×
10.01.2015
216.013.1b1f

СПОСОБ РАБОТЫ НАСОС-КОМПРЕССОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области насосо- и компрессоростроения и может быть использовано при создании машин для сжатия и подачи одновременно или попеременно жидкостей и газов. Способ состоит в том, что подпоршневую насосную полость П-образного поршня, содержащую газовый демпфер в виде газового слоя, периодически пополняют газом из верхней надпоршневой компрессорной полости. Это пополнение может происходить за один двойной ход поршня. Насос-компрессор состоит из цилиндра (1) с обратными газовыми и жидкостными клапанами, в котором размещен П-образный поршень (6), разделяющий цилиндр (1) на две части - верхнюю компрессорную (7) и нижнюю насосную (8) полости. Поплавок (9) делит П-образное углубление поршня на две части - газовый слой (10) и жидкостную полость (11), имеет выступ (12), который при поднятии уровня жидкости в полости (11) контактирует с поджатым элементом (14), установленным в теле клапана (15), который перекрывает проходной канал (17). Устройство для фиксации клапана (15) в положении «открыт» и «закрыт» состоит из подпружиненных шариков (18) и двух выточек (19). Жидкостная рубашка (22) служит для охлаждения цилиндра (1), отверстие (23) предназначено для направления потока нагнетаемой жидкости через рубашку (22). На всем протяжении работы насоса-компрессора постоянно сохраняется в заданном объеме газовый слой (10) независимо от содержания газа в перекачиваемой жидкости и ее способности его растворения, а также вне зависимости от условий работы насоса-компрессора (температура, давление всасывания и нагнетания газа и жидкости, частота вращения и т.д.). 2 н . и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области насосо- и компрессоростроения и может быть использовано при создании машин, предназначенных для сжатия и подачи потребителю одновременно или попеременно жидкостей и газов.

Известен способ работы насоса-компрессора, заключающийся в одновременном или попеременном сжатии газа в надпоршневой компрессорной полости и жидкости в подпоршневой насосной полости и нагнетании потребителям жидкости и/или газа (см., например, АС СССР №1078126, МКИ F04B 39/06, 07.03.84, патент РФ №118371, МКИ F04B 19/06 от 20.07.2012).

Известен также способ работы насоса-компрессора, заключающийся в одновременном или попеременном сжатии газа в надпоршневой компрессорной полости и жидкости с находящимся над ней слоем газа в подпоршневой насосной полости при возвратно-поступательном перемещении поршня, и нагнетании потребителям жидкости и/или газа (см., например, патент РФ №125635 на полезную модель, МКИ F04B 19/06, 10.03.2013).

Недостатком известных способов является невозможность гарантированного обеспечения присутствия слоя газа над жидкостью, находящейся в подпоршневом пространстве, т.к. из-за явления растворения газа в жидкости он постепенно исчезает в подпоршневом пространстве, полностью перейдя в перекачиваемую жидкость.

Устройство для осуществления известного способа содержит цилиндр с обратными газовыми и жидкостными клапанами и поршень, разделяющий цилиндр на верхнюю компрессорную и нижнюю насосную полости, причем поршень выполнен П-образным.

Задачей изобретения является гарантированное обеспечение наличия слоя газа над жидкостью в подпоршневом пространстве.

Данный технический результат достигается тем, что при уменьшении слоя газа над жидкостью в подпоршневой полости эту полость «временно» подсоединяют к надпоршневой полости, причем это подсоединение могут производить в течение одного возвратно-поступательного перемещения поршня.

Насос-компрессор для осуществления предлагаемого способа содержит размещенный в насосной полости поплавок, делящий эту полость на газовый слой и жидкостную полость, в теле поршня установлен клапан с проходным каналом, который в открытом состоянии соединяет компрессорную полость с насосной полостью, и устройство для фиксации клапана в положении «открыт» и «закрыт», причем клапан содержит элемент, контактирующий с поплавком в вертикальном направлении.

Сущность изобретения поясняется на примере работы поршневого насоса-компрессора, схематично изображенного на чертежах.

На фиг.1 схематично показано продольное сечение цилиндропоршневой группы насоса-компрессора в обычном рабочем положении.

На фиг.2 показано положение элементов цилиндропоршневой группы при излишне малом объеме газа над жидкостью в насосной полости, когда поплавок взаимодействует с клапаном и открывает его.

На фиг.3 показано положение элементов цилиндропоршневой группы в процессе сжатия в компрессорной полости и заполнения насосной полости сжатым газом.

На фиг.4 показано положение элементов цилиндропоршневой группы, при котором происходит процесс окончания заполнения верхней газовой части насосной полости сжатым газом и закрытие клапана.

Насос-компрессор (фиг.1-4) состоит из цилиндра 1 с обратными газовыми (2 - всасывающий, 3 - нагнетательный) и жидкостными клапанами (4 - всасывающий, 5 - нагнетательный), в котором размещен П-образный поршень 6, разделяющий цилиндр 1 на две части - верхнюю компрессорную 7 и нижнюю насосную 8 полости. Свободно перемещающийся в вертикальной плоскости относительно поршня 6 поплавок 9 находится в насосной полости 8 в П-образном углублении поршня 6 и делит это углубление на две части - газовый слой 10 и жидкостную полость 11. Поплавок 9 имеет выступ 12, который при поднятии уровня жидкости в полости 11 контактирует с поджатым слабой пружиной 13 элементом 14, выполненным в виде штифта, установленного в теле клапана 15 и проходящего через паз 16 в теле поршня 6. Клапан 15 перекрывает проходной канал 17, выполненный в виде отверстий и соединяющий при открытии (подъеме) клапана 15 компрессорную полость 7 с газовым слоем 10. Устройство для фиксации клапана 15 в положении «открыт» (клапан поднят) и «закрыт» (клапан утоплен в теле поршня 6) состоит из подпружиненных шариков 18, находящихся на одной линии, перпендикулярной линии движения клапана 15, и двух выточек 19 в теле клапана 15. Между поршнем 6 и стенками цилиндра 1 имеется зазор 20, уплотнение 21 препятствует утечкам жидкости из насосной полости 8 в полость механизма привода (условно не показан). Жидкостная рубашка 22 служит для охлаждения цилиндра 1, отверстие 23 предназначено для направления потока нагнетаемой жидкости через рубашку 22.

Предлагаемый способ работы насоса-компрессора осуществляется следующим образом (фиг.1).

При возвратно-поступательном движении поршня 6 газ всасывается через клапан 2 в компрессорную полость 7, сжимается в ней и нагнетается потребителю через клапан 3. Одновременно жидкость всасывается в насосную полость 8 через клапан 4, сжимается в ней и нагнетается потребителю через клапан 5. При этом жидкость во время нагнетания протекает через рубашку 22 (через отверстие 23) и охлаждает стенки цилиндра 1, приближая процесс сжатия газа к изотермическому, что повышает КПД компрессорной полости 7.

В связи с наличием газового слоя 10, отделенного от насосной полости 8 поплавком 9, процесс расширения и сжатия жидкости протекает плавно, т.к. слой газа 10 выполняет функцию демпфера или воздушного колпака и сглаживает резкие изменения давления в насосной полости 8, происходящие при перемене направления движения поршня 6. Это способствует безударной работе клапанов 4 и 5, снижению гидравлических и инерционных потерь и дает возможность довести частоту возвратно-поступательного движения поршня 6 до оптимальной, присущей поршневым компрессорам (от 750 до 1500 мин-1 и выше), что позволяет улучшить экономические показатели компрессорной полости 7 и в целом насоса-компрессора.

В процессе сжатия и затем нагнетания жидкости (поршень 6 движется вниз) в насосной полости 8 и ее части полости 11 давление повышается, что приводит к повышению уровня жидкости в полости 11 и уменьшению толщины газового слоя 10 при одновременном повышении в нем давления до давления в полости 8 и перемещению поплавка 9 вверх.

В процессе расширения и затем всасывания жидкости давление в полости 8 и ее части полости 11 падает, газовый слой 10 расширяется, давление в нем становится равным давлению всасывания жидкости в полости 8, поплавок 9 перемещается вниз.

В связи с тем, что имеются перетечки жидкости из полости 11 в газовый слой 10 и наоборот газа из слоя 10 в жидкость полости 11 в связи с негерметичностью сопряжения «внутренние стенки поршня 6 - поверхности поплавка 9», газ из слоя 10 постепенно растворяется в жидкости полости 11 и уносится в процессе нагнетания жидкости. При этом количество газа в слое 10 постепенно уменьшается, в связи с чем растет уровень жидкости в полости 11 и поплавок 9 в процессе нагнетания жидкости поднимается все выше и выше.

При определенной потере газа в слое 10 поплавок в процессе сжатия жидкости в полости 8 начинает контактировать выступом 12 с элементом 14, который благодаря пружине 13 и подпружиненным шарикам 18 удерживается в крайнем нижнем положении в пазу 16, в связи с чем клапан 15 остается в закрытом состоянии, показанном на фиг.1.

При излишне большой потере газа в полости 10 ее объем становится недопустимо малым для обеспечения нормальной работы насоса-компрессора, уровень жидкости в процессе ее нагнетания в полости 11 поднимается излишне высоко, и поплавок 9, упираясь в элемент 14, начинает утопать в слое жидкости полости 11. Благодаря силе Архимеда образуется достаточно большое выталкивающее поплавок 9 усилие в направлении элемента 14, которое превышает силу пружины 13, и фиксирующее усилие шариков 18, что приводит к расфиксации клапана 15 и его открытию при ходе поршня 6 вниз (фиг.2).

При этом происходит соединение слоя газа 10 через отверстия 17 с компрессорной полостью 7, в которой при ходе поршня 6 вниз осуществляется процесс всасывания газа, давление в полостях 7 и 10 выравниваются. Такое состояние продолжается до тех пор, пока поршень 6 движется вниз.

При последующем ходе поршня 6 вверх в полости 7 происходит последовательно процесс сжатия газа и его нагнетание, а в полости 8 - процесс всасывания с падением давления (фиг.3). В связи с разностью давлений в полостях 7 (оно больше) и 8 (оно ниже) происходит наполнение слоя 10 новой порцией газа, который в связи с тем, что объем уменьшающейся полости 7 больше объема внутреннего пространства П-образного поршня 6, затекает в слой 10 под повышенным давлением. При этом поплавок 9 движется вниз, вытесняя жидкость из полости 11 в расширяющуюся полость 8. Данный процесс заканчивается в момент прихода поршня 6 в верхнюю мертвую точку (фиг.4), когда клапан 15 упирается в клапанную плиту, срывается в фиксирующих шариков 18 и осаживается в первоначальное положение, где снова фиксируется шариками 18. Газовый слой принимает изначальный объем.

Затем работа конструкции повторяется. Восстановление газового слоя 10 производится за один двойной ход поршня 6.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволяют на всем протяжении работы насоса-компрессора постоянно сохранять в заданном объеме газовый слой 10 независимо от содержания газа в перекачиваемой жидкости и способности его растворения в этой жидкости, которое может существенно отличаться как у ее разных сортов и марок, так и в зависимости от условий работы насоса-компрессора (температура, давление всасывания и нагнетания газа и жидкости, частота вращения и т.д.).


СПОСОБ РАБОТЫ НАСОС-КОМПРЕССОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ РАБОТЫ НАСОС-КОМПРЕССОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ РАБОТЫ НАСОС-КОМПРЕССОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ РАБОТЫ НАСОС-КОМПРЕССОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 163.
20.02.2013
№216.012.2668

Ударный гайковерт

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано при сборке и разборке резьбовых соединений с большим моментом затяжки. Ударный гайковерт содержит корпус, двигатель с валом, который соединен с первой полумуфтой, и установленную соосно с ней вторую полумуфту, соединенную с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475352
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.05.2013
№216.012.3e43

Электропневматический амортизатор

Изобретение относится к виброзащитной технике. Электропневматический амортизатор содержит обойму (1) и пуансон (2), соединенные между собой эластичным упругим элементом (3). Коаксиально им и соосно между собой установлены соленоиды (4, 5). Сердечник (6) выполнен составным и жестко соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481506
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.4050

Способ увода отделяющейся части ракеты-носителя с орбиты полезной нагрузки и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к ракетам космического назначения (РКН) с жидкостными ракетными двигателями (ЖРД). Газовый ракетный двигатель (ГРД) предназначен для увода отделяющейса части (ОЧ) РКН с орбиты полезной нагрузки. ГРД обеспечивает вращение вокруг...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482034
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.493d

Гидравлический амортизатор

Изобретение относится к машиностроению. Амортизатор содержит цилиндр с гидравлической полостью и установленный в нем поршень. Перепускные отверстия перекрыты обратными клапанами, имеющими подвижный запорный орган. Обратные клапаны снабжены ограничителями подъема, выполненными в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484329
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4da4

Пирометр спектрального отношения

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам бесконтактного измерения температуры поверхности нагретых тел методом спектрального отношения, и может быть использовано в любых отраслях промышленности для измерения температуры различных материалов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485458
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e73

Синхронно-синфазный электропривод

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах передачи и воспроизведения информации, например в приводе устройств видеозаписи. Технический результат заключается в повышении быстродействия электропривода при переходе в синхронно-синфазный режим работы. Для этого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485665
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.08.2013
№216.012.5fe7

Стыковочное устройство космических аппаратов

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Стыковочное устройство космических аппаратов содержит активный агрегат, в центре которого установлен стыковочный механизм, и пассивный агрегат с ответным приемным конусом, который заканчивается гнездом. Приемным конусом служит сопло маршевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490183
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.68a2

Фотометрическое устройство

Изобретение относится к области фотометрии и может быть использовано в оптико-электронных приборах с фотодиодными преобразователями излучений. Фотометрическое устройство содержит фотодиод, три переключателя, повторитель напряжения, устройство выборки и хранения, устройство управления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492433
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c73

Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в условиях пониженного давления и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в баках отделяющихся частей ступени ракет-носителей, основанном на введении в экспериментальную установку теплоносителя, обеспечении условий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493414
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.11.2013
№216.012.861c

Устройство для управления пространственным положением обрабатываемой детали на станке

Изобретение относится к управлению пространственным положением обрабатываемой детали. Технический результат заключается в повышении точности обработки за счет компенсации погрешностей установки детали и путем обеспечения ее раздельного поворота вокруг осей, параллельных осям координат станка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500010
Дата охранного документа: 27.11.2013
Показаны записи 1-10 из 178.
20.02.2013
№216.012.2668

Ударный гайковерт

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано при сборке и разборке резьбовых соединений с большим моментом затяжки. Ударный гайковерт содержит корпус, двигатель с валом, который соединен с первой полумуфтой, и установленную соосно с ней вторую полумуфту, соединенную с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475352
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.05.2013
№216.012.3e43

Электропневматический амортизатор

Изобретение относится к виброзащитной технике. Электропневматический амортизатор содержит обойму (1) и пуансон (2), соединенные между собой эластичным упругим элементом (3). Коаксиально им и соосно между собой установлены соленоиды (4, 5). Сердечник (6) выполнен составным и жестко соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481506
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.4050

Способ увода отделяющейся части ракеты-носителя с орбиты полезной нагрузки и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к ракетам космического назначения (РКН) с жидкостными ракетными двигателями (ЖРД). Газовый ракетный двигатель (ГРД) предназначен для увода отделяющейса части (ОЧ) РКН с орбиты полезной нагрузки. ГРД обеспечивает вращение вокруг...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482034
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.493d

Гидравлический амортизатор

Изобретение относится к машиностроению. Амортизатор содержит цилиндр с гидравлической полостью и установленный в нем поршень. Перепускные отверстия перекрыты обратными клапанами, имеющими подвижный запорный орган. Обратные клапаны снабжены ограничителями подъема, выполненными в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484329
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4da4

Пирометр спектрального отношения

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам бесконтактного измерения температуры поверхности нагретых тел методом спектрального отношения, и может быть использовано в любых отраслях промышленности для измерения температуры различных материалов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485458
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e73

Синхронно-синфазный электропривод

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах передачи и воспроизведения информации, например в приводе устройств видеозаписи. Технический результат заключается в повышении быстродействия электропривода при переходе в синхронно-синфазный режим работы. Для этого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485665
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.08.2013
№216.012.5fe7

Стыковочное устройство космических аппаратов

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Стыковочное устройство космических аппаратов содержит активный агрегат, в центре которого установлен стыковочный механизм, и пассивный агрегат с ответным приемным конусом, который заканчивается гнездом. Приемным конусом служит сопло маршевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490183
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.68a2

Фотометрическое устройство

Изобретение относится к области фотометрии и может быть использовано в оптико-электронных приборах с фотодиодными преобразователями излучений. Фотометрическое устройство содержит фотодиод, три переключателя, повторитель напряжения, устройство выборки и хранения, устройство управления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492433
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c73

Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в условиях пониженного давления и устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в баках отделяющихся частей ступени ракет-носителей, основанном на введении в экспериментальную установку теплоносителя, обеспечении условий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493414
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.11.2013
№216.012.861c

Устройство для управления пространственным положением обрабатываемой детали на станке

Изобретение относится к управлению пространственным положением обрабатываемой детали. Технический результат заключается в повышении точности обработки за счет компенсации погрешностей установки детали и путем обеспечения ее раздельного поворота вокруг осей, параллельных осям координат станка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500010
Дата охранного документа: 27.11.2013
+ добавить свой РИД