DE102011100712B4

DE102011100712B4 - Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Klappventilen 12 in koaxial gelagerten Rohren 15;16;17 zur Erzeugung von Druck- und Saugräumen 10;11 in den Endabschnitten eines linear geführten Fluid-Pumpenzylinders.

Info

Publication number: DE102011100712B4
Application number: DE201110100712
Authority: DE
Inventors: Bruno Bernhardt; Jürgen Stamm; Marc Sick
Original assignee: IEG Industrie Engineering GmbH
Current assignee: IEG Industrie Engineering GmbH
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2031-05-07

Abstract

Anordnung von Klappenventilen 12 in koaxial gelagerten Rohren 15; 16; 17 zur Erzeugung von Druck- und Saugräumen 10; 11 in den Endabschnitten eines linear geführten Fluid-Pumpenzylinders.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Klappenventilen 12 in koaxial gelagerten Rohren 15; 16; 17 zur Erzeugung von Druck- und Saugräumen 10; 11 in einem linear geführten Fluid-Pumpenzylinder.
Eine Anordnung mit den vorstehend genannten Merkmalen ist von Fluid-Pumpenzylindern allgemein bekannt. Bei diesen Anordnungen besteht allerdings das Problem, daß der Fluidtransport nur bei Auf- oder Abwärtsbewegung 20; 21 stattfindet, oder ein Massentransport der Auf- oder Abwärtsbewegung außerhalb des Pumpenzylinders in gleiche Austragsrichtung geführt werden muss, oder die Umkehrung der Druck- und Saugräume 10; 11 durch Umkehrung der Klappenfunktion 12 bauartbedingt nicht möglich ist, oder die Anzahl der Ventil-Durchlaßöffnungen nicht beliebig verändert werden kann. Die US-Anmeldung US 954 994 A dient als Beispiel für die zusätzliche Umleitung des Fluidtransportes über ein Rohr außerhalb des Pumpenzylinders.
Von allen bekannten Saugpumpen-Systemen hat die Weiterentwicklung mittels Klappenventil gesteuerten Fluid-Saugpumpen-Zylindern mit Linearantrieb im stetigen Massenstrom-Arbeitshub, in stets gleicher Transportrichtung, die effektivste Entwicklungsmöglichkeit. Allgemein ist es erforderlich, effektivere und ernergiesparendere Pumpensysteme zu entwickeln, die möglichst geringe Entropie-Erhöhungen im Druck- und Saugraum 10; 11 erzeugen.
Die folgenden Beispiele sind:
Der Wirkungsgrad einer elektrisch angetriebenen Flügelrad-Saugpumpe für Wassertransport mit einem Meter Saug- oder Druckhöhe liegt, auch bei neuen Entwicklungen, bei ca. 5% der Antriebsleistung. Die Verlustleistung wird in Motorwärme und Entropie-Erhöhungen des Saug- und Druckstromes umgesetzt.
Die Entropieerhöhung in einem Saugstrom fördert nicht nur maßgeblich die Verockerung in Abpumpbrunnen, sie löst auch isobare – istotherme Grenzschicht-Isolationen bei Abpump-Phasentrennungen, z. B. in Süßwasser-Salzwasser-Grenzschichtungen, d. h. es findet eine erhöhte Mischung der Süßwasser-Salzwasserschichten statt. Ein entropieerhöhter Luftabsaugstrom, vor allem durch Wirbelstrom-Pumpen erzeugt, kann den Knudsen'schen Fluß bei Bodenluft- oder Filterabsaugungen derart behindern, daß eine Ansaugmatrix für angrenzende Flüssigkeiten entsteht und der Filterkorn-Absaugraum durch angesaugte Flüssigkeiten gesperrt wird. Die kausalen Zusammenhänge werden oft nicht erkannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der genannten Art so auszubilden, daß in einer Anzahl von Druck- und Ansaugräumen 10; 11 Klappenventile 12 so anzuordnen sind, daß bei linear ausgeführten Pumpen-Arbeitshüben 20; 21 stets ein durch Packer 18 getrennter Druck- und Saugraum 10; 11 unter ständiger Druck- und Saugspannung in gleicher Lage entsteht. Dabei sollten durch entsprechend ausgelegte Anzahlen und Größen der Klappenventile turbulente Druck- oder Saugströme vermieden werden.
Die gestellte Aufgabe wird mit der genannten Anordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druck-Saugzylinder-Pumpe aus drei konzentrisch angeordneten Rohren 15; 16; 17 besteht, wobei Kolbenrohr 15 zu Zylinderrohr 16 über Kolbenrohrdichtung 14 und Kolbendichtung 13 und Zylinderrohr 16 von Mantelrohr 17 durch Packer 18 zentrisch auf Distanz gehalten wird.
Am Kolbenrohr 15 ist stirnseitig ein Klappenventil 12 oder am Umfang mehrere Klappenventile 12 und mehrere Druckstrom-Durchlaßöffnungen 19 und am Zylinderrohr 16 ebenfalls ein stirnseitiges Klappenventil 12 oder am Umfang sind mehrere Klappenventile 12 angebracht, die derart durch Druck- und Saugspannung bei Kolbenbewegung 20; 21 Druck- und Saugräume 10; 11 bilden, öffnen und schließen, daß stets zwischen Zylinderrohr 16 und Mantelrohr 17 durch den trennenden Packer 18 ein bleibender Druck- und Saugraum 10; 11 entsteht.
Eine Umkehrung des Druck- und Saugraumes 10; 11 ist nur möglich, wenn die Schließ- und Öffnungsbewegungen der Klappenventile 12 ebenfalls umgekehrt werden.
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäß ausgebildeten Anordnung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Im einzelnen zeigen:
1 schematischer Längsschnitt durch einen linear in Aufwärtsbewegung 21 geführten Fluid-Pumpenzylinder mit geöffneten und geschlossenen Klappenventilen 12 und den entstandenen Druck- und Saugräumen 10; 11, in den Druck- und Saugrohr-Abschnitten zwischen Mantelrohr 17 und Zylinder 16 als bleibender Druck- oder Saugraum 10; 11.
2 schematischer Längsschnitt durch einen linear in Abwärtsbewegung 20 geführten Fluid-Pumpenzylinder mit entgegengesetzt geöffneten und geschlossenen Klappenventilen 12 der 1, mit Bildung der gleichen Druck- und Saugrohr-Abschnitte 10; 11 zwischen Mantelrohr 17 und Zylinder 16, als bleibender Druck- oder Saugraum 10; 11.

Claims

Druck-Saugzylinder-Pumpe bestehend aus einem Kolbenrohr (15), einem Zylinderrohr (16) und einem Mantelrohr (17), – wobei die drei Rohre (15, 16, 17) konzentrisch zueinander angeordnet sind, – wobei das Kolbenrohr (15) zu dem Zylinderrohr (16) über eine Kolbenrohrdichtung (14) und eine Kolbendichtung (13) sowie das Zylinderrohr (16) von dem Mantelrohr (17) durch Packer (18) zentrisch auf Distanz gehalten werden, – wobei am Umfang des Kolbenrohrs (15) mehrere Druckstrom-Durchlassöffnungen (19) und stirnseitig am Kolbenrohr (15) ein Klappenventil (12) oder am Umfang des Kolbenrohrs (15) mehrere Klappenventile (12) angebracht sind, und – wobei am Zylinderrohr (16) ein stirnseitiges Klappenventil (12) und am Umfang mehrere Klappenventile (12) angebracht sind.
Druck-Saugzylinder-Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnen und Schließen der Klappenventile (12) umkehrbar ist und dadurch der stetige Druck- oder Saugraum in einem der Endabschnitte ebenfalls umkehrbar ist.