DE1143528B

DE1143528B - Piston pump for conveying low-boiling liquefied gases

Info

Publication number: DE1143528B
Application number: DEU5693A
Authority: DE
Inventors: Christian Friedrich Gottzmann
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1957-10-25
Filing date: 1958-10-21
Publication date: 1963-02-14

Description

Kolbenpumpe zum Fördern tiefsiedender verflüssigter Gase Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenpumpe zum Fördern tiefsiedender verflüssigter Gase auf sehr hohen Druck mit einem Gehäuse, das an seinem unteren Ende eine Kammer aufweist, in die ein Einlaß-Kugelventil hineinragt und die mit einem Auslaß-Kugelventil versehen ist, das einen Auslaßkanal steuert, sowie mit einem in dem Gehäuse angeordneten Kolben, der in einer zwischen dem Gehäuse und dem Kolben eingesetzten Hülse abdichtend geführt ist.Piston pump for conveying low-boiling liquefied gases The invention refers to a piston pump for pumping low-boiling liquefied gases very high pressure with a housing that has a chamber at its lower end, into which an inlet ball valve protrudes and which are provided with an outlet ball valve which controls an outlet channel, as well as with one arranged in the housing Piston sealed in a sleeve inserted between the housing and the piston is led.

Mit der Pumpe gemäß der Erfindung wird insbesondere bezweckt, ein verflüssigtes Gas mit einem normalen Siedepunkt unterhalb 273° K, wie beispielsweise flüssigen Sauerstoff oder Stickstoff, auf einen ultrahohen Druck, z. B. 700 at, zu bringen.With the pump according to the invention is particularly intended to be a liquefied gas with a normal boiling point below 273 ° K, such as liquid oxygen or nitrogen, to an ultra high pressure, e.g. B. 700 at, bring to.

Es sind Pumpen bekannt, die bis zu Auslaßdrücken von etwa 210 at zufriedenstellend arbeiten. Für Auslaßdrücke oberhalb 350 at oder mehr versagen diese Pumpen. Der Grund liegt unter anderem darin, daß das schädlicheVolumen zwischen Pumpenkolben und Zylinder zu groß ist. Der spontan entstehende Dampf begrenzt die geförderte Flüssigkeitsmenge. Der Liefergrad sinkt damit erheblich ab. Je größer der Auslaßdruck ist, um so stärker tritt dieser Nachteil in Erscheinung. Bei Auslaßdrücken von etwa 700 at liefern die bekannten Pumpen praktisch keine Flüssigkeit mehr. Das Abfallen des Liefergrades mit der Erhöhung des Druckverhältnisses beruht teilweise auch auf einem erhöhten Druckabfall längs des Leckweges zwischen dem Pumpenkolben und dem umgebenden Zylinder.Pumps are known which can operate satisfactorily up to outlet pressures of about 210 atm work. For outlet pressures above 350 atm or more these pumps fail. Of the One of the reasons for this is that the harmful volume between pump pistons and cylinder is too big. The spontaneously generated steam limits the amount of steam that is conveyed Amount of liquid. The degree of delivery drops significantly. The greater the outlet pressure the more pronounced this disadvantage is. At outlet pressures of about 700 at, the known pumps deliver practically no more liquid. The falling away the degree of delivery with the increase in the pressure ratio is partly based on an increased pressure drop along the leakage path between the pump piston and the surrounding cylinder.

Man hat auch bei den bisherigen Pumpen den Auslaßdruck durch die Maßnahme begrenzt, die Kolbenkräfte proportional zur Höhe des Auslaßdruckes ansteigen zu lassen, was aber zu einer höheren Kolbenreibung führt. Die entstehende Wärme geht in die Flüssigkeit, die dann verdampft. Auch dadurch wird der Liefergrad erheblich erniedrigt.With the previous pumps, the outlet pressure is also available through the measure limited, the piston forces increase proportionally to the level of the outlet pressure leave, but this leads to higher piston friction. The resulting heat goes into the liquid, which then evaporates. This also increases the degree of delivery considerably humiliated.

Ziel der Erfindung ist eine Pumpe, die ohne Schwierigkeit und mit ausreichendem Liefergrad verflüssigte Gase auf Drücke von etwa 350 bis 700 at bringen löst, daß die den Kugelventilen zugekehrte Fläche des kann.The aim of the invention is a pump that without difficulty and with Bring liquefied gases to pressures of around 350 to 700 atm with a sufficient degree of delivery solves that the surface facing the ball valves can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-Kolbens einen Hohlraum erhält, der am Ende des Druckhubes den größten Teil des Einlaß-Kugelventils umschließt. Hierdurch wird das schädliche Volumen zwischen Kolben und Zylinder auf ein Minimum verkleinert.According to the invention, this object is achieved by ge-piston having a cavity receives, which encloses most of the inlet ball valve at the end of the pressure stroke. This keeps the harmful volume between the piston and cylinder to a minimum scaled down.

Um die Reibungswärme zwischen Kolben und Zylinderhülse bei den dort auftretenden hohen Drükken zu vermindern, wird für die Zylinderhülse ein Schmiermittel enthaltendes Metall verwendet. Zweckmäßigerweise wird hierfür gesinterte Bronze mit hohem Graphitgehalt benutzt.In order to reduce the frictional heat between the piston and the cylinder sleeve To reduce the high pressures that occur, a lubricant is used for the cylinder sleeve containing metal used. Sintered bronze is expediently used for this used with a high graphite content.

Beste Liefergrade bei Berücksichtigung der Leckverluste und der Kolbenerwärmung ergeben sich, wenn zwischen dem Kolben und der Zylinderhülse ein Spiel von 0,005 bis 0,009 cm besteht.Best degree of delivery when taking leakage losses and piston heating into account result if there is a clearance of 0.005 between the piston and the cylinder sleeve up to 0.009 cm.

Zweckmäßigerweise werden mehrere Einlaß-Kugelventile vorgesehen. Günstig ist es, hohle Kugelventilkörper zu benutzen.A plurality of inlet ball valves are expediently provided. Cheap is to use hollow ball valve bodies.

Die Führungshülse besteht, insbesondere um die Übertragung von Wärme infolge der Reibung zwischen Kolben und Zylinder auf den Pumpenkopf möglichst zu unterbinden, aus zwei Teilen, zwischen denen zur Verhinderung der Übertragung von Reibungswärme ein vorzugsweise aus Kunststoff bestehender Wärmeisolierring eingesetzt ist.The guide sleeve consists, in particular, of the transfer of heat towards the pump head as much as possible due to the friction between piston and cylinder prevent two parts between which to prevent the transmission of Frictional heat, a heat insulating ring, preferably made of plastic, is used is.

Ist es bei beschränktem Raum nicht möglich, den Pumpenkörper aus dem Behälter senkrecht herauszuführen, wird vorteilhafterweise der Pumpenkörper in der Behälterwandung in besonderer Weise gelagert. Zweckmäßig hierfür ist eine nahezu waagerechte Lagerung im Flüssigkeitsbehälter, wobei der Pumpenkörper etwa 10 bis 30° zur Horizontalen geneigt und in einer Buchse gelagert ist, die sich durch eine Öffnung der Behälterwand hindurch erstreckt und mit ihrem inneren Ende mit der Behälterinnenwand, mit ihrem äußeren Ende dagegen mit der Behälteraußenwand druckdicht verbunden, beispielsweise verschweißt ist. Der Pumpenkörper hat einen angeschweißten Ringflansch, der mittels einer als Stopfbuchse mit einer Dichtungspackung und einem nachstellbaren Verschlußflansch ausgebildeten Buchse druckdicht mit dem Behälter verbunden ist. Zwischen dem Pumpenkörper und dem zylindrischen Buchsenteil befindet sich vorteilhafterweise ein Wärmeisoliermantel, z. B. aus geschäumtem Kunststoff. Zur Erleichterung des Einbaues ist es günstig, den Wärmeisoliermantel noch mit einer äußeren Hülle aus Metall auszustatten.Is it not possible to remove the pump body from the Lead out container vertically, the pump body is advantageously in the Container wall stored in a special way. Practical for this is an almost horizontal storage in the liquid container, the pump body about 10 to 30 ° to the horizontal and is mounted in a socket that extends through a Opening of the container wall extends therethrough and with its inner end with the container inner wall, with its outer end, however, connected to the outer wall of the container in a pressure-tight manner, for example is welded. The pump body has a welded one Ring flange, by means of a stuffing box with a packing and an adjustable one Closing flange formed socket is pressure-tightly connected to the container. There is advantageously located between the pump body and the cylindrical socket part a thermal insulation jacket, e.g. B. made of foamed plastic. To facilitate the When installing it, it is advantageous to have the thermal insulation jacket with an outer shell To equip metal.

Die Pumpe gemäß der Erfindung wird mit besten Ergebnissen für Auslaßdrücke über 350 at eingesetzt. Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar. Es zeigt Fig. 1 einen Längsquerschnitt durch eine Kolbenpumpe gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Längsquerschnitt durch das Ventilende der Kolbenpumpe gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung und Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Anschluß der Kolbenpumpe in der Wandung eines Flüssiggasbehälters.The pump according to the invention works with best results for discharge pressures used over 350 at. The drawing represents an embodiment of the subject of the invention. FIG. 1 shows a longitudinal cross section through a piston pump according to the invention, Fig. 2 is a longitudinal cross-section through the valve end of the piston pump according to another embodiment of the invention and FIG. 3 shows a longitudinal section by connecting the piston pump in the wall of a liquid gas container.

Aus Fig. 1 ergibt sich, daß die Pumpe einen Pumpenkörper C aufweist, dessen oberer Teil 10 mittels einer Schraubverbindung mit dem unteren Teil 10a verbunden ist. Der Kopf 12 hat eine mittige Öffnung 13, die mit Zweigdurchtrittskanälen 14 im Ventilsitzteil 14 a in Verbindung steht. Die inneren Enden der Durchtrittskanäle 14 weisen Einlaßventilsitze 15 und Auslässe 15 a auf. Der Einlaßventilkäfig 16 ist mit einem Vorsprung 17 verschraubt und so mit dem inneren Ende des Sitzteiles 14a verbunden. Einlaß-Kugelventile 18 (entweder massiv oder hohl) sind innerhalb des Käfigs 16 untergebracht und ruhen in der Schließstellung auf den Ventilsitzen 15. Sie werden in der offenen Stellung von dem Käfig 16 angehalten. Der Auslaßkanal 19 wird durch ein Auslaß-Kugelventi120 gesteuert, welches durch den Auslaßdruck und mittels einer von einer Kappe 23 gehaltenen Feder 22 gegen seinen Sitz 21 gedrückt wird. Von der Seite des Auslaßventils 20 führt eine Auslaßleitung 24 das gepumpte verflüssigte Gas zu einem Kanal 25 im unteren Flansch 26, der mit der Leitung 27 in Verbindung steht. Die Leitung 27 durchläuft eine Deckplatte 27a. Die Kugelventile 18 und 20 sind vorzugsweise aus Metall. Als solche Metalle eignen sich rostsicherer Stahl, Nickelstahl und Aluminium mit harter Oberfläche.From Fig. 1 it can be seen that the pump has a pump body C, the upper part 10 of which is connected to the lower part 10a by means of a screw connection. The head 12 has a central opening 13 which is in communication with branch passage channels 14 in the valve seat part 14 a. The inner ends of the passage channels 14 have inlet valve seats 15 and outlets 15 a . The inlet valve cage 16 is screwed to a projection 17 and thus connected to the inner end of the seat part 14a. Inlet ball valves 18 (either solid or hollow) are housed within cage 16 and rest on valve seats 15 in the closed position. They are stopped by cage 16 in the open position. The outlet channel 19 is controlled by an outlet ball valve 120 which is pressed against its seat 21 by the outlet pressure and by means of a spring 22 held by a cap 23. From the side of the outlet valve 20 , an outlet line 24 leads the pumped liquefied gas to a channel 25 in the lower flange 26, which is in communication with the line 27. The line 27 runs through a cover plate 27a. The ball valves 18 and 20 are preferably made of metal. As such metals, rustproof steel, nickel steel and aluminum with a hard surface are suitable.

Die Pumpe ist mit einem hin- und hergehenden Teil p ausgerüstet, dessen inneres Ende ein Kolben 28 ist, welcher in das Ende der Pumpkammer 11 gegenüber dem Kopf 12 eintritt. Das innere Ende des Kolbens 28 ist mit einem eingearbeiteten Hohlraum 28 a versehen, welcher den Käfig 16 mit dem Einlaßventil 18 am Ende des Auslaßhubes überdeckt. Die innere Endoberfläche des Kolbens 28 befindet sich am Ende des Auslaßhubes nahe an der inneren Oberfläche des Kopfes 12, wodurch das schädliche Volumen innerhalb der Pumpkammer auf ein Mindestmaß gebracht wird. Es sei bemerkt, daß bei dieser Ausführungsform der Erfindung der schädliche Raum im wesentlichen nur aus jenem Teil des Raumes innerhalb des Hohlraumes 28 a besteht, welcher nicht durch die Einlaßventile 18 und den Käfig 16 ausgefüllt ist.The pump is equipped with a reciprocating part p, the inner end of which is a piston 28 which enters the end of the pumping chamber 11 opposite the head 12. The inner end of the piston 28 is provided with an incorporated cavity 28 a, which covers the cage 16 with the inlet valve 18 at the end of the exhaust stroke. The inner end surface of the piston 28 is close to the inner surface of the head 12 at the end of the exhaust stroke, thereby minimizing the harmful volume within the pumping chamber. It should be noted that in this embodiment of the invention the harmful space consists essentially only of that part of the space within the cavity 28 a which is not filled by the inlet valves 18 and the cage 16.

Der Kolben 28 ist in der Bohrung der Pumpkammer mit einer leichten Gleitpassung geführt. Es soll dabei ein geringes Spiel bestehen, um einen kleinen Fluß verflüssigten Gases längs des Kolbens zu ermögliehen. Eine Führungshülle 29 ist vorzugsweise zwischen dem oberen Teil 10 und dem Kolben 28 vorgesehen, wobei die Hülse 29 einen Durchmesser etwa dem der Pumpkammer 11 hat. Es wurde gefunden, daß ein Spiel zwischen dem Kolben 28 und der Führungshülse 29 von 0,05 bis 0,09 mm bei der niedrigen Betriebstemperatur eine freie Bewegung des Kolbens zuläßt und zugleich angemessen niedrige Leckverlustwerte ergibt. Obwohl selbstschmierendes Material, z. B. ein abgebundener Graphit, für die Hülse 29 zweckmäßig wäre, erwies sich ein solches Material für den Betrieb von Pumpen ultrahohen Druckes wegen der erhöhten Festigkeits- und Dehnbarkeitsbedingungen als unzweckmäßig. Es sind daher schmiermittelhaltige Metalle als Hülsenmaterial für die Pumpe gemäß der Erfindung vorzuziehen. Zu diesen Materialien gehören hochgraphithaltige gesinterte Bronze, mit plastischen Werkstoffen, wie polymerisiertes Tetrafluoräthylen oder Chlorotrifluoräthylen, imprägnierte poröse Bronze sowie eine poröse Bronze, die mit einem Ölimprägniert ist, dessen Eigenschaften sich mit der gepumpten kalten Flüssigkeit vertragen. Diese Stoffe sorgen für einen niedrigen Reibungsfaktor zwischen dem Kolben 28 und der Hülse 29 von weniger als etwa 0,35. Ein Wärmeisolierring 30 niedriger thermischer Leitfähigkeit aus Kunststoff ist in der Hülse 29 angeordnet, um den durch Reibung auf Grund der Kolbenbewegung erzeugten Wärmestrom zu begrenzen. Die Wirkung dieses Ringes 30 ist, das Temperaturgefälle zwischen dem warmen Ende der Pumpe und der Pumpkammer 11 zu unterbrechen und hierdurch die Temperatur der Wandungen in der Pumpkammer herabzusetzen. Der Ring 30 ist vorzugsweise gerade oberhalb des inneren Endes des Kolbens 28 angeordnet, wenn dieser das Ende des Saughubes erreicht hat. Zu den zweckmäßigen Stoffen für den Ring 30 gehören Polytetrafluoräthylen, mit Glasgewebe verstärktes Melaminharz und mit dem Gewebe oder Fasern verstärktes Phenolformaldehydharz für das Pumpen inerter Gase, wie Stickstoff. Für Betrieb mit Sauerstoff eignet sich auch Polytetrafluoräthylen. Um die Wärmeleitung vom kalten Ende der Pumpe möglichst zu vermindern, ist der obere Teil 10 so lang und dünn ausgeführt, wie es sich für die angemessene Festigkeit verträgt. Vorzugsweise weist ferner das verwendete Material eine niedrige Wärmeleitfähigkeit auf, um Wärmeverluste in Längsrichtung auf ein Mindestmaß zu beschränken.The piston 28 is guided in the bore of the pump chamber with a slight sliding fit. There should be a slight clearance to allow a small flow of liquefied gas along the piston. A guide sleeve 29 is preferably provided between the upper part 10 and the piston 28, the sleeve 29 having a diameter approximately that of the pump chamber 11. It has been found that a clearance between the piston 28 and the guide sleeve 29 of 0.05 to 0.09 mm allows free movement of the piston at the low operating temperature and at the same time gives reasonably low leakage values. Although self-lubricating material, e.g. B. a set graphite, for the sleeve 29 would be appropriate, such a material for the operation of ultra-high pressure pumps proved to be inexpedient because of the increased strength and ductility conditions. It is therefore preferable to use lubricant-containing metals as the sleeve material for the pump according to the invention. These materials include sintered bronze with a high graphite content, with plastic materials such as polymerized tetrafluoroethylene or chlorotrifluoroethylene, impregnated porous bronze and a porous bronze that is impregnated with an oil whose properties are compatible with the cold liquid being pumped. These materials provide a low coefficient of friction between piston 28 and sleeve 29 of less than about 0.35. A heat insulating ring 30 of low thermal conductivity made of plastic is arranged in the sleeve 29 in order to limit the heat flow generated by friction due to the piston movement. The effect of this ring 30 is to interrupt the temperature gradient between the warm end of the pump and the pump chamber 11 and thereby reduce the temperature of the walls in the pump chamber. The ring 30 is preferably positioned just above the inner end of the piston 28 when it has reached the end of the suction stroke. Suitable materials for the ring 30 include polytetrafluoroethylene, melamine resin reinforced with glass cloth, and phenol-formaldehyde resin reinforced with the cloth or fibers for pumping inert gases such as nitrogen. Polytetrafluoroethylene is also suitable for operation with oxygen. In order to reduce the conduction of heat from the cold end of the pump as much as possible, the upper part 10 is made as long and thin as is tolerated for the appropriate strength. Furthermore, the material used preferably has a low thermal conductivity in order to limit heat losses in the longitudinal direction to a minimum.

Um das entlang dem Kolben 28 aus der Pumpkammer 11 fließende verflüssigte Gas zu entlüften, ist eine Kanaleinrichtung vorgesehen, die mit dem nicht dargestellten Flüssigkeitsbehälter in Verbindung steht und in Form von einem oder mehreren Lüftungskanälen 31 im unteren Teil des oberen Teiles 10 ausgebildet ist. Diese Kanäle 31 sind vorzugsweise so weit zum warmen Ende der Pumpe hin angeordnet, wie es möglich ist, um einen langen Leckweg zu schaffen.To the liquefied flowing along the piston 28 from the pump chamber 11 To vent gas, a channel device is provided, which is not shown with the Liquid container is in communication and in the form of one or more ventilation channels 31 is formed in the lower part of the upper part 10. These channels 31 are preferred placed as far towards the warm end of the pump as possible to make a long one To create leak path.

Die Kanäle 31 werden vom Kolben verschlossen, doch entrinnt, da zwecks leichten Betriebes ein gewisses Spiel vorhanden sein muß, eine kleine Menge der Flüssigkeit aus der Pumpkammer 11 durch die Kanäle 31 in den Behälter, in welchem der Pumpenkörper eingetaucht ist. Auf diese Weise geht der Leckverlust nicht in die Atmosphäre verloren, sondern wird zur Pumpe zurückgeführt.The channels 31 are closed by the piston, but escapes, there for the purpose light operation there must be a certain amount of play, a small amount of the Liquid from the pumping chamber 11 through the channels 31 into the container in which the pump body is submerged. This way the leakage loss does not go in the atmosphere is lost but is returned to the pump.

Das warme Ende der Hülse 29 wird von einer Stopfbüchsenbrille 32 festgehalten, die einen Boden für den Stopfbüchsenabschnitt des oberen Teiles bildet. Dieser Abschnitt wird mit Packringen 33 ausgefüllt, die von einer Stopfbüchsengegenbrille 34 und einer Packmutter 35 gehalten werden. Das warme Ende des Kolbens 28 ist mit einem Schwingsystem verbunden. Eine zweckmäßige Ausführung derWarmendpackung kann aus Asbest-Graphit-Ringen bestehen, die einen gasdichten Abschluß gewährleisten.The warm end of the sleeve 29 is held in place by a packing gland 32, the one floor for the gland section of the upper part forms. This section is filled with packing rings 33, which are held by a gland gland 34 and a packing nut 35 are held. The warm end of the piston 28 is with connected to a vibration system. An expedient execution of the warm pack can consist of asbestos-graphite rings, which ensure a gas-tight seal.

Fig.2 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Hier wird ein einziges Einlaß-Kugelventil 118 verwendet; das Ventil ruht auf einem Einsatz 136, der in einer Aussparung des unteren Teiles 110 a gehalten ist, die der Pumpkammer 111 zugekehrt ist. Der Einlaßventilkäfig 116 liegt nahe an der inneren Oberfläche des unteren Teiles 110a und ist oberhalb des Einsatzes 136 abgestützt. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich die Hülse 129 in den unteren Teil 110 a und wird an ihrem kalten Ende mittels der Oberkante 137 des Einlaßventilkäfigsockels abgestützt. Fig.2 veranschaulicht auch den Kolben 128 am Ende des Auslaßhubes, wenn das Einlaßventil 118 und der Käfig 116 in der Kolbenhöhlung 128 a eingeschlossen sind und hierdurch der schädliche Raum auf ein Mindestmaß gebracht ist. Das innere Ende des Kolbens 128 paßt in einen Schlitz 138 des Käfigsockels. 'Der Auslaßkanal 119 wird vom Auslaß-Kugelventil 120 gesteuert, welches durch den Auslaßdruck und mittels einer von einer Kappe 123 gehaltenen Feder 122 gegen seinen Sitzeinsatz 121 gedrückt wird. Von der unteren Seite des Auslaßventils 120 führt ein Auslaßdurchtrittskanal 124 das gepumpte verflüssigte Gas zu einer Leitung 127 für die weitere Behandlung. Mit 113 ist die Öffnung des Kopfes bezeichnet.Figure 2 illustrates another embodiment of the invention. A single inlet ball valve 118 is used here; the valve rests on an insert 136 which is held in a recess in the lower part 110 a which faces the pump chamber 111. The inlet valve cage 116 lies close to the inner surface of the lower part 110 a and is supported above the insert 136. In this embodiment, the sleeve 129 extends into the lower part 110 a and is supported at its cold end by means of the upper edge 137 of the inlet valve cage base. 2 also illustrates the piston 128 at the end of the exhaust stroke when the inlet valve 118 and the cage 116 are enclosed in the piston cavity 128 a and the harmful space is thereby reduced to a minimum. The inner end of the piston 128 fits into a slot 138 in the cage base. The outlet channel 119 is controlled by the outlet ball valve 120, which is pressed against its seat insert 121 by the outlet pressure and by means of a spring 122 held by a cap 123. From the lower side of the outlet valve 120, an outlet passage 124 leads the pumped liquefied gas to a line 127 for further treatment. 113 with the opening of the head is designated.

Fig. 3 zeigt den Anschluß der Kolbenpumpe in der Wandung des Flüssiggasbehälters, bei welchem der Wärmeverlust auf ein Mindestmaß gebracht ist. Der Anschluß ist besonders vorteilhaft für Anlagen, bei welchen die Pumpe in praktisch horizontaler Lage oder zwischen der vertikalen und horizontalen Lage montiert ist. Das Wärmeleckproblem ist kritischer, wenn die Pumpe in einer nicht vertikalen Lage montiert ist, da sich der Pumpeneinbau bei allen Flüssigkeitspegeln in verhältnismäßig enger Nachbarschaft zum verflüssigten Gas befindet. Ein solcher Einbau kann z. B. nötig sein, wenn bei der aus Pumpe und Behälter bestehenden Einrichtung eine Begrenzung der Gesamthöhe besteht. Ein weiterer Grund für einen nicht vertikalen Einbau besteht darin, die Installation an der Seite eines verhältnismäßig hohen Flüssigkeitsbehälters zu erleichtern, so daß das innere Ende der Pumpe zum Boden des Behälters reicht. Bei einer solchen Ausführung entfällt die Notwendigkeit eines gesonderten Sumpfes, der vom Boden des Behälters abgesetzt ist.Fig. 3 shows the connection of the piston pump in the wall of the liquid gas container, at which the heat loss is brought to a minimum. The connection is special advantageous for systems in which the pump is in a practically horizontal position or mounted between the vertical and horizontal position. The heat leak problem is more critical when the pump is mounted in a non-vertical position, as the pump installation at all liquid levels in relatively close proximity to the liquefied gas. Such an installation can, for. B. be necessary if at of the device consisting of the pump and tank, a limitation of the total height consists. Another reason for non-vertical installation is that the Facilitate installation on the side of a relatively tall liquid container, so that the inner end of the pump extends to the bottom of the container. With such a Execution eliminates the need for a separate sump from the bottom of the Container is deposited.

Gemäß der Fig. 3 ragt der obere Teil 210 a des Pumpenkörpers durch eine Öffnung 240 in dem doppelwandigen Flüssiggasbehälter 241, vorzugsweise unter einem kleinen Winkel von z. B. 10° über die Horizontallage, hindurch. Der unmittelbar an die Öffnung 240 angrenzende Teil des oberen Teiles 210a wird von einem ringförmigen Abschnitt 242 aus Material niedriger Leitfähigkeit, z. B. plastischem Schaumstoff, umgeben. Wahlweise hierzu kann Pulver- oder Fasermaterial, wie Diatomenerde, Silika-Aerogel oder Glaswolle verwendet werden. Für die Isolierstoffe und insbesondere die Materialien aus losen Massen ist es vorzuziehen, eine Hülle der betreffenden Größe und Gestalt zu verwenden, um das Isoliermaterial zu ummanteln und zusammenzuhalten. Zweckentsprechende Stoffe für die Hülle sind Metall- und plastische Folien, die bei niedrigen Temperaturen nicht verspröden. Bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung wird eine dünne Metallfolie 243 vorgezogen. Das warme Ende des aus plastischem Schaum bestehenden Abschnittes 242 ist an einem Ringflansch 244 angebracht, der konzentrisch angeordnet und mit dem oberen Teil 210 a verbunden ist. Eine Auslaßleitung 227 für gepumptes, verflüssigtes Gas läuft durch den Abschnitt 242 und den Ringflansch 244 hindurch zum freien Außenraum. Ein Gasleckverlust aus dem unter Druck stehenden Behälter zur freien Atmosphäre wird durch einen Flansch 232, einen Stopfbüchsenteil 245 und eine diesem folgende Packmutter 245 a verhütet. Ein zweckentsprechender Typ für die Packung des Stopfbüchsenteiles 245 kann aus Asbest-Graphit-Ringen bestehen, die einen gasdichten Abschluß gegen die Atmosphäre gewährleisten. Der Flansch 232 ist mit der äußeren Wandung 245 b des doppelwandigen Behälters 241 mittels eines zylindrischen oder konischen Teiles 246 leckdicht verbunden, welches den Isolationsraum 248 gegen die Atmosphäre abdichtet. Ein dünner Buchsenteil 249 ist um den oberen Teil 210 a und den Abschnitt 242 herum konzentrisch angeordnet, um letzteren von dem Isolationsraum 248 zu trennen. Das innere Ende des Buchsenteiles 249 ist mit der inneren Wandung 249a des Behälters 241 mittels eines inneren konischen Teiles 250 leckdicht verbunden, welcher den Isolationsraum 248 gegen das verflüssigte Gas abdichtet. Das äußere Ende des Buchsenteiles 249 ist mit der inneren Seite des Flansches 232 verbunden.According to FIG. 3, the upper part 210 a of the pump body protrudes through an opening 240 in the double-walled liquid gas container 241, preferably at a small angle of, for. B. 10 ° above the horizontal position through. The part of the upper part 210a immediately adjacent to the opening 240 is defined by an annular section 242 of material of low conductivity, e.g. B. plastic foam surrounded. Optionally, powder or fiber material such as diatomaceous earth, silica airgel or glass wool can be used. For the insulating materials, and particularly the bulk materials, it is preferable to use a sleeve of the size and shape concerned to encase and hold the insulating material together. Appropriate materials for the cover are metal and plastic foils that do not become brittle at low temperatures. In the embodiment according to the invention, a thin metal foil 243 is preferred. The warm end of the section 242 made of plastic foam is attached to an annular flange 244 which is concentrically arranged and connected to the upper part 210 a. An outlet line 227 for pumped, liquefied gas runs through the section 242 and the annular flange 244 to the free outside space. Leakage of gas from the pressurized container to the open atmosphere is prevented by a flange 232, a stuffing box part 245 and a packing nut 245 a following this. A suitable type for the packing of the stuffing box part 245 can consist of asbestos-graphite rings, which ensure a gas-tight seal against the atmosphere. The flange 232 is connected leak-tight to the outer wall 245 b of the double-walled container 241 by means of a cylindrical or conical part 246, which seals the insulation space 248 from the atmosphere. A thin socket part 249 is arranged concentrically around the upper part 210 a and the section 242 in order to separate the latter from the insulation space 248. The inner end of the socket part 249 is connected in a leak-tight manner to the inner wall 249a of the container 241 by means of an inner conical part 250 which seals the insulation space 248 against the liquefied gas. The outer end of the socket part 249 is connected to the inner side of the flange 232.

Bei dem oben beschriebenen Anschluß kann der äußere Teil 246 zur Abstützung der Pumpe dienen und den Kolbendruck in die äußere Wandung 245 b ableiten. Wahlweise hierzu kann das Gehäuse, welches den doppelwandigen Behälter und den Pumpenantrieb abstützt, mittels eines starren, nicht veranschaulichten Teiles, der am äußeren Ende des Teiles 210 a angebracht ist, auch die Pumpe abstützen. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß der Pumpendruck völlig vom Gehäuse übernommen wird und die Teile 246, 249, 250 von der infolge des Pumpendruckes auftretenden Beanspruchung entlastet sind.In the connection described above, the outer part 246 can serve to support the pump and derive the piston pressure into the outer wall 245 b. Optionally, the housing, which supports the double-walled container and the pump drive, can also support the pump by means of a rigid, not illustrated part which is attached to the outer end of part 210 a. This design has the advantage that the pump pressure is completely taken over by the housing and the parts 246, 249, 250 are relieved of the stress occurring as a result of the pump pressure.

Der Buchsenteil249 und die Pumpe selbst sorgen für genügend Wärmefiuß, um die Bildung eines Dampfkissens innerhalb des Abschnittes 242 zu gewährleisten, wobei das Kissen dazu dient, alle verbleibenden kleinen Kanäle in dem plastischen Schaum zu erfassen und auf diese Weise die Wärmeleckströmung in den Behälter und kalte Pumpenteile aus der freien Atmosphäre möglichst zu vermindern. Der Isolationsraum 248 und der damit in Verbindung stehende Raum, welcher den Buchsenteil 249 umgibt und dicht und fest durch den Eintritt einschließende Teile 246, 249 und 250 verschlossen ist, können z. B. mit Pulver ausgefüllt und unter einem Vakuum gehalten werden.The socket 249 and the pump itself provide sufficient heat flow to ensure the formation of a steam cushion within section 242, the cushion serving to capture any remaining small channels in the plastic foam and thus the flow of heat leakage into the container and cold To reduce pump parts from the open atmosphere as much as possible. The isolation space 248 and the space connected therewith, which surrounds the socket part 249 and is tightly and firmly closed by parts 246, 249 and 250 enclosing the inlet, can, for. B. filled with powder and kept under a vacuum.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Piston pump for conveying low-boiling liquefied gases to very high pressure with a housing which at its lower end has a chamber into which an inlet ball valve protrudes and which is provided with an outlet ball valve which controls an outlet channel, as well as with a piston arranged in the housing which is guided in a sealing manner in a sleeve inserted between the housing and the piston, characterized in that the surface of the piston (28) facing the ball valves (18, 20 ) has a cavity (28 a), which at the end of the pressure stroke encloses most of the inlet ball valve (18).

2. Pump according to claim 1, characterized in that the sleeve (29) consists of a metal containing lubricant.

3. Pump according to claim 2, characterized in that the metal containing the lubricant is a sintered one Bronze is high in graphite.

4. Pump according to claim 1 to 3, characterized in that that between the piston (28) and the sleeve (29) a game of 0.005 to 0.009 cm consists.

5. Pump according to claim 1 to 4, characterized in that several inlet ball valves (18) are provided.

6. Pump according to claim 1 to 5, characterized in that the liquefied gas is pumped to pressures above 350 kg / cm2.

7. Pump according to claim 1 to 6, characterized in that the sleeve (29) consists of two parts and a heat insulating ring, preferably made of plastic, between the two parts (30) is arranged. B.

Pump according to Claims 1 to 7, characterized in that the pump body (210 a) is mounted in a bushing (246, 232, 249, 250) which extends through an opening (240) for almost horizontal installation in the liquid gas container (241). the container wall (249 a, 249 b) extends therethrough and is attached with its inner end to the container inner wall (249 a) and with its outer end to the container outer wall (245 b) in a pressure-tight manner, the pump body (210a) having an annular flange (244 ), which is connected to the container (241) in a pressure-tight manner by means of the bushing (246, 232, 249, 250) designed as a stuffing box with a packing (245) and a packing nut (245a).

9. Pump according to claim 8, characterized in that between the pump body (210 a) and the cylindrical socket part (249) is a heat insulating jacket (242). References considered: British Patents No. 751062; USA patents No. 2,447,741, 2,837,898.