ЖИДКОСТНО-КОЛЬЦЕВАЯ МАШИНА С ТЕРМОАККУМУЛЯТОРОМ
LIQUID RING MACHINE WITH THERMAL ACCUMULATOR

Изобретение относится к насосокомпрессоростроению и позволяет повысить коэффициент полезного действия и производительность одноступенчатых жидкостно-кольцевых машин.
Известна конструкция жидкостно-кольцевой машины (SU №1742515 А1), имеющей корпус с торцевой крышкой, размещенный в нем с зазором и с возможностью вращения барабан, установленный с эксцентриситетом, в последнем - пустотелый ротор с лопатками, образующими корытообразные рабочие камеры, размещенный в полости ротора неподвижный распределитель с впускным и выпускным каналами и приводной вал; при этом в ступице ротора выполнены сквозные радиальные каналы с возможностью периодического сообщения рабочих камер с каналами распределителя, барабан закреплен на приводном валу и снабжен герметичной крышкой, а распределитель выполнен коленчатым, при этом выпускной канал расположен концентрично впускному каналу, при этом в распределителе выполнены две радиальные прорези, сообщенные соответственно с впускным и выпускным каналами и диаметрально противоположными рабочими камерами.
Недостатком данной жидкостно-кольцевой машины (ЖКМ) является сложность конструкции (коленчатый вал, коллекторы подачи и отвода газовой фазы, обладающие значительным сопротивлением), низкая производительность и высокие энергетические затраты.
Наиболее близким по техническому решению является жидкостно-кольцевая машина (RU №2294456 С1), содержащая корпус, размещенное в нем с эксцентриситетом и возможностью вращения рабочее колесо на неподвижном распределительном полом валу с перегородкой, образующей с одного торца вала входной, а c другого - выходной патрубки. Корпус установлен с возможностью вращения от электродвигателя. На внутренней цилиндрической поверхности корпуса расположены жестко закрепленные лопатки с углом наклона и длиной, обеспечивающими передачу вращения рабочему колесу. Число лопаток корпуса равно числу лопаток рабочего колеса. Повышается коэффициент полезного действия жидкостно-кольцевой машины за счет снижения трения жидкостного кольца о внутреннюю поверхность корпуса и достигается стабильность его геометрии за счет равенства окружных скоростей корпуса и рабочего колеса в зоне их максимального сближения.
Недостатком указанной конструкции являются высокие энергетические затраты, связанные с тепловыми потерями в циркулирующей жидкости, переменный температурный режим жидкости и как следствие низкие КПД и производительность машины.
Технической задачей изобретения является снижение энергетических затрат и повышение производительности и стабильности температурного режима жидкости.
Техническое решение задачи заключается в том, что в жидкостно-кольцевой машине с термоаккумулятором, содержащей цилиндрический корпус, размещенное в нем с эксцентриситетом и возможностью вращения рабочее колесо на валу с перегородкой, образующей с одного торца вала входной, а с другой - выходной патрубки, согласно изобретению на внутренней и внешней стенке корпуса располагается теплоаккумулирующий материал, при этом внутри корпуса располагаются тепловые трубы таким образом, чтобы один их конец располагался во внутреннем слое теплоаккумулирующего материала, а другой - во внешнем, при этом во внешнем теплоаккумулирующем слое располагается теплообменник.
Жидкостно-кольцевая машина через трубопроводы соединена с внешним тепловым аккумулятором.
16
34
18
38
Жидкостно-кольцевая машина с термоаккумулятором (фиг. 1 и 2) состоит из цилиндрического корпуса 1, рабочего колеса 2 на валу с перегородкой, образующей с одного торца вала входной, а с другой - выходной патрубки. На внутренней 3 и внешней 4 стенке корпуса 1 располагается теплоаккумулирующий материал (в силиконовой оболочке) 5 и 6 (парафин СН с температурой плавления 17°С), при этом внутри корпуса 1 располагаются тепловые трубы 7, внешний теплообменник 8 и тепловой аккумулятор 9. Трубопроводы 10 и 11 обеспечивают соединение с внешним тепловым аккумулятором (парафин CH с температурой плавления 28°С) 12.
Жидкостно-кольцевая машина с термоаккумулятором (фиг. 1 и 2) работает следующим образом. Подается электрическое напряжение на трехфазный приводной двигатель, что приводит во вращение рабочее колесо 2. Далее ЖКМ выходит на рабочий режим. Избыточная теплота, образуемая в процессе работы ЖКМ, передается тепловому аккумулятору во внутреннем слое 6, который с помощью тепловых трубок 7 передает ее во внешний теплоаккумулирующий слой 5. Далее теплота из внешнего теплового слоя передается через теплообменник 8 во внешний тепловой аккумулятор 9. Дополнительно терморегуляция обеспечивается за счет естественной конвективной циркуляции жидкости через ЖКМ, соединенную трубопроводами 10 и 11 с внешним тепловым аккумулятором 12. Таким образом, возможно сократить энергозатраты на циркуляцию жидкости и вторичное использование избытков теплоты.