DE212005000082U1

DE212005000082U1 - Fluid machine or pump and installation with a fluid machine or pump

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Publication number: DE212005000082U1
Application number: DE212005000082U
Authority: DE
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2008-04-24
Anticipated expiration: 2015-08-09
Also published as: WO2007016943A1

Abstract

Vorrichtung, die zur Zusammenarbeit mit wenigstens einem Fluid geeignet ist, wobei die Vorrichtung aufweist:
– Einen Zylinder (4);
– einen innerhalb des Zylinders (4) angeordneten Kolben;
– wobei der Zylinder (4) und der Kolben (3) relativ zueinander in deren axialer Richtung bewegbar sind;
– wobei eine axiale Länge einer Fluidkammer (18) zwischen einem axialen Ende (4A) des Zylinders (4) und einem gegenüberliegenden axialen Ende (3A) des Kolbens (3) von einer Hublänge (1, 2) zwischen dem Zylinder (4) und dem Kolben (3) abhängt;
– wobei die Hublänge (1, 2) in eine erste Hublänge (1) und eine über die erste Hublänge (1) hinausgehende zweite Hublänge (2) unterteilt ist;
– wobei die Vorrichtung (10, 11, 12) eine erste Betriebsart, in welcher der Kolben (3) für eine Bewegung innerhalb der ersten Hublänge (1) gesteuert wird, und eine zweite Betriebsart, in welcher der Kolben (3) für eine Bewegung in...Apparatus suitable for cooperation with at least one fluid, the apparatus comprising:
A cylinder (4);
- A within the cylinder (4) arranged piston;
- wherein the cylinder (4) and the piston (3) are movable relative to each other in the axial direction thereof;
- An axial length of a fluid chamber (18) between an axial end (4A) of the cylinder (4) and an opposite axial end (3A) of the piston (3) of a stroke length (1, 2) between the cylinder (4) and the piston (3) depends;
- The stroke length (1, 2) in a first stroke length (1) and over the first stroke length (1) extending second stroke length (2) is divided;
- wherein the device (10, 11, 12) a first mode in which the piston (3) for movement within the first stroke length (1) is controlled, and a second mode in which the piston (3) for movement in...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die dazu geeignet ist, mit wenigstens einem Fluid zusammenzuwirken, und die Funktion beispielsweise einer Verdrängungsmaschine wie einer Fluidmaschine oder einer Pumpe hat. Die Vorrichtung besitzt einen Zylinder und einen innerhalb des Zylinders angeordneten Kolben. Der Kolben ist relativ zum Zylinder in dessen axialer Richtung bewegbar. Eine axiale Länge einer Fluidkammer ist zwischen einem axialen Ende des Zylinders und einem gegenüberliegenden axialen Ende des Kolbens definiert und hängt von einer Hublänge zwischen dem Zylinder und dem Kolben ab. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine Installation mit einer solchen Vorrichtung und auf ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Installation.The The present invention relates to a device suitable for this purpose is to interact with at least one fluid, and the function for example, a displacement machine like a fluid machine or a pump. The device has a cylinder and a piston arranged inside the cylinder. The piston is movable relative to the cylinder in the axial direction thereof. An axial length a fluid chamber is between an axial end of the cylinder and one opposite axial end of the piston defined and depends on a stroke length between the cylinder and the piston off. The present invention relates also to an installation with such a device and to a method of operating such an installation.

Solche Vorrichtungen sind im Stand der Technik wohlbekannt. Fluidinstallationen mit solchen bekannten Vorrichtungen benötigen im Allgemeinen komplexe Anordnungen oder eine aufwändige Änderung der Leitungsverbindungen im Fall einer Änderung des Fluidflusses, beispielsweise einer Änderung der Flussrichtung, wenn dies erwünscht ist. Beispielsweise sind solche Flussänderungen erforderlich für Reinigungs- oder Wartungsarbeiten an den Vorrichtungen und Installationen, die für ein Zusammenwirken mit wenigstens einem Fluid ausgelegt sind.Such Devices are well known in the art. fluid installations with such known devices generally require complex Arrangements or a complex change the line connections in the event of a change in the fluid flow, for example a change of Flow direction, if desired is. For example, such flow changes are required for cleaning or maintenance of the devices and installations that for a Interaction with at least one fluid are designed.

Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer verbesserten Vorrichtung, Fluidinstallation und Methode zum Betreiben einer Fluidinstallation, wobei weniger komplexe, vereinfachte Installationen ermöglicht werden.Therefore It is an object of the present invention to provide a improved device, fluid installation and method of operation a fluid installation, with less complex, simplified installations allows become.

Diese Aufgabe und weitere Aufgaben, die nachfolgend deutlich werden, werden erfindungsgemäß erreicht durch Verfügbarmachung einer Vorrichtung der oben erwähnten Konstruktion, deren Hublänge unterteilt ist in eine erste Hublänge, die ei ner ersten Betriebsart der Vorrichtung zugeordnet ist, und eine zweite Hublänge, die größer ist als die erste Hublänge und einer zweiten Betriebsart der Vorrichtung zugeordnet ist, wobei der Zylinder der Vorrichtung wenigstens eine radiale Öffnung zur Verbindung mit einer ersten Fluidleitung aufweist. Die radiale Öffnung befindet sich an einer solchen axialen Position längs des Zylinders, dass, gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, die radiale Öffnung außerhalb der Fluidkammer liegt, sodass sie von dem Kolben blockiert wird, wenn die Vorrichtung in der ersten Betriebsart betrieben wird, und von dem Kolben nicht blockiert wird, wenn die Vorrichtung in der zweiten Betriebsart (Verbindung) betrieben wird und/oder gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, die radiale Öffnung sich innerhalb der Fluidkammer befindet, sodass sie von dem Kolben nicht blockiert wird, wenn die Vorrichtung in der ersten Betriebsart betrieben wird, und von dem Kolben blockiert wird, wenn die Vorrichtung in der zweiten Betriebsart (Abkopplung oder Trennung) betrieben wird.These Task and other tasks that will become apparent below achieved according to the invention by making available a device of the above-mentioned Construction, whose stroke length is divided into a first stroke length, the egg ner first mode associated with the device, and a second stroke length, the is larger as the first stroke length and a second mode of operation of the device, wherein the cylinder of the device at least one radial opening to Having connection with a first fluid line. The radial opening is located at such an axial position along the cylinder, that, according to a First aspect of the present invention, the radial opening outside the fluid chamber is located so that it is blocked by the piston, when the device is operated in the first mode, and is not blocked by the piston when the device in the second mode (connection) is operated and / or according to a second aspect of the present invention, the radial opening itself located inside the fluid chamber, so they do not get off the piston is blocked when the device is operated in the first mode is blocked and blocked by the piston when the device in the second operating mode (decoupling or separation) is operated.

Die erste Betriebsart und die erste Hublänge werden hier auch Hauptbetriebsart und Haupthublänge genannt, da bei den meisten Ausführungsformen die Hauptfunktion der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung innerhalb der ersten Hublänge ausgeübt wird. Des Weiteren werden die zweite Betriebsart und die zweite Hublänge auch sekundäre Betriebsart und sekundäre Hublänge genannt, da bei den meisten Ausführungsformen die Fluidverbindungs- oder -Trennfunktion die sekundären Funktionen sind, die innerhalb der zweiten Hublänge der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.The first operating mode and the first stroke length are also the main operating mode here and main stroke length called, since in most embodiments the Main function of the device of the present invention within the first stroke length is exercised. Furthermore, the second mode and the second stroke length also become secondary Operating mode and secondary stroke called, as in most embodiments the fluid connection or separation function the secondary functions are within the second stroke length of the device of the present Invention performed become.

Somit stellt die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zwei separate Funktionen bereit, und zwar durch Trennen der gesamten Hublänge in eine Haupthublänge, die bei der Hauptbetriebsart verwendet wird, und eine Sekundärhublänge, die bei dem Sekundärbetrieb der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird.Consequently the device of the present invention provides two separate Functions by separating the entire stroke length into a main stroke length is used in the main mode, and a secondary stroke length, the in the secondary operation the device of the present invention is used.

Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei welchen der Zylinder mit wenigstens einem Paar radialer Öffnungen versehen ist, die von dem Kolben gleichzeitig blockiert und nicht blockiert werden und je für die Kopplung mit einer entsprechenden Leitung vorgesehen sind, kann die Vorrichtung verwendet werden, um die Leitungen zu verbinden (erster Aspekt der Erfindung) oder zu trennen (zweiter Aspekt der Erfindung), wenn ein Betrieb in der zweiten Betriebsart vorliegt. Beide radialen Öffnungen des Paares befinden sich an vorbestimmten axia len Positionen des Zylinders und sind dafür ausgelegt, den Fluss wenigstens eines Fluids zu steuern. Eine der Öffnungen ist vorgesehen, um als ein Fluideinlass zu wirken, und eine der Öffnungen ist vorgesehen, um als ein Fluidauslass zu dienen.at embodiments the present invention, wherein the cylinder with at least a pair of radial openings is provided, which blocked by the piston at the same time and not be blocked and ever for the coupling with a corresponding line are provided, can The device used to connect the lines (first aspect of the invention) or separate (second aspect of the Invention) when operating in the second mode. Both radial openings of the pair are at predetermined axia len positions of the Cylinders and are for it designed to control the flow of at least one fluid. One of the openings is provided to act as a fluid inlet, and one of the openings is intended to serve as a fluid outlet.

Neben ihrer Hauptfunktion, welche die Funktion einer Kolbenmaschine mit Energieübertragung oder die Funktion eines Kolben-geführten Ventils ohne Energieübertragung sein kann, hat die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung eine zweite Funktion als ein "Fluidverbinder" bzw. ein "Fluidseparator". Zum Durchführen der zweiten Funktion muss der Kolben wenigstens vorübergehend in der zweiten Hublänge verbleiben. Die Hauptfunktion kann unabhängig von der zweiten Funktion gestaltet werden. Dadurch können Fluidinstallationen erreicht werden mit erhöhter Kompaktheit, reduzierter Zahl der erforderlichen Teile, verbesserter Betriebssicherheit, verbesserter Dichtheit und vereinfachter Steuerung.Next their main function, which is the function of a piston engine with Energy transfer or the function of a piston-guided Valve without energy transfer can be, the device of the present invention has a second Function as a "fluid connector" or a "fluid separator". To carry out the second function, the piston must remain at least temporarily in the second stroke length. The main function can be independent be designed by the second function. This allows fluid installations be achieved with increased Compactness, reduced number of required parts, improved Operational safety, improved tightness and simplified control.

Bei herkömmlichen Fluidinstallationen werden herkömmliche Schaltventile gewöhnlich als separate Vorrichtungen verwendet, welche eine separate Steuerung benötigen, mechanisch bewegliche Teile aufweisen, sodass sie Abnutzung unterliegen, magnetisch gesteuert werden mit dem Risiko des Blasens der magnetischen Steuerungen und des Verschmelzens beteiligter elektrischer Kontakte, und sie können undicht werden. Solche Probleme werden durch Verwendung von Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung und durch Verwendung deren sekundärer Funktion als ein Fluidverbinder oder ein Fluidseparator überwunden.In conventional fluid installations who The conventional switching valves are commonly used as separate devices which require separate control, have mechanically movable parts so that they are subject to wear, be magnetically controlled with the risk of blowing the magnetic controls and fusing involved electrical contacts, and they may leak. Such problems are overcome by using devices of the present invention and by using their secondary function as a fluid connector or separator.

Die Kolbenmaschine kann beispielsweise ein Kompressor, eine Pumpe oder ein Expander oder eine Kombination davon sein. Es kann sich um eine elektromagnetische lineare Betätigung oder Ausgabe ohne Verwendung einer Kurbelwelle handeln oder um eine Betätigung oder eine Ausgabe mittels eines mit einer Kurbelwelle kombinierten Schrittmotors.The Piston engine, for example, a compressor, a pump or be an expander or a combination of them. It can be an electromagnetic linear actuation or issue without using a crankshaft or a activity or an output by means of a combined with a crankshaft Stepper motor.

Das Kolben-gesteuerte Ventil kann beispielsweise ein Nadelventil, ein Kugelventil oder ein Flachsitzventil mit einer linearen Kennlinie oder einer Kennlinie mit gleichem Prozentsatz sein. Das Ventil kann in einer kontinuierlichen Betriebsart oder in einer Offen/Geschlossen-Betriebsart betrieben werden. Die lineare Betätigung kann eine elektromagnetische, pneumatische, hydraulische oder thermische Betätigung sein.The Piston-controlled valve, for example, a needle valve, a Ball valve or a flat seat valve with a linear characteristic or a characteristic with the same percentage. The valve can in a continuous mode or in an open / close mode operate. The linear actuation can be an electromagnetic, be pneumatic, hydraulic or thermal actuation.

Im Fall einer elektrischen linearen Betätigung wird der Kolben in der Hauptbetriebsart innerhalb der Haupthublänge mittels eines elektrischen Stroms bewegt, der ein oszillierender Strom mit variabler Amplitude sein kann. Zur Bewegung des Kolbens in die zweite Hublänge in der zweiten Betriebsart und zum Halten des Kolbens in der zweiten Hublänge wird der linearen Steuervorrichtung ein elektrischer Strom mit einer geeigneten Amplitude und Richtung zugeführt. Als Alternative kann ein axial angeordneter zusätzlicher Elektromagnet zum Bewegen des Kolbens in die zweite Hublänge aktiviert werden.in the Case of an electrical linear actuation, the piston in the Main mode within the main stroke length by means of an electric current which is an oscillating variable amplitude current can. To move the piston to the second stroke length in the second mode and to hold the piston in the second stroke length the linear control device with an electric current suitable amplitude and direction supplied. As an alternative, a axially arranged additional Electromagnet activated to move the piston to the second stroke length become.

Im Hinblick auf ihre Haupt- und Sekundärfunktionen schafft eine Vorrichtung der vorliegenden Erfindung neue Möglichkeiten der Konstruktion von Fluidinstallationen mit Fluidverbindungen und Fluidtrennungen mit weniger Komplexität als beim Stand der Technik und der Schaffung neuer Fluidanordnungen, wie aus den nachfolgend erläuterten Beispielen noch deutlicher wird.in the In terms of their main and secondary functions creates a device the present invention new ways of construction fluid installations with fluid connections and fluid separations with less complexity as in the prior art and the creation of new fluid assemblies, as explained in the following Examples become even clearer.

Gemäß einer Ausführungsform besitzt die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ferner wenigstens ein Ventil, das ausgestaltet ist, als ein Fluideinlass in die Fluidkammer zu wirken, wenn es sich in einer offenen Position befindet, und wenigstens ein Ventil, das ausgestaltet ist, um als ein Fluidauslass aus der Fluidkammer zu dienen, wenn es sich in einer offenen Position befindet. Diese Ventile sind gestaltet wie bekannte Fluidventile, die beispielsweise in regulären Verdrängungsmaschinen mit einem Kolben und einem Zylinder verwendet werden.According to one embodiment The device of the present invention further has at least a valve configured as a fluid inlet into the fluid chamber to act when it is in an open position, and at least one valve configured to function as a fluid outlet to serve the fluid chamber when in an open position located. These valves are designed as known fluid valves, for example, in regular displacement machines to be used with a piston and a cylinder.

Der Kolben und der Zylinder einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht beschränkt auf Zylinder und Kolben mit kreisförmigen Querschnitten, sondern können andere Querschnitte haben, wie ovale, elliptische oder rechteckige Querschnitte.Of the Piston and the cylinder of a device according to the present invention are not limited on cylinders and pistons with circular cross-sections, but can have other cross sections, such as oval, elliptical or rectangular Cross-sections.

Gemäß einer Ausführungsform besitzt die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung außerdem wenigstens ein Ventil, das mit der Bewegung des Kolbens und/oder Zylinders in deren axialer Richtung zusammenarbeitet.According to one embodiment In addition, the device of the present invention has at least a valve that reacts with the movement of the piston and / or cylinder cooperates in the axial direction.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wenigstens ein Ventil mit einer Ventilnadel, die zur Zusammenarbeit mit der Bewegung des Kolbens ausgebildet ist, auf. Dieses wenigstens eine Ventil kann beispielsweise ein Ventil sein, das durch die Bewegung des Kolbens getrieben und gesteuert wird. Dies ist ein effektiver Weg, um ein Ventil zu steuern, ohne weitere Elemente zu benötigen, wie sie beispielsweise ein Standardmagnetventil benötigen würde. Dass weniger Elemente benötigt werden, speziell weniger mechanische Elemente, ist ein Vorteil für Konstruktion, Kosteneffektivität und Wartung.According to one embodiment includes the device of the present invention at least Valve with a valve needle that cooperates with the movement of the piston is formed on. This at least one valve For example, it may be a valve caused by the movement of the Pistons driven and controlled. This is an effective way to control a valve without needing other elements, such as For example, it would require a standard solenoid valve. That fewer elements needed being, especially less mechanical elements, is an advantage for construction, cost-effectiveness and maintenance.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wenigstens ein Ventil mit einem Ventilsitz, der für ein Zusammenwirken mit der Bewegung des Zylinders ausgebildet ist.According to one alternative embodiment of the present invention has the device of the present invention Invention at least one valve with a valve seat, which for a cooperation is formed with the movement of the cylinder.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat der Zylinder wenigstens zwei radiale Öffnungen an vorbestimmten axialen Positionen des Zylinders, welche zur Steuerung des Flusses wenigstens eines Fluids ausgebildet sind, wobei eine Öffnung für die Funktion als ein Fluideinlass und eine Öffnung für die Funktion als ein Fluidauslass ausgebildet ist.According to one embodiment In the present invention, the cylinder has at least two radial openings at predetermined axial positions of the cylinder used for control the flow of at least one fluid are formed, wherein an opening for the function as a fluid inlet and an opening for the Function is formed as a fluid outlet.

Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher der Zylinder ein Paar radiale Öffnungen aufweist, die als ein Einlass bzw. Auslass zusammenwirken, die nicht diametral einander gegenüberliegend angeordnet sind und/oder die wesentlich unterschiedlichen Drücken ausgesetzt sind, kann eine asymmetrische Belastung des Kolbens auftreten. Um eine solche asymmetrische Belastung zu überwinden, sind eine zusätzliche radiale Einlassöffnung und eine zusätzliche radiale Auslassöffnung vorgesehen und zwar je an einer Umfangsstelle des Kolbens, die der Haupt-Radialeinlassöffnung bzw. der Haupt-Radialauslassöffnung diametral entgegengesetzt ist. Die Haupt-Radialeinlassöffnung und die zusätzliche radiale Einlassöffnung sind miteinander mittels einer Einlassbypassleitung verbunden. Die radiale Auslassöffnung und die zusätzliche radiale Auslassöffnung sind miteinander mittels einer Auslassbypassleitung verbunden. Beide Bypassleitungen sind außerhalb des Zylinders angeordnet. Mit einer solchen Modifikation wird der Kolben im Hinblick auf die Druckdifferenzen des Fluids zwischen der Haupt-Radialeinlassöffnung und der Haupt-Radialauslassöffnung symmetrisch belastet.In one embodiment of the present invention in which the cylinder has a pair of radial openings which act as an inlet and outlet which are not diametrically opposed and / or are exposed to substantially different pressures, asymmetric loading of the piston may occur , To overcome such asymmetric load, an additional radial inlet opening and an additional radial outlet opening are provided, each at a peripheral location of the piston, the main radial inlet opening or the main radial outlet is diametrically opposite. The main radial inlet opening and the additional radial inlet opening are connected to each other by means of an inlet bypass line. The radial outlet opening and the additional radial outlet opening are connected to each other by means of an outlet bypass line. Both bypass lines are arranged outside the cylinder. With such a modification, the piston is symmetrically loaded with respect to the pressure differences of the fluid between the main radial inlet port and the main radial outlet port.

Wenn zwei oder mehr Paare von zusammenarbeitenden radialen Öffnungen vorhanden sind, die eine asymmetrische Last auf den Kolben ausüben, können zusätzliche radiale Öffnungen und Bypassleitungen für jedes dieser Paare radialer Öffnungen vorgesehen werden.If two or more pairs of cooperating radial openings which exert an asymmetric load on the piston may be additional radial openings and bypass lines for each of these pairs of radial openings be provided.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Installation mit wenigstens einer ersten Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und wenigstens einer zweiten Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die zum Zusammenwirken miteinander ausgebildet sind. Es gibt eine Vielfalt von Beispielen für Vorrichtungen, die als Sekundärvorrichtungen verwendet werden können: Behälter, Verdampfer, Wärmetauscher, Maschinen, Pumpen, Kompressoren, Filter und dergleichen. Es ist auch eine große Vielfalt von Fluidanordnungen möglich, welche bestimmte Anforderungen erfüllen, beispielsweise Heiz- und Kühlungsgerätschaft aller Arten, Kühlvorrichtungen, Fluidkreisläufe, Pumpenstationen, Druckluftversorgungsinstallationen und dergleichen.According to one another aspect, the present invention provides an installation with at least one first device according to the present invention and at least one second device according to the present invention, which are designed to interact with each other. There is a Variety of examples for Devices acting as secondary devices can be used: containers, evaporators, Heat exchanger, Machines, pumps, compressors, filters and the like. It is also a big one Variety of fluid arrangements possible, which meet certain requirements, such as heating and cooling equipment of all types, cooling devices, Fluid circuits, Pump stations, compressed air supply installations and the like.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Fluidinstallation des obigen Typs mit wenigstens einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a. Bewegen des Zylinders und des Kolbens der Vorrichtung relativ zueinander mittels einer externen Kraft in einer ersten oder einer zweiten Betriebsart;
b. in der ersten Betriebsart:
c. Einsaugen einer bestimmten Menge wenigstens eines Fluids, das von einer Fluidquelle in die Fluidkammer der Vorrichtung geliefert wird, wobei das Einsaugen bewirkt wird durch die Bewegung des Zylinders und des Kolbens relativ zueinander in einer ersten axialen Richtung entlang einer Haupthublänge;
d. Auslassen einer bestimmten Menge des wenigstens einen Fluids aus der Fluidkammer in eine Fluidaufnahmevorrichtung, wobei das Auslassen durch die Bewegung des Zylinders und des Kolbens relativ zueinander in einer zweiten axialen Richtung entlang der Haupthublänge bewirkt wird; und
e. Blockieren bzw. Nicht-Blockieren der wenigstens einen radialen Öffnung entsprechend der axialen Position des Kolbens;
f. in der zweiten Betriebsart:
g. Bewegen des Zylinders und des Kolbens relativ zueinander in einer ersten axialen Richtung entlang einer sekundären Hublänge, die über die Haupthublänge hinausreicht, in eine relative Position zueinander, in wel cher der Kolben die wenigstens eine radiale Öffnung blockiert bzw. nicht blockiert, um Fluidleitungen, welche mit der wenigstens einen radialen Öffnung gekoppelt sind, zu verbinden oder zu trennen;
h. die sekundäre Betriebsart wird solange aufrechterhalten, wie das Verbinden bzw. Trennen erwünscht ist;
i. die sekundäre Betriebsart wird beendet durch Rückkehr in die erste Betriebsart durch Bewegen des Zylinders und des Kolbens relativ zueinander in einer zweiten axialen Richtung entlang der sekundären Hublänge, um wieder zur Haupthublänge zurückzukehren.

In a further aspect, the present invention provides a method of operating a fluid installation of the above type with at least one apparatus according to the present invention, the method comprising the steps of:

a. Moving the cylinder and the piston of the device relative to one another by means of an external force in a first or a second mode of operation;
b. in the first mode:
c. Sucking a certain amount of at least one fluid supplied from a fluid source into the fluid chamber of the device, the suction being effected by the movement of the cylinder and the piston relative to each other in a first axial direction along a main stroke length;
d. Discharging a predetermined amount of the at least one fluid from the fluid chamber into a fluid receiving device, wherein the venting is effected by the movement of the cylinder and the piston relative to each other in a second axial direction along the main stroke length; and
e. Blocking or not blocking the at least one radial opening according to the axial position of the piston;
f. in the second mode:
G. Moving the cylinder and piston relative to one another in a first axial direction along a secondary stroke length extending beyond the main stroke length to a relative position to each other in which the piston blocks or does not block at least one radial port to fluid conduits are coupled to the at least one radial opening to connect or disconnect;
H. the secondary mode is maintained as long as the disconnect is desired;
i. the secondary mode is terminated by returning to the first mode by moving the cylinder and the piston relative to each other in a second axial direction along the secondary stroke length to return to the main stroke length.

Das Verfahren kann verwendet werden, um eine große Vielfalt von Fluidanordnungen zu betreiben, beispielsweise Heiz- und Kühlgerätschaft aller Arten, Kühlvorrichtungen, Fluidkreisläufe, Pumpenstationen, Pressluftversorgungsinstallationen und dergleichen.The Method can be used to design a wide variety of fluid arrangements such as heating and cooling equipment of all types, cooling devices, Fluid circuits, Pump stations, compressed air supply installations and the like.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend ausführlicher unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. In diesen zeigen:embodiments The present invention will be explained in more detail below described with reference to the figures. In these show:

1 Eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Fluidverbindungsfunktion, wenn sie sich in der Sekundärbetriebsart (Verbinder) befindet. 1 An embodiment of a device according to the invention having a fluid communication function when in the secondary mode (connector).

2 Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Fluidtrennfunktion in der Sekundärbetriebsart (Separator). 2 A device according to the invention with a fluid separation function in the secondary mode (separator).

3 Eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Ventil, das durch die Bewegung des Kolbens betrieben wird. 3 An embodiment of a device according to the invention with a valve which is operated by the movement of the piston.

4 Eine Ausführungsform einer Vorrichtung der Erfindung mit zwei Paaren radialer Öffnungen des Zylinders, wobei die zwei radialen Öffnungen eines jeden Paares über eine entsprechende Bypassleitung miteinander verbunden sind. 4 An embodiment of a device of the invention having two pairs of radial openings of the cylinder, wherein the two radial openings of each pair are interconnected via a respective bypass line.

5 Eine Vielfalt von Vorrichtungen gemäß der Erfindung mit verschiedenen Funktionalitätskombinationen. 5 A variety of devices according to the invention with different functionality combinations.

6 Ein erstes Beispiel einer Fluidinstallation gemäß der Erfindung mit einem ersten und einem zweiten Kompressor. 6 A first example of a fluid installation according to the invention with a first and a second compressor.

7 Ein zweites Beispiel einer Fluidinstallation gemäß der Erfindung mit einer Pumpe mit Verbinderfunktionalität, einem Aktuator und einem Behälter. 7 A second example of a fluid installation according to the invention with a connector functional pump, an actuator and a container.

8 Ein drittes Beispiel einer Fluidinstallation gemäß der Erfindung mit zwei Pumpen mit Verbinderfunktionalität und einem doppelt wirkenden Aktuator. 8th A third example of a fluid installation according to the invention with two pumps with connector functionality and a double-acting actuator.

9 Ein viertes Beispiel einer Fluidinstallation der Erfindung mit einem Kompressor mit einer Verbinder- und einer Separatorfunktionalität, einem Filter und zwei Behältern. 9 A fourth example of a fluid installation of the invention having a compressor with connector and separator functionality, a filter and two containers.

10 Ein fünftes Beispiel einer Fluidinstallation mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, aufweisend ein Ventil, das durch die Bewegung eines Kolbens bewegt und gesteuert wird und eine Verbinderfunktionalität aufweist, einen Wärmetauscher und einen Kompressor mit Verbinderfunktionalität. 10 A fifth example of a fluid installation with a device according to the invention, comprising a valve which is moved and controlled by the movement of a piston and has connector functionality, a heat exchanger and a compressor with connector functionality.

1 zeigt eine Vorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Kolben 3, der beweglich innerhalb eines Zylinders 4 angeordnet ist. Eine Fluidkammer 18 ist zwischen einem axialen Ende 4A des Zylinders 4 und einem gegenüberliegenden axialen Ende 3A des Kolbens 3 gebildet. Der Kolben 3 kann sich entlang einer Haupthublänge 1 bewegen, wenn er sich in einer Hauptbetriebsart befindet, und entlang einer zweiten Hublänge 2, welche über die Haupthublange 1 hinausgeht, wenn er sich in einer Sekundärbetriebsart befindet. In der Hauptbetriebsart gelangt das Fluid über ein Ventil A in die Fluidkammer 18 und tritt das Fluid über ein Ventil B aus der Kammer aus. Der Zylinder 4 hat zwei diametral entgegengesetzte radiale Öffnungen 5, die sich, bei der Ausführungsform der 1, je an einer solchen axialen Position längs des Zylinders 4 befinden, dass die radialen Öffnungen 5 vom Kolben 3 solange blockiert werden, wie der Kolben 3 lediglich in der Hauptbetriebsart entlang der Haupthublänge 1 bewegt wird, werden aber nicht blockiert, solange der Kolben 3 in eine axiale Position bewegt wird, in welcher der Kolben 3 sich in der zweiten Hublänge 2 befindet, welche über die Arbeitshublänge 1 hinausgeht. 1 shows a device 10 according to an embodiment of the invention with a piston 3 moving within a cylinder 4 is arranged. A fluid chamber 18 is between an axial end 4A of the cylinder 4 and an opposite axial end 3A of the piston 3 educated. The piston 3 can be along a main stroke length 1 move when in a main mode and along a second stroke length 2 which are above the main level 1 goes out when it is in a secondary mode. In the main mode, the fluid passes through a valve A in the fluid chamber 18 and the fluid exits the chamber via a valve B. The cylinder 4 has two diametrically opposed radial openings 5 , which, in the embodiment of the 1 , depending on such an axial position along the cylinder 4 locate the radial openings 5 from the piston 3 blocked as long as the piston 3 only in the main mode along the main stroke length 1 is moved, but not blocked, as long as the piston 3 is moved to an axial position in which the piston 3 in the second stroke length 2 which is about the working stroke length 1 goes.

Während des Betriebs in der Hauptbetriebsart und entlang des ersten Haupthubes 1 bewegt sich das axiale Ende des Kolbens 3, welches dem axialen Ende 4a des Zylinders 4 gegenüberliegt, zwischen den in 1 als 3A (durchgezogene Linie) und 3A' (grob gestrichelte Linie) gezeigten axialen Positionen. Wenn sich der Kolben in der zweiten Betriebsart befindet, sodass die radialen Öffnungen 5 nicht blockiert sind, befindet sich das axiale Ende des Kolbens 3 in einer axialen Position 3A'' (fein gestrichelte Linie). Es ist also möglich, die zweite Betriebsart nicht nur für ein vollständiges Blockieren und für ein vollständiges Nicht-Blockieren, sondern auch für ein teilweises Blockieren zu verwenden, um eine Drosselfunktion durchzuführen.During operation in the main mode and along the first main stroke 1 the axial end of the piston moves 3 which is the axial end 4a of the cylinder 4 is opposite, between the in 1 when 3A (solid line) and 3A ' (roughly dashed line) shown axial positions. When the piston is in the second mode, so that the radial openings 5 are not blocked, is the axial end of the piston 3 in an axial position 3A '' (fine dashed line). It is thus possible to use the second mode not only for complete blocking and for complete non-blocking, but also for partial blocking to perform a throttling function.

Beispielsweise ist ein Fluid dazu in der Lage, über die obere Öffnung 5 in den Zylinder 4 zu fließen und den Zylinder 4 über die untere Öffnung 5 zu verlassen, wie gezeigt in 1.For example, a fluid is capable of passing over the top opening 5 in the cylinder 4 to flow and the cylinder 4 over the lower opening 5 to leave as shown in 1 ,

Die Ventile A und B und deren Fluidflusswege können ein Teil der Fluidverbindung sein, die mittels der radialen Öffnungen 5 in Zusammenarbeit mit dem Kolben 3 geschaltet werden.Valves A and B and their fluid flow paths may be part of the fluid communication provided by the radial ports 5 in cooperation with the piston 3 be switched.

2 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung 11 der Erfindung, die der Ausführungsform von 1 ähnlich ist, mit Ausnahme der Position der radialen Öffnungen 6. In 2 sind die Öffnungen 6 nahe dem ventilfreien Ende des Zylinders angeordnet. Die Öffnungen 6 werden von dem Kolben 3 nicht blockiert und sind daher offen für eine Fluidverbindung, solange die Vorrichtung in der Hauptbetriebsart betrieben wird, indem der Kolben 3 innerhalb der Haupthublänge 1 bewegt wird. Wenn in die zweite Betriebsart geschaltet wird, indem der Kolben 3 in die über die Haupthublänge 1 hinausgehende zweite Hublänge 2 bewegt wird, werden die Öffnungen 6 von dem Kolben 3 blockiert und wird die bis dahin wirksame Fluidverbindung unterbrochen oder getrennt. In 2 ist der Kolben 3 mit durchgehenden Linien gezeigt, wenn er sich in der Hauptbetriebsart befindet, und mit gestrichelten Linien, wenn er sich in der Sekundärbetriebsart befindet. Auch im Fall der Ausführungsform der 2 können die radialen Öffnungen 6 für die Funktionen einer vollen Verbindung, einer vollen Trennung und einer Drossel verwendet werden. 2 shows an embodiment of a device 11 of the invention, that of the embodiment of 1 is similar, except for the position of the radial openings 6 , In 2 are the openings 6 arranged near the valve-free end of the cylinder. The openings 6 be from the piston 3 not blocked and are therefore open to fluid communication, as long as the device is operated in the main mode by the piston 3 within the main stroke length 1 is moved. When switched to the second mode by the piston 3 into the over the main stroke length 1 exceeding second stroke length 2 is moved, the openings become 6 from the piston 3 blocked and the previously effective fluid connection is interrupted or disconnected. In 2 is the piston 3 shown with solid lines when in the main mode and dashed lines when in the secondary mode. Also in the case of the embodiment of 2 can the radial openings 6 be used for the functions of a full connection, a full disconnection and a throttle.

3 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung 12 der Erfindung, die der Vorrichtung 10 der 1 ähnlich ist und ein Ventil 7 mit einer Ventilnadel 7a und einem Ventilsitz 7b aufweist, welches durch die Bewegung des innerhalb des Zylinders 4 angeordneten Kolbens betrieben wird. Der Zylinder 4 hat vier radiale Öffnungen 5 (von denen in 3 drei gezeigt sind), die für die Sekundärfunktion der Vorrichtung 12 vorgesehen sind und die von dem Kolben 3 blockiert werden, wenn dieser in der Hauptbetriebsart betrieben wird, und nicht blockiert werden, wenn der Kolben 3 sich in der Sekundärbetriebsart befindet, unter Bewegung in eine sekundäre Hublänge 2, welche über die Haupthublänge 1 hinausreicht. 3 shows an embodiment of a device 12 of the invention, that of the device 10 of the 1 is similar and a valve 7 with a valve needle 7a and a valve seat 7b which is due to the movement of the inside of the cylinder 4 arranged piston is operated. The cylinder 4 has four radial openings 5 (of which in 3 three shown), which are responsible for the secondary function of the device 12 are provided and that of the piston 3 be blocked when it is operated in the main mode, and not blocked when the piston 3 is in the secondary mode, moving to a secondary stroke length 2 , which over the main stroke length 1 extends.

In allen Ausführungsformen der Erfindung können die radialen Öffnungen 5 und/oder 6 einen kreisförmigen Querschnitt haben oder einen ovalen Querschnitt, wie in 3 gezeigt. Im Vergleich zu einem kreisförmigen Querschnitt mit einer spezifischen axialen Erstreckung erlaubt der ovale Querschnitt eine Vergrößerung der Querschnittsfläche, ohne die axiale Erstreckung der radialen Öffnung zu vergrößern (was eine erhöhte Fluidflussrate durch die radialen Öffnungen 6 ermöglicht), oder eine Verringerung der axialen Erstreckung ohne die Querschnittsfläche zu verringern, was eine Reduzierung der sekundären Hublänge 2 ermöglicht, welche zur Durchführung der sekundären Betriebsart der Vorrichtung erforderlich ist. Ferner kann der Querschnitt der radialen Öffnungen 5 und/oder 6 elliptisch, rechtwinklig oder schlitzförmig sein.In all embodiments of the invention, the radial openings 5 and or 6 have a circular cross-section or an oval Cross section, as in 3 shown. As compared to a circular cross-section with a specific axial extent, the oval cross-section allows for an increase in the cross-sectional area without increasing the axial extent of the radial opening (which results in an increased fluid flow rate through the radial openings 6 permitting reduction of the axial extent without the cross-sectional area, which results in a reduction of the secondary stroke length 2 which is required to perform the secondary mode of operation of the device. Furthermore, the cross section of the radial openings 5 and or 6 elliptical, rectangular or slit-shaped.

Es gilt für alle obigen Ausführungsformen der Erfindung, dass zum Erreichen der erläuterten Multibetriebsart der Kolben 3 dafür ausgebildet ist, eine Dichtfunktion bezüglich der radialen Öffnungen auszuüben. Wenn der Kolben 3 in der zweiten Betriebsart arbeitet, in welcher der Kolben 3 in die zweite Hublänge 2 bewegt wird, ist die Fluidverbindung über die radialen Öffnungen entweder geöffnet (1 und 3) oder geschlossen (2). Der Kolben 4 kann vom Typ ohne Kolbenringe oder vom Typ mit Kolbenringen sein. Der Kolben 3 kann mit radialen Ringen, axialen Rippen oder Ausnehmungen und/oder Bohrungen versehen sein, die einen Teil der Fluidverbindung bilden können. Die sekundäre Hublänge kann reduziert werden durch Verwendung radialer Öffnungen mit Querschnitten in der Form von Schlitzen oder Langlöchern, mit einer kürzeren axialen Erstreckung als eine radiale Öffnung mit einem kreisförmigen Querschnitt der gleichen Querschnittsfläche des Schlitzes oder Langlochs.It applies to all the above embodiments of the invention that to achieve the described multi-mode of the piston 3 adapted to exert a sealing function with respect to the radial openings. When the piston 3 operates in the second mode, in which the piston 3 in the second stroke length 2 is moved, the fluid connection via the radial openings is either open ( 1 and 3 ) or closed ( 2 ). The piston 4 can be of the type without piston rings or of the type with piston rings. The piston 3 may be provided with radial rings, axial ribs or recesses and / or bores, which may form part of the fluid connection. The secondary stroke length can be reduced by using radial openings with cross-sections in the form of slots or slots, with a shorter axial extent than a radial opening with a circular cross-section of the same cross-sectional area of the slot or slot.

Es ist ein kleiner Abstand zwischen dem Kolben 3 und dem Zylinder 4 anzustreben, um Undichtigkeit klein zu halten. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der Kolben 3 mittels einer Gaslagerung getragen. Zur Unterstützung kann ein Flexlager verwendet werden.It is a small distance between the piston 3 and the cylinder 4 to aim to minimize leakage. In one embodiment of the invention, the piston 3 carried by a gas storage. For support, a flex bearing can be used.

Ein Flexlager, das radial steif ist, aber eine wesentliche axiale Flexibilität hat, kann bis zu einem bestimmten Ausmaß eine asymmetrische Last absorbieren, welche auf den Kolben 3 wirkt, verursacht durch Differenzdrücke zwischen den radialen Einlass- und Auslassöffnungen und/oder dadurch, dass die radialen Einlass- und Auslassöffnungen nicht einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Eine asymmetrische Belastung des Kolbens 3, welche von dem Flexlager nicht absorbiert werden kann, kann verhindert werden durch eine Ausführungsform der Erfindung, wie sie in 4 gezeigt ist, bei welcher der Zylinder 4 eine radiale Einlassöffnung 8 und eine radiale Auslassöffnung 9 aufweist, welche nicht einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind, sondern mit einer Versetzung in Umfangsrichtung zueinander, mit einem Winkel, der von 180° verschieden ist, beispielsweise 90°, wie in der 4 gezeigten Ausführungsform. Das Ergebnis kann eine asymmetrische radiale Belastung des Kolbens 3 sein, selbst wenn beide Öffnungen 8 und 9 demselben Fluiddruck ausgesetzt sind, sodass ein Differenzfluiddruck zwischen beiden Öffnungen 8 und 9 besteht. Eine ähnliche asymmetrische radiale Belastung des Kolbens 3 kann auftreten, wenn beide Öffnungen 8 und 9 einander diametral gegenüberliegend angeordnet aber verschiedenen Fluiddrücken ausgesetzt sind. Eine solche asymmetrische Last wird vermieden, indem jeder der Einlass- und Auslassöffnungen 8 und 9 eine zusätzliche Einlassöffnung 8' bzw. eine zusätzliche Auslassöffnung 9' zugeordnet werden, die je der Einlassöffnung 8 bzw. der Auslassöffnung 9 diametral gegenüberliegend angeordnet sind, und indem die Einlassöffnung 8 und die zusätzliche Einlassöffnung 8' mit einer Einlassbypassleitung 8B und die Auslassleitung 9 und die zusätzliche Auslassleitung 9' mit einer Auslassbypassleitung 9B verbunden werden. Als Ergebnis tritt eine symmetrische Lastverteilung um den Umfang des Kolbens 3 auf. Mithilfe der zusätzlichen radialen Öffnungen 8', 9' und der Bypassleitungen 8_B und 9_B wird eine Symmetrie der radialen Kräfte erhalten.A flexure bearing that is radially stiff but has substantial axial flexibility can absorb, to a certain extent, an asymmetric load imposed on the piston 3 acts, caused by differential pressures between the radial inlet and outlet ports and / or in that the radial inlet and outlet ports are not arranged diametrically opposite one another. An asymmetric load on the piston 3 which can not be absorbed by the flex bearing can be prevented by an embodiment of the invention as shown in FIG 4 it is shown at which the cylinder 4 a radial inlet opening 8th and a radial outlet opening 9 which are not arranged diametrically opposite each other, but with a displacement in the circumferential direction to each other, with an angle which is different from 180 °, for example 90 °, as shown in 4 shown embodiment. The result may be an asymmetric radial load on the piston 3 even if both openings 8th and 9 are exposed to the same fluid pressure, so that a differential fluid pressure between the two openings 8th and 9 consists. A similar asymmetric radial load on the piston 3 can occur when both openings 8th and 9 diametrically opposed but exposed to different fluid pressures. Such asymmetric load is avoided by opening each of the inlet and outlet ports 8th and 9 an additional inlet opening 8th' or an additional outlet opening 9 ' are assigned to each of the inlet opening 8th or the outlet opening 9 are arranged diametrically opposite, and by the inlet opening 8th and the additional inlet opening 8th' with an inlet bypass line 8B and the outlet pipe 9 and the additional outlet line 9 ' with an outlet bypass line 9B get connected. As a result, a symmetrical load distribution occurs around the circumference of the piston 3 on. Using the additional radial openings 8th' . 9 ' and the bypass lines 8 _B and 9 _B a symmetry of the radial forces is obtained.

Eine Fluidmaschine gemäß den obigen Ausführungsformen kann beispielsweise mit einem Kühlmittel (beispielsweise Kohlenstoffdioxid, Ammoniak und Kohlenwasserstoffen), Tiefkühlgasen (beispielsweise Helium und Argon) betrieben werden.A Fluid machine according to the above embodiments For example, with a coolant (for example carbon dioxide, ammonia and hydrocarbons), Frozen gases (For example, helium and argon) are operated.

5 zeigt beispielhafte Ausführungsformen von Fluidmaschinen der vorliegenden Erfindung, die durch Vorrichtungen der Erfindung mit verschiedenen Funktionalitätskombinationen gebildet sind. Die 5a bis 5f beziehen sich auf: 5 FIG. 12 shows exemplary embodiments of fluid machines of the present invention formed by devices of the invention having various combinations of functionality. FIG. The 5a to 5f to refer to:

5a: eine Kolbenmaschine mit einem Fluidverbinder; 5a a piston engine with a fluid connector;

5b: eine Kolbenmaschine mit einem Fluidseparator; 5b a piston machine with a fluid separator;

5c: eine Kolbenmaschine mit einem Fluidverbinder und einem Fluidseparator; 5c a piston engine having a fluid connector and a fluid separator;

5d: ein Kolben-geführtes Ventil mit einem Fluidverbinder; 5d a piston-guided valve with a fluid connector;

5e: ein Kolben-geführtes Ventil mit einem Fluidseparator; 5e a piston-guided valve with a fluid separator;

5f: ein Kolben-geführtes Ventil mit einem Fluidverbinder und einem Fluidsepararator. 5f A piston-guided valve with a fluid connector and a fluid separator.

In allen Ausführungsformen tritt die Funktion eines Verbinders oder eines Separators auf, wenn sich der Kolben 3 in seiner Sekundärhublänge 2 befindet, das heißt, in der zweiten Betriebsart.In all embodiments, the function of a connector or separator occurs when the piston 3 in its secondary stroke length 2 is, that is, in the second mode.

Ausführlicher:In more detail:

5a, b, c zeigen eine Maschine oder Pumpe mit

– einer Fluidleitung 15, die mit (nicht gezeigten) Öffnungen 5 verbunden ist und als ein Verbinder dient (5a);
– einer Fluidleitung 16, die mit (nicht gezeigten) Öffnungen 6 verbunden ist und als ein Separator dient (5b); und
– einer mit Öffnungen 5 verbundenen, als Verbinder dienenden Fluidleitung 15 und einer mit Öffnungen 6 verbundenen, als Separator dienenden Fluidleitung 16 (5c).

5a , b, c show a machine or pump

- a fluid line 15 provided with openings (not shown) 5 is connected and serves as a connector ( 5a );
- a fluid line 16 provided with openings (not shown) 6 connected and serves as a separator ( 5b ); and
- one with openings 5 connected, serving as a connector fluid line 15 and one with openings 6 connected, serving as a separator fluid line 16 ( 5c ).

5d, e, f zeigen ein von einem Kolben bewegtes und gesteuertes Ventil mit

– einer Fluidleitung 15, die mit Öffnungen 5 verbunden ist und als Verbinder dient (5d);
– einer Fluidleitung 16, die mit Öffnungen 6 verbunden ist und als Separator dient (5e); und
– einer mit Öffnungen 5 verbundenen und als Verbinder dienenden Fluidleitung 15 und einer mit Öffnungen 6 verbundenen und als Separator dienenden Fluidleitung 16 (5f).

5d , e, f show a valve moved and controlled by a piston

- a fluid line 15 with openings 5 is connected and serves as a connector ( 5d );
- a fluid line 16 with openings 6 is connected and serves as a separator ( 5e ); and
- one with openings 5 connected and serving as a connector fluid line 15 and one with openings 6 connected and serving as a separator fluid line 16 ( 5f ).

6 bis 10 zeigen beispielhafte Ausführungsformen von Fluidinstallationen unter Verwendung von Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung, wie sie in den 1 bis 5 gezeigt sind. 6 to 10 show exemplary embodiments of fluid installations using devices of the present invention as shown in FIGS 1 to 5 are shown.

6 zeigt eine Reihenverbindung von zwei Kolbenkompressoren 21, 22, die je einen Kolben 3 und einen Zylinder 4 und eine Fluidleitung 15, die mit radialen Öffnungen 5 verbunden ist und als Verbinder dient, aufweisen. Der Kompressor 21 dient als Hochdruckvorrichtung, der Kompressor 22 dient als Niedrigdruckvorrichtung. 6 zeigt die beiden Vorrichtungen in einer Einstufenbetriebsart. Das bedeutet, die Niedrigdruckvorrichtung 22 befindet sich in ihrer Sekundärbetriebsart, in welcher eine Fluidverbindung über die Öffnungen 5 und die Leitung 15 hergestellt ist, sodass das Fluid durch den offenen Verbinder der Niedrigdruckvorrichtung 22 fließt, und die Hochdruckvorrichtung 21 arbeitet in ihrer Hauptbetriebsart, unter Komprimierung des Fluids, das ihr unkomprimiert von dem Niedrigdruckkompressor 22 über Leitungen 14 zugeführt wird, um in der Fluidkammer 18 der Hochdruckvorrichtung 21 komprimiert zu werden. Die in 6 gezeigte Installation kann auch als eine Zweistufen-Kompressionsinstallation (nicht gezeigt) betrieben werden, indem jeder der Kompressoren 21 und 22 in seine Hauptbetriebsart geschaltet wird, sodass das Fluid komprimiert wird, und zwar nacheinander in einem ersten Kompressionsschritt in der Fluidkammer 18, entsprechend der Haupthublänge 1 des Kolbens 3 des Kompressors 22, und danach in einem zweiten Kompressionsschritt in der Fluidkammer 18, entsprechend der Haupthublänge 1 des Kolbens 3 des Kompressors 21. 6 shows a series connection of two reciprocating compressors 21 . 22 , each with a piston 3 and a cylinder 4 and a fluid line 15 with radial openings 5 is connected and serves as a connector, have. The compressor 21 serves as a high pressure device, the compressor 22 serves as a low pressure device. 6 shows the two devices in a single stage mode. That means the low pressure device 22 is in its secondary mode, in which a fluid connection via the openings 5 and the line 15 is made, so that the fluid through the open connector of the low-pressure device 22 flows, and the high pressure device 21 works in its main mode, compressing the fluid that you uncompressed from the low-pressure compressor 22 via lines 14 is fed to the fluid chamber 18 the high pressure device 21 to be compressed. In the 6 Installation shown can also be operated as a two-stage compression installation (not shown) by each of the compressors 21 and 22 is switched to its main mode, so that the fluid is compressed, in succession in a first compression step in the fluid chamber 18 , corresponding to the main stroke length 1 of the piston 3 of the compressor 22 , and then in a second compression step in the fluid chamber 18 , corresponding to the main stroke length 1 of the piston 3 of the compressor 21 ,

7 zeigt eine Reihenverbindung eines Behälters 33, einer Kolbenpumpe 34 und eines Aktuators 35. Leitungen 15, die mit Öffnungen 5 verbunden sind, dienen als Verbinder, und Leitungen 14, die mit der Fluidkammer 18 der Pumpe 34 gekoppelt sind, sind außerhalb der Pumpe 34 parallel verbunden. Die Pumpe 34 pumpt ein Fluid aus dem Behälter 33 in eine Kammer des Aktuators 35, der verwendet werden kann, um ein (nicht gezeigtes) bewegliches Element mit Energie zu versorgen. Dies geschieht durch Betreiben der Pumpe 34 in ihrer Hauptbetriebsart. Um einen Rückfluss des Fluids von der Kammer des Aktuators 35 zurück in den Behälter 33 zu erhalten, wird die Pumpe 34 in ihrer zweiten Betriebsart betrieben, in welcher das Fluid durch die mit den Leitungen 15 gekoppelten radialen Öffnungen der Pumpe 34 fließt. 7 shows a series connection of a container 33 , a piston pump 34 and an actuator 35 , cables 15 with openings 5 connected, serve as connectors, and cables 14 connected to the fluid chamber 18 the pump 34 are coupled outside the pump 34 connected in parallel. The pump 34 pumps a fluid out of the container 33 in a chamber of the actuator 35 which can be used to power a moving element (not shown). This is done by operating the pump 34 in their main mode. To return the fluid from the chamber of the actuator 35 back into the container 33 to get the pump 34 operated in its second mode, in which the fluid through the with the lines 15 coupled radial openings of the pump 34 flows.

8 zeigt eine Fluidinstallation, welche zwei Pumpen 46, 47, die je einen Kolben 3, einen Zylinder 4, mit (nicht gezeigten) Öffnungen 5 verbundene Leitungen 15 und mit der Fluidkammer 18 gekoppelte Leitungen 14 aufweisen, und einen Aktuator 48 zeigt. Ein beweglicher Kolben 49 des Aktuators 48 wird zur rechten Seite bewegt, wenn die Pumpe 46 in ihrer Hauptbetriebsart arbeitet und Fluid in eine linke Kammer 51 des Aktuators 48 pumpt. Auf Grund der Bewegung des Kolbens 49 wird Fluid aus einer rechten Kammer 52 des Aktuators 48 herausgepresst und fließt durch die Pumpe 47, welche in ihrer zweiten Betriebsart arbeitet und daher eine Fluidverbindung über die Leitung 15 bereitstellt. Wenn eine Bewegung des beweglichen Kolbens 49 innerhalb des Aktuators 48 zur linken Seite ausgeführt wird, werden die Betriebsarten der beiden Pumpen 46, 47 so getauscht, dass die Pumpe 47 sich in ihrer Hauptbetriebsart und die Pumpe 46 sich in ihrer Sekundärbetriebsart befindet. 8th shows a fluid installation, which two pumps 46 . 47 , each with a piston 3 , a cylinder 4 , with openings (not shown) 5 connected lines 15 and with the fluid chamber 18 coupled lines 14 have, and an actuator 48 shows. A moving piston 49 of the actuator 48 is moved to the right when the pump 46 works in its main mode and fluid in a left chamber 51 of the actuator 48 inflated. Due to the movement of the piston 49 will fluid out of a right chamber 52 of the actuator 48 squeezed out and flows through the pump 47 , which operates in its second mode and therefore a fluid connection via the line 15 provides. When a movement of the moving piston 49 inside the actuator 48 to the left side, the operating modes of the two pumps become 46 . 47 so swapped that the pump 47 themselves in their main mode of operation and the pump 46 is in its secondary mode.

9 zeigt eine Installation eines Fluidsystems, bei der gezeigten Ausführungsform eines pneumatischen Systems mit gefilterter Druckluft, aufweisend in einer Reihenverbindung einen Filter 109, einen Kompressor 110 mit einem Kolben 3 und einem Zylinder 4 und zwei Behältern 111, 112 für Druckluft. Luft wird durch den Filter 109 in die Fluidkammer 18 des Kompressors 110 gesaugt, wenn dieser in seiner Hauptbetriebsart betrieben wird. In der Hauptbetriebsart wird die Luft komprimiert und aus der Fluidkammer 18 heraus und in den ersten Behälter 111 und über die Leitung 16 und den Verbinderteil (radiale Öffnungen) 6 des Kompressors 110 in den Container 112 gepresst. 9 shows an installation of a fluid system, in the illustrated embodiment of a pneumatic system with filtered compressed air, having in a series connection a filter 109 , a compressor 110 with a piston 3 and a cylinder 4 and two containers 111 . 112 for compressed air. Air is passing through the filter 109 into the fluid chamber 18 of the compressor 110 sucked when it is operated in its main mode. In the main mode, the air is compressed and out of the fluid chamber 18 out and into the first container 111 and over the line 16 and the connector part (radial openings) 6 of the compressor 110 in the container 112 pressed.

Zum Reinigen des Filters 109 wird die Flussrichtung der Luft geändert durch Umschalten des Kompressors 110 in seine Sekundärbetriebsart. In dieser Betriebsart wird die Leitung 16 blockiert und wird die Leitung 16 geöffnet durch Öffnen des Separatorteils (radiale Öffnungen 5) des Kompressors 110, um den gewünschten Rückfluss der Luft zu erlauben, um den Filter 109 zu reinigen. Dieser Rückfluss wird von dem Luftinhalt des Containers 111 geliefert. Der Container 112 nimmt an diesem Luftfluss nicht teil, da die Leitung 16 blockiert ist. Daher ist die komprimier te Luft im Container 12 noch für andere Verwendung verfügbar, wenn diese von einem Benutzer während der Reinigungsprozedur des Filters benötigt wird.To clean the filter 109 the flow direction of the air is changed by switching the compressor 110 in its secondary mode. In this mode, the line 16 blocked and becomes the conduit 16 opened by opening the separator part (radial openings 5 ) of the compressor 110 to allow the desired backflow of air to the filter 109 to clean. This reflux is determined by the air content of the container 111 delivered. The container 112 does not participate in this air flow as the pipe 16 is blocked. Therefore, the compressed air is in the container 12 still available for other use when needed by a user during the cleaning procedure of the filter.

10 zeigt eine Fluidinstallation mit einer Reihenverbindung eines Kolbengeführten Ventils 113 mit einer Sekundärverbinderfunktion (radiale Öffnungen 5), welches von einem Kolben 3 bewegt und gesteuert wird, eines Wärmetauschers 114 und eines Kolbenkompressors 115, ebenfalls mit einer sekundären Verbinderfunktion. Die Ventilseite (113) der Reihenverbindung ist mit einer ersten Fluidleitung 117 gekoppelt, während ihre Kompressorseite (115) mit einer zweiten Fluidleitung 119 gekoppelt ist. Eine solche Installation ist verwendbar für Kühl- und Heizgerätschaft, beispielsweise in Gebäuden, Häusern oder Kraftfahrzeugen. Das Ventil 113 wird in seiner Hauptbetriebsart betrieben. Kühlmittel wird in den Wärmetauscher 114 geliefert, welcher bei diesem Beispiel ein Luftkühler 114 ist. Das Kühlmittel verdampft in dem Luftkühler 114. Der Kühlmitteldampf wird in die Fluidkammer 18 des Kompressors 115 gesaugt und komprimiert. Der Kompressor 115 wird in seiner Hauptbetriebsart betrieben. Es kommt vor, dass sich auf der Oberfläche des Wärmetauschers 114 Eis bildet, welches die Leistungsfähigkeit des Wärmetauschers vermindert. Um dieses Eis aufzutauen, werden der Kompressor 115 und das Ventil 113 beide in ihrer Sekundärbetriebsart betrieben. Komprimiertes heißes Gas von einem (nicht gezeigten) benachbarten Kompressor, der ebenfalls mit der Fluidleitung 118 gekoppelt ist, ist bei der Leitung 17 verfügbar. Der Kompressor 115 wird gesteuert, um in seiner Sekundärbetriebsart zu arbeiten, sodass er die Leitungen 15 verbindet und komprimierte Luft durch den Wärmetauscher 116 fließt, wo das heiße Gas das Eis schmilzt und abkühlt. Nach dem Passieren des Wärmetauschers 114 gelangt das nun herabgekühlte Gas durch die Leitung 15, da das Ventil 113 ebenfalls für einen Betrieb in seiner sekundären Betriebsart gesteuert wird. Dies ist eine sehr wirksame und leichte Abtaumethode. 10 shows a fluid installation with a series connection of a piston-guided valve 113 with a secondary connector function (radial openings 5 ), which by a piston 3 is moved and controlled, a heat exchanger 114 and a reciprocating compressor 115 , also with a secondary connector function. The valve side ( 113 ) of the series connection is connected to a first fluid line 117 coupled while its compressor side ( 115 ) with a second fluid line 119 is coupled. Such an installation is suitable for cooling and heating equipment, for example in buildings, houses or motor vehicles. The valve 113 is operated in its main mode. Coolant is in the heat exchanger 114 supplied, which in this example an air cooler 114 is. The coolant evaporates in the air cooler 114 , The refrigerant vapor is introduced into the fluid chamber 18 of the compressor 115 sucked and compressed. The compressor 115 is operated in its main mode. It happens that on the surface of the heat exchanger 114 Forming ice which reduces the efficiency of the heat exchanger. To thaw this ice, become the compressor 115 and the valve 113 both operated in their secondary mode. Compressed hot gas from an adjacent compressor (not shown) also connected to the fluid line 118 is coupled, is at the line 17 available. The compressor 115 is controlled to work in its secondary mode, so that it lines up 15 connects and compresses compressed air through the heat exchanger 116 flows where the hot gas melts and cools the ice. After passing the heat exchanger 114 The now cooled gas passes through the pipe 15 because the valve 113 is also controlled for operation in its secondary mode. This is a very effective and easy defrosting method.

Claims

Apparatus suitable for cooperation with at least one fluid, the apparatus comprising: 4 ); - one inside the cylinder ( 4 ) arranged piston; - where the cylinder ( 4 ) and the piston ( 3 ) are movable relative to each other in the axial direction thereof; Wherein an axial length of a fluid chamber ( 18 ) between an axial end ( 4A ) of the cylinder ( 4 ) and an opposite axial end ( 3A ) of the piston ( 3 ) of one stroke length ( 1 . 2 ) between the cylinder ( 4 ) and the piston ( 3 ) depends; - where the stroke length ( 1 . 2 ) in a first stroke length ( 1 ) and one over the first stroke length ( 1 ) second stroke length ( 2 ) is divided; - wherein the device ( 10 . 11 . 12 ) a first mode in which the piston ( 3 ) for a movement within the first stroke length ( 1 ), and a second mode of operation in which the piston ( 3 ) for a movement in the second stroke length ( 2 ) is controlled; - wherein the cylinder has at least one radial opening ( 5 ) at a predetermined axial position of the cylinder ( 4 ) having; - wherein the radial opening ( 5 ) of the piston ( 3 ) is blocked when the device ( 10 . 11 . 12 ) is in a first of the first and second modes, and of the piston ( 3 ) is not blocked when the device ( 10 . 11 . 12 ) is located in the other of the first and second modes.

Device according to claim 1, wherein the piston ( 3 ) relative to the cylinder ( 4 ) is moved.

Device according to claim 1 or 2, wherein at least one radial opening ( 5 ) axially along the cylinder ( 4 ) is arranged so that they are in the entire first stroke length ( 1 ) outside the fluid chamber ( 13 ) and from the piston ( 3 ) is blocked, and in the second stroke ( 2 ) within the fluid chamber ( 18 ) and from the piston ( 3 ) is not blocked.

Device according to one of claims 1 to 3, wherein at least one radial opening ( 5 ) axially along the cylinder ( 4 ) is arranged so that they are in the entire first stroke length ( 1 ) within the fluid chamber ( 18 ) and from the piston ( 3 ) is not blocked, and in the second stroke length ( 2 ) outside the fluid chamber ( 18 ) and from the piston ( 3 ) is blocked.

Device according to one of claims 1 to 4, further comprising at least one valve (A), which is designed to be used as a fluid inlet into the fluid chamber (A). 18 ), when in an open position, and at least one valve (B) configured to act as a fluid outlet from the fluid chamber (5). 18 ) to act when it is in an open position.

Device according to one of claims 1 to 3, further comprising at least one piston-guided valve ( 7 ) operatively associated with the movement of the piston ( 3 ) is coupled.

Apparatus according to claim 6, comprising at least one valve ( 7 ) with a valve needle ( 7a ), which cooperate with the movement of the piston ( 3 ) is formed, and a valve seat ( 7b ) attached to the cylinder ( 4 ) is arranged.

Device according to one of claims 1 to 7, wherein the cylinder ( 4 ) at least two radial openings ( 5 . 6 ) at predetermined axial positions of the cylinder ( 4 ), which are designed to control the flow of at least one fluid, wherein an opening ( 5 . 6 ) is designed for the function as a fluid inlet, and an opening ( 5 . 6 ) is designed for the function as a fluid outlet.

Device according to claim 7, comprising at least one radial inlet opening ( 8th ) and at least one radial outlet opening ( 9 ), wherein at least one additional radial inlet opening ( 8th' ) and at least one additional radial outlet opening ( 9 ' ) of the associated radial inlet opening ( 8th ) or the associated radial outlet opening ( 9 ) are arranged diametrically opposite, wherein the at least one radial inlet opening ( 8th ) and the at least one additional radial inlet opening ( 8th' ) by means of a first bypass line ( 8B ) are connected to each other and the at least one radial outlet opening ( 9 ) and the at least one additional radial outlet opening ( 9 ' ) by means of a second bypass line ( 9B ) are interconnected.

Fluid installation with at least one first device according to one of the preceding claims and at least one second device necessary for cooperation with the at least one first device is formed.