CH672354A5

CH672354A5 -

Info

Publication number: CH672354A5
Application number: CH1923/87A
Authority: CH
Inventors: Claudio Tschopp
Original assignee: Cryopump Ag
Priority date: 1987-05-19
Filing date: 1987-05-19
Publication date: 1989-11-15
Also published as: EP0294322A3; DE3877832D1; US4915602A; EP0294322A2; EP0294322B1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 ausgebildete Pumpe zum Pumpen eines verflüssigtes Gas aufweisenden Fluids. Eine solche, auch als cryogene Pumpe bezeichnete Pumpe kann beispielsweise verwendet werden, um ein Fluid zu pumpen, das mindestens ein verflüssigtes Gas, wie flüssigen Stickstoff, Sauerstoff oder Wasserstoff oder flüssiges Argon oder flüssige Luft und eventuell auch noch ein wenig gasförmiges Fluid enthält. Die Pumpe soll den beispielsweise ursprünglich höchstens relativ wenig über dem Umgebungs-Luftdruclc liegenden, typischerweise etwa 0,1 bis 0,5 MPa betragenden Druck des cryogenen Fluids auf beispielsweise 20 bis 50 MPa oder noch mehr erhöhen können.

Auf dem Markt bekannte, einstufige, cryogene Pumpen besitzen einen Ein- sowie einen Ausgang für das zu pumpende Fluid, ein Gehäuse, einen verschiebbar in diesem geführten Kolben und eine zum Verschieben von diesem dienende Antriebsvorrichtung. Eine sich auf der der Antriebsvorrichtung abgewandten Seite des Kolbens befindende Wand des Gehäuses weist ein erstes Rückschlagventil auf, durch welches dem Eingang zugeführtes Fluid in die zwischen der genannten Wand und dem Kolben vorhandene Pumpkammer hinein gesaugt werden kann. Ein die Pump-

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kammer umschliessender Mantelteil des Gehäuses ist bei einer Umfangsstelle mit einem Durchgang versehen, der über ein zweites Rückschlagventil mit dem Ausgang der Pumpe verbunden ist. Wenn sich der Kolben beim Betrieb von der genannten Wand wegbewegt und Fluid in die Pumpkammer hineinpumpt, kann insbesondere in der Anfangsphase eines solchen Saugtaktes wegen des entstehenden Unterdrucks ein verhältnismässig grosser Teil des verflüssigten Gases wieder in den gasförmigen Aggregatszustand gelangen, was den Betrieb der Pumpe stört und einen erheblichen Nachteil darstellt.

Zur Behebung dieses Nachteils ist es bekannt, der Pumpkammer einen Vorverdichter vorzuschalten und die Pumpe also zweistufig auszubilden. Eine Pumpe dieser Art ist zum Beispiel aus der EP-A-174 269 bekannt und besitzt ein durch eine Trennwand in zwei zylindrische Innenräume unterteiltes Gehäuse, in denen je ein Kolben verschiebbar geführt ist. Die beiden Kolben sind an einer gemeinsamen, ein mit einer Dichtung versehenes Loch der Trennwand durchdringenden Kolbenstange befestigt und durch diese mit einer Antriebsvorrichtung verbunden. Der weiter von der letzteren entfernte Kolben dient zusammen mit einer ihn enthaltenden, am der Antriebsvorrichtung abgewandten Ende offenen Hülse des Gehäuses als Vorverdichter, um das verflüssigte Gas durch in der Trennwand vorhandene Durchgänge hindurch, in die zum Hochdruckverdichter gehörende Pumpkammer zu pumpen. Damit der die beiden Kolben verbindende Teil der Kolbenstange der aus der EP-A-174 269 bekannten Pumpe in den zwischen der Trennwand und den beiden Kolben vorhandenen, zum Aufnehmen des zu pumpenden Fluids dienenden Kammern nicht zuviel Platz beansprucht, sollte er wesentlich dünner sein als die Kolben.

Wenn die Kolbenstange jedoch dünn bemessen wird, besteht beim Betrieb eine erhebliche Gefahr, dass sie bricht. Da die Trennwand, die beiden Kolben und der diese verbindende Kolbenstangenteil ausgehend von der normalen Raumtemperatur beim Pumpen auf abhängig von der Art des zu pumpenden Fluids etwa in der Grösse von — 200 °C liegende Temperaturen abgekühlt werden müssen und da beim Pumpen zwischen dem Vorverdichter und der Pumpkammer des Hochdruckverdichters ein grosser Druckunterschied entsteht, ist die zum Dichten der Durchführung der Kolbenstange durch die Trennwand erforderliche Dichtung, insbesondere wenn der die Trennwand durchdringende Kolbenstangenteil verhältnismässig dünn ist, aufwendig in der Herstellung und beim Betrieb störanfällig. Auch wenn die Kolbenstange verhältnismässig dünn bemessen wird, vergrössert sie dennoch, bei vorgegebener Förderleistung den Platzbedarf der Pumpe, wobei eine zweistufige Pumpe im übrigen schon an sich mehr Platz als eine einstufige Pumpe mit gleicher Förderleistung benötigt. Weil der wesentliche Teil der Trennwand und der den Kolben des Hochdruckverdichters umschliessende Mantel des Gehäuses sich ausserhalb eines vom Eingang zugeführtes, verflüssigtes Gas enthaltenden Behälters befindet, hat diese Pumpe zudem die Nachteile, dass der Hochdruckverdichter gegen die Umgebung nicht isoliert ist und dass die vom Kolben des Hochdruckverdichters infolge der Reibung erzeugte Wärme schlecht abgeführt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Nachteile der bekannten Pumpen zu vermeiden und insbesondere zu ermöglichen, beispielsweise ausgehend von der bekannten einstufigen Pumpe, die Verdampfung von flüssigem Fluid in der Pumpkammer möglichst gering zu halten, ohne dieser Pumpkammer eine Vorverdichterstufe vorschalten zu müssen.

Diese Aufgabe wird durch eine Pumpe der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung gelöst, wobei die

Pumpe erfindungsgemäss durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gekennzeichnet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Pumpe gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Der Erfindungsgegenstand wird nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Pumpe erläutert. In der Zeichnung zeigt die Figur 1 eine teils in Seitenansicht und teils im Vertikalschnitt dargstellte Pumpe und die Figur 2 einen Schnitt durch Teile der in Figur 1 ersichtlichen Pumpe, in grösserem Massstab.

Die in der Figur 1 ersichtliche Pumpe weist einen Sockel 1 auf, der eine Antriebsvorrichtung 3 und ein hülsenförmiges, mit Rippen versehenes Verbindungsstück 5 trägt. An diesen ist ein als Ganzes mit 11 bezeichnetes längliches Gehäuse lösbar befestigt, das einen länglichen, als durchgehend offene Hülse ausgebildeten Träger 13 aufweist, dessen einer Endabschnitt mit dem Verbindungsstück 5 verschraubt ist und dessen anderer Endabschnitt mit einem radial nach aussen ragenden, ringflanschartigen Kragen 13a versehen ist. Eine besonders deutlich in der Figur 2 ersichtliche Buchse 15 hat einen hohlzylindrischen Mantel 15a, der im letztgenannten Endabschnitt des hülsenförmigen Trägers 13 steckt, und einen radial nach aussen ragenden Kragen 15b, der an der radialen Endfläche des Kragens 13a anliegt. Die durchgehend offene Buchse 15 hat eine sich über den grössten Teil ihrer Länge erstreckende, zylindrische Innenfläche 15c und in ihrem der Antriebsvorrichtung 3 abgewandten Endabschnitt eine Erweiterung 15d, an die eine noch weitere Erweiterung 15e anschliesst. Das der Antriebsvorrichtung 3 abgewandte Ende der Buchse 15 ist durch eine aus einem separaten Teil bestehende Wand 17 des Gehäuses 11 abgeschlossen, die einen in die Erweiterung 15e hineinragenden Vorsprung aufweist und mit einer ringförmigen Dichtung 19 abgedichtet ist. Ein Klemmring 21 ist durch Gewindebolzen und Muttern aufweisende Befestigungselemente 23 lösbar mit dem Kragen 13a verbunden und drückt die Wand 17 an den Kragen 15b und diesen an den Kragen 13a an, wodurch die Wand 17 lösbar mit der Buchse 15 und diese lösbar mit dem hülsenförmigen Träger 13 verbunden wird.

Das Gehäuse 11 enthält einen als Ganzes mit 31 bezeichneten, länglichen Innenraum, in dessen von der Buchse 15 begrenztem, zylindrischem Teil ein Kolben 35 verschiebbar geführt und mit ringförmigen Dichtungen 37 abgedichtet ist. Der Kolben 35 ist durch eine mindestens zum Teil mit ihm zusammen aus einem einstückigen Körper bestehende Kolbenstange 39 mit einer Kurbel der Antriebsvorrichtung 3 verbunden, wobei ein Abschnitt des Trägers 13 als Durchführung 13b ausgebildet ist und zwei ringförmige Dichtungen 41 sowie eine manschettenförmige Dichtung 43 zum Abdichten der Kolbenstange enthält. Der Träger 13, die Buchse 15, die Wand 17, der Innenraum 31, der Kolben 35 und die Kolbenstange 39 haben eine gemeinsame, horizontale Achse 45 oder, genauer gesagt, Längsmittelachse 45 und sind zumindest im allgemeinen zu dieser rotationssymmetrisch. Der sich zwischen der Wand 17 und dem Kolben befindende Bereich des Innenraums 31 wird im folgenden als Pumpkammer 33 bezeichnet.

Der grösste Teil des Gehäuses 11 und insbesondere mindestens dessen den Kolben 35 berührender sowie dicht führender Teil, d. h. die Buchse 15, und dessen Wand 17 befinden sich im gegen die Umgebung dicht abgeschlossenen Inneraum 53 eines Behälters 51. Der Behälter 51 besitzt eine wärmeisolierende Wandung mit einer Innenwand und einer von dieser durch einen vorzugsweise evakuierten Zwischenraum getrennten Aussenwand. Im übrigen besteht die Wan-

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dung des Behälters 51 aus zwei Teilen, von denen der eine, herum verteilte, rippen- oder flügelartige Vorsprünge nach erste in der Nähe des Verbindungsstückes 5 dicht am hülsen- aussen, deren freie Ränder in das Sackloch 81 eingepresst förmigen Träger 13 befestigt und der andere, zweite durch sind und den Führungskörper in diesem festhalten, wobei lösbare Verbindungsmittel lösbar sowie dicht am ersten Teil eventuell noch zusätzliche Sicherungsmittel und/oder Befe-befestigt ist. Die untersten Abschnitte des Gehäuses 11 s stigungsmittel vorhanden sind, um den Führungskörper 87 befinden sich geringfügig über der tiefsten Stelle des zu sichern und starr im Kolben zu fixieren. Zwischen den Behälter-Innenraums 53 und die Achse 45 des Gehäuses 11 einander benachbarten, rippen- oder flügelartigen Vor-und Kolbens 35 befindet sich in der unteren Hälfte des Sprüngen des Führungskörpers sind um dessen nabenartigen Behälter-Innenraums 53 und also unterhalb der horizontalen Mittelabschnitt herum verteilte Kanäle 89 vorhanden. Ein Längsmittelachse 55 des im allgemeinen zylindrischen Behäl- io Ventilelement 91 hat einen zur Achse 45 koaxialen Teller mit ters51. einem konischen, in den konischen Ventilsitz 83 hineinpas-Ein als Eingang 57 für das zu pumpende Fluid dienender senden Abschnitt und auf seiner der Wand 17 zugewandten Stutzen mündet, beispielsweise im untersten Bereich des Seite einen kurzen, zylindrischen Vorsprung, dessen DurchBehälters 51, in dessen Innenraum 53. Die Wand 17 besitzt messer etwas kleiner ist als der Durchmesser der Durchgangmindestens einen Durchgang 59, nämlich mindestens zwei is söffnung 61a des Ventilelements 61 des ersten Rückschlag-und vorzugsweise noch mehr um die Achse 45 herum ver- ventils. Das Ventilelement 91 ist starr mit einem Bolzen 93 teilte Durchgänge 59. Diese bilden zusammen mit dem verbunden und beispielsweise mit diesem zusammen aus Behälter-Innenraum 53 Fluid-Zuleitmittel 53,59, die den einem einstückigen Körper gebildet. Der Bolzen 93 durchEingang 57 mit der Pumpkammer 33 verbinden. Ein platten- dringt das Führungsloch 87a des Führungskörpers 87, ist in förmiges Ventilelement 61 besitzt eine zentrale, zur Achse 45 20 diesem parallel zur Verschieberichtung des Kolbens verkoaxiale Durchgangsöffnung 61a und ist entlang der Achse schiebbar geführt und an seinem dem Ventilelement 91 abge-45 und also in der Verschieberichtung des Kolbens 35 ver- wandten Ende mit einem Gewinde versehen, auf das eine schiebbar in der Pumpkammer 33 geführt, wobei der mög- Mutter 95 aufgeschraubt ist. Zwischen dieser und dem liehe Verschiebeweg des Ventilelements 61 auf der einen nabenartigen Mittelabschnitt des Führungskörpers 87 ist Seite durch die Wand 17 und auf der anderen Seite durch das 25 mindestens eine Feder 97, nämlich eine den Bolzen 93 der Antriebsvorrichtung 3 zugewandte Ende der Erweiterung umschliessende Schraubenfeder angeordnet, die auf die 15d begrenzt ist. Die Durchgänge 59 dienen zusammen mit Mutter 95 und über den Bolzen 93 eine von der Wand 17 weg dem Ventilelement 61 als erstes Rückschlagventil 63, dessen zur Antriebsvorrichtung 3 hin gerichtete Kraft auf das Ventil-Ventilsitz durch die dem Kolben 35 zugewandte, ebene Stirn- element 91 ausübt. Die freien Bereiche des Sacklochs 81 fläche der Wand 17 gebildet ist. 30 bilden zusammen mit den Löchern 85 und den Kanälen 89

Die Wand 17 ist ferner mit einem zentralen, zur Achse 45 einen Durchgang. Dieser verbindet den zwischen dem koaxialen Durchgang 65 versehen, der einen sich von der Kolben 35 und der Durchführung 13b vorhandenen, freien

Pumpkammer 33 weg erweiternden, einen Ventilsitz bil- Bereich des Gehäuse-Innenraums 31 durch den Kolben 35 denden Abschnitt aufweist. Im Durchgang 65 ist ein zum Bei- hindurch fluidmässig mit der Pumpkammer 33 und bildet spiel kugelförmiges Ventilelement 67 bewegbar gehalten, das 35 zusammen mit dem in ihm vorhandenen Ventilsitz 83, dem durch eine Feder 69 gegen den Ventilsitz gedrückt wird. Der Ventilelement 91, dem Bolzen 93, der Mutter 95 und der

Durchgang 63 dient zusammen mit dem Ventilelement 65 Feder 97 ein drittes, das Einströmen von Fluid in die Pump-und der Feder 69 als zweites Rückschlagventil 71. Eine an der kammer 33 ermöglichendes Rückschlagventil 99.

Wand befestigte, dicht mit dem Durchgang 65 verbundene, Das Gehäuse 11 besteht zumindest im wesentlichen aus etwa aus einem Rohr bestehende Leitung 75 führt durch den 40 metallischen, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellten

Behälter-Innenraum 53 hindurch zu einer die Wandung des Teilen, wobei die Buchse 15 beispielsweise aus gehärtetem Behälters 51 durchdringenden Durchführung und bildet dort rostfreien Stahl besteht. Der Kolben 35 besteht beispielsweise mit dieser zusammen einen Ausgang 77 für das gepumpte aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung. Das Ventilelement 61

Fluid. Der Durchgang 65 bildet zusammen mit der Leitung besteht etwa aus rostfreiem Stahl, das Ventilelement 67 aus 75 Fluid-Ableitmittel 65,75, welche die Pumpkammer 33 mit 45 metallischem Material, etwa ebenfalls rostfreiem Stahl, und/

dem Ausgang 77 verbinden. oder Polytetrafluoräthylen und das Ventilelement 91 aus

Der Durchmesser des an den Kolben 35 anschliessenden einem metallischen Material, wie einer Beryllium-Kupfer-

Abschnitts der Kolbenstange 39 ist kleiner als der Durch- Legierung oder der unter dem Namen Monel bekannten messer des Kolbens sowie der Buchsen-Innenfläche 15c. Der Kupfer-Nickel-Legierung.

hülsenförmige Träger 13 ist zwischen der Buchse 15 und der so Beim Betrieb der Pumpe wird der Eingang 57 beispiels-Durchführung 13b mit mindestens einem seinen Mantel weise mit einem Reservoir verbunden, welches das zu pum-durchdringenden Loch 79 und nämlich mit mindestens zwei pende Fluid, d. h. verflüssigtes Gas enthält. Der im Reservoir über seinen Umfang verteilten Löchern 79 versehen. Diese vorhandene Druck ist mindestens gleich dem Umgebungs-münden in einen freien, die Kolbenstange 39 umschlies- Luftdruck und vorzugsweise etwas grösser als dieser, so dass senden Bereich des Innenraums 31 des Gehäuses 11. Der 55 das Fluid durch den im Reservoir vorhandene Druck zum Kolben 35 besitzt ein von seiner der Pumpkammer 33 zuge- Eingang 57 der Pumpe und in den Innenraum 53 von deren wandten Stirnseite her in ihn gebohrtes Sackloch 81. Dieses Behälter 51 hineingedrückt wird. Der Behälter 51 ist noch besitzt einen sich in Richtung zur Wand 77 hin konisch mit einem Gasablass 101 versehen, dessen inneres Ende sich erweiternden Mündungsabschnitt, der als Ventilsitz 83 dient. in der Nähe des obersten Bereichs des Behälter-Innenraums Der Kolben ist auf seiner der Antriebsvorrichtung 3 zuge- 60 53 befindet. Der Gasablass 101 ist beispielsweise über eine wandten und der Pumpkammer 33 abgewandten Seite zwi- Gas-Rückleitung mit dem erwähnten Reservoir oder über ein sehen seiner zylindrischen Mantelfläche und der Kolben- Überdruckventil mit der Umgebung verbunden. Der Ausstange 39 durch eine konische Ringfläche begrenzt, von der gang 77 für das verflüssigte und mit der Pumpe verdichtete aus geneigte Löcher 85 in den Kolben gebohrt sind, die in den Gas kann beispielsweise mit einer Verdampfungs- und Füll-Grundabschnitt des Sacklochs 81 münden. In dieses ist zwi- 65 Vorrichtung verbunden sein, um das nun wieder gasförmige, sehen dessen Grundabschnitt und dem Ventilsitz 85 ein Füh- aber stark verdichtete Fluid in Druckbehälter abzufüllen, rungskörper 87 eingesetzt, der im mittleren Teil einen naben- Beim Betrieb der Pumpe strömt durch den Eingang 57 artigen Mittelabschnitt aufweist. Von diesem ragen um ihn mindestens zur Hauptsache aus verflüssigtem Gas beste-

hendes Fluid in den Innenraum 53 des Behälters 51. Das verflüssigte Gas steigt im Behälter beispielsweise bis zum Niveau 111, über dem sich dann durch Verdampfen wieder in den gasförmigen Aggregatszustand gelangtes, in der Figur 1 durch Blasen angedeutetes Fluid befindet. Die sich innerhalb des Behälter-Innenraums 53 befindenden Teile des Gehäuses 11 und also insbesondere dessen Buchse 15 und Wand 17, die zusammen den eigentlichen Pumpzylinder bilden, sind beim Betrieb der Pumpe von unter Niederdruck stehendem, d. h. vom Eingang zugeführtem, noch nicht gepumptem, verflüssigtem Gas umgeben. Die beim Pumpen infolge der Reibung des Kolbens 35 in der Buchse 15 erzeugte Reibungswärme sowie auch die von der Kolbenstange 39 in der Durchführung 13b erzeugte Reibungswärme und die allenfalls in der Pumpkammer 33 sowie den drei Rückschlagventilen erzeugte Wärme kann daher zu einem grossen Teil an das im Behälter-Innenraum 53 vorhandene, unter Niederdruck stehende, verflüssigte Gas abgegeben werden, wobei diese Wärme dann als Verdampfungswärme verbraucht und mit dem dabei entstehenden Dampf aus dem Behälter 51 abtransportiert wird.

Beim Pumpen schiebt die Antriebsvorrichtung 3 den Kolben 35 abwechselnd entlang der horizontalen Achse 45 hin und her. Wenn sich der Kolben im nachfolgend als Saugtakt bezeichneten Zeitintervall in den Figuren 1 und 2 nach links, d. h. von der Wand 17 weg bewegt, wie es beim Zeichnen der Ventilelemente angenommen wurde, saugt er in der durch Pfeile angedeuteten Weise Fluid aus dem Behälter-Innenraum 53 durch das erste Rückschlagsventil 63 sowie durch die Löcher 79 und den Durchgang des dritten Rückschlagventils 99 in die Pumpkammer 33 hinein. Wenn sich der Kolben dann im nachfolgend als Verdichtungstakt bezeichneten Zeitintervall in der entgegengesetzten Richtung bewegt, drückt er Fluid aus der Pumpkammer 33 heraus über das zweite Rückschlagventil 71 zum Ausgang 77.

Nachdem die allgemeine Arbeitsweise der Pumpe beschrieben wurde, sollen nun noch einige Einzelheiten des Pumpvorgangs näher erläutert werden. Im Verdichtungstakt, in dem sich der Kolben 35 zur Wand 17 hin bewegt, presst das in der Pumpkammer 33 vorhandene Fluid das Ventilelement 61 an die Wand 17 und das Ventilelement 91 in den Kolben 35 hinein gegen den Ventilsitz 83, so dass das erste Rückschlagventil 63 sowie das dritte Rückschlagventil 99 geschlossen sind, während das zweite Rückschlagventil 71 selbstverständlich offen ist. Die Feder 97 ist so bemessen, dass sie nur eine verhältnismässig kleine Kraft erzeugt, die gerade ausreicht, um das Ventilelement 91, wenn keine anderen Kräfte auf dieses einwirken, zum Anliegen am Ven672 354

tilsitz 83 zu bringen. Wenn nun der Kolben 35 am Ende eines Verdichtungstaktes bis zum Stillstand abgebremst und dann am Anfang des Saugtaktes in der von der Wand weg verlaufenden Richtung beschleunigt wird, sind die durch die Trägheit auf das Ventilelement 91 ausgeübten Kräfte bestrebt, das Ventilelement 91 vom Ventilsitz 83 abzuheben. Diese Trägheitskräfte werden dann noch durch den Staudruck des sich auf der linken Seite des Ventilelements 91 befindenden Fluids unterstützt. Dies hat zur Folge, dass das dritte Rückschlagventil 99 am Anfang eines Saugtaktes sehr rasch geöffnet wird. Dadurch kann weitgehend vermieden werden, dass in der besonders kritischen Anfangsphase des Saugtaktes in der Pumpkammer ein das Verdampfen von verflüssigtem Gas bewirkender Druckabfall entsteht. Wenn sowohl das erste als auch das dritte Rückschlagventil offen sind, ergeben sie zusammen einen verhältnismässig grossen Durchlassquerschnitt, was der Entstehung von Druckabfällen und dem Verdampfen von verflüssigtem Gas ebenfalls entgegenwirkt. Die bereits erwähnte Tatsache, dass beim Pumpen in der Pumpkammer 33 und deren Umgebung durch Reibung und/oder in anderer Weise erzeugte Wärme an das im Behälter-Innenraum 53 vorhandene, die Buchse 15 und Wand 17 umgebende, verflüssigte Gas abgegeben werden kann, hilft ebenfalls mit, das Verdampfen von verflüssigtem, sich in der Pumpkammer befindendem Gas zu vermeiden.

Das Ventilelement 91 kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass die der Wand 17 zugewandte Ringfläche seines konischen Abschnitts, wenn es in seiner Schliessstel-lung am Ventilsitz 83 anliegt, etwa bündig mit der Stirnfläche des Kolbens ist. Ferner kann der Verschiebeweg des Kolbens derart festgelegt werden, dass er und die genannte Ringfläche des Ventilelements 91 am Ende des Verdichtungstaktes,

wenn das Ventilelement 61 an der Wand 17 anliegt, ihrerseits mindestens annähernd am Ventilelement 61 anliegen und dass der Vorsprung des Ventilelements 91 in die zentrale Öffnung 61a des Ventilelements 61 hinein ragt. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, wird das freie Volumen der Pumpkammer am Ende des Verdichtungstaktes nahezu auf Null reduziert, so dass sich in der Pumpkammer 33 und zwischen dieser und den Ventilsitzen der drei Rückschlagventile praktisch kein toter Raum ergibt.

Die Pumpe kann selbstverständlich in verschiedener Hinsicht modifiziert werden. Beispielsweise kann die Feder 97 des dritten Rückschlagventils eventuell weggelassen werden. Des weitern könnte man die Durchgänge der drei Rückschlagventile und insbesondere den Durchgang des dritten Rückschlagventils und verschiedenen Weisen ändern.

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1 Blatt Zeichnungen

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672354 PATENTANSPRÜCHE

1. Pumpe zum Pumpen eines verflüssigtes Gas aufweisenden Fluids, mit einem Eingang (57) sowie einem Ausgang (77) für das Fluid, einem Gehäuse (11), das einen Innenraum (31) enthält, in welchem ein Kolben (35) verschiebbar geführt ist, den Eingang (57) mit einer zwischen einer Wand (17) des Gehäuses (11) und dem Kolben (35) vorhandenen Pumpkammer (33) des Innenraumes (31) verbindenden, ein erstes Rückschlagventil (63) aufweisenden Fluid-Zuleitmit-teln (53,59) und die Pumpkammer (33) mit dem Ausgang (77) verbindenden, ein zweites Rückschlagventil (71) aufweisenden Fluid-Ableitmitteln (65,75), dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (35) ein drittes Rückschlagventil (99) aufweist, über das der Eingang (57) mit der Pumpkammer (33) verbunden ist und das zum Einlassen von Fluid in diese ausgebildet ist.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Rückschlagventil (99), einen bezüglich des Kolbens (35) festen Ventilsitz (83) und ein Ventilelement (91) aufweist, das in einer Schliessstellung am Ventilsitz (83) anliegt und in Richtung zur Wand (17) hin von diesem wegbewegbar ist.

3. Pumpe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Feder (97), die auf das Ventilelement (91) des dritten Rückschlagventils (99) eine zu dessen Ventilsitz (83) hin gerichtete Kraft ausübt.

4. Pumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (35) auf seiner an die Pumpkammer (33) angrenzenden Stirnseite eine den Ventilsitz (83) des dritten Rückschlagventils (99) bildende Vertiefung besitzt, dass das Ventilelement (91) des dritten Rückschlagventils (99) mit einem Bolzen (93) verbunden ist, dass im Kolben (35) ein den Bolzen (93) verschiebbar führendes Führungsloch (87a) vorhanden ist und dass die Vertiefung über mindestens zwei im Kolben (35) vorhandene, um das Führungsloch (87a) herum verteilte Kanäle (89) mit dem Eingang (57) verbunden ist.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang (57) fluidmässig mit einem sich auf der der Wand (17) abgewandten Seite des Kolbens (35) befindenden Bereich des Innenraums (31) des Gehäuses (11) verbunden ist und dass das dritte Rückschlagventil (99) einen mindestens einen Teil des Kolbens (35) durchdringenden Durchgang (81,85,89) mit mindestens einem in den genannten Innenraum-Bereich mündenden Loch (85) und vorzugsweise mindestens zwei solche Löcher (85) besitzt, deren in den genannten Innenraum-Bereich mündenden Mündungen um die Achse (45) des Kolbens (35) herum verteilt sind.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das erste Rückschlagventil (63) mindestens einen die Wand (17) durchdringenden Durchgang (59) und ein in der Verschieberichtung des Kolbens (35) bewegbar gehaltenes Ventilelement (61) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluid-Ableitmittel (65,75) ebenfalls einen die Wand (17) durchdringenden Durchgang (65) aufweisen.

7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der die Wand (17) durchdringende Durchgang (65) der Fluid-Ableitmittel (65,75) einen Ventilsitz für das zweite Rückschlagventil (71) bildet und ein zu diesem gehörendes, bewegbares Ventilelement (67) enthält, an dem vorzugsweise eine Feder (69) angreift, wobei dieser Durchgang (65) der Fluid-Ableitmittel (65,75) vorzugsweise koaxial zur Achse (45) des Kolbens (35) angeordnet ist, das Ventilelement (61) des ersten Rückschlagventils (63) vorzugsweise in der Pumpkammer (33) zwischen der Wand (17) und dem Kolben (35) angeordnet ist sowie eine zur Längsmittelachse (45) des Kolbens (35) koaxiale, Durchgangsöffnung (61a) hat und das erste Rückschlagventil (63) vorzugsweise mindestens zwei um den Durchgang (65) der Fluid-Ableitmittel (65,75) herum verteilte Durchgänge (59) aufweist.

8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest die Wand (17) und derjenige Teil (15) des Gehäuses (11), dessen Innenfläche mit dem Kolben (35) in Berührung kommt, im Innenraum (53) eines mindestens zum Teil eine wärmeisolierende Wandung besitzenden Behälters (51) befinden, dass der Eingang (57) über den Innenraum (53) des Behälters (51) mit dem ersten Rückschlagventil (63) sowie mit dem dritten Rückschlagventil (99) verbunden ist und dass der Behälter (51) einen Gasablass (101) zum Ablassen von in den gasförmigen Aggregatszustand gelangten Fluid besitzt.

9. Pumpe nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet dass die Achse (45) des Kolbens (35) horizontal ist und sich vorzugsweise unterhalb der vorzugsweise ebenfalls horizontalen Achse (55) des Behälters (51) befindet, dass der Kolben (35) auf seiner der Wand (17) abgewandten Seite durch eine Kolbenstange (39) mit einer Antriebsvorrichtung (3) verbunden ist, dass das Gehäuse (11) zwischen dem Kolben (35) und einer die Kolbenstange (39) gegen das Gehäuse (11) abdichtenden Dichtung (41) mindestens ein seinen Innenraum (31) mit dem Innenraum (53) des Behälters (51) verbindendes Loch (79) und vorzugsweise mindestens zwei um die Achse (45) des Kolbens (35) herum verteilte Löcher (79) besitzt, wobei sich die Mündung des bzw. eines Lochs (85) des Kolbens (35) vorzugsweise oberhalb des an diesen anschliessenden Abschnitts der Kolbenstange (39) befindet, wobei sich das bzw. ein Loch (79) des Gehäuses (11) vorzugsweise bei der obersten Umfangstelle des zwischen dem Kolben (35) und der Dichtung (41) vorhandenen Abschnitts des Gehäuses (11) befindet, und wobei der Gasablass (101) vorzugsweise oberhalb des sich im Behälter (51) befindenden Teils des Gehäuses (11) in der Nähe des obersten Bereichs des Behälter-Innenraums (53) angeordnet ist.

10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausschliesslich den genannten Kolben (35) und keine andern Kolben aufweist.