Паросиловая установка

 

Использование: в установках, работающих на термальных водах, солнечной радиации промышленных тепловых отходах Сущность изобретения: паросиловая система вакуумирована до давления, соответствующего точке кипения легко испаряющейся жидкости при нормальной т-ре. Цилиндропоршневая группа паровой машины выполнена из упругих «ли эластичных элементов (сильфонов); оппозитно установленных с двух сторон на корпусе с Образованием рабочих полостей, ограниченных днищами. Днища жестко связаны между собой центральным штоком, проходящим через корпус, в котором расположен цилиндрический золотник, торцы которого выходят в рабочие полости соосно с сопряженными с ними упорами, установленными на днищах. Золотник установлен в корпусе свободно с возможностью перемещения от упоров, чтобы в положении верхней мертвой точки каждого днища закрепленный на нем упор образовывал ограничительный зазор с торцом золотника в одном из крайних его положений. Рабочая полость под днищем сообщена с котлом парораспределительными каналами в золотнике и корпусе в момент сообщения рабочей полости под другим днищем с конденсатором . 2ип.

Комитет Российской Федерации пе патентам и товарным знакам (в) RU (й) 2003814 С1 (5Ц5 F01K9 00 FOl К11 00 (О) 5006992/29 (22) 28ЛО91 (46) ЗО.Ц.93 Бюл. Ив 43-44 (76) Ивановский Снег Валерьевич (54) ОАФОСИЛОВАЯ. УСТАНОВКА (87) Использование: s установках, работающих на термальных водах, солнечной радиации, промышленник тепловых отходах Сущность изобретения: паросиловая система вакуумирована до давления, соответствующего точке кипений легко испаряющейся жидкости при нормальной т-ре. Цилиндропоршневая группа паровой машины выполнена из упругих ми эластичных элементов (сильфонов}; оппозитио.установленных с двух сторон íà корпусе с образованием рабочих flonocTGH, ограниченных днищами. Днища жестко связаны между собой центральным штоком, проходящим через корпус, в котором расположен цилиндрический золотник, торцы которого выходят в рабочие полости соосно с сопряженными с ними упорами, установленными на днищах Золотник установлен в корпусе свободно с возможностью перемещения от упоров, чтобы в положении верхней мертвой точки каждого днища закрепленный на нем упор образовывал ограничительный зазор с торцом золотника в одном из крайних его.положений. Рабочая полость под днищем сообщена с котлом парораспределительными каналами в золотнике и корпусе в момент сообщения рабочей. полости под другим днищем с конденсатором. 2 ил.

2003814 эом, что в положении верхней мертвой точки каждого иэ днищ закрепленный на нем упор образует ограничительный зазор с торцом золотника в одном из крайних erp положений, а рабочая полость под днищем сообщена с котлом посредством парораспределительных каналов в золотнике и корпусе в момент сообщения рабочей полости под другим днищем с конденсато10 р,, На фиг.1 изображен конкретный пример паросиловой установки; на фиг.2 изображена индикаторная диаграмма цикла паровой машины.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Паросиловая установка содержит котел

1 (фиг.1), конденсатор 2, питающий насос

3 и паровую машину, которая состоит из

20 сильфонов 4 и 5 с днищами 6 и 7, совокупно выполняющих функцию цилиндро-поршневой группы, корпуса 8 со свободно расположенным в нем золотником 9 с возможностью смещения, ограниченного стопорными кольцами 10 и 11, соосными с золотником упоров 12 и 13, укрепленных в днищах 6 и 7.

Шток 14 жестко соединяет днища 6 и 7 .и шарнирно присоединен через коромысло

15 к шатунам 16 и 17 и кривошипам 18 и 19, укрепленным симметрично на шестернях 20 и 21 так, что вместе они образуют трапецеидальный кривошипно-шатунный механизм.

Питающий насос 3 кинематически соединен шестерней 22 с шестерней 20, Впускной канал золотникового распределителя соединен трубопроводом 23 с котлом 1, а его выпускной канал соединен

40 трубопроводом 24 с конденсатором 2, отстойник 25 которого, а также котел 1 заправлены легкоиспаряющейся жидкостью, например ацетоном, Паросиловая система вакуумируется

45 при нормальной температуре до давления, соответствующего началу кипения легкоиспаряющейся жидкости, после чего сосок, через который производится отсос воздуха при вакуумировании, эапаивается и, благоИзобретение относится к теплоэнергетике, преимущественно с использованием на теплозлектростанциях, теплостанциях, в том числе, в установках. работающих на термальных водах, солнечной радиации, промышленных тепловых отходах.

Известны паросиловые установки с внешним подводом теплоносителя, преобразующие тепловую энергию в механическую с помощью паровой машины.

Наиболее близким аналогом данной паросиловой установки является установка, содержащая паровой котел. паровую машину, конденсатор и питающий насос, в которой паровая система герметизирована, а котел заполнен легкоиспаряющейся жидкостью — фреоном.

Наиболее дешевый и массовый низкотемпературный теплоноситель с температурой 80-150 С (горячая вода, мятый пар, отходящий топочный газ; тепловые отходы, солнечная радиация, термальные воды) не может использоваться этой паросиловой установкой, поскольку избыточное давление низкотемпературных насыщенных паров легкоиспаряющейся жидкости незначительно превышает атмосферное, в результате при адиабатическом расширении во время. рабочего хода их термодинамическое состояние становится ниже критического с переходом в конденсат; цикл работы срывается, Целью изобретения является энергосберегающая утилизация низкотемпературного тепла путем преобразования его в механическую энергию, Цель достигается тем, что паросиловая установка, содержащая герметичную замкнутую паровую систему, включающую котел, заполненный легкоиспаряющейся жидкостью, например ацетоном, конденсатор, паровую машину с эолотниковым парораспределителем и питающий насос, в которой паросиловая система вакуумирована до давления; соответствующего точке кипения легкоиспаряющейся жидкости при нормальной температуре, а цилиндро-поршневая группа паровой машины выполнена из упругих или эластичных элементов, например сильфонов, аппозитно установленных с двух сторон на корпусе с 5 образованием рабочих полостей, ограниченных днищами, жестко связанными между собой общим центральным штоком, проходящим через корпус. в последнем расположен цилиндрический золотник, торцы 5 которого выходят в рабочие полости соосно с сопряженными с ними упорами, установленными на днищах, при этом золотник установлен в корпусе свободно с возможностью перемещения от упоров таким обрадаря абсолютной герметизации паросиловой системы, вакуум сохраняется неопределенное долгов время.

Трубопровод 23 имеет внешнюю теплоиэоляцию 26. Корпус 8, сильфоны 4 и 5, днища 6 и 7 также теплоизолированы от внешней среды (не показано).

Иизкотемпературный теплоносител ь подводится к котлу 1, при этом легкоиспаряющаяся жидкость в нем интенсивно вскипает, поскольку давление в системе при

2003814 вакуумировании соответствует началу ее кипения, После установления термодинамическога равновесия давление насыщенного пара в котле 1 и трубопроводе 23 поддержи- 5 вается выше атмосферного. Эта давление при нижнем расположении золотника 9 подводится через его каналы к рабочей полости под днищем 6, в то время как рабочая полость под.днищем 7, соединенная канала- 10 ми золотника 9 с конденсатором 2, находится под давлением насыщенного пара ниже атмосферного, которое поддерживается в конденсаторе 2 благодаря его охлаждению;

За счет иэбыточнога давления, действу- 15 ющего на днище 6, и под действием атмосферного давления на днище. 7, превышающего давление в полости под днищем 7, шток 14 движется вверх, при этом золотник 9 удерживается. в нижнем 20 положении раэностью давлений, действующей на торцы золотника 9 в рабочих полостях под днищами 6 и 7, а в обеих рабочих полостях осуществляется процесс. близкий к изобарическому, вследствие чего термо- 25 динамическое состояние низкотемпературных насыщенных паров сохраняется— . изобары 1 — 2 и 3-4(фиг.2), где P1 — давление насыщенного пара в полости, соединенной

30. Формула изобретения

ПАРОСИЛОВАЯ УСТАНОВКА, содержащая герметичную замкнутую паровую систему, включающую котел, заполненный легкоиспаряющейся жидкостью, например ацетоном, конденсатор, паровую машину с золотниковым парараспределителем и питающий насос, отличающаяся тем, что парасилавая система вакуумирована до давления, соответствующего точке кипения легкаиспаряющейся жидкости при нормальной температуре, а цилиндропоршневая группа паровой машины выполнена ив упругих или эластичных элементов, например сильфонав, оппозитно установленных с двух сторон на корпусе с образованием рабочих полостей, ограниченных

5D с котлом; Р— давление насыщенного пара в полости, соединенной с конденсатором;

Ра — атмосферное давление.

Вблизи от верхней мертвой точки днища 7 упор 12 смещает золотник 9 вверх и после того, как золотник 9 осуществит переключение паропровадящих каналов и сообщит рабочую полость под днищем 7 с котлом

1, а рабочую полость пад днищем 6 — c конденсатором 2, разность давлений, действующая на торцы золотника 9, будет удерживать его в верхнем положении. 3а счет избыточного давления, действующего теперь на днище 2, и атмосферного давления, превышающего давление насыщенных паров в конденсаторе 2, действующего на днище 6, шток 14 движется вниз до переключения золотника 9 ат упора 13 вниз, после чего цикл iloBTopRBTGR, Отработанный пар, поступающий в конденсатор 2, конденсируется и скапливается в виде отстоя в отстойнике 25, из которого легкаиспаряющаяся жидкость пад действием питающего насоса 3, приводимого от шестерни 20, постоянно падается в котел 1, (56) Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль. М,: Машинострс ение, 1987, с,101- t 03. днищами, жестка связанными между собой общим центральным штоком, проходящим через корпус, в последнем расположен цилиндрический золотник, торцы которого выходят в рабочие полости соосно с сопряженными с ними упорами, установленными на днищах, при этом золотник

ycTaHoeneH a opnyce свободно c eoariowностью перемещения от упоров так что в положении верхней мертвой точки каждого из днищ закрепленный на нем упор образует ограничительный зазор с торцом золотника в одном иэ крайних егo положений, а рабочая полость под днищем сообщена с котлом посредством парараспределительных каналов в золотника и корпусе в момент сообщения рабочей полости под другим днищем с конденсатором. гоозВ1а

Составитель G.Ивановский

Редактор Т.Лошкарева Техреду, М,Моргентал Корректор Л.Ливримц

Заказ 3315 производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Rr

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж 35, Раушская маб., 4/5