Импульсный нагнетатель

Изобретение относится к области теплоэнергетики, где может быть использовано в системах тепло- и водоснабжения для перекачки жидкостей и газов, а также может найти применение в сельском хозяйстве для перекачки жидкостей.
Известна система теплоснабжения, содержащая источник теплоты, включенный с подающим и обратным трубопроводами тепловой сети, подключенными к теплообменнику через сетевой насос, установленный на обратном трубопроводе тепловой сети, и систему теплопотребления с разводящими подающим и обратным трубопроводами, присоединенными к тепловой сети по независимой схеме через теплообменник, самовозбуждаемый генератор гидравлического удара установлен в подающий или обратный трубопровод тепловой сети, а импульсный нагнетатель по одну сторону эластичной диафрагмы гидравлически связан с подающим или обратным трубопроводом тепловой сети и со второй ее стороны последовательно через обратные клапаны входа и выхода включен в разводящий подающий или обратный трубопровод системы, теплопотребления. В приведенном техническом решении импульсный нагнетатель представлен полым корпусом, который по одну строну установленной в нем эластичной диафрагмы соединен с трубопроводом рабочей среды с ударным клапаном, а по другую ее сторону соединен с обратными клапанами входа и выхода нагнетаемой среды (RU 98060, МПК F24D 3/00, опубл. 27.09.2010).
Недостатками известной системы являются склонность мембраны на разрыв, в результате которого может произойти смешивание рабочей среды и нагнетаемой. Обусловленная этим фактом относительно низкая надежность узла не позволяет использовать его в ответственных технических решениях, где ударный узел является частью функционирующей системы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является импульсный нагнетатель в составе водоподъемного устройства, включающий полый корпус, который по одну строну установленной в его сечении эластичной диафрагмы соединен c трубопроводом рабочей среды с ударным клапаном, а по другую ее сторону соединен с обратными клапанами входа и выхода нагнетаемой среды, при этом эластичная диафрагма отжата к трубопроводу рабочей среды пружиной, расположенной в нагнетателе (RU 99553, МПК F04F 7/00, опубл. 22.06.2010).
Недостатком известного технического решения является склонность мембраны к разрыву, в результате чего может наступить случай аварийного смешивания рабочей и нагнетаемой сред, а также отсутствие возможности регулирования производительности и подачи устройства.
Технический результат заключается в повышении надежности работы импульсного нагнетателя при обеспечении эргономичной возможности регулирования его производительности.
Технический результат достигается тем, что импульсный нагнетатель включает полый корпус, разделенный на три гидравлически изолированные зоны, первая из которых через диафрагму соединена с обратными клапанами входа и выхода. Третья гидравлически изолированная зона через дополнительную диафрагму внутри полого корпуса соединена с питательной трубой, а ко второй гидравлически изолированной зоне через регулировочный вентиль подключен гидроаккумулятор, при этом сливной кран установлен между ними.
Конструкции импульсного нагнетателя представлена на рисунке.
Полый корпус 1 импульсного нагнетателя разделенный на первую 2, вторую 3 и третью 4 гидравлически изолированные зоны. Первая гидравлически изолированная зона 2 через диафрагму 5 соединена с обратными клапанами входа 6 и выхода 7. Третья гидравлически изолированная зона 4 через дополнительную диафрагму 8 внутри полого корпуса соединена с питательной трубой 9. Ко второй гидравлически изолированной зоне 3 через регулировочный вентиль 10 подключен гидроаккумулятор 11, при этом сливной кран 12 установлен между регулировочным вентилем 10 и гидроаккумулятором 11.
Импульсный нагнетатель работает следующим образом. Сначала через сливной кран 12 вторая гидравлически изолированная зона 3 полого корпуса 1 импульсного нагнетателя заполняется некоторой промежуточной жидкостью (например, маслом), а в гидроаккумулятор 11 закачивается некоторое количество воздуха (устройство для закачки воздуха в гидроаккумулятор на рисунке не указано). Обратные клапаны входа 6 и выхода 7 связываются с источником и приемником нагнетаемой среды (на рисунке источник и приемник нагнетаемой среды не указаны). Затем по питательной трубе 9 осуществляют подачу рабочей среды (в жидкой или газообразной фазе), характеризующейся импульсным или пульсирующим изменением в ней давления. В момент повышения давления в питательной трубе 9 она поступает в третью гидравлически изолированную зону 4 полого корпуса 1 импульсного нагнетателя, растягивая, при этом, дополнительную диафрагму 8. В результате этого во второй гидравлически изолированной зоне 3 происходит сжатие промежуточной жидкости, которая, демпфировав часть давления в гидроаккумуляторе 11, сжимает диафрагму 5. При этом через обратный клапан выхода 7 происходит вытеснение нагнетаемой среды из первой гидравлически изолированной зоны 2 полого корпуса 1 импульсного нагнетателя.
В момент понижения давления в питательной трубе 9 она покидает третью гидравлически изолированную зону 4 полого корпуса 1 под действием избыточного давления воздуха в гидроаккумуляторе 11 и под действием давления высоты всасывания в первой гидравлически изолированной зоне 2 полого корпуса 1, обеспечиваемой возвратной пружиной, установленной в полом корпусе 1 (на рисунке не указана) или достаточным входным давлением нагнетаемой среды, поступающей через обратный клапан входа 6 в первую гидравлически изолированную зону 2 полого корпуса 1. Таким образом, нагнетаемая среда через обратный клапан входа 6 поступает в первую гидравлически изолированную зону 2 полого корпуса 1 импульсного нагнетателя. При последующем повышении и понижении давления в питательной трубе 9 процесс работы импульсного нагнетателя повторится в описанной выше последовательности. Регулирование производительности импульсного нагнетателя осуществляется за счет изменения соотношения промежуточной жидкости во второй гидравлически изолированной зоне 3 полого корпуса 1 и воздуха в гидроаккумуляторе 11, а также посредством регулировочного вентиля 10, при изменении проходного сечения которого изменяется демпфирующая способность гидроаккумулятора 11. Для слива промежуточной жидкости из второй гидравлически изолированной зоны 3 полого корпуса 1 и гидроаккумулятора 11 используют сливной кран 12.
По сравнению с известным техническим решением предлагаемое позволяет повысить надежность работы импульсного нагнетателя при обеспечении низкой себестоимости и незначительных эксплуатационных затратах на обслуживание устройства, эргономичной возможности регулирования его производительности. Кроме того, предлагаемый импульсный нагнетатель применим при любых параметрах рабочей и нагнетаемой среды, а его работа возможна как в режиме обеспечения наибольшей производительности по параметру нагнетаемой среды, так и в режиме с наиболее возможным КПД.