Гідравлічний пневмогенератор

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к конструкциям устройств для преобразования энергии потока жидкости в механическую или иную энергию. Ближайшим аналогом к данному изобретению есть патент США №4208878 "Гидропневматический гидрогенератор" включающий вертикальный направляющий блок закрепленный у самого дна водоема, внутренняя полость которого сообщена с водоемом, утяжеленный поплавок, установленный в направляющем блоке с возможностью вертикального перемещения, поршневой насос двустороннего действия для перекачки гидравлической жидкости по замкнутому контуру, поршень которого связан при помощи соединительного элемента с поплавком, пневмогидроаккумулятор, сообщенный посредством напорного трубопровода с полостями нагнетания насоса, преобразователь энергии потока гидравлической жидкости, преимущественно в виде турбины и всасывающий тр убопровод. Недостатком известного устройства является большой расход жидкости и наличие плотины для образования верхнего и нижнего бьефов. Малоэффективность использования сил всплытия из-за утяжеленного поплавка и большие потери энергии связанные с перекачкой воды (она же - рабочая жидкость). Цель данного изобретения - исключить необходимость постройки плотины для образования верхнего и нижнего бьефов и значительно сократить расход жидкости путем многократного ее использования. Для достижения этой цели предлагается всю аппаратуру пневмогенератора закрепить на каркасе 1 и разместить в ограниченном объеме, выполненным, например, в виде бассейна 2 заполненного жидкостью. На чертеже (фиг.) представлена схема гидравлического пневмогенератора, который содержит закрепленный вблизи поверхности жидкости вертикальный направляющий блок 3, выполненный по меньшей мере в виде одной шахты 4 с отверстиями 5 и 6 для забора окружающей жидкости и отверстием 7 для слива, поплавок 8, выполненный в виде облегченной емкости, установленный в направляющем блоке с возможностью вертикального перемещения, закрепленный ниже вертикального направляющего блока поршневой пневмонасос 9 двухстороннего действия, необходимый для сжатия газа, поршень 10 которого при помощи соединительного элемента, выполненного в виде штока 11 связан с поплавком 8, пневмоаккумулятор 12 сообщенный посредством напорных трубопроводов 13 с полостями нагнетания насоса 9, преобразователь 14 энергии пневмопотока, преимущественно в виде турбины и всасывающий трубопровод 15. Полость 16 шахты 4 сообщена с атмосферой и через отверстия 5 и 6 с окружающей жидкостью, а через отверстие 7 со сливным коллектором 17, который через отверстие 18 по стояку 19 сообщается с камерой давления 20, для создания необходимого давления на выходе из стояка 19 в него вмонтирована напорная труба 21 от инжекционного насоса 22. Поплавок 8 установлен на направляющих роликах 23, поршень 10 связан со штоком 11 и поплавком 8 посредством шарниров 24 и 25, позволяющих компенсировать перекосы. Пневмоаккумулятор 12 установлен на опоре 26 закрепленной на каркасе 1 и имеет выпускной вентиль 27, предохранительный клапан 28, манометр 29, он сообщен с преобразователем 14 энергии посредством магистрали 30. В нагнетательном трубопроводе установлен регулятор давления 31, а в магистрали 30 выпускной клапан 32 и сопло 33. Пневмогенератор снабжен устройством автоматического управления заслонками 34, 35 и 36, установленными в отверстиях 5, 6 и 7, датчиком 37 заполнения поплавка 8 жидкостью и датчиком 38 слива жидкости из поплавка 8. В бассейне могут быть несколько секций, в каждой секции свой каркас 1, на котором могут быть установлены несколько направляющих блоков 3. Гидравлический пневмогенератор работает следующим образом. При открытии заслонки 34 окружающая жидкость через отверстие 5 поступает во внутреннюю полость 16 шахты 4 омывая и охлаждая при этом наружную поверхность цилиндра пневмонасоса 9, под действием сил всплытия поплавок 8 поднимается, перемещая посредством штока 11 поршень 10 пневмонасоса 9. При этом газ в надпоршневом пространстве сжимается и по нагнетательному трубопроводу 13, через вентиль 31 поступает в пневмоаккумулятор 12. При открытии выпускного клапана 32 по магистрали 30 через выпускной вентиль 27 сжатый газ подается на преобразователь 14, где осуществляется преобразование потока сжатого газа в механическую энергию, достаточную для вращения турбины сочлененной, например, с электрогенератором. При достижении верхней точки поплавок 8 поднимает крышку-заслонку 36 и через отверстие 6 жидкость заполняет емкость поплавка 8. Посредством устройства автоматического управления после заполнения емкости поплавка 8 срабатывает датчик 37, закрывается заслонка 34 и открывается заслонка 36, жидкость через отверстие 7 сливается в коллектор 17. Наполненная жидкостью емкость поплавка 8 зависает на штоке 11, который связан с поршнем 10, система поплавок 8, шток 11, поршень 10 опускается вниз, происходит сжатие газа в подпоршневом пространстве. Сжатый газ по нагнетательному трубопроводу поступает в пневмоаккумулятор 12. Подпоршневое пространство освобождается от сжатого газа, а надпоршневое пространство заполняется новой порцией газа. По достижении поршнем 10 нижней мертвой точки срабатывает датчик 38 и жидкость начинает сливаться из емкости поплавка 8, по окончании слива заслонка 36 закрывается, а заслонка 34 открывается и цикл повторяется. После закрытия заслонки 36 в коллектор подается малая порция газа с избыточным давлением и жидкость по стояку 19 устремляется в камеру давления 20, стремясь заполнить объем камеры давления 20, однако сжатый газ находящийся там не позволяет это сделать и выталкивает излишки жидкости в окружающую среду до создания равновесия жидкость - газ. Для поддержания избыточного давления в стояке 19 применяют инжекционный насос 22, от которого жидкость под давлением по трубопроводу 21 подается в стояк 19. Пневмоаккумулятор 12 может быть подключен одновременно к нескольким пневмонасосам 9.