for changing the gas pressure in the pneumatic drive chamber (RU 2276745, May 20, 2006).
Это устройство 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.This device 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 spool housing a distributor with a drive cavity connected by a highway to the gas cavity of the working capacity and with a spring-loaded spool installed inside with a piston of extreme positions of the piston, made in the form of a spring-loaded ball and two reciprocal annular grooves on the spool, which contains an annular distribution channel, while the output of the spool distributor housing is connected by two output pipelines, respectively, through the heater and cooler to the manifold with nozzles of the 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 является его низкая эффективность, которая вызвана отсутствием регенерации тепла при организации термического (теплового) сжатия и расширения.A disadvantage of the known device 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, обеспечена путем регенерации тепла при организации термического (теплового) сжатия и расширения и реализована в устройстве RU 2276746, 20.05.2006 г. Это устройство принято за прототип.The task of increasing the efficiency of the "Device for changing the gas pressure in the pneumatic drive chamber", in general and in particular, is provided by heat recovery during the organization of thermal (thermal) compression and expansion and is implemented in the device RU 2276746, 05.20.2006. This device is taken as a prototype.
Прототип 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 верхней частью аккумулирующей емкости, расположенной выше уровня рабочей емкости, верхняя часть аккумулирующей емкости также соединена трубопроводом с газовой полостью рабочей емкости через термоклапан, расположенный в газовой полости рабочей емкости. Газовая полость рабочей емкости трубопроводом соединена с приводной - правой полостью золотникового распределителя, с установленным в нем подпружиненным слева золотником, снабженным фиксатором крайних положений поршня, выполненным в виде подпружиненного шарика и двух ответных кольцевых проточек на золотнике, золотник также содержит два аналогичных кольцеобразных распределительных канала: основной и дополнительный, каждый из которых имеет правые и левые, а по ходу легкоиспаряющейся жидкости - входные и выходные магистрали в корпусе золотникового распределителя. Нижняя часть аккумулирующей емкости трубопроводом через запорный вентиль и обратный клапан соединена трубопроводами с правой и левой входными магистралями основного канала, правая и левая выходные магистрали дополнительного канала подсоединены трубопроводами к коллектору с форсунками рабочей емкости, нагреватель и охладитель своими входами соединены между собой через регенератор теплоты для легкоиспаряющейся жидкости, причем выход золотникового распределителя на нагрев - выход правой магистрали основного канала трубопроводом подсоединен к трубопроводу между охладителем и регенератором, выход золотникового распределителя на охлаждение - выход левой магистрали основного канала трубопроводом подсоединен к трубопроводу между нагревателем и регенератором, выход нагревателя подсоединен трубопроводом ко входной правой магистрали дополнительного канала, а выход охладителя подсоединен трубопроводом ко входной магистрали дополнительного канала.The prototype contains a housing divided by an elastic diaphragm into a working tank partially filled with an easily evaporating liquid, and a compression hemispherical chamber for pumping gas with inlet and outlet valves, a pipe connecting the lower point of the tank with the upper part of the storage tank located above the level of the working tank, the upper part of the storage tanks is also connected by a pipeline to the gas cavity of the working tank through a thermal valve located in the gas cavity of the working tank. The gas cavity of the working tank is connected by a pipeline to the drive cavity — the right cavity of the spool valve, with a spool installed on it, spring-loaded on the left, equipped with a piston for locking the piston extreme positions, made in the form of a spring ball and two reciprocal ring grooves on the spool, the spool also contains two similar annular distribution channels: primary and secondary, each of which has right and left, and along the easily volatile liquid - input and output lines in the housing spout distributor. The lower part of the storage tank is piped through the shutoff valve and check valve to the right and left inlet pipes of the main channel, the right and left output lines of the auxiliary channel are connected by pipelines to the collector with nozzles of the working tank, the heater and cooler are connected to each other through the heat regenerator for volatile liquid, and the spool valve output for heating - the output of the right main line of the main channel by the pipeline connected to the conduit between the cooler and the regenerator, the output of the spool of the distributor to cooling - the output left trunk main channel conduit connected to the conduit between the heater and the regenerator, the heater output is connected a conduit to the front right-hand line of the supplemental channel and the coolant outlet is connected a conduit to the inlet line of the supplemental channel.
Недостатками устройства-прототипа являются, во-первых, сложность и низкая надежность его конструкции и, во-вторых, низкая частота переключения его режимов нагрева-охлаждения, другими словами, низкая цикличность 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 device are, firstly, the complexity and low reliability of its design and, secondly, the low switching frequency of its heating-cooling modes, in other words, low cyclic operation, 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, а также заменой дополнительной емкости с термоклапаном на гидравлический насос. Движение легкоиспаряющейся жидкости по магистралям в предложенном устройстве организуется при помощи гидравлического насоса. 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 design of the prototype device is achieved by simplifying the movement of easily volatile liquid through pipelines, as well as by replacing an additional tank with a thermal valve with a hydraulic pump. The movement of volatile liquid along the highways in the proposed device is organized using a hydraulic pump. 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 устройстве изменения давления газа в камере пневмопривода, содержащем 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 гидравлический насос, газовая полость рабочей емкости трубопроводом соединена с приводной - правой полостью золотникового распределителя, с установленным в нем подпружиненным слева золотником, снабженным фиксатором крайних положений поршня, выполненным в виде подпружиненного шарика и двух ответных кольцевых проточек на золотнике, золотник также содержит два аналогичных кольцеобразных распределительных канала: основной и дополнительный, каждый из которых имеет правые и левые, а по ходу легкоиспаряющейся жидкости входные и выходные магистрали в корпусе золотникового распределителя, выход гидравлического насоса соединен трубопроводами с правой и левой входными магистралями основного канала, правая и левая выходные магистрали дополнительного канала подсоединены трубопроводами к коллектору с форсунками рабочей емкости, нагреватель и охладитель своими входами соединены между собой через регенератор теплоты для легкоиспаряющейся жидкости, причем выход нагревателя трубопроводами соединен с выходной левой магистралью основного канала и со входной правой магистралью дополнительного канала, а выход охладителя трубопроводами соединен с выходной правой магистралью основного канала и со входной левой магистралью дополнительного канала.Thus, this problem is solved by the fact that in the device for changing the gas pressure in the pneumatic actuator chamber, comprising a housing divided by an elastic diaphragm into a working container partially filled with an easily evaporating liquid, and a hemispherical compression chamber for pumping gas with inlet and outlet valves, a pipeline connecting the lower the point of the tank with the entrance to the hydraulic pump, the gas cavity of the working tank is connected by a pipeline to the drive - the right cavity of the spool valve, with m in it with a spring-loaded spool on the left, equipped with a piston of the extreme positions of the piston, made in the form of a spring-loaded ball and two reciprocal ring grooves on the spool, the spool also contains two similar annular distribution channels: the main and the additional, each of which has left and right, and along the way volatile liquid inlet and outlet lines in the spool valve housing, the output of the hydraulic pump is connected by pipelines to the right and left input lines of the main of the channel, the right and left output lines of the additional channel are connected by pipelines to the collector with nozzles of the working capacity, the heater and cooler are connected with their inputs through a heat regenerator for easily evaporating liquid, and the heater output is connected by pipelines to the left output line of the main channel and to the input right line of the additional channel, and the cooler outlet is connected by pipelines to the output right main line of the main channel and to the input left main tional channel.
Введение соединений: выход нагревателя трубопроводами соединен с выходной левой магистралью основного канала и со входной правой магистралью дополнительного канала, а выход охладителя трубопроводами соединен с выходной правой магистралью основного канала и со входной левой магистралью дополнительного канала, необходимо для организации такого движения потоков легкоиспаряющейся жидкости, при котором возможна регенерация тепла с работой регенератора теплоты в диапазоне рабочих температур нагревателя и охладителя, что повышает эффективность его работы. Кроме того, это существенно упрощает конструкцию всего устройства (сокращается длина используемых трубопроводов и количество соединений) и повышает его надежность.Introduction of connections: the heater outlet is connected by pipelines to the left output line of the main channel and to the input right pipe of the auxiliary channel, and the cooler output is connected by pipelines to the output right pipe of the main channel and the input left pipe of the additional channel, it is necessary to organize such a movement of flows of volatile liquid when which allows heat recovery with the operation of the heat regenerator in the operating temperature range of the heater and cooler, which increases the efficiency tivnost his work. In addition, this greatly simplifies the design of the entire device (the length of the pipelines used and the number of connections are reduced) and increases its reliability.
На чертеже изображена схема устройства изменения давления газа в камере пневмопривода.The drawing shows a diagram of a device for changing the gas pressure in the pneumatic drive chamber.
Устройство 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 трубопроводом 8 с входом в гидравлический насос 9. Газовая полость рабочей емкости 3 трубопроводом 10 соединена с приводной - правой (надпоршневой) полостью золотникового распределителя 11, в котором с минимальным зазором установлен подпружиненный слева пружиной 12 золотник (поршень) 13, снабженный фиксатором крайних положений золотника (поршня) 13, выполненным в виде подпружиненного шарика 14 и двух ответных кольцевых проточек 15 на золотнике 13. Другой конец пружины 12 упирается в винт 16, регулирующий степень сжатия пружины 12. Золотник 13 также содержит два аналогичных друг другу кольцеобразных распределительных канала: основной 17 и дополнительный 18, каждый из которых имеет (свои ответные) правые и левые, а по ходу легкоиспаряющейся жидкости входные и выходные магистрали в корпусе золотникового распределителя. Выход гидравлического насоса 9 соединен трубопроводами 19 с правой и левой входными магистралями основного канала 17, а правая и левая выходные магистрали дополнительного канала 18 подсоединены трубопроводами 20 к коллектору с форсунками 21 рабочей емкости 3. Нагреватель 22 и охладитель 23 своими входами соединены между собой через регенератор теплоты 24 для легкоиспаряющейся жидкости 4. Выход нагревателя 22 трубопроводами 25, 26 и 27 соединен с выходной левой магистралью основного канала 17 и со входной правой магистралью дополнительного канала 18. Выход охладителя 23 трубопроводами 28, 29 и 30 соединен с выходной правой магистралью основного канала 17 и со входной левой магистралью дополнительного канала 18.The device 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 by a pipe 8 to the inlet of the hydraulic pump 9. The gas cavity of the working tank 3 is connected by a pipe 10 to the drive - right (supra-piston) cavity of the spool valve 11, in which the spool (spring-loaded on the left) 12 is installed with a minimum clearance of 13 (piston) 13 equipped with a clamp of extreme positions of the spool (piston) 13, made in the form of a spring-loaded ball 14 and two reciprocal ring grooves 15 on the spool 13. The other end of the spring 12 abuts the screw 16, regulating the step compression spring 12. Spool 13 also contains two similar to each other ring-shaped distribution channels: the main 17 and additional 18, each of which has (its reciprocal) right and left, and along the easily evaporating liquid inlet and outlet lines in the spool valve housing. The output of the hydraulic pump 9 is connected by pipelines 19 to the right and left input lines of the main channel 17, and the right and left output lines of the additional channel 18 are connected by pipelines 20 to the manifold with nozzles 21 of the working tank 3. The heater 22 and the cooler 23 are connected to each other through the regenerator heat 24 for a volatile liquid 4. The output of the heater 22 by pipelines 25, 26 and 27 is connected to the output left line of the main channel 17 and to the input right line of the additional channel 18. B the outlet of the cooler 23 by pipelines 28, 29 and 30 is connected to the output right pipe of the main channel 17 and with the input pipe of the secondary channel 18.
Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.
Сначала включается насос 9, который всасывает легкоиспаряющуюся жидкость 4 через трубопровод 8 из рабочей емкости 3 и нагнетает ее через трубопровод 19 во входную правую магистраль основного распределительного канала 17 золотника 13 распределителя 11. Проходя через канал 17, жидкость 4 через правую выходную магистраль по трубопроводам 30 и 28 поступает через охладитель 23, регенератор теплоты 24 (в котором она подогревается) и нагреватель 22 (где жидкость 4 окончательно нагревается и частично испаряется), а затем по трубопроводам 25 и 26 поступает во входную правую магистраль дополнительного канала 18 золотника 13 распределителя 11, из которого по трубопроводам 20 поступает в коллектор 21 с форсунками.First, a pump 9 is turned on, which sucks the volatile liquid 4 through the pipe 8 from the working tank 3 and pumps it through the pipe 19 into the inlet right pipe of the main distribution channel 17 of the spool 13 of the distributor 11. Passing through the pipe 17, liquid 4 through the right output pipe through the pipes 30 and 28 enters through a cooler 23, a heat regenerator 24 (in which it is heated) and a heater 22 (where the liquid 4 finally heats up and partially evaporates), and then enters in dnuyu right line supplemental channel 18 of the spool 13 of the distributor 11, from which via conduits 20 enters the manifold 21 with the nozzles.
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. При максимальном повышении давления в емкости 3 (когда диафрагма будет в своем крайнем правом положении - прижата к полусферической стенке компрессионной камеры 5) давление пара легкоиспаряющейся жидкости 4 будет расти и, действуя через трубопровод 10 на золотник 13, освобождает его от фиксатора 14, и золотник 13, резко (быстро) сжимая пружину 12, перемещается влево (по чертежу). При этом фиксатор 14 переходит с левой кольцеобразной проточки 15 в правую проточку 15 и фиксирует в этом положении золотник 13. Золотник 13 своим основным кольцеобразным каналом 17 закрывает магистраль трубопровода 30 и открывает магистраль трубопровода 27, а также дополнительным своим кольцеобразным каналом 18 закрывает магистраль трубопровода 26 и открывает магистраль трубопровода 29.The temperature of the vapor-liquid phase in the working cavity of the tank 3 rises and the pressure rises, 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 exhaust valve 7. At the maximum pressure increase in the tank 3 (when the diaphragm is in its extreme right position - pressed against the hemispherical wall of the compression chamber 5), the vapor pressure of the easily evaporating liquid 4 will increase and acting through the pipe 10 on the spool 13, svobozhdaet it from the retainer 14 and the spool 13 rapidly (fast) compressing the spring 12, moves to the left (in the drawing). In this case, the latch 14 passes from the left annular groove 15 to the right groove 15 and fixes the spool 13 in this position. The spool 13 closes the pipeline 30 with its main ring-shaped channel 17 and opens the pipeline 27, and also closes the pipeline 26 with its additional ring-shaped channel 18 and opens the pipeline 29.
В результате этого легкоиспаряющаяся жидкость 4 прогоняется насосом 9 после золотникового распределителя 11 по трубопроводам 27 и 25, далее через нагреватель 22, регенератор 24 (в котором жидкость 4 подохлаждается, нагревая его насадку) и далее в холодильник 21 (где она окончательно охлаждается) и поступает по трубопроводам 28 и 29 на второе (левое по чертежу) положение дополнительного кольцеобразного канала 19, после которого жидкость 4 по трубопроводам 20 попадает в коллектор 21 с форсунками в полость емкости 3.As a result, the easily evaporating liquid 4 is driven by the pump 9 after the spool valve 11 through pipelines 27 and 25, then through the heater 22, the regenerator 24 (in which the liquid 4 is cooled by heating its nozzle) and then into the refrigerator 21 (where it is finally cooled) and enters through pipelines 28 and 29 to the second (left in the drawing) position of the additional annular channel 19, after which the liquid 4 through pipelines 20 enters the manifold 21 with nozzles into the cavity of the tank 3.
Температура и давление в емкости 3 падают, и упругая диафрагма 2 втягивается внутрь емкости 3 - происходит процесс понижения давления и всасывания перекачиваемого газа в компрессионную камеру 5 через впускной клапан 6. По окончании процесса всасывания, когда давление в емкости 3 понизилось до определенного значения, под действием перепада давлений на золотнике 13 и усилия сжатой пружины 12 золотник 13 освобождается от фиксатора 14 и переходит в течение малого промежутка времени вправо (по чертежу в исходное положение). При этом фиксируется правая кольцеобразная проточка 15 золотника 13 - магистрали трубопроводов 30 и 26 снова открыты, а магистрали трубопроводов 27 и 29 закрыты. Жидкость 4 снова поступает на нагрев через охладитель 23 регенератор 24 и нагреватель 22, и весь процесс повторяется.The temperature and pressure in the tank 3 fall, and the elastic diaphragm 2 is drawn into the tank 3 - the process of lowering the pressure and suction of the pumped gas into the compression chamber 5 through the inlet valve 6. At the end of the suction process, when the pressure in the tank 3 has dropped to a certain value, under the action of the differential pressure on the spool 13 and the efforts of the compressed spring 12, the spool 13 is released from the latch 14 and passes to the right within a short period of time (according to the drawing to its original position). At the same time, the right annular groove 15 of the spool 13 is fixed - the pipelines 30 and 26 are again open, and the pipelines 27 and 29 are closed. The liquid 4 again enters the heating through the cooler 23, the regenerator 24 and the heater 22, and the whole process is repeated.
При организации движения потока легкоиспаряющейся жидкости 4 на нагрев через охладитель-регенератор-нагреватель, и на ее охлаждение через нагреватель-регенератор-охладитель в регенераторе 24 осуществляется регенерация теплоты с работой регенератора в диапазоне рабочих температур нагревателя и охладителя (то есть с максимально возможным диапазоном температур), что существенно повышает эффективность работы регенератора 24.When organizing the movement of the flow of volatile liquid 4 to heat through the cooler-regenerator-heater, and to cool it through the heater-regenerator-cooler in the regenerator 24, heat is regenerated with the operation of the regenerator in the operating temperature range of the heater and cooler (i.e., with the maximum possible temperature range ), which significantly increases the efficiency of the regenerator 24.
В представленном устройстве для сжатия и нагнетания газа используется энергия в виде теплоты, а для интенсификации процесса сжатия - увеличения цикличности теплового компримирования - вспомогательная электрическая энергия для принудительной прокачки гидравлическим насосом жидкого теплоносителя через теплообменные аппараты.The presented device for compressing and forcing gas uses energy in the form of heat, and to intensify the compression process - to increase the cyclic rate of thermal compression - auxiliary electric energy for forced pumping of a liquid coolant by a hydraulic pump through heat exchangers.
По сравнению с прототипом в представленной разработке значительно упрощена конструкция устройства и повышена надежность его работы, также сокращена длина используемых трубопроводов и количество их соединений и, следовательно, уменьшено гидравлическое сопротивление перекачки легкоиспаряющейся жидкости.Compared with the prototype in the presented development, the design of the device is significantly simplified and its operation reliability is increased, the length of the used pipelines and the number of their connections are also reduced, and therefore, the hydraulic resistance of pumping easily volatile liquid is reduced.
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 the device to be used as a secondary source of energy (compressed gas) when using waste gas heat, solar radiation, thermal water energy and other environmentally friendly energy sources.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007119203/06A RU2337253C1 (en) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | Pneumatic drive chamber gas pressure variator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007119203/06A RU2337253C1 (en) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | Pneumatic drive chamber gas pressure variator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2337253C1 true RU2337253C1 (en) | 2008-10-27 |
Family
ID=40042075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007119203/06A RU2337253C1 (en) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | Pneumatic drive chamber gas pressure variator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2337253C1 (en) |
Citations (4)
| 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 |
| 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 RU2007119203/06A patent/RU2337253C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| 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 |
| 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 |
|---|---|---|
| RU2434159C1 (en) | Conversion method of heat to hydraulic energy and device for its implementation | |
| US20060059912A1 (en) | Vapor pump power system | |
| CN108699922B (en) | Pressure-balanced multi-chamber vessel, thermodynamic energy converter, and method of operation | |
| US20140041376A1 (en) | Energy system | |
| CN1798945A (en) | Heat pump system | |
| RU2731140C2 (en) | Thermodynamic boiler with heat compressor | |
| CN101238276A (en) | External heating engine | |
| US10676373B2 (en) | Thermal utilization system and methods | |
| US10208737B1 (en) | Uniformly pressurized thermal energy recovery systems | |
| CN105545369A (en) | A condensing kinetic energy power conversion device and its thermal power system | |
| WO2024066841A1 (en) | Sealed tail-vapor recovery vapor power system | |
| RU2337253C1 (en) | Pneumatic drive chamber gas pressure variator | |
| US20110252783A1 (en) | Energy cell | |
| 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 | |
| SU1767215A1 (en) | Device for measuring gas pressure in air drive chamber | |
| RU2344316C1 (en) | Device for changing of gas pressure in pneumatic drive chamber | |
| CN112413927A (en) | Heat pumps, energy generation systems and heat exchange systems for power generation | |
| RU2343312C1 (en) | Heat-insulating air-powered drive | |
| US9835145B1 (en) | Thermal energy recovery systems | |
| RU2272177C2 (en) | Diaphragm pump | |
| RU2246021C2 (en) | Engine with external delivery of heat | |
| US4300540A (en) | Refrigerant solar energy system and method | |
| CN110671285B (en) | A working medium circulation system | |
| US11499501B2 (en) | Stirling engine design and assembly |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090524 |