RU2096655C1 - Gas-liquid machine - Google Patents
Gas-liquid machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2096655C1 RU2096655C1 RU9595100674A RU95100674A RU2096655C1 RU 2096655 C1 RU2096655 C1 RU 2096655C1 RU 9595100674 A RU9595100674 A RU 9595100674A RU 95100674 A RU95100674 A RU 95100674A RU 2096655 C1 RU2096655 C1 RU 2096655C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tank
- gas
- liquid
- chamber
- spool
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидравлики и касается газо-жидкостных машин. The invention relates to the field of hydraulics and for gas-liquid machines.
Известна газо-жидкостная машина, содержащая первую емкость, частично заполненную жидкостью, а частично газом, вторую емкость полностью или частично заполненную жидкостью, при этом давление жидкости во второй емкости меньше, чем давление жидкости в первой емкости, к той части первой емкости которая заполнена жидкостью, подключен гидравлический двигатель или иной потребитель данной жидкости, золотник установленный в корпусе, золотник выполнен с возможностью совершать любое периодически повторяющееся движение, например, возвратно-поступательное, внутренней поверхностью золотника или внешней поверхностью поверхности золотника и внутренней поверхностью корпуса, в котором золотник установлен образована камера. A gas-liquid machine is known comprising a first container partially filled with liquid, and partially gas, a second container completely or partially filled with liquid, wherein the pressure of the liquid in the second container is less than the pressure of the liquid in the first container to that part of the first container which is filled with liquid a hydraulic motor or other consumer of a given fluid is connected, a spool installed in the housing, a spool made with the ability to make any periodically repeating movement, for example, a reciprocating post atelnoe inner surface or the outer surface of the slide surface of the spool and the inner surface of the housing, wherein the valve chamber is formed is installed.
Недостатком данного изобретения является то, что камера золотника служит для соединения между собой двух емкостей, то есть камера золотника одновременно сообщена с обоими емкостями и для непрерывной работы устройства требуется как минимум три емкости одну вторую и две первые. The disadvantage of this invention is that the spool chamber is used to connect two containers to each other, that is, the spool chamber is simultaneously in communication with both tanks and for continuous operation of the device, at least three tanks, one second and two first, are required.
Технической задачей изобретения является упрощение конструкции уменьшение габаритов и веса. An object of the invention is to simplify the design, reducing the size and weight.
Указанная техническая задача достигается за счет того, что в известной газо-жидкостной машине имеющей первую емкость, частично заполненную жидкость, а частично газом, имеется вторая емкость, или полностью или частично заполненная жидкостью при этом давление жидкости во второй емкости меньше чем давление жидкости в первой емкости, к той части первой емкости, которая заполнена жидкостью, подключен или гидравлический двигатель или иной потребитель данной жидкости, имеется золотник, установленный в корпусе, золотник выполнен с возможностью совершать любое периодически повторяющееся движение, например, возвратно-поступательное, или внутренней поверхностью золотника или внешней поверхностью золотника и внутренней поверхностью корпуса, в котором золотник установлен образована камера при этом камера выполнена с возможностью поочередного сообщения как с той частью первой емкости, которая заполнена газом, так и с той частью второй емкости, которая заполнена жидкостью. The specified technical problem is achieved due to the fact that in the known gas-liquid machine having a first container, partially filled with liquid, and partially with gas, there is a second container, or completely or partially filled with liquid, while the pressure of the liquid in the second container is less than the pressure of the liquid in the first capacity, to that part of the first capacity that is filled with liquid, either a hydraulic motor or other consumer of this liquid is connected, there is a spool installed in the housing, the spool is made with the possibility make any periodically repeating movement, for example, reciprocating, either with the inner surface of the spool or the outer surface of the spool and the inner surface of the housing in which the spool is mounted; the chamber is made with the possibility of alternating communication as with that part of the first tank that is filled with gas, so with the part of the second container that is filled with liquid.
Кроме того, выход из гидравлического двигателя может быть подключен ко второй емкости. In addition, the output of the hydraulic motor can be connected to a second tank.
Кроме того, к первой емкости может быть подключен внешний источник газа. In addition, an external gas source may be connected to the first container.
Кроме того, к той части второй емкости, которая заполнена газом, подключен выходной канал. In addition, an outlet channel is connected to that part of the second container that is filled with gas.
На фиг. 1-5 показана газо-жидкостная машина в процессе работы. In FIG. 1-5 shows a gas-liquid machine during operation.
Заявляемое решение в варианте двигателя представляет из себя следующее. Имеется первая емкость 1 /фиг. 1-5/, частично заполненная жидкостью 2. К емкости 1, к той ее части, которая заполнена жидкостью, подключен трубопровод 3, другой конец которой подключен к выходу в гидродвигатель 4. Выход из гидродвигателя 4 подключен ко второй емкости 5, заполненной жидкостью 6 (полностью или частично). Имеется золотник 7, состоящий из двух цилиндрических деталей равного диаметра, и соединенных между собой при помощи штока 8, постоянного цилиндрического сечения и имеющего меньший диаметр, чем обе половины золотника 7. Внешняя поверхность золотника 7 и штока 8, и внутренняя поверхность корпуса, в котором золотник 7 установлен (т.е. стенки емкости 1) образуют камеру 9 вполне определенного объема. Золотник 7 может совершать возвратно-поступательные перемещения, и его камера 9 может поочередно сообщаться то с первой емкостью 1, то со второй емкостью 5. При этом когда камера 9 сообщается с емкостью 1, то она находится в той части емкости 1, которая заполнена газом, а камера 9 сообщается с емкостью 5, то она сообщается с той частью емкости, которая заполнена жидкостью. К емкости 1, к той ее части, которая заполнена газом, подключен входной канал 10, служащий для подачи в емкость 1 газа. К емкости 5, к той ее части, которая заполнена газом, подключен выходной канал 11, служащий для удаления газа из емкости 5 в атмосферу. The inventive solution in a variant of the engine is the following. There is a
Заявляемая машина в варианте двигателя работает следующим образом. На жидкость 2 (фиг. 1-5) в емкости 1 действует давление газа. Под действием этого давления жидкость 2 по трубопроводу 3 поступает на вход в гидродвигатель 4, воздействует на его рабочий орган, заставляя его вырабатывать механическую энергию, которая может передаваться потребителю в таком виде, или преобразовывается при помощи электрогенератора в электроэнергию, и передаваться потребителю в таком виде. The inventive machine in an embodiment of the engine operates as follows. The liquid 2 (Fig. 1-5) in the
Пройдя гидродвигатель 4 жидкость поступает в емкость 5. Давление жидкости 6 в емкости 5 и давление газа на ее поверхности и давление жидкости 6 в емкости на выходе из гидродвигателя 4 меньше, чем давление жидкости 2 в емкости 1 и на входе в гидродвигатель 4, за счет чего и образуется перепад давлений жидкости на рабочий орган гидродвигателя 4, позволяющий вырабатывать механическую энергию. Давление газа на поверхности жидкости 2 в емкости 1 больше, чем давление газа на поверхности жидкости 6 в емкости 5. After passing the
В момент, когда золотник 7 своей камерой 9 (фиг. 1) сообщается с емкостью 1, то он находится в той части емкости 1, которая заполнена газом, а следовательно, и камера 9 заполнена газом. В этот момент камера 9 изолирована от емкости 5. At the moment when the
При поступательном перемещении золотника 7 с камерой 9, заполненной газом, от емкости 1 к емкости 5, в определенный момент камера 9 изолируется от емкости 1 (фиг. 2). В этот момент камера 9 также изолирована от емкости 1 (фиг. 2). В этот момент камера 9 также изолирована от емкости 5. When translating the
При дальнейшем поступательном движении золотника 7 его камера 9 (фиг. 3) сообщается с емкостью 5, с той ее частью, которая заполнена жидкостью. В этот момент камера 9 изолирована от емкости 1. Газ из камеры 9 поднимается на поверхность жидкости 6 в емкости 5, и далее через выходной канал 11 выбрасывается в атмосферу (показано на фигуре отделкой). Одновременно с этим камера 9 заполняется жидкостью 6, поступающей в нее из емкости 5. With further translational movement of the
После заполнения камеры 9 жидкостью 6 золотник 7 начинает перемещаться в обратном направлении /в направлении емкости 1/. В определенный момент камера 9 (фиг. 4), заполненная жидкостью, изолируется от емкости 5. В этот момент она также изолирована от емкости 1. After filling the
При дальнейшем движении золотника 7 в направлении емкости 1 его камера 8, заполненная жидкостью, сообщается с емкостью 1 ( фиг. 5). Жидкость под действием гравитационной силы (силы тяжести) вытекает из камеры 9 в емкость 1, и одновременно с этим камера 9 заполняется газом из емкости 1. Это возможно потому, что камера 9 сообщается с той частью емкости 1, которая заполнена газом. В этот момент камера 9 изолирована от емкости 5. В дальнейшем жидкость, поступившая из камеры 9 в емкость 1, по трубопроводу 3 вновь поступает на вход в гидродвигатель 4, и в дальнейшем все периодически повторяется. With further movement of the
После того как вся жидкость вытекла из камеры 9, камера 9 вновь заполнена газом. Золотник 7 с заполненной газом камерой 9 начинает перемещаться в обратную сторону в направлении емкости 5 и в дальнейшем все периодически повторяется. After all the liquid has flowed out of the
На место удаляемого камерой 9 емкости 1 объема газа в емкость 1 через входной канал 10 поступает новая порция газа, и так все периодически повторяется. In place of the volume of gas removed by the
Таким образом, золотник 7 с камерой 9 совершает возвратно-поступательные перемещения, поочередно сообщая камеру 9, то с емкостью 1, то с емкостью 5. При этом при движении от емкости 1 к емкости 5 золотник 7 в камере 9 переносит газ, а при движении в обратном направлении переносит жидкость. Система получается замкнутой в гидравлическом смысле, т.е. сколько жидкости выходит через трубопровод 3 из емкости 1, столько же ее и поступает при помощи камеры 9 в емкость 1. При этом золотник 7 и камера 9 имеют такую форму, что на них не действует давление газа в емкости 1 и давление жидкости в емкости 5, т. е. эти давления не препятствуют возвратно-поступательному перемещению золотника 7. К золотнику 7 необходимо будет прикладывать только силу, обусловленную инерционной массой золотника 7 и газа или жидкости в камере 9, а также силами трения, возникающими в зоне контакта золотника 7 с корпусом, в котором он установлен. Thus, the
Что касается возможности использования заявляемого решения в варианте двигателя в системе ожижения газов (криогенные системы), то оно может быть использовано в таком виде, что и показано на фиг. 1-5. Единственным отличием будет то, что ожижаемый газ при поступлении из камеры 9 золотника 7 в емкость 5 превращается в жидкость, т.к. его давление и температура уменьшается. При этом плотность сжиженного газа должна быть меньше (или больше), чем плотность жидкости, циркулирующей через трубопровод 3 и гидродвигатель 4 (циркуляционная жидкость) для того, чтобы можно было разделить сжиженный газ и циркуляционную жидкость. Образовавшаяся жидкость (сжиженный газ) поднимается на поверхность циркуляционной жидкости в емкость 5, и далее собирается любым возможным образом, например, откачивается насосом т.к. слой сжиженного газа будет иметь вполне определенную толщину, и отправляется потребителю. Одновременно с этим камера 9 золотника 7 заполняется циркуляционной жидкостью. В остальном все происходит аналогично рассмотренному выше случаю. В этом варианте входной канал 10 подключен к выходу из компрессора криогенной системы. As for the possibility of using the proposed solution in an engine variant in a gas liquefaction system (cryogenic systems), it can be used in the form shown in FIG. 1-5. The only difference will be that the liquefied gas, when supplied from the
Таким образом, применяя заявляемое решение в криогенной системе получаем механическую энергию при помощи гидродвигателя 4, в то время как у существующих криогенных систем энергия сжатого газа теряется безвозвратно (без совершения работы) в дроссельном вентиле. Thus, applying the claimed solution in a cryogenic system, we obtain mechanical energy using a
Заявляемое решение может быть использовано в варианте двигателя как под давлением, так и в качестве самостоятельной энергетической установки. The inventive solution can be used in the version of the engine both under pressure and as an independent power plant.
Заявляемое решение может быть использовано в качестве насоса, служащего или подачи жидкости. В этом варианте исполнения в схеме, указанной на фиг. 1-5 будет отсутствовать гидродвигатель 4. При этом трубопровод 3 и емкость 5 могут быть выполнены как замкнутыми, так и разомкнутыми в гидравлическом отношении. The inventive solution can be used as a pump, employee or fluid supply. In this embodiment, in the circuit shown in FIG. 1-5, there will be no
Возможен вариант исполнения заявляемого решения, когда в момент, когда камера 9, заполненная газом и изолированная от емкостей 1 и 5 (фиг. 2), соединяется любым возможным образом (например, при помощи клапана) с газовым двигателем (поршневым, турбиной и т.п.). Газ выходит из камеры 9 в газовый двигатель, тем самым совершается работа. При этом давление газа в камере 9 уменьшается. В определенный момент клапан закрывается и камера 9 изолируется от газового двигателя. В дальнейшем все происходит аналогично, рассмотренному выше случаю. В этом варианте исполнения получается дополнительная механическая энергия за счет работы, совершаемой сжатым газом в газовом двигателе. An embodiment of the claimed solution is possible when, at the moment when the
Возможен вариант исполнения заявляемого решения, отличающийся от рассмотренного выше тем, что из камеры 9 выходит в газовый двигатель объемного типа, например, поршневой. В момент, когда поршень газового двигателя находится в нижней мертвой точке (НМТ) камера 9 изолируется от газового двигателя. При движении поршня газового двигателя от НМТ к верхней мертвой точке /ВМТ/ он сжимает поступивший из камеры 9 газ до давления, до которого хватает энергии, запасенной маховиком при движении поршня от ВМТ к НМТ в момент расширения газа в газовом двигателе. В этом варианте газовый двигатель играет роль своеобразного аккумулятора, позволяющего уменьшить расход газа через емкость 5, а следовательно, повысить экономичность двигателя т.к. расход жидкости через гидродвигатель 4 не изменился, а следовательно, не изменилась и вырабатываемая ГД 4 механическая энергия, в то время как расход газ уменьшился. Конечно, давление сжатого газовым двигателем газа будет меньше, чем давление газа в емкости 1 к камере 9 из-за разного рода потерь - механических, термических, гидравлических. An embodiment of the claimed solution is possible, which differs from the one discussed above in that it exits from the
Камера 9 золотника 7 может быть образована как внешней поверхностью золотника 7 и внутренней поверхностью корпуса, в котором золотник 7 установлен, так и только внутренней поверхностью золотника, или любым иным способом. The
Золотник 7 может совершать любое, периодически повторяющееся движение: возвратно-поступательное, вращательное и др.
Возможен вариант исполнения заявляемого решения (при его использовании в системе ожижения газа), когда в качестве жидкости, создающей напор на входе в гидродвигатель 4 используется сжиженный газ, получаемый в данной системе ожижения. A possible embodiment of the proposed solution (when it is used in a gas liquefaction system) is when the liquefied gas obtained in this liquefaction system is used as the liquid creating a pressure at the inlet to the
В заявляемом решении уровень поверхности жидкости в первой емкости может быть, и/или ниже, или выше, или на одном уровне, с уровнем поверхности жидкости во второй емкости (при образовании поверхности жидкости в емкостях как за счет действия на жидкость гравитационной силы, так и при действии на жидкость центробежной силы, в последнем случае вся газо-жидкостная машина выполнена вращающейся вокруг некоторой оси, а емкости с жидкостями находятся на некотором расстоянии от оси вращения). In the claimed solution, the level of the liquid surface in the first tank can be either lower or higher, or at the same level, with the liquid surface level in the second tank (when the surface of the liquid is formed in the tanks both due to the action of gravitational force on the liquid, and under the action of a centrifugal force on the liquid, in the latter case, the entire gas-liquid machine is made rotating around a certain axis, and the containers with liquids are located at a certain distance from the axis of rotation).
Возможен вариант работы заявляемого решения, когда газ из камеры, образованной внешней поверхностью золотника и внутренней поверхностью корпуса, в котором золотник установлен, не весь поступает из первой емкости во вторую емкость. В этом случае в момент, когда камера золотника, заполненная газом и изолированная как от первой емкости, так и от второй емкости, сообщается любым возможным способом, например, при помощи клапана, с внешним потребителем газа. Газ из камеры поступает потребителю, и в определенный момент клапан изолирует камеру от потребителя. В дальнейшем камера золотника с оставшимся в ней газом перемещается в сторону второй емкости и сообщается с ней. В дальнейшем все происходит аналогично, рассмотренному выше варианту работы заявляемого решения. A variant of the work of the claimed solution is possible when the gas from the chamber formed by the outer surface of the spool and the inner surface of the housing in which the spool is installed does not all come from the first tank to the second tank. In this case, at the moment when the spool chamber, filled with gas and isolated both from the first tank and from the second tank, communicates in any possible way, for example, by means of a valve, with an external gas consumer. Gas from the chamber enters the consumer, and at a certain point the valve isolates the chamber from the consumer. Subsequently, the spool chamber with the gas remaining in it moves towards the second tank and communicates with it. In the future, everything happens similarly to the above-considered option of the claimed solution.
Заявляемое решение при использовании его в качестве самостоятельной энергетической установки может получать газ под определенным давлением, поступающий в первую емкость, который может представлять собой или продукты сгорания топлива, или пар, получаемый при испарении жидкости в парогенераторе. The inventive solution, when used as an independent power plant, can receive gas under a certain pressure entering the first tank, which can be either products of fuel combustion or steam obtained by evaporating the liquid in a steam generator.
Возможен вариант работы заявляемого решения, когда вся емкость 1 и частично камера 9 золотника 7 (показанная на фиг. 1 в первоначальных материалах заявки) заполнены жидкостью 2. В оставшееся не заполненным жидкостью 2 пространством камеры 9 через выходной канал 10, который может быть расположен как в том месте, которое показано на фиг. 1, так и в том месте камеры 9, незаполненным жидкостью 2 в обоих случаях входной канал 10 подключен к емкости 1 подается газ, имеющий вполне определенное давление, большее, чем давление газа в емкости 5. В определенный момент времени входной канал 10 и часть камеры 9, заполненная газом, изолируется друг от друга (например, при помощи клапана). Газ в камере 9 начинает расширяться, вытесняя жидкость 2 из камеры 9 в емкость 1, и далее по трубопроводу 3 на вход в гидравлический двигатель 4, и далее в емкость 5. Таким образом, гидравлическим двигателем 4 вырабатывается механическая энергия. A possible embodiment of the claimed solution is when the
В момент времени, когда вся камера 9 и часть емкости 1 освободится от жидкости 2, золотник 7 с камерой 9, заполненной газом, начинает перемещаться в сторону емкости 5. При дальнейшем движении золотника 7 его камера 9 сообщается с емкостью 5 и газ из камеры 9 выходит в емкость 5, одновременно камера 9 наполняется жидкостью 6 из емкости 5. В емкость 1, заполненной газом, все это время идет расширение газа давление газа в момент времени, когда камера 9 золотника 7 изолировалась от емкости 1, было еще выше, чем давление газа в емкости 5, а следовательно, все это время гидравлический двигатель 4 вырабатывает механическую энергию. At the time when the
Заполненная жидкостью камера 9 начинает перемещаться от емкости 5 к емкости 1, и в определенный момент она сообщается с емкостью 1 и жидкость из камеры 9 вытекает (за счет действия на жидкость гравитационной силы) в емкость 1. После этого в пространство камеры 9, заполненное газом, подается через входной канал 10 новая порция газа, и в дальнейшем все периодически повторяется. The
В данном варианте работы заявляемого решения получается больше механической энергии, чем в случае рассмотренном выше, за счет большего расширения газа в емкости 1. Все время, когда золотника 7 с камерой 9 совершает перемещения от емкости 1 к емкости 5 и обратно, в емкости 1 идет процесс расширения газа то есть, жидкость продолжает непрерывно поступать на вход в гидравлический двигатель 4 за все время работы заявляемого решения происходит лишь колебание (циклическое) давление жидкости на его входе. In this embodiment of the claimed solution, more mechanical energy is obtained than in the case discussed above due to a greater expansion of the gas in the
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9595100674A RU2096655C1 (en) | 1995-01-16 | 1995-01-16 | Gas-liquid machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9595100674A RU2096655C1 (en) | 1995-01-16 | 1995-01-16 | Gas-liquid machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95100674A RU95100674A (en) | 1997-05-20 |
RU2096655C1 true RU2096655C1 (en) | 1997-11-20 |
Family
ID=20164070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9595100674A RU2096655C1 (en) | 1995-01-16 | 1995-01-16 | Gas-liquid machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2096655C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2592944C2 (en) * | 2011-11-05 | 2016-07-27 | эрнео Энергишпайхерзюстеме Гмбх | Energy storage devices and methods |
-
1995
- 1995-01-16 RU RU9595100674A patent/RU2096655C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
US, патент, 3611723, кл. F 03 B 1/04, 1969. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2592944C2 (en) * | 2011-11-05 | 2016-07-27 | эрнео Энергишпайхерзюстеме Гмбх | Energy storage devices and methods |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95100674A (en) | 1997-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8806866B2 (en) | Systems and methods for efficient two-phase heat transfer in compressed-air energy storage systems | |
US6582204B2 (en) | Fully-controlled, free-piston engine | |
US4955196A (en) | Internal energy engine (IEE) | |
US9109614B1 (en) | Compressed gas energy storage system | |
CN107407242B (en) | Fuel supply system and fuel feeding method | |
WO2011146162A2 (en) | Compressed gas storage unit | |
JP2002147344A (en) | Reciprocating pump for liquid and method for forcibly feeding liquid | |
US5127369A (en) | Engine employing rotating liquid as a piston | |
AU2016303395A1 (en) | Cryogenic pump for liquefied natural gas | |
US4570444A (en) | Solar motor means | |
RU2096655C1 (en) | Gas-liquid machine | |
US20200040731A1 (en) | Near-adiabatic engine | |
CA3056468A1 (en) | Apparatus and method of utilizing thermal energy using multi fluid direct contact hydraulic cycles | |
US3011450A (en) | Pump | |
US1294271A (en) | Method and apparatus for raising or forcing liquids. | |
US4334407A (en) | Compressed gas operated turbine | |
RU2094663C1 (en) | Pump | |
RU2093695C1 (en) | Heat engine | |
US1011410A (en) | Method of operating internal-combustion pumps and compressors. | |
RU30853U1 (en) | Hydroheat accumulator | |
US1224705A (en) | Utilizing expansive energy. | |
RU2078972C1 (en) | Pump plant | |
CN103147878A (en) | Phase cycling engine for hot cylinder | |
SU1315648A2 (en) | Method for converting heat energy to mechanical energy | |
CA2867333A1 (en) | Compressed gas system employing hydraulic motor for energy capture |