Солнечный водоподъемник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к насосам для жидкостей, в частности к солнечным водоподъемникам и подъемникам, и может быть использовано для подъема воды из колодцев , преимущественно в зонах повышенной солнечной активности. Цель изобретения - повышение КПД и увеличение производительности путем обеспечения полной конденсации агента и синхронизации работы упругих элементов. Солнечный водоподъемник содержит рабочую и насосную камеры, каждая из которых разделена упругими элементами на две полости, причем по одной полости каждой камеры сообщены между собой, вторая полость насосной камеры сообщена с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, оснащенными обратными клапанами, вторая полость рабочей камеры заполнена легкокипящим агентом и через нее пропущен участок нагнетательного трубопровода , на котором размещен конденсатор , при этом нагнетательный трубопровод снабжен трубчатым теплообменником, размещенным в теплопоглощающей панели. Вторая полость рабочей камеры снабжена дополнительным участком трубопровода с конденсатором, который подключен к всасывающему трубопроводу, а упругие элементы сообщенных между собой полостей рабочей и насосной камер скреплены между собой жестким тяговым элементом, концы которого закреплены на их центральных участках. При нагревании рабочего агента з теплообменнике и перемещении упругих элементов жидкость перекачивается по трубопроводам через конденсаторы. 1 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 F 04 F 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4820323/29 (22) 25,04.90 (46) 15.06.92. Бюл. ЬЬ 22 (75) А.С.Рекунов (53) 621.671(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1536073, кл. F 04 F 1/04, 1987. (54) СОЛНЕЧНЫЙ ВОДОПОДЪЕМНИК (57) Изобретение относится к насосам для жидкостей, в частности к солнечным водоподъемникам и подъемникам, и может быть использовано для подъема воды из колодцев, преимущественно в зонах повышенной солнечной активности. Цель изобретения— повышение КПД и увеличение производительности путем обеспечения полной конденсации агента и синхронизации работы упругих элементов, Солнечный водоподъемник содержит рабочую и насосную камеры, каждая из которых разделена упругими элементами на две полости, причем по одной полости каждой камеры сообщены между

Изобретение относится к насосам для жидкостей, в частности к солнечным водоподъемникам, и может быть использовано для подъема воды из колодцев, преимущественно в зонах повышенной солнечной активности.

Известен солнечный водоподъемник, содержащий рабочую и насосную камеры, каждая из которых разделена упругими элементами на две полости, при этом по одной полости в каждой камере заполнены рабособой, вторая полость насосной камеры сообщена с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, оснащенными обратными клапанами, вторая полость рабочей камеры заполнена легкокипящим агентом и через нее пропущен участок нагнетательного трубопровода, на котором размещен конденсатор, при этом нагнетательный трубопровод снабжен трубчатым теплообменником, размещенным в теплопоглощающей панели.

Вторая полость рабочей камеры снабжена дополнительным участком трубопровода с конденсатором, который подключен к всасывающему трубопроводу, а упругие элементы сообщенных между собой полостей рабочей и насосной камер скреплены между собой жестким тяговым элементом, концы которого закреплены на их центральных участках. При нагревании рабочего агента в теплообменнике и перемещении упругих элементов жидкость перекачивается по трубопроводам через конденсаторы, 1 ил, чей средой и сообщены между собой, вторая полость насосной камеры сообщена с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, оснащенными обратными клапанами, вторая полость рабочей камеры заполнена легкокипящим агентом и через нее пропущен участок нагнетательного трубопровода, на котором размещен конденсатор, Однако такой водоподъемник имеет низкий КПД и малую производительность, так как при закипании нагретого солнцем

1740797 легкокипящего агента во второй полости рабочей камеры рабочая среда сжимается упругим элеметом и передает в насосную камеру лишь часть мощности, за счет которой почти сразу поступает холодная вода в конденсатор и цикл подачи воды не успевает завершиться, так как легкокипящий агент начинает сжиматься и начинается цикл всасывания в насосной камере.

Известен также солнечный водоподьемник, содержащий рабочую и насосную камеры, каждая из которых разделена упругим элементом на две полости, и теплопоглощающую панель с размещенным на ней теплообменником, при этом по одной полости в каждой камере заполнены рабочей средой и сообщены между собой, вторая полость насосной камеры сообщена с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, оснащенными обратными клапанами, вторая полость рабочей камеры заполнена легкокипящим агентом, через нее пропущен участок нагнетательного трубопровода, на котором размещен конденсатор, а теплообменник подключен к нагнетательному трубопроводу.

Однако этот солнечный водоподъемник имеет низкий КПД и малую производительность, так как после прокачки через конденсатор ускоряющей испарение агента полной порции горячей воды из теплообменника путем выдавки ее холодной водой, которая затем, попав в конденсатор, останавливает процесс подачи холодной воды, поскольку сразу начинается конденсация агента и насосная камера начинает всасывание воды из колодца и это происходит замедленно по мере прогрева воды в конденсаторе. Цикл всасывания воды опять же не происходит до конца и быстро, так как не обеспечивается полная конденсация агента. Вместе с тем на сжатие рабочей среды уходит часть мощности и упругие элементы работают асинхронно.

Цель изобретения — повышение КПД и увеличение производительности путем обеспечения полной конденсации агента и синхронизации работы упругих элементов.

Указанная цель достигается тем, что насос снабжен дополнительным конденсатором, размещенным на участке всасывающего трубопровода, и жестким тяговым элементом, прикрепленным своими концами к центральным участкам упругих элементов, причем участок всасывающего трубопровода с конденсатором пропущен через вторую полость рабочей камеры, На чертеже изображен предлагаемый сол нечн ы и водоподъемник, осевое сечение.

Солнечный водоподъемник содержит рабочую 1 и насосную 2 камеры, каждая из которых разделена упругим элементом 3 и 4 на две полости, и теплопоглощающую панель 5 с двойным остеклением, показанную пунктирной линией с размещенным на ней трубчатым теплообменником 6, при этом по одной полости 7 и 8 в каждой камере 1 и 2 заполнены рабочей средой и сообщены между собой скрепляющей их трубой 9, вторая полость 10 насосной камеры 2 сообщена с всасывающим 11 и нагнетательным 12 трубопроводами, оснащенными обратными клапанами соответственно 13 и 14, вторая полость 15 рабочей камеры 1 заполнена легкокипящим агентом 16, через нее пропущен участок 17 нагнетательного трубопровода

12, на котором размещен конденсатор 18 в виде ребер, которые частично погружены в жидкий легкокипящий агент 16, а теплообменник 6 подключен к нагнетательному трубопрсводу 12. Насос снабжен дополнительным конденсатором 19 также в виде ребер, размещенным на участке 20 всасывающего трубопровода 11, и жестким тяговым элементом 21 в виде стержня, прикрепленным своими концами к центральным участкам упругих элементов 3 и 4, причем участок 20 всасывающего трубопровода 11 с конденсатором 19 в виде ребер пропущен через вторую полость 15 рабочей камеры 1.

Упругие элементы 3 и 4 в виде стальных мембран с кольцевыми гофрами сообщенных между собой полостей 7 и 8 рабочей 1 и насосной 2 камер и концы с кольцевыми канавками жесткого тягового элемента 21 в виде стержня могут быть скреплены между собой, например, в отлитых coBMBGTHO с ними из дюрали дисках 22 и 23.

При этом благодаря наличию жесткого тягового элемента 21 сообщенные между собой полости 7 и 8 в каждой камере 1 и 2 могут быть не герметичными и рабочей средой может служить атмосферный воздух, а жестко соединяющая камеры 1 и 2 труба 9, и вместе с ней сообщающиеся полости 7 и 8 могут быть разъемными на две симметричные части вдоль оси трубы 9, переток рабочей среды через которую в целом никак не влияет на работу насоса.

Конец всасывающеготрубопровода11 с обратным клапаном 13 размещен в колодце

24, а конец нагнетательного трубопровода

12 после обратного клапана 14 опущен в емкость-накопитель 25.

Солнечный водоподъемник работает следующим образом.

После заполнения полости 10 насосной камеры 2 всасывающего 11 и нагнетатель1740797 ного 12 трубопроводов водой солнечное излучение нагревает теплообменник 6 в теп-. лопоглощающей панели 5 и легкокипящий агент 16 в полости 15 рабочей камеры 1, который, закипая, приводит в действие насос. Испаряющийся агент повышает в полости 15 давление паров, которое, воздействуя на упругий элемент 3, начинает выгибать его и возникшее усилие без потерь передается через жесткий тяговый элемент 10

21, размещенный в трубе 9,на упругий элемент 4 в насосной камере 2, который синхронно выгибается, выдавливая из полости . 10 холодную воду по нагнетательному трубопроводу 12, которая в свою очередь выдавливает горячую воду из трубчатого теплообмен ника 6 через участок 17 трубопровода 12 с конденсатором 18 в виде ребер.

При проходе горячей воды через конденсатор испарение легкокипя щего агента 16 еще более ускоряется, резко возрастает давление в полости 15, которое также резко передается через жесткий тяговый элемент 21 на упругий элемент 4 в камере 2, который синхронно выдавливает воду из полости 10.

После того как упругие элементы 3 и 4 сделают почти полный ход, вся горячая вода выйдет из теплообменника 6 и через него в участок 17 с конденсатором 18 поступит выдавившая ее холодная вода, так как объемы полости 10 и нагнетательного трубопровода

12 с теплообменником 6 рассчитаны под такие параметры, при которых в этот момент упругие элементы 3 и 4 делают синхронный полный ход. При всем этом обратный клапан 13 заперт, а обратный клапан 14 открыт для выпуска воды в емкость-накопитель 25.

Попавшая в участок ",7 с конденсатором 18 нагнетательного трубопровода 12 холодная вода вызывает конде." .са ию паров агента

16 на нем. Давление адает замедляясь и незначительно, так как вода в конденсаторе сразу начинает прогр . ваться, но так как давление паров упало, растянутый прежде упругий элемент 3 начинает сжиматься, производя тяговое уислие через жесткий тяговый элемент 21, и синхронно тянет за собой выгнутый упругий элемент 4, Возникшее разрежение вызывает приток холодной воды в полость 10 всасывающей камеры

2 через клапан 13 из колодца 24, всасывающий трубопровод 11 и дополнительный участок 20 трубопровода с дополнительным конденсатором 19 в виде ребер. Клапан 14 при этом закрывается. Проходящая через участок 20 с дополнительным конденсатором 19 холодная вода вызываетускоренную конденсацию паров агента 16. Одновременно ускоренно падает давление паров агента и упругий элемент 3 ускоренно синхронно

55 тянет жестким тяговым элементом 21 упругий элемент 4, который соответственно ускоренному ходу всасывает холодную воду по трубопроводу 11, которая ускоренно протекает в полости 15 рабочей камеры 1 по участку 20 с дополнительным конденсатором 19 в виде ребер, обеспечивая полную конденсацию агента и увеличение производител ьности. Когда конденсат легкокипя щего агента 16 превратится в жидкость, упругие элементы 3 и 4, связанные жестким тяговым элементом 21, займут крайнее верхнее положение, полость 10 насосной камеры 2 полностью заполнится холодной водой, ход остановится и по участку 20 всасывающего трубопровода с дополнительным конденсатором 19 ток воды прекратится, она начнет нагреваться и продолжится нагрев воды в трубчатом теплообменнике 6 запасенным в теплопоглощающей панели 5 теплом и солнечными лучами, которыми также нагревается и легкокипящий агент в полости 15 рабочей камеры 1. С этого момента цикл работы солнечного водоподъемника с полным ходом в обе стороны повторяется описанным образом.

Использование изобретения для подьема воды из колодцев в солнечных местностях позволяет повысить КПД и увеличить производительность солнечного водоподьемника путем обеспечения полной конденсации агента и синхронизации работы упругих элементов с полным их ходом при всасывании и нагнетании воды.

Формула изобретения

Солнечный водоподъемник, содержащий рабочую и насосную камеры, каждая из которых разделена упругим элементом на две полости, и теплопоглощающую панель с . размещенным на ней теплообменником, при этом по одной полости в каждой камере заполнены рабочей средой и сообщены между собой, вторая полость насосной камеры сообщена с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, оснащенными обратными клапанами, вторая полость рабочей камеры заполнена легкокипящим агентом, через нее пропущен участок нагнетательного трубопровода, на котором размещен конденсатор, а теплообменник подключен к нагнетательному трубопроводу, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и увеличения производительности путем обеспечения полной конденсации агента и синхронизации работы упругих элементов, насос снабжен дополнительным конденсатором, размещенным на участке всасывающего трубопровода, и жестким тяговым элементом, прикрепленным своими концами к центральным участкам

1740797

Составитель А.Рекунов

Редактор М.Недолуженко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т,Палий

Заказ 2069 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениями открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 упругих элементов, причем участок всасывающего трубопровода с конденсатором пропущен через вторую полость рабочей камеры.