close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY8490

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 8490
(13) C1
(19)
(46) 2006.10.30
(12)
7
(51) F 03G 7/06,
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 04F 1/04
ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ
(21) Номер заявки: a 20030826
(22) 2003.08.22
(43) 2005.03.30
(71) Заявитель: Комиссаров Феликс Давидович (BY)
(72) Авторы: Комиссаров Феликс Давидович; Кудряшов Владимир Петрович; Конопля Евгений Федорович
(BY)
(73) Патентообладатель: Комиссаров Феликс
Давидович (BY)
(56) SU 1449701 A1, 1989.
SU 1627748 A1, 1991.
RU 2006676 C1, 1994.
SU 1835467 A1, 1993.
SU 1784745 A1, 1992.
SU 985418, 1982.
SU 1671995 A1, 1991.
GB 2038423 A, 1980.
US 1745568, 1930.
BY 8490 C1 2006.10.30
(57)
Тепловой двигатель, выполняющий функцию насоса, преобразующий низкопотенциальную тепловую энергию в механическую работу, содержащий корпус с размещенной в
нем рабочей камерой, частично заполненной используемой в качестве рабочего тела легкокипящей средой, с размещенными в ее концах зоной испарения и зоной конденсации,
причем сверху рабочая камера ограничена неподвижной жесткой торцевой стенкой, а снизу -
BY 8490 C1 2006.10.30
подвижной жесткой торцевой стенкой, выполненной в виде подвижного вытеснительного
поршня, боковую стенку, выполненную в виде вертикально установленного цилиндра,
отличающийся тем, что рабочая камера выполнена в виде сильфонной камеры, жестко
прикрепленной сверху к подвижному вытеснительному поршню, верхняя неподвижная
торцевая стенка которой имеет прозрачное окно из синтетического кварцевого стекла для
пропускания ультрафиолетового излучения, при этом сильфонная камера заполнена двуокисью азота и выполнена с возможностью изменения своего объема при экзотермическом
разложении двуокиси азота на окись азота и кислород под действием ультрафиолетового
излучения искусственного источника излучения или ультрафиолетовой части спектра
солнечной энергии, причем двигатель содержит холодильную камеру, установленную в
неподвижном цилиндре под подвижным вытеснительным поршнем, с возможностью контакта подвижного вытеснительного поршня с торцевой поверхностью холодильной камеры при расширении объема сильфонной камеры, снизу к подвижному вытеснительному
поршню, оборудованному уплотнением в виде двух колец, выполненных из политетрафторэтилена, прикреплен полый шток, оснащенный по месту прохода через центральное
отверстие холодильной камеры скользящим уплотнением, который плотной посадкой
вставлен в полость газовой пружины рабочего поршня, оборудованного снизу инерционной
массой, помещенного плотной посадкой в зауженную верхнюю часть герметизированного
цилиндра и установленного на опорную пружину с возможностью преобразования поступательного движения рабочего поршня в колебательные движения цилиндра для передачи
колебаний диафрагме насоса, нагнетательному клапану, установленному на закрепленный
снизу на герметизированном цилиндре держатель, и всасывающему клапану с опорами,
при этом герметизированный цилиндр разделен на две части, неподвижную верхнюю и
подвижную нижнюю, сочлененные между собой посредством пришлифованного, входящего друг в друга соединения с уплотнением в виде диафрагмы, выполненной из эластичного полиуретана, кроме того двигатель содержит затеняющий экран в виде двух
подвижных шторок, связанных с Г-образными стойками, имеющими возможность перемещения под действием изменения давления газа в герметичном пространстве между
сильфонной камерой и неподвижным цилиндром при помощи штоков пневматических
цилиндров, закрепленных на корпусе устройства, всасывающие и нагнетательные патрубки, патрубок слива, опорную площадку двигателя, причем все детали или некоторые из
них, за исключением сильфонной камеры, подвижного вытеснительного поршня, полого
штока, холодильной камеры с уплотнением и кварцевого стекла, выполнены из различного типа пластических масс, например, тефлона или политетрафторэтилена или фторопласта-4, а корпус и герметизированный цилиндр двигателя могут быть выполнены из
нержавеющей стали.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам преобразования
низкопотенциальной тепловой энергии в механическую работу в процессе осуществления
пароконденсационного термодинамического цикла в камере переменного объема с подвижной стенкой, и может быть использовано для привода различных машин и механизмов.
Известен свободнопоршневой двигатель, выполняющий функцию насоса, в котором
воплощена идея свободных поршней, содержащий корпус, герметизированный цилиндр с
фиксатором, в котором размещен поршень на плотной посадке с инерционной массой,
имеющий в верхней части полость, выполняющую роль газовой пружины, полость рабочего тела, вытеснительный поршень, имеющий направляющий шток на плотной посадке,
скользящее уплотнение, холодильник, нагреватель, регенератор, полость рабочего газа,
опорную пружину, и пружину под инерционной массой, резиновые диски диафрагмы насоса, опору пружины, входной канал поступления воды, выходной канал воды, отверстие
для слива воды, канал поступления топлива, камеру сгорания, канал выпуска отработанных газов [1].
2
BY 8490 C1 2006.10.30
В этом двигателе цилиндр используется в качестве элемента, передающего мощность,
который выполнен исключительно легким, а поршень выполнен исключительно массивным. В этом случае поршень действует как опора, оставаясь практически неподвижным, а
вытеснительный поршень и цилиндр перемещаются свободно. В таком исполнении двигатель возможно использовать в качестве привода гидронасоса.
Двигатель работает следующим образом. Двигатель помещают в емкость с водой таким образом, чтобы канал поступления воды был полностью погружен в воду. При этом
отверстие для слива воды из полости насоса перекрыто заслонкой. Выходной канал воды
сообщается по трубопроводу с заполняемой емкостью. При поступлении топлива непосредственно через форсунку в камеру сгорания происходит сгорание газо-воздушной смеси
и передача тепловой энергии через стенку камеры сгорания рабочему телу, заполняющему
полость над вытеснительным поршнем, подпоршневую полость, полость газовой пружины,
полость рабочего тела. Под действием тепловой энергии рабочее тело над вытеснительным поршнем расширяется и под его давлением перемещается вытеснительный поршень
вниз. Направляющий шток вытеснительного поршня, плавно перемещаясь, погружается в
полость газовой пружины, а так как он установлен плотной посадкой в полости газовой
пружины, то из-за сжатия рабочего тела в этой полости происходит передача энергии
движения вытеснительного поршня рабочему поршню, который перемещает инерционную
массу вниз. В это время газообразное рабочее тело из подпоршневой полости выдавливается через холодильник, регенератор в полость над вытеснительным поршнем, забирая
тепловую энергию сжатого в подпоршневой полости газообразного рабочего тела. Инерционная масса, надавливая на пружину под инерционной массой, передает свою энергию
движения герметичному цилиндру, который, надавливая на опорную пружину, через опору пружины освобождает от контакта фиксатор с резиновыми дисками диафрагмы насоса.
В это время вода из-под диафрагмы насоса поступает в объем насоса, а при обратном
движении герметичного цилиндра вверх вода поступает через канал поступления воды в
пространство между резиновыми дисками диафрагмы насоса и выталкивается из объема
насоса через выходной канал в емкость сбора воды. При обратном движении вытеснительного поршня газообразное рабочее тело над вытеснительным поршнем сжимается и
вытесняется через регенератор и холодильник обратно в подпоршневую полость. Далее,
при поступлении газовоздушной смеси в камеру сгорания и ее воспламенения, происходит перемещение вытеснительного поршня вниз и рабочий цикл повторяется.
К недостаткам устройства следует отнести следующие: 1) невозможность его использования при перекачке агрессивных жидкостей из-за использования в его конструкции металлических и резиновых деталей, 2) большие затраты тепловой энергии, связанные с тем,
что устройство потребляет тепловую энергию, вырабатываемую двигателем Стерлинга за
счет сжигания органического топлива и за счет того, что работа двигателя Стерлинга требует затрат энергии на охлаждение цилиндра, которые однако велики несмотря на частичную регенерацию тепловой энергии.
Известен способ преобразования тепловой энергии в механическую путем заполнения
герметичных прозрачных камер двуокисью азота, погружения их в жидкость, расширения
камер в жидкости путем воздействия на рабочее тело солнечного излучения (ультрафиолетовой части спектра) через прозрачный экран и увеличения их плавучести за счет протекания под воздействием ультрафиолетового излучения экзотермического разложения
двуокиси азота на окись азота и кислород с выделением тепла, что приводит к увеличению объема камер и всплытию камер под действием сил плавучести и последующего
уменьшения их объема при прерывании этого воздействия непрозрачным экраном за счет
соединения окиси азота и кислорода и погружения их жидкость за счет уменьшения плавучести камер [2].
Известно устройство под названием "Тепловой двигатель", содержащий, по крайней
мере, один корпус с размещенной в нем, частично заполненной легкокипящей текучей
средой, рабочей камерой и с размещенными в ее противоположных концах зонами испа3
BY 8490 C1 2006.10.30
рения и конденсации с жесткими торцевыми стенками, одна из которых выполнена подвижной в виде поршня с углублением в его днище, а другая, расположенная в зоне испарения,
покрыта изнутри капиллярно-пористым слоем и представляет собой дно вертикально установленного цилиндра с зоной испарения, размещенной в его верхней части. В качестве
рабочего тела используется легкокипящая текучая среда, например фреон, спирт. В нижней части цилиндра расположены окна, имеющие сообщение через коллектор и картер с
зоной конденсации и рабочей камерой [3].
Устройство работает следующим образом. Поршень поднимается посредством кривошипно-шатунного механизма. В верхней мертвой точке поршень конденсатом среды,
скопившейся на его днище, входит в соприкосновение с капиллярно-пористым слоем дна
цилиндра. В результате этого конденсат среды, находящийся на днище поршня, за счет
капиллярных сил переходит в осушенный за предыдущий период капиллярно-пористый
слой зоны испарения. К зоне испарения подводится от внешнего источника теплота, которая затрачивается на испарение легкокипящей текучей среды из капиллярно-пористого
слоя. Давление паров легкокипящей текучей среды внутри цилиндра в рабочей камере
возрастает, и поршень под его действием опускается, передавая механическую энергию
через кривошипно-шатунный механизм и вал внешней нагрузке. Движение поршня вниз
сопровождается осушением капиллярно-пористого слоя. При подходе к нижней мертвой
точке поршень открывает коллектор, где на внутренних стенках цилиндра конденсируются пары легкокипящей среды, отдавая свою теплоту среде, охлаждающей коллектор, а образовавшийся при этом конденсат среды стекает по стенкам цилиндра и скапливается на
днище поршня. Давление паров легкоиспаряющейся текучей среды в рабочей камере
уменьшается. Поршень доходит до нижней мертвой точки. При этом капиллярнопористый слой полностью осушается за предыдущий период. Поршень начинает подниматься, а в рабочей камере в этот момент имеет место разряжение вследствие конденсации паров среды. Далее цикл работы теплового двигателя повторяется.
К недостаткам устройства двигателя следует отнести: 1) наличие кривошипно-шатунного механизма, который передает механическую энергию валу. Такая передача механической энергии приводит к большим затратам ее на трущихся деталях этого механизма;
2) наличие картера, соединенного с коллектором, по которому стекает конденсат среды,
по дополнительному трубопроводу приводит к тому, что конденсат среды имеет контакт
со смазкой трущихся частей кривошипно-шатунного механизма, а это приводит к изменению химического состава среды и, при ее агрессивности, может привести к изменению ее
свойств, а это отразится на текучести и испарительных свойствах среды; 3) шарнирное соединение поршня с шатуном также приводит к затратам энергии на преодоление трения
этих деталей; 4) большая металлоемкость деталей двигателя также требует затрат тепловой энергии, что связано как с затратами тепловой энергии на перемещение металлоемких
деталей двигателя, так и на теплопередачу тепловой энергии окружающей внешней среде,
что связано с безвозвратными ее потерями.
Задачей настоящего изобретения является создание такого устройства, которое исключило все недостатки прототипа и позволило бы получить максимальный КПД устройства при минимальных затратах тепловой энергии и которое могло бы работать при малом
перепаде температур между зоной нагрева и зоной охлаждения.
Поставленная задача решается тем, что тепловой двигатель, выполняющий функцию
насоса, преобразующий низкопотенциальную тепловую энергию в механическую работу,
содержит корпус с размещенной в нем рабочей камерой, частично заполненной используемой в качестве рабочего тела легкокипящей средой, с размещенными в ее концах зоной
испарения и зоной конденсации, причем сверху рабочая камера ограничена неподвижной
жесткой торцевой стенкой, а снизу - подвижной жесткой торцевой стенкой, выполненной
в виде подвижного вытеснительного поршня, боковую стенку, выполненную в виде вертикально установленного цилиндра.
Отличительной особенностью является то, что рабочая камера выполнена в виде сильфонной камеры, жестко прикрепленной сверху к подвижному вытеснительному поршню,
4
BY 8490 C1 2006.10.30
верхняя неподвижная торцевая стенка которой имеет прозрачное окно из синтетического
кварцевого стекла для пропускания ультрафиолетового излучения, при этом сильфонная
камера заполнена легкокипящей двуокисью азота и выполнена с возможностью изменения
своего объема при экзотермическом разложении двуокиси азота на окись азота и кислород
под действием ультрафиолетового излучения искусственного источника излучения или
ультрафиолетовой части спектра солнечной энергии, причем двигатель содержит холодильную камеру, установленную в неподвижном цилиндре под подвижным вытеснительным поршнем, с возможностью контакта подвижного вытеснительного поршня с торцевой
поверхностью холодильной камеры при расширении объема сильфонной камеры, снизу к
подвижному вытеснительному поршню, оборудованному уплотнением в виде двух колец,
выполненных из политетрафторэтилена, прикреплен полый шток, оснащенный по месту
прохода через центральное отверстие холодильной камеры скользящим уплотнением,
который плотной посадкой вставлен в полость газовой пружины рабочего поршня, оборудованного снизу инерционной массой, помещенного плотной посадкой в зауженную верхнюю
часть герметизированного цилиндра и установленного на опорную пружину с возможностью преобразования поступательного движения рабочего поршня в колебательные движения цилиндра для передачи колебаний диафрагме насоса, нагнетательному клапану,
установленному на закрепленный снизу на герметизированном цилиндре держатель, и
всасывающему клапану с опорами, при этом герметизированный цилиндр разделен на две
части, неподвижную верхнюю и подвижную нижнюю, сочлененные между собой посредством пришлифованного, входящего друг в друга соединения с уплотнением в виде диафрагмы, выполненной из эластичного полиуретана, кроме того двигатель содержит
затеняющий экран в виде двух подвижных шторок, связанных с Г-образными стойками,
имеющими возможность перемещения под действием изменения давления газа в герметичном пространстве между сильфонной камерой и неподвижным цилиндром при помощи
штоков пневматических цилиндров, закрепленных на корпусе устройства, всасывающие и
нагнетательные патрубки, патрубок слива, опорную площадку двигателя, причем все детали или некоторые из них, за исключением сильфонной камеры, подвижного вытеснительного поршня, полого штока, холодильной камеры с уплотнением и кварцевого стекла,
выполнены из различного типа пластических масс, например тефлона или политетрафторэтилена или фторопласта-4, а корпус и герметизированный цилиндр двигателя могут
быть выполнены из нержавеющей стали.
На фигуре изображен тепловой двигатель, выполняющий функцию насоса.
Двигатель, выполняющий функцию насоса, содержит корпус 1, легкокипящую среду 2,
рабочую камеру 3, зону испарения 4, зону конденсации 5, верхнюю торцевую стенку 6,
нижнюю торцевую подвижную стенку 7 (вытеснительный подвижный поршень), боковую
стенку 8, синтетическое кварцевое стекло 9, неподвижный цилиндр 10, сильфонную камеру 11, прозрачное окно 12, легкокипящую жидкость 13, источник ультрафиолетового излучения 14, холодильную камеру 15, уплотнение 16, полый шток 17, полость газовой
пружины 18, рабочий поршень 19, инерционную массу 20, опорную пружина 21, герметизированный цилиндр 22 и ограничители его движения 23, диафрагму насоса 24, держатель 25,
всасывающий клапан 26 и нагнетательный клапаны 27, прокачиваемую жидкость 28, подвижные шторки 29, опоры клапанов 30, Г-образные стойки 31, штоки пневматических
цилиндров 32, герметичное пространство 33, всасывающий 34 и нагнетательный 35 патрубки, патрубок слива 36, штуцер 37, опорную площадку 38.
Тепловой двигатель, выполняющий функцию насоса, работает следующим образом.
После заполнения сильфонной камеры 11, охлажденной легкокипящей жидкостью 13, при
температуре ниже 21 °С (двуокисью азота - NO2) в вытяжном химическом шкафу через
штуцер 37 в количестве, рассчитанном исходя из выполненного объема сильфонной камеры 11, для создания достаточного давления газов в сильфонной камере 11, при ее полном
растяжении, и для создания достаточного надавливания нижней части герметезированного
цилиндра 22 на диафрагму 24 насоса, с целью срабатывания всасывающего 26 и нагнета5
BY 8490 C1 2006.10.30
тельного 27 клапанов насоса для эффективной работы двигателя, двигатель помещают в
окружающую внешнюю среду, имеющую температуру выше 21 °С, для обеспечения образования паров легкокипящей жидкости 13 в объеме сильфонной камеры 11, которые имеют
наилучшие условия для протекания химических реакций, возбуждаемых ультрафиолетовым излучением. При этом сильфонная камера 11 прогревается, и в ней происходит образование паров двуокиси азота (NO2). В объеме сильфонной камеры 11 давление несколько
повышается. Устройство ставят вертикально на опорную площадку 38, и включают источник ультрафиолетового излучения 14, и поток ультрафиолетового излучения через
синтетическое кварцевое стекло 9 прозрачного окна 12 проникает в объем рабочей камеры 3
и, в результате воздействия ультрафиолетового излучения на пары двуокиси азота, происходит их разложение на окись азота и кислород, при этом давление в рабочей камере 3 повышается в 1,5 раза. Под воздействием возросшего давления газов на стенки сильфонной
камеры 11 и на торцевую часть вытеснительного подвижного поршня 7 происходит его
смещение из зоны испарения 4 в зону конденсации 5, и подвижный вытеснительный поршень 7 опускается и садится на торцевую поверхность холодильной камеры 15, и за счет
теплопередачи происходит охлаждение газа в сильфонной камере 11 и конденсация в нем
паров газов. Давление газа, заполняющего герметичное пространство 33 между сильфонной камерой 11 и неподвижным цилиндром 10 двигателя, падает при увеличении объема
сильфонной камеры за счет увеличения объема герметизированного пространства 33, и
две подвижные шторки 29, связанные с Г-образными стойками 31, перемещаются к центру
прозрачного окна 12, под действием штоков гидравлических цилиндров 32, и перекрывают вход потоку ультрафиолетового излучения в объем сильфонной камеры 11 от источника 14. В это время полый шток 17 подвижного вытеснительного поршня 7 углубляется в
полость газовой пружины 18 рабочего поршня 19 и занимает в полости газовой пружины 18
своей массой больший объем, и тем увеличивает давление газа в этой полости. Но, благодаря тому, что шток 17 выполнен полым, происходит плавное увеличение давления в полости газовой пружины 18, и сжатый газ плавно воздействует на дно газовой пружины 18
рабочего поршня 19, и перемещает рабочий поршень 19 вниз вместе с инерционной массой 20, которая перемещает нижнюю часть герметизированного цилиндра 22, и он, в свою
очередь, надавливает на диафрагму 24 насоса, которая прогибается, и держатель 25 с нагнетательным клапаном 27 плотно перекрывают всасывающее отверстие насоса. При перекрытии прозрачного окна 12 подвижными шторками 29 вход в объем сильфонной
камеры 11 ультрафиолетовому излучению закрыт, и молекулы окиси азота и кислорода
рекомбинируют - соединяются, образуя двуокись азота, и давление газа в сильфонной камере 11 падает. И благодаря тому, что в этот момент вытеснительный подвижный поршень 7 имеет контакт с торцевой поверхностью холодильной камеры 15, происходит
охлаждение газов в объеме сильфонной камеры 11 и их давление на торцевую стенку вытеснительного подвижного поршня уменьшается. В это время повышенное давление газа
в полости газовой пружины 18, действуя на полый шток 17, несколько выталкивает его из
полости газовой пружины 18, что приводит к более скорому перемещению вытеснительного подвижного поршня 7 вверх. А так как вытеснительный подвижный поршень 7 намного легче рабочего поршня 19, то он устремляется вверх значительно быстрее рабочего
поршня 19. И рабочий поршень 19 вместе с инерционной массой 20, благодаря еще и тому,
что он плотной посадкой помещен в зауженную часть неподвижного герметизированного
цилиндра 22, намного запаздывает в своем движении вверх от движения вверх вытеснительного подвижного поршня 7. И, по этому, движение рабочего поршня 19 с инерционной массой 20 и нижней части герметизированного цилиндра 22 вверх происходит плавно,
что приводит к плавному вскрытию всасывающего клапана 26 и всасыванию в объем полости под диафрагмой 24 новой порции перекачиваемой жидкости 28. Перекачиваемая
жидкость 28 под действием поднимающегося вместе с нижней частью герметизированного цилиндра 22 нагнетательным клапаном 27, который поднимает вверх всю жидкость,
заполняющую верхнее пространство насоса, и часть перекачиваемой жидкости 28, изливается в отборный сосуд. И далее рабочий цикл повторяется.
6
BY 8490 C1 2006.10.30
По сравнению с прототипом предлагаемый двигатель имеет следующие преимущества.
Он имеет меньшую металлоемкость, так как у него отсутствует картер, выходной вал,
кривошипно-шатунный механизм. У него меньшие затраты механической энергии на преодоление трения вращающихся и трущихся деталей. У него нет необходимости в использовании смазочного масла. В прототипе конденсат легкокипящей текучей среды имеет
контакт со смазочными материалами, в результате чего состав среды претерпевает изменения на химическом и физическом уровне, что отражается на ее свойствах. Из-за шарнирных соединений поршня и с шатуном имеют место большие потери энергии на трение
и боковой износ поршня и его уплотнений. В предлагаемом тепловом двигателе легкокипящая жидкость не имеет никакого контакта ни с вытеснительным подвижным поршнем,
ни с рабочим поршнем. В тепловом двигателе не используются смазочные материалы.
Выполнение рабочей камеры 3 в виде сильфонной камеры 11 с жесткозакрепленной
верхней торцевой стенкой 6, имеющей прозрачное окно 12, выполненное из синтетического кварцевого стекла 9, боковой неподвижной стенкой 8, выполненной в виде неподвижного цилиндра 10 и нижней торцевой стенки 7, в виде вытеснительного подвижного
поршня 7, оборудованного уплотнением из двух колец из политетрафторэтилена и полым
штоком 17, обеспечивает после заполнения рабочей камеры 3 легкокипящей средой 2, в
виде легкокипящей жидкости 13 - двуокиси азота (NO2), разлагающейся под действием
ультрафиолетовой части солнечного света на окись азота и кислород, что вызывает увеличение давления образующихся газов в 1,5 раза и приводит к рекомбинации образовавшихся продуктов реакции после затенения прозрачного окна 12, и вызывает падение давления
в объеме рабочей камеры 3 в 1,5 раза только за счет рекомбинации молекул окиси азота и
кислорода без учета понижения давления газов в сильфонной камере 11, происходящее
при конденсации паров легкокипящей среды 2, а это дает возможность использовать это
явление в виде вышеописанной конструкции как двигатель, преобразующий низкопотенциальную тепловую энергию, в дешевую механическую энергию.
Двуокись азота NO2, бледно-желтая жидкость, которая имеет температуру плавления 11,2 °С и температуру кипения 21 °С. Ее пары имеют бурый цвет и удушливый запах.
Окись азота NO имеет температуру плавления - 163,6 °С и температуру кипения - 151,6 °С,
плохо растворяется в воде.
Соединение вышеописанной конструкции рабочей камеры 3 в ее нижней части, т.е.
полого штока 17 вытеснительного подвижного поршня 7 с рабочим поршнем 19, путем
введения в полость газовой пружины 18 рабочего поршня 19 полого штока 17, обеспечивает колебательное перемещение поршня 19 и его инерционной части 20 под действием
движения штока 17 в вертикальной плоскости, помещенных в герметизированный цилиндр 22, за счет передачи ему колебательных движений от вытеснительного поршня 7
полым штоком 17.
Установка рабочего поршня 19 с его инерционной массы 20 на пружину в герметизированном цилиндре 22 обеспечивает плавное давление инерционной массы 20 рабочего
поршня 19 на дно герметизированного цилиндра 22, что способствует плавному усилию
нижней части герметизированного цилиндра 22, разделенного на нижнюю подвижную и
верхнюю неподвижную части, на диафрагму насоса 24, и что позволяет держателю 25 нагнетательного клапана 27 перекрывать вход в камеру насоса, расположенную между диафрагмой 24 и нагнетательным клапаном 27.
Разделение герметизированного цилиндра 22 на две части: верхнюю неподвижную и
нижнюю подвижную части, сочлененные между собой посредством шлифованного соединения, входящих друг в друга частей, соединенных в зауженной части герметизированного цилиндра 22, в которой плотной посадкой помещен рабочий поршень 19, и
обеспечение этого соединения уплотнением типа "скатывающийся чулок", выполненного
из эластичного материала - полиуретана, обеспечивает подвижность нижней части герметизированного цилиндра 22 и исключает какую-либо негерметичность этого соединения и
попадание перекачиваемой жидкости в объем герметизированного цилиндра 22.
7
BY 8490 C1 2006.10.30
Так как верхняя часть герметизированного цилиндра 22 неподвижна, а нижняя часть
этого цилиндра 22 подвижна и используется в качестве элемента, передающего мощность,
то она выполнена исключительно легкой. Рабочий поршень 19 выполнен исключительно
массивным, и он действует как опора, а вытеснительный поршень 7 и нижняя часть герметизированного цилиндра 22 перемещаются свободно, то это позволяет использовать тепловой двигатель данной конструкции как насос.
Оборудование с внутренней стороны корпуса 1 ограничителей движения 23 герметизированного цилиндра 22, которые жестко крепятся по внутреннему периметру корпуса 1,
в виде пластинок, обеспечивает центрирование герметизированного цилиндра 22 относительно его осевой линии.
Установка диафрагмы насоса 24 на опорную пружину 21 обеспечивает плавное перемещение герметизированного цилиндра 22, вскрытие и запирание всасывающего 26 и нагнетательного 27 клапанов насоса при перекачивании отбираемой жидкости 28.
Установка нагнетательного клапана 27 на держатель 25, закрепленный снизу на герметизированном цилиндре 22, в его центральной части, обеспечивает четкое срабатывание
клапана 27 при подъеме перекачиваемой жидкости 28 в пределах между диафрагмой насоса 24 и нагнетательным клапаном 27.
Установка всасывающего клапана 26 на его опору 30 обеспечивает его четкую центровку.
Выполнение всасывающего 26 и нагнетательного 27 клапанов из материала стойкого в
агрессивных средах - полиуретана, жесткого в своей центральной части, обеспечивает
возможность применения устройства для перекачки любого вида жидкостей.
Введение в сильфонную камеру 11 через штуцер 37 охлажденной двуокиси азота в виде
легкокипящей жидкости 13 в количестве, достаточном для того, чтобы пары двуокиси азота
при попадании в сильфонную камеру 11 ультрафиолетовой части солнечного излучения
или излучения от источника искусственного ультрафиолетового излучения 14, вызвавшие
разложение двуокиси азота на окись азота и кислород, создали достаточно высокое давление
в сильфонной камере 11 и ее растяжение до нижнего уровня движения вытеснительного
подвижного поршня 7. А при перекрытии прозрачного окна 12 подвижными шторками 29
и уменьшении давления в сильфонной камере 11 до ее минимального значения, при рекомбинации молекул окиси азота и кислорода.
При достижении в сильфонной камере 11 максимального давления в герметичном
пространстве 33 между сильфонной камерой 11 и неподвижным цилиндром 10 давление
достигает своего минимума, при котором срабатывают пневматические цилиндры 32 и,
воздействуя на Г-образные стойки 31, перекрывают подвижными шторками 29 входное
прозрачное окно 12 для ультрафиолетового излучения.
Выполнение прозрачного окна сильфонной камеры из синтетического плавленного
кварца (аморфной двуокиси кремния), обладающего лучшим пропусканием ультрафиолетового излучения по сравнению с природным кварцем, низким коэффициентом теплового
расширения, обеспечивает стабильность и стойкость к тепловым ударам в широком температурном интервале. Синтетический кварц способен работать при более высоких рабочих температурах, чем природный. Он обладает повышенной прочностью и стойкостью к
истиранию. Он меньше темнеет под действием ультрафиолетового, рентгеновского и гаммаизлучений.
Источники информации:
1. Ридер Г., Хупер Ч. Двигатели Стирлинга / Пер. с англ. д-ра техн. наук С.С. Чепцова
и кандидатов техн. наук Е.Е. Черейского и В.И. Кабакова. - М.: Мир, 1986.
2. А.с. СССР 1627748, МПК F 03G 7/06,1991.
3. А.с. СССР 1449701, МПК F 03G 7/00, 1989.
Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
8
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
319 Кб
Теги
by8490, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа