ТЕРМОСТАТИЧЕСКИЙ НАСОС
THERMOSTATIC PUMP

Изобретение относится к насосной технике, использующей для работы разность температур окружающей среды и перекачиваемой жидкости.
Известны Гелионасос /а.с. 832265 F24J 3/02/ и " Насос, работающий сам по себе" /патент РФ 2184279/, использующие упомянутый принцип. Для обоих насосов характерен общий недостаток - относительно низкая производительность, обусловленная, в частности, одновременностью процессов нагревания и охлаждения испарителя. В какой-то степени этот недостаток уменьшен, но не устранен в насосе по пат. 2184279. Насос по патенту 2184279 можно принять за прототип. Однако его название, как и название насоса по а.с. 832265, не точно отражает их физическую основу. Поэтому предлагается название "Термостатический насос".
Цель настоящего изобретения состоит в повышении производительности термостатического насоса.
Указанная цель достигается тем, что в термостатическом насосе, содержащем испаритель с легкокипящей жидкостью, жесткую емкость с размещенной внутри нее упругой емкостью, водозаборник, водоприемник и соединительные шланги, над водоприемником установлен теплосборник, к теплосборнику со стороны внутреннего пространства водосборника прижат установленным внутри водоприемника качающимся рычагом испаритель, на другом плече рычага установлен поплавок.
На чертеже представлена схема предлагаемого насоса. Насос состоит из жесткой емкости - 1 с размещенной внутри нее упругой емкостью - 2, водозаборника - 3, над которым установлен теплосборник - 4; внутри водосборника установлен качающийся рычаг - 5, на одном плече которого размещен испаритель - 6 с легкокипящей жидкостью, на другом - поплавок - 7. Внутреннее пространство испарителя сообщается через шланг - 8 с внутренней полостью упругой емкости - 2. Внутреннее пространство жесткой емкости - 1 сообщается через шланг - 9 с водозаборником - 10. Соотношение весов испарителя, поплавка и соотношение плеч рычага выбрано таким, что в сухом водосборнике испаритель прижат весом поплавка к теплосборнику. Водозаборник - 10 может иметь любую конструкцию. Для конкретности допустим схему эрлифта. В этом случае жесткая емкость - 1 должна иметь впускной клапан - 11. Водозаборник - 10 соединяется шлангом - 12 с водоприемником - 3.
В исходном состоянии легкокипящая жидкость частично заполняет испаритель - 6, упругая емкость - 2 сжата силами собственной упругости, воздух заполняет внутреннее пространство емкости - 1, клапан - 11 открыт и вода заполнила внутреннее пространство водозаборника - 10, водоприемник - 3 пуст. Под действием положительной температуры окружающей среды теплосборник - 4 нагревается, его тепло передается прижатому к нему испарителю - 6, находящаяся в испарителе легкокипящая жидкость нагревается и испаряется. Ее пар по шлангу - 8 поступает в упругую емкость - 2 и, преодолевая силу ее упругости и давление воздуха в емкости - 1, заполняет емкость - 2, расширяя ее. Расширяющаяся емкость - 2 вытесняет воздух из емкости - 1 через шланг - 9 в водозаборник - 10. Одновременно возросшее давление воздуха в емкости - 1 закрывает клапан - 11. Поступающий в водозаборник - 10 воздух по принципу эрлифта вытесняет из него воду по шлангу - 12 в водоприемник - 3, уровень воды в водоприемнике повышается. В это же время продолжается нагревание испарителя - 6, который расположен на уровне, определяемом объемом воздуха в емкости - 1, и, следовательно, объемом вытесняемой им из водозаборника воды. Уровень воды в водоприемнике - 3 достигнет испарителя несколько раньше, чем воздух из емкости - 1 будет вытеснен полностью. По мере повышения уровня воды в водоприемнике - 3 поплавок - 7 погружается в воду, вес его уменьшается и в какой-то момент станет меньше веса испарителя - 6. Испаритель, поворачивая своим весом рычаг - 5, погрузится в воду. С этого момента начнется охлаждение испарителя - 6 и конденсация находящихся в системе паров легкокипящей жидкости. В некоторый момент охлаждения давление паров упадет настолько, что упругий баллон - 2 сожмется силой его упругости, в емкости - 1 возникнет разрежение, клапан - 11 откроется атмосферным давлением, воздух заполнит внутреннее пространство емкости - 1, его поступление в водозаборник - 10 прекратится. Поступление воды из водозаборника в водоприемник прекратится, вода из водоприемника - 3 сольется, поплавок - 7 обнажится и своим весом прижмет через рычаг - 5 испаритель - 6 к теплосборнику - 4, который в течение процесса охлаждения испарителя продолжал нагреваться теплом окружающей среды. Вновь начнется нагревание испарителя - 6, цикл работы насоса повторится. И так непрерывно.
Как видно из вышеизложенного, процессы нагревания и охлаждения испарителя разнесены во времени и не влияют друг на друга, кроме того, испаритель получает тепло от уже нагретого теплосборника, по этой причине длительность каждого цикла нагревания испарителя меньше, чем в насосе-прототипе, циклы работы короче и следуют чаще, поэтому производительность предлагаемого насоса выше по сравнению с производительностью насоса-прототипа.