ПОРШНЕВОЙ КРИОГЕННЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к технике откачивания сжиженных газов из емкостей с последующим их сжатием и может найти применение в установках для заправки баллонов газом, медицинской технике, нефтяной промышленности, системах пожаротушения.
Известна установка для откачивания сжиженного газа [SU 1539446, опубл. 30.01.1990], содержащая соединенные между собой изотермическую емкость со сжиженным газом и поршневой насос, трубопровод нагнетания и трубопровод отвода утечек, причем последний соединен с трубопроводом нагнетания через обратный клапан, нормально открытый в сторону трубопровода нагнетания.
Кроме того известна установка для откачивания криогенной жидкости из резервуаров [SU 1208400, опубл. 30.01.1986], которая содержит опорожняемые резервуары, соединенный с ними трубопроводами подачи поршневой насос с охлаждающей рубашкой, трубопровод нагнетания, трубопроводы утечек насоса и охлаждающей рубашки, соединенные с дополнительной емкостью.
Наиболее близким к предлагаемому является поршневой криогенный насос, содержащий цилиндр, поршень со штоком, рубашку охлаждения, трубопроводы подачи, нагнетания и утечек, поверх рубашки охлаждения имеется вакуумный кожух [US 4396362].
Недостатками известной конструкции являются низкий КПД вакуумного кожуха, так как он непосредственно контактирует с окружающей средой своей внешней стенкой и поглощает значительную часть теплового излучения окружающей среды, что ведет к его нагреву. При этом рубашка охлаждения вынуждена работать в более теплых условиях, что приводит к получению лишнего тепла насосом, за счет чего снижается его КПД.
Технической задачей, решаемой заявляемой полезной моделью является повышение КПД вакуумного кожуха.
Техническая задача достигается тем, что предлагается использование вакуумного кожуха, наружная поверхность которого выполнена светоотражающей. Как вариант исполнения - поверхность может быть полированной, при условии выполнения вакуумного кожуха из стали. Другой вариант исполнения - поверхность может быть хромированной.
Криогенные жидкости, для перекачки которых предназначена предлагаемая полезная модель, являются сжиженными газами.
На фигуре изображен поршневой криогенный насос для откачивания сжиженного газа.
Поршневой криогенный насос состоит из цилиндра 1 и поршня 2 со штоком 3. По крайней мере, часть цилиндра 1 находится внутри корпуса рубашки охлаждения 4, большая часть которого, в свою очередь, находится внутри вакуумного кожуха 5. К свободному торцу корпуса рубашки охлаждения 4 подведен трубопровод подачи 6, через который осуществляется подача перекачиваемого сжиженного газа внутрь корпуса рубашки охлаждения 4 и через впускной клапан 7 в рабочую полость цилиндра 1. Трубопровод нагнетания 8 подключен с использованием выпускного клапана 9 к боковой части цилиндра 1 в области рабочей полости. Трубопровод утечек 10 подключен к боковой части корпуса рубашки охлаждения 4. В боковой части вакуумного кожуха 5 имеется отверстие для откачки воздуха закрытое пробкой 11. Вакуумный кожух 5 имеет светоотражающую наружную поверхность (например, хромированную) для уменьшения его нагрева. В качестве пробки 11 может быть использован вакуумметр (например, емкостный).
Наличие светоотражающей поверхности вакуумного кожуха 5 уменьшает его нагрев от внешних источников тепла посредством отражения излучения и, как следствие, уменьшает теплопередачу от вакуумного кожуха 5 к цилиндру 1 и корпусу рубашки охлаждения 4 в местах их контакта.
Под рабочей полостью цилиндра 1 подразумевается его внутренний объем, ограниченный боковыми стенками, поршнем 2 и торцевой стенкой с впускным клапаном 7. Под штоковой полостью цилиндра 1 подразумевается его внутренний объем, ограниченный боковыми стенками, поршнем 2 и торцевой стенкой, содержащей отверстие для штока 3. Объемы рабочей и штоковой полостей изменяются в зависимости от положения поршня 2.
Предлагаемый поршневой криогенный насос работает следующим образом. Криогенная жидкость (сжиженный газ) направляется по трубопроводу подачи 6 в корпус рубашки охлаждения 4 и при всасывающем движении поршня 2 попадает в рабочую полость цилиндра 1 через впускной клапан 7. При нагнетательном движении поршня 2, сжиженный газ попадает через выпускной клапан 9 в трубопровод нагнетания 8. Вакуумный кожух 5 почти полностью предотвращает теплообмен между корпусом рубашки охлаждения 4 и окружающей средой, что способствует более качественному охлаждению цилиндра 1. А ввиду того, что наружная поверхность вакуумного кожуха 5 выполнена светоотражающей, его нагрев от внешних источников тепла сведен к минимуму. Поэтому повышение температуры рубашки охлаждения 4 за счет теплопередачи от вакуумного кожуха 5 уменьшено. При использовании в качестве пробки 11 вакуумметра можно непрерывно оценивать давление внутри вакуумного кожуха 5. На стадии изготовления это позволит подобрать вариант исполнения светоотражающей поверхности вакуумного кожуха 5.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение КПД насоса за счет более эффективного охлаждения.