КРИОГЕННЫЙ НАСОС
CRYOGENIC PUMP

Изобретение относится к области теплотехники, а именно: к криогенным насосам погружного типа, и может быть использовано в газификаторах и воздухоразделительных установках.
Известен насос для перекачивания криогенной жидкости из резервуара сжиженных газов, содержащий корпус, в котором установлены поршень со штоком, впускной и выпускной клапаны, расположенные на торце корпуса, входной фильтр, полость которого открывается в полость корпуса через удлинитель и впускной клапан, выпускной трубопровод с V-образным участком, при этом полость упомянутого трубопровода открывается в полость корпуса через выпускной клапан. Насос устанавливается на горловину резервуара со сжиженным газом, при этом цилиндровая группа погружается непосредственно в резервуар. При работе насоса происходит всасывание сжиженного газа, повышение давления сжиженного газа и его нагнетание в трубопровод. Всасывание происходит в период обратного хода поршня, при этом, за счет разряжения создаваемого поршнем в рабочей полости цилиндра, сжиженный газ через фильтр, удлинитель, всасывающий клапан поступает в рабочую полость цилиндра, где сжимается при поступательном движении поршнем и через клапан нагнетания через трубопровод поступает в линию выдачи продукта. Цилиндр устанавливается на корпусе с помощью фланцев. (http://oookislorodmash.ru/oborudovanie/nsg-nasosyi-szhizhennyih-gazov/ Насос 2НСГ, производства ООО «Кислородмаш». Руководство по эксплуатации КК 2367.00.000-01 РЭ-прототип).
Основным недостатком указанного насоса является большой объем невыкачиваемого остатка сжиженного газа в резервуаре, связанный с кипением жидкости в удлинителе и в рабочей полости цилиндра из-за притока тепла от внешних узлов насоса через массивные элементы цилиндровой группы. При нормальной работе насоса тепло от указанных элементов отводится окружающим их сжиженным газом, однако при низком уровне этой жидкости отток тепла становится недостаточным.
Задачей изобретения является уменьшение объема невыкачиваемого остатка за счет локального повышения уровня сжиженного газа вокруг удлинителя и в рабочей полости цилиндра.
Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном криогенном насосе для перекачивания криогенных жидкостей (далее - насос), содержащем корпус, в котором установлены поршень со штоком, впускной и выпускной клапаны, расположенные на торце корпуса, входной фильтр, полость которого открывается в полость корпуса через удлинитель и впускной клапан, выпускной трубопровод с V-образным участком, при этом полость упомянутого трубопровода открывается в полость корпуса через выпускной клапан, согласно изобретению, корпус насоса вместе с входным трубопроводом и частью выпускного трубопровода до V-образного участка размещен в цилиндрическом кожухе, выполненном с возможностью установки в резервуаре с криогенной жидкостью, и соединен с верхней его частью при помощи фланцевого соединения, при этом полость упомянутого кожуха соединена через запорный вентиль с окружающей средой, а входной фильтр и V-образный участок выпускного трубопровода расположены на погружаемом в криогенную жидкость торце упомянутого кожуха.
Сущность изобретения иллюстрируется на фиг. 1, где показана схема насоса.
Криогенный насос для перекачивания криогенных жидкостей содержит корпус 1, в котором установлены поршень со штоком 2, впускной 3 и выпускной 4 клапаны, расположенные на торце корпуса, входной фильтр 5, полость которого открывается в полость корпуса через удлинитель 6 и впускной клапан 3, выпускной трубопровод с V-образным участком 9, при этом полость упомянутого трубопровода открывается в полость корпуса через выпускной клапан 4. Корпус насоса 1 вместе с входным трубопроводом и частью выпускного трубопровода 9 до V-образного участка размещен в цилиндрическом кожухе 7, причем упомянутый кожух выполнен с возможностью установки в резервуаре с криогенной жидкостью, а его внутренняя полость соединена через запорный вентиль 8 с окружающей средой, при этом входной фильтр 5 и V-образный участок выпускного трубопровода 9 расположены на погружаемом в криогенную жидкость торце упомянутого кожуха.
Предложенный насос работает следующим образом.
При работе насоса происходит всасывание сжиженного газа, повышение давления сжиженного газа и его нагнетание в трубопровод. Всасывание происходит в период обратного хода штока с поршнем 2, при этом за счет разрежения, создаваемого поршнем в полости корпуса 1, сжиженный газ через входной фильтр 5, удлинитель 6, впускной клапан 3 поступает в полость корпуса 1, где сжимается при поступательном движении поршнем и через выпускной клапан 4 и выпускной трубопровод 9 поступает в линию выдачи продукта. При снижении уровня жидкости в емкости до невыкачиваемого остатка, вентиль 8, связывающий кожух 7 с атмосферой, открывается и за счет превышения давления в емкости, обусловленного технологией работы газификатора (поддавливающее давление 0,1-0,25 МПа) над давлением внутри кожуха, равным атмосферному давлению, происходит передавливание рабочей жидкости в полость кожуха 7. Уровень рабочей жидкости в кожухе 7 повышается, за счет чего происходит захолаживание удлинителя 6 и полости корпуса 1, что препятствует кипению сжиженного газа в указанных элементах. Окончание захолаживания определяется выходом сжиженного газа через вентиль 8, после чего указанный вентиль закрывается, при этом рабочая температура в насосе будет поддерживаться за счет постоянного притока криопродукта в насос.
Такое изменение конструкции насоса позволяет вывести насос на рабочий режим при уровне жидкости в емкости ниже невыкачиваемого остатка и тем самым снизить объем невыкачиваемого остатка.
Использование предложенного технического решения позволит уменьшить объем невыкачиваемого остатка за счет локального повышения уровня сжиженного газа вокруг удлинителя и в рабочей полости цилиндра, и тем самым повысить эффективность работы насоса.