Осмотический двигатель

 

Изобретение относится к педравлическим двигателям и позволяет повысить эффективность и эксплуатационные качества. Раствором высокой концентрации заполняют надпоршневое W 29 (П со 00 Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

11748 А1 (19) (11) (51)4 В 01 D 13/00; F 03 С 1 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Ф 1343891, 1974.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21 ) 3622855/23-06 (22) 13.07.83 .(46) 23.05.87. Бюл. 1Ф 19 (75) Б.В.Климов (53) 621.066 (088.8) (56) Патент Великобритании кл. В 01 П 13/00, опублик. (54 ) ОСМОТИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к гидравлическим двигателям и позволяет повысить эффективность и эксплуатационные качества. Раствором высокой концентрации заполняют надпоршневое

13 пространство 36, кольцевую камеру

35 мембранного осмотического блока и магистрали 37 и 41. Из емкости 34 растворитель (Р) подают в центральную камеру 32 блока. Р, просачиваясь. через полупроницаемую мембранную перегородку 31 в камеру 35, создает в ней повышенное давление. Раствор установленной концентрации поступает в подпоршневое пространство 10.

Поршни 3 и 6 перемещаются вверх, благодаря чему осуществляется перекачка раствора высокой концентрации в камеру 35. Просачивающийся через перегородку 31 Р разбавляет раствор.

В камере 32 создается разрежение, что приводит к подъему P в камеру 32.

Наличие пористого наполнителя 38 предотвращает деформацию перегородки 31. В начале движения поршня 3 вверх канал 26 перекрыт запорным органом 18, на который действуют давление и упругие кинематические элементы КЭ 12. При дальнейшем подъеме поршня 3 КЭ 12 не воздействуют на

11748 запорный орган 18. Последний прижат к седлу 16. При дальнейшем подъеме поршня 3 КЭ ll2 выворачиваются и тяги

11 ускоренно перемещаются вверх относительно поршня 3. Торец стержня 17 упирается в тягу 11. При дальнейшем воздействии .КЭ 12 на стержень 17 запорный орган !8 отрывается. от седла 16 и перемещается до упора во втулку 23. Пространство 10 через зазор

25 и каналы 26 и 9 сообщается с отверстием 27, через которое отводится отработавший раствор. Давление в пространстве 10 при этом падает, поршни 3 и 6 перемещаются вниз, что приводит к заполнению пространства 36 поступающим по ветви 43 магистрали

4I раствором. При необходимости концентрации раствора включается запорно"дозирующий орган 45. При перемещении поршня 3 вниз происходит прижатие запорного органа 18 к седлу

16, после чего начинается процесс заполнения пространства 10 разбавленным раствором. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к гидравлическим двигателям с возвратно-поступательным движением выходного штока, использующим энергию осмоса.

Цель изобретения — повышение 5 эффектности и эксплуатационных качеств.

На фиг.l представлен осмотический двигатель общий вид на фиг.2 — проэ 1

f0 межуточное положение затвора; на фиг.

3 — положение составных частей двигателя при отводе отработавшего раствора.

Осмотический двигатель содержит корпус 1 с цилиндром 2, в котором размещен рабочий поршень 3 с пружиной 4. В корпусе 1 над рабочим поршнем 3 в цилиндре 5 размещен поршень

6, соединенный штоком 7 с рабочим

20 поршнем 3. Шток 8 предназначен для привода нагрузки, например насоса для перекачки жидких сред или для привода прессового оборудования. В корпусе 1 выполнен сливной канал 9, в котором размещено средство для отвода отработавшего раствора из под2 поршневого пространства 10. Средство для отвода отработавшего .раствора снабжено затвором, выполненным в виде установленной в нижней части корпуса 1 подвижной тяги 11, упругих кинематических элементов 12, шарнирно соединенных концами с тягой ll .через штифт 13 и с корпусом 1 через проушины 14, соосно размещенного в канале

9 хвостовика !5 поршня 3 с седлом 16 и стержня 17 с запорным органом 18 с уплотнителем 19, Один конец стержня

17 с помощью втулки 20 и упорного кольца 21 соединен с тягой 11 с возможностью относительного продольного перемещения в пределах зазора 22 °

Другой конец стержня 17 размещен во втулке 23 поршня 3 также с возможностью продольного перемещения. В хвостовике 15 поршня 3 выполнены отверстия 24, соединяющие зазор 25 с подпоршневым пространством 10. Между стержнем 17 и хвостовиком 15 имеется кольцевой канал 26, сообщенный с выпускным отверстием 27. Корпус 1 в нижней части имеет продольные пазы 28

3 13117 для перемещения штифта 13, закрепленного на тяге 11 винтом 29. Мембранный осмотический блок выполнен в виде автономно размещенного цилиндрического контейнера 30 с цилиндрической полупроницаемой перегородкой 31, соос5 но установленной в контейнере 30 и разделяющей его на центральную камеру

32, соединенную магистралью 33 с емкостью 34 с растворителем, и кольцевую камеру 35, подключенную к надпоршневому пространству 36 поршня 6 магистралью 37. Поршень 6 является насосом для перекачки раствора высокой концентрации. Центральная камера 32 заполнена твердым пористым наполнителем 38. Кольцевая камера 35 трубопроводом 39 подключена к подпоршневому пространству 10 цилиндра

2. На магистрали 37, соединяющей кольцевую камеру 35 с надпоршневым пространством 36, установлен обратный клапан 40. Магистраль 37 является нагнетающей, а всасывающая магистраль 41 имеет две ветви, одна из ко-. торых (ветвь 42 ) сообщена с емкостью

34 с растворителем, а другая— (ветвь 43 ) с емкостью 44 с раствором высокой концентрации. В месте разветвления ветвей 42 и 43 установлен 30 запорно-дозирующий орган 45 для обеспечения потребной концентрации рабочего раствора. На ветвях 42 и 43 . установлены обратные клапаны 46 и 47 . соответственно.

Система запуска двигателя включает в себя поршневой насос 48 с ручным приводом, сливной трубопровод

49, вентиль 50 между трубопроводами

49 и 51.

Перед запуском двигателя раствором высокой концентрации заполняют надпоршневое пространство 36, кольцевую камеру 35 мембранного осмотического блока, магистрали 37 и 41, при этом обратные клапаны 46 и 47 предотвращают образование сифона между емкостями 34 и 44. Далее насо-, сом 48 закачивают из емкости 34 растворитель в центральную камеру 32 осмотического блока до появления .жидкости из трубопровода 49. Растворитель, просачиваясь через полупроницаемую мембранную перегородку 31, в кольцевую камеру 35 создает в ней повышенное осмотическое давление.

Раствор установленной концентрации по трубопроводу поступает в подпоршневое пространство 10 и воэдей48 4 ствует на поршень 3. Под действием давления поршень 3 перемещается вверх, одновременно перемещается вверх и поршень 6, чем осуществляется перекачка раствора высокой концентрации в кольцевую камеру 36 ос" мотического блока. Просачивающийся через полупроницаемую мембранную перегородку 31 растворитель разбавляет раствор, который продолжает поступать под поршень 3. По мере того, как растворитель проходит через перегородку 31, в центральной камере 32 создается разрежение, что приводит к подъему растворителя по магистрали 33 в камеру 32. Наличие пористого наполнителя 38 предотвращает деформацию перегородки 31 при по" вьппении давления в камере 35. В начале движения поршня 3 вверх кольцевой канал 26 перекрыт запорным органом 18, на который действуют осмотическое давление со стороны подпоршневого пространства 10 и упругие кинематические элементы 12. При дальнейшем движении поршня 3 вверх элементы

12 поворачиваются и занимают промежуточное положение, при этом продольные оси их совпадают (фиг.2). !

Воздействие элементов 12 на тягу

ll, стержень 17 и запорный орган 18 в этом случае отсутствует. Запорный орган 18 прижат к седлу 16 осмотическнм давлением, При дальнейшем подъеме поршня 3 вверх упругие элементы 12 выворачиваются, при этом развивается усилие, приводящее к ускоренному перемещению тяги 11 вверх

3 относительно поршня 3. Торец стержня

17 упирается в тягу 11. Дальнейшее воздействие элементов 12 на стержень

17 приводит к резкому отрыву запорного органа 18 от седла 16 и перемещению его до упора во втулку 23.

Подпоршневое пространство 10 через зазор 25, канал 26, канал 9 сообщается с выпускным отверстием 27. Происходит отвод отработавшего раствора. Давление в подпоршневом пространстве 10 падает, поршень 3 с помощью пружины 4 перемещается вниз, перемещается вниз и поршень 6, что приводит к заполнению его надпоршневого пространства 36 раствором высокой концентрации, поступающим по ветви 43 магистрали 41. При необходимости регулирования концентрации раствора включается эапорно-дозирую5 13117 щий орган 45, При перемещении поршня

3 вниз перемещается также стержень

l7, взаимодействующий с упругими элементами 12. После прохождения последними промежуточного положения эле5 менты 12 поворачиваются вниз, что приводит к опережающему перемещению тяги 11 относительно поршня 3 и резкому прижатию запорного органа 18 к седлу 16. Далее начинается процесс 10 заполнения подпоршневого пространства 10 разбавленным раствором и перемещения поршня 3 вверх. Перемещения поршня 3 приводят к возвратно-поступательному движению штока 8. Остановка двигателя осуществляется путем открытия вентиля 50 и сообщения центральной камеры 32 с атмосферой.

Формула изобретения 20

48 6 элементов, шарнирно соединенных концами с корпусом н тягой для обеспечения относительного перемещения рабочего поршня и тяги, соосно размещенного в канале хвостовика поршня с седлом и стержня с запорным органом, при этом концы стержня установлены в поршне и тяге с возможностью продольного относительно последних перемещения, а насос для перекачки раствора высокой концентрации выполнен в виде поршня, размещенного в корпусе над рабочим поршнем и соединенного штоком с последним для обеспечения такта нагнетания во время такта наполнения цилиндра, и сообщен магистралями с емкостями с раствором и растворителем, а также с осмотическим мембранным блоком, при этом последний выполнен автономным.

1. Осмотический двигатель, содержащий корпус с цилиндром, в котором размещен подпружиненный рабочий поршень со штоком для привода наг- 25 руэки, осмотический мембранный блок, подключенный магистралями к емкостям с раствором высокой концентрации и растворителем и подпоршневому пространству цилиндра, выполненный в кор- 30 пусе сливной канал со средством для отвода отработавшего раствора из цилиндра, насосы для перекачки раст— воров, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и эксплуатационных качеств, средство для отвода отработавшего раствора дополнительно снабжено затвором, выполненным в виде установленной в нижней части корпуса подвиж- 40 ной тяги, упругих кинематических

2. Двигатель по и. l, о т л и ч а— ю шийся тем, что осмотический мембранный блок выполнен в виде цилиндрического контейнера, полупроницаемая мембранная перегородка выполнена цилиндрической, соосно установлена в последнем и разделяет его на центральную, соединенную с емкостью с растворителем и эаполнениую твердым пористым наполнителем, и кольцевую, подключенную к насосу и подпоршневому пространству цилиндра камеры.

3. Двигатель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что всасывающая магистраль насоса имеет две ветви, одна из которых сообщена с емкостью с раствором высокой концентрации, а другая — с растворителем, при этом в месте их разветвления установлен запорно-дозирующий орган.

131! 748

Составитель Б.Новиков

Корректор Н.Рогулич

Редактор Н.Бобкова Техред А.Кравчук

Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1914/6

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óæãîðoä, ул.Проектная,4