DE3238421C2 - - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Fördereinrichtung für flüssige oder gasförmige Medien entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung betrifft den Antrieb einer Verdrängerpumpe. Als Verdrängerpumpe werden insbesondere Kolben- und Membranpumpen angesehen, bei denen durch pulsierende Kolbenbewegung oder Membranbewegung eine pulsierende Veränderung des Volumens einer Pumpenkammer und damit die Pumpwirkung erzielt wird. Die Erfindung wird zwar anhand einer Membranpumpe erläutert; sie bezieht sich jedoch auch auf andere Verdrängerpumpen, insbesondere Kolbenpumpen, bei denen ein Kolben an die Stelle der jeweils beschriebenen Membran tritt.

Die Erfindung wird insbesondere unter Berücksichtigung des Wärmeträgerkreislaufs einer Wärmepumpenanlage und bevorzugt einer Absorptionswärmepumpenanlage erläutert, wo die Fördereinrichtung als Lösungspumpe verwandt wird. Eine Beschränkung des Gegenstandes der Erfindung ist hierdurch jedoch nicht beabsichtigt und ergibt sich nur durch die Ansprüche.

Im Absorptionsprozeß dient die Fördereinrichtung zur Förderung der Lösung, d. h., des mit dem Wärmeträger angereicherten Lösungsmittels (z. B. Lösung von NH₃-Dampf und H₂O), von dem gekühlten Absorber in den beheizten Rektifikator. Der Rektifikator steht unter einem höheren Druck als der Absorber. Um den Wärmeträgerkreislauf nach außen hermetisch abzudichten, weist die Fördereinrichtung als Verdrängerpumpe eine Membranpumpe auf, deren Membran die Pumpenkammer und die Antriebskammer voneinander trennt. Die Hin- und Herbewegung der Membran, d. h., die Pumpbewegung der Membran, erfolgt dadurch, daß die Antriebskammer mit dem pulsierenden Druck eines Antriebsmediums, z. B. Drucköl, beaufschlagt wird. Derartige Membranpumpen sind bekannt, z. B. durch DE-AS 11 18 011, 14 53 579. Dabei wird der pulsierende Druck des Antriebsmediums durch Kolbenpumpen erzeugt, wodurch die Membran der Kolbenbewegung synchron folgt.

Die Fördermenge derartiger Fördereinrichtungen kann zum einen dadurch beeinflußt werden, daß die Antriebsdrehzahl der Kolbenpumpe entsprechend gesteuert wird. Die Drehzahlsteuerung im allgemeinen verwandter Drehstrom- oder Wechselstrommotoren ist jedoch technisch aufwendig und führt zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades. Die in der DE-AS 14 53 579 beschriebene Fördereinrichtung erreicht zwar die Fördermengensteuerung der Membranpumpe dadurch, daß die bei jedem Hub geförderte Druckölmenge der dem Antrieb dienenden Kolbenpumpe durch eine geeignete Ventilanordnung gesteuert wird. Durch den Synchronismus zwischen dem Hub der Kolbenpumpe und der Membranpumpe ergibt sich, wie bei allen durch Kolbenpumpen angetriebenen Membranpumpen, die Notwendigkeit, Einrichtungen zum Ausgleich der unvermeidlichen Leckagen vorzusehen. Deshalb weist die bekannte Fördereinrichtung zur Steuerung der Fördermenge ein sehr kompliziertes Ventilsystem auf, das für einen Dauerbetrieb mit langer Standzeit - und daher insbesondere für den Betrieb einer Wärmepumpe - nicht geeignet ist.

Weitere bekanntgewordene, hydraulisch betriebene Flüssigkeitspumpen zeigen vergleichbare Nachteile. So wird in der US 30 48 121 eine hydraulisch betätigte Membranpumpe beschrieben, die im voreingestellten festen Takt arbeitet und daher während des Betriebes keine Möglichkeit zur Beeinflussung der Förderleistung bietet. Auch die hydraulisch betätigte Membranpumpe der US 38 16 034 wird durch einen einfachen im Takt arbeitenden Umschalter gesteuert. Eine Beeinflussung ihrer Arbeitsweise während des Betriebes ist nicht vorgesehen, weshalb die Führung der je Zeiteinheit geförderten Flüssigkeitsmenge durch einen variablen Verfahrensparameter nicht möglich ist.

Gegenstand der US 33 06 216 ist eine hydraulisch betriebene Schlammpumpe. Der Trennung der Antriebsflüssigkeit von dem zu fördernden Medium (slurry) bzw. der Arbeitskammer von der Pumpenkammer dient ein kugelförmiger, in dem gemeinsamen Arbeitszylinder mit Spiel geführter Kolben. Wegen des Kolbenspiels fehlt die hermetische Abdichtung zwischen der Arbeitskammer und der Pumpenkammer. Eine Vermischung der beiden Flüssigkeiten ist in Kauf genommen, weshalb die Pumpe für den erfindungsgemäßen Zweck ungeeignet ist.

Schließlich ist für die mechanisch angetriebene Membranpumpe der US 27 03 055 ebenso wie die durch einen Luftmotor betriebene Kolbenpumpe der US 35 97 121 eine Möglichkeit zur Regelung oder Steuerung der Fördermenge während des Betriebes nicht vorgesehen.

Danach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fördereinrichtung für flüssige oder gasförmige Medien zur Verfügung zu stellen, die bei einfachem und betriebssicherem Aufbau und hermetischer Trennung von Antriebsmedium und Arbeitsmedium derart verfahrensabhängig steuerbar ist, daß die Förderung des Arbeitsmediums in Anpassung an den Bedarf und weitgehend ohne Leckagen erfolgt. Die Aufgabe wird durch die Fördereinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Sie besteht zum einen aus einer Verdrängerpumpe, also beispielsweise einer Kolben- oder Membranpumpe mit einer Pumpenkammer und einer Antriebskammer. An deren Pumpenkammer-Einlaß kann ein Druck anstehen, der größer ist als der Tankdruck des Arbeitsmediums. Dadurch wird der Rückhub der Membran - d. h. der Ansaughub - bewirkt. Der Rückhub kann jedoch auch auf andere Weise, beispielsweise durch eine Feder, bewirkt werden.

Ihre Antriebskammer wird durch eine Druckölpumpe (Konstantpumpe) mit im wesentlichen konstantem Förderstrom beaufschlagt. Die Druckleitung zwischen dieser Konstantpumpe und der Antriebskammer hat einen Auslaß, welcher durch ein Steuerventil pulsierend zu öffnen und zu verschließen ist.

Als Konstantpumpe wird eine Pumpe bezeichnet, die mit konstanter Drehzahl und konstanter Fördermenge betrieben wird. Die vorgegebene Drehzahl wird während des Betriebes nicht gesteuert oder geregelt. Es ist allerdings bei manchen Antriebsmotoren möglich, daß sich die Drehzahl bei zunehmendem Drehmoment geringfügig ändert (z. B. Asynchronmotoren). Dies wird hier jedoch nicht berücksichtigt. Es sei erwähnt, daß die Leistungsaufnahme der Konstantpumpe und ihres Antriebmotors vom Druck des Antriebmediums abhängt. Wenn das Steuerventil geöffnet ist, wird also fast keine Leistung verbraucht.

Ebenfalls sei erwähnt, daß sich diese pulsierende Ventilbetätigung aus der vorhergehend genannten DE-AS 14 53 579 nicht ergibt, da das Ventil dort als eine Hülse ausgebildet ist, welche zur axialen Ventilverstellung mit einem drehbaren Einstellknopf verbunden ist, der auf einem Gewinde aufsitzt und daher nur langsam und von Hand, also nicht pulsierend, verstellt werden kann.

Die erfindungsgemäße Fördereinrichtung ist als Regel- oder Dosierpumpe in einer Wärmepumpenanlage deswegen besonders gut geeignet, weil sie zum einen das höhere Druckniveau im Kreislauf des Wärmeträgers nutzen kann und zum anderen eine im wesentlichen masselose und daher trägheitsarme Steuerung des Steuerventils und des Förderstroms gestattet. Diese Steuerung des Steuerventils der Fördereinrichtung kann in Abhängigkeit vom gemessenen Ist-Wert eines geeigneten Prozeßparameters erfolgen. Bei der Verwendung der Fördereinrichtung im Wärmeträgerkreislauf einer Wärmepumpe erfolgt die Steuerung des Ventils in Abhängigkeit vom Wärmeinhalt des wärmespendenden Mediums. Werden Abgase, Abluft oder Umgebungsluft als Wärmespender benutzt, so wird deren Temperatur gemessen und die Öffnung und der Verschluß des Steuerventils in Abhängigkeit von dieser gemessenen Temperatur des Wärmespenders gesteuert.

Die Fördereinrichtung wird nach der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel so betrieben, daß die Summe von Öffnungszeit und der darauffolgenden Verschlußzeit des Steuerventils einen konstant bleibenden Arbeitstakt bilden und daß innerhalb eines jeden Arbeitstaktes lediglich das Verhältnis von Öffnungszeit zu Verschlußzeit in Abhängigkeit von dem Prozeßparameter bzw. von der Temperatur des Wärmespenders, z. B. der Umgebungsluft, gesteuert wird.

Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt eine relativ einfache Auslegung der elektrischen und elektronischen Steuerung des Steuerventils. Ein anderes Ausführungsbeispiel bietet Vorteile hinsichtlich der Verlängerung der Lebensdauer der Fördereinrichtung. Hierbei setzt sich jeder Arbeitstakt des Steuerventils aus einer konstant bleibenden Öffnungszeit und aus einer konstant bleibenden Verschlußzeit zusammen. Die Zahl der Arbeitstakte pro Zeiteinheit wird jedoch in Abhängigkeit von dem Prozeßparameter bzw. von der Temperatur des Wärmespenders gesteuert. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß die Membranpumpe und das Ventil nur dann betätigt werden und die Konstantpumpe nur dann druckbeaufschlagt wird, wenn und soweit dies nach dem gemessenen Ist-Wert des Prozeßparameters bzw. nach der Temperatur des Wärmespenders bei einer Wärmepumpenanlage geboten ist.

Das Steuerventil wird vorzugsweise durch einen Elektromagneten betätigt. Auch dies trägt zur Trägheitsarmut der Fördereinrichtung bei. In einem Ausführungsbeispiel weist das Ventil der Fördereinrichtung einen in einem Zylinder durch den Magnetstößel betätigbaren Schieber mit einer Ringnut auf. In der Öffnungsstellung des Schiebers überdeckt die Ringnut gleichzeitig die Leitung von der Konstantpumpe zum Steuerventil sowie die Leitung von der Antriebskammer zum Steuerventil sowie den Abfluß vom Steuerventil zum Tank. In der Schließstellung überdeckt die Ringnut die Leitung von der Konstantpumpe zum Steuerventil sowie die Leitung von dem Steuerventil zur Pumpenkammer, während der in einer anderen Normalebene des Zylinders liegende Abfluß zum Tank verschlossen ist.

Um Stoßbelastungen des Schiebers zu vermeiden, weist der Schieber einen dem Magnetstößel im Durchmesser angepaßten Aufpralldämpfungstopf auf. Da der Zylinder mit Hydrauliköl gefüllt ist, ist der Aufpralldämpfungstopf vor dem Aufprall des Magnetstößels mit Öl gefüllt, das beim Aufprall des Magnetstößels dämpfend entweicht. Ebenso ist der Schieberweg im Zylinder durch Paarungen von hydraulischen Aufpralldämpfungselementen begrenzt. Hierzu kann z. B. an jedem Hubende des Schiebers im Zylinder ein Aufpralldämpfungstopf und am Schieber ein entsprechender Stößel vorgesehen sein. Beim Abheben des Magnetstößels wird der Schieber durch Federkraft in seine Ausgangsposition, d. h. in die Öffnungsstellung des Steuerventils, in der die Konstantpumpe mit dem Tank verbunden ist, zurückgefahren.

Eine besonders trägheitsarme Betätigung des Steuerventils kann dadurch geschehen, daß die Öffnungs- und Schließbewegungen des Ventils durch ein hydraulisches Vorsteuerventil bewirkt werden. Das Vorsteuerventil wird durch ein Magnetventil gesteuert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Fördereinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 bis 4 Ausführungsbeispiele von Steuerventilen,

Fig. 5 und 6 Arbeitsdiagramme der Steuereinrichtung bzw. des Steuerventils,

Fig. 7 die Anordnung der Fördereinrichtung in einer schematisch dargestellten Absorptionswärmepumpenanlage.

Die Fördereinrichtung nach Fig. 1 weist als Kernstück eine Membranpumpe 1 auf. Die Membranpumpe kann in einen Wärmeträgerkreislauf, beispielsweise als Lösungspumpe in einer Absorptionswärmepumpenanlage eingeschaltet sein. Sie hat den Einlaß 2.1 und den Auslaß 2.2. An dem Einlaß 2.1 steht ein Druck an, der über dem Tankdruck, also normalerweise über Atmosphärendruck, liegt.

Die Pumpwirkung der Membranpumpe 1 beruht auf der Hin- und Herbewegung der Membran, welche die Pumpenkammer 3.2 und die Antriebskammer 3.1 voneinander trennt. Die Antriebskammer 3.1 wird über die Leitungen 8.1 und 8.2 mit dem Förderstrom einer Konstantpumpe 4 beaufschlagt. Es kann sich hierbei z. B. um eine Zahnradpumpe oder um eine mehrzylindrige Kolbenpumpe handeln. Wesentlich ist, daß die Pumpe 4 mit konstanter Drehzahl betrieben wird und auch eine im wesentlichen konstante Fördermenge ausbringt. Die Konstantpumpe wird durch den Elektromotor 5 mit konstanter Drehzahl angetrieben. Der Leitungsstrang 8.1, 8.2 weist einen Bypass 7 auf, welcher durch das Steuerventil 6 geöffnet oder verschlossen werden kann. Das Steuerventil 6 wird durch einen Elektromagneten 9 betätigt. Der Elektromagnet 9 wird gesteuert durch eine Steuereinrichtung 10.1 und eine Meßeinrichtung 10.2 für einen Prozeßparameter, beispielsweise einen Temperaturfühler 10.2 für die Außentemperatur der Luft. Durch Öffnen und Schließen des Ventils 6 wird der Leitungsstrang 8.1, 8.2 und die Antriebskammer 3.1 pulsierend auf Druck und drucklos geschaltet. Der Förderdruck der Konstantpumpe 4 bei geschlossenem Ventil 6 überwindet den Druck in der Auslaßleitung 2.2. der Pumpenkammer 3.2. Wird der Leitungsstrang 8.1, 8.2 durch Öffnen des Ventils 6 drucklos geschaltet, so wird die Membran durch den Einlaßdruck in Leitung 2.1 zurückgedreht, was einem Ansaughub entspricht.

Die gesamte Fördereinrichtung ist in dem Tank 11 untergebracht, welcher lediglich eine Dichtung 13 für die Welle 12 sowie Austritte für die Steuerleitung zu Magnet 9 und die Druckleitung 8.2 aufweist.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Steuerventils stellt eine magnetbetätigte Schieberbauart dar. Im Ventilgehäuse 20 mit Zylinder 19 ist der Schieber 17 axial verschieblich. Der Schieber wird - in der Darstellung - nach links durch die Feder 21 und nach rechts durch den Stößel 16 des Magneten 15 bewegt. Der Schieber 17 weist eine Ringnut 18 auf. In der dargestellten, durch Feder 21 eingestellten Position überdeckt die Ringnut 18 den Anschlußkanal 22, der von der Pumpe kommt, den Anschlußkanal 23, der in den Tank führt, sowie den Anschlußkanal 24, der das Steuerventil mit der Antriebskammer der Membranpumpe 1 in Fig. 1 verbindet. Das bedeutet, daß in dieser Stellung des Schiebers 17 der von der Konstantpumpe 4 geförderte Ölstrom und auch der von der Membran infolge des auf ihr lastenden Drucks in der Einlaßleitung 2.1 zurückgeförderte Ölstrom in den Tank 11 entweicht. Wird der Magnet 15 erregt, so drückt der Stößel 16 den Schieber 17 nach rechts, bis Ringnut 18 lediglich noch Anschluß 22 von der Pumpe und Anschluß 24 zur Antriebskammer 3.1 überdeckt. In dieser Stellung erfolgt der Förderhub der Membran. Um stoßartige Belastungen des Schiebers 17 zu vermeiden, sind an beiden Enden des Schieberweges die ringförmigen Dämpfungsbehälter 25 angeordnet, in die der Schieber 17 mit den Dämpfungsvorsprüngen 26 einfährt. Da der Zylinder 19 an den beiden Stirnflächen des Schiebers 17 über die zentrale Bohrung 28 zur Druckentlastung des Schiebers 17 mit Öl gefüllt ist, preßt der Ansatz 26 das in den Aufpralldämpfungsgefäßen 25 befindliche Öl langsam heraus. Um den Aufprall des Stößels 16 auf die Stirnfläche des Schiebers 17 zu mildern, ist diese Stirnfläche mit einer Aufpralldämpfungspfanne 27 versehen, die im Durchmesser dem Stößeldurchmesser im wesentlichen angepaßt ist. Auch hier erfolgt ein hydraulischer Dämpfungseffekt.

Fig. 3 zeigt als Steuerventil ein Membranventil mit einer Membran 29, welche durch Stößel 30 und Magnet 31 hin- und herbewegt wird und dabei mit ihrer Schließlippe 32 das Abflußrohr 33, welches die Ventilkammer 34 mit dem nicht dargestellten Tank 11 verbindet, verschließt oder öffnet. Mit 22 ist wiederum der Anschluß bezeichnet, der von der Konstantpumpe 4 zum Steuerventil führt. Mit 24 ist der Anschluß bezeichnet, der die Antriebskammer der Membranpumpe 1 mit dem Steuerventil verbindet.

Die Druckausgleichskammer 35 des Steuerventils ist mit der Ventilkammer 34 durch einen Überströmkanal 36 verbunden.

Das Steuerventil nach Fig. 4 ist ein Membranventil, das hinsichtlich seiner Ventilkammer 34 genauso aufgebaut ist wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3. Die Membran 29 wird auf der anderen Seite in der Vorsteuerkammer 37 durch Überströmkanal 36 mit dem Druck in der Ventilkammer 34 beaufschlagt. Jedoch kann die Vorsteuerkammer 37 über Anschluß 38, Vorsteuerventil 39, Stößel 40 und Elektromagnet 41 mit dem Tank 11 verbunden werden, so daß der Druck in der Vorsteuerkammer 37 abfällt. Es sei bemerkt, daß die Auslaßquerschnitte im Auslaß 38 größer sind als der Querschnitt des Überströmkanals 36. Bei nachlassendem Druck in der Vorsteuerkammer 37 hebt die Membran von dem Verschlußquerschnitt des Abflußrohres 33 ab. Beim Verschließen des Magnetventils 39 steigt der Druck wieder an, und die Ventilkammer 34 wird zum Abflußrohr 33 hin verschlossen.

Fig. 5 zeigt ein Arbeitsdiagramm des Steuerventils 6. Dargestellt ist der Fall, daß das Fördervolumen - abhängig von einem geeigneten Prozeßparameter, z. B. von der Temperatur der Umgebungsluft - von Hub zu Hub vermindert wird.

Das Steuerventil 6 wird in einem zeitlich konstanten Arbeitszyklus A betätigt. Jeder Arbeitszyklus A besteht aus einer Öffnungszeit O und einer Verschlußzeit V und gegebenenfalls einer Ruhezeit RZ. Da die Hubgeschwindigkeit der Membranpumpe 1 vor allem druckabhängig vorgegeben ist, erfolgen auch Förderhub und Rückhub der Membranpumpe 1 mit konstanter Geschwindigkeit. Die Größe eines jeden Förderhubs H wird jedoch durch Steuerung von Öffnungs- und Verschlußzeit des Steuerventils 6 beeinflußt. Füllt die Verschlußzeit V des Steuerventils 6 die gesamte für einen Förderhub H erforderliche Zeit aus, so bewegt sich die Membran der Membranpumpe 1 mit maximalem Hub H _max. Bei kleinerer Verschlußzeit V besteht ein Arbeitstakt der Membranpumpe 1 aus dem Förderhub H, dessen Dauer FH der Verschlußzeit V entspricht, sowie aus dem Rückhub mit der Dauer RH und der Ruhezeit RZ, deren Summe der Öffnungszeit O des Ventils 6 entspricht. Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, bleibt die Summe von Öffnungszeit O und Verschlußzeit V des Steuerventils 6 einerseits und das Verhältnis von Rückhubzeit RH zu Förderhubzeit FH andererseits konstant. Die Dauer der Verschlußzeit V und damit die Größe des Förderhubs H wird jedoch innerhalb jedes Arbeitszyklus A verändert und damit auch die Fördermenge.

Bei dem Steuerdiagramm nach Fig. 6 wird die Membranpumpe 1 mit nur zwei Betriebszuständen betrieben. In dem einen Betriebszustand wrid sie mit maximalem Hub H _max betrieben. In dem anderen Betriebszustand ist sie in Ruhe.

Dabei sind die Ruhezeiten RZ vorzugsweise ein ganzzahliges Vielfaches der Arbeitszeiten A, bestehend aus Rückhub und Förderhub. Die Dauer der Ruhezeiten RZ wird in Abhängigkeit von dem Prozeßparameter, beispielsweise von der Temperatur der Umgebungsluft als Wärmespender, gesteuert. Zur Durchführung des Förderhubes H wird das Steuerventil 6 geschlossen (Verschlußzeit V ). Während des Rückhubes und der Ruhezeit RZ ist das Steuerventil 6 geöffnet (Öffnungszeit O ).

In den Diagrammen nach Fig. 5 und 6 sind die Verschlußzeit des Steuerventils 6 mit V, die Öffnungszeit des Steuerventils 6 mit O, der Arbeitstakt des Steuerventils 6 mit A, die Förderhubzeit der Membranpumpe 1 mit FH, die Rückhubzeit der Membranpumpe 1 mit RH und die Ruhezeit der Membranpumpe 1 mit RZ bezeichnet. H _max ist der maximale Hub H der Membran der Membranpumpe 1.

Fig. 7 stellt die Fördereinrichtung der vorliegenden Erfindung dar, wenn sie als Umwälzpumpe für eine Lösung aus Ammoniak und Wasser in einer Absorptionswärmepumpenanlage benutzt wird. In dem schematischen, stark vereinfachten Beispiel umfaßt das Wärmepumpensystem 90 einen Auskocher oder Rektifikator 91, der von einem nicht dargestellten Öl- oder Gasbrenner bzw. durch eine elektrische Widerstandsheizung oder dgl. beheizt wird und der durch die Membranpumpe 1 mit einer Lösung beschickt wird, die eine hohe Konzentration von im Wasser gelösten Ammoniak enthält. Wenn diese Lösung in dem Rektifikator 91 erhitzt wird, wird Ammoniak dampfförmig ausgetrieben, und das verarmte Lösungsmittel bleibt im Sumpf zurück bzw. wird in den Wärmeübertrager 92 abgelassen. Da das Austreiben des Ammoniaks während der Wärmezufuhr am Rektifikator 91 anhält, steigt der Druck im System so lange an, bis der Ammoniakdampf bei dem vom Heizungskreislauf (Vorlauftemperatur) bestimmten Dampfdruck und der zugehörigen Temperatur im Kondensator 93 verflüssigt wird, wo ihm die Verdampfungswärme entzogen wird. Der verflüssigte Ammoniak wird nun durch das Drossel- oder Regelventil 94 in den Verdampfer 95 entspannt und dort wieder verdampft, indem einem Wärmespender, beispielsweise Umgebungstemperatur, die erforderliche Wärmemenge entzogen wird. Die Umgebungsluft, deren Temperatur t _U durch den Temperaturfühler 10.2 erfaßt wird, bewegt man dabei für einen besseren Wärmeübergang zweckmäßigerweise mit einem motorgetriebenen Lüfter 96 im Kreuzstrom durch den Verdampfer 95. Das durch Auskochen an Ammoniak verarmte Lösungsmittel wird aus dem Wärmeüberträger 92 infolge des vorliegenden Druckgradienten zwischen Hoch- und Niederdruckteil der Anlage in den Absorber 97 gedrückt. Dort reichert es sich nach vorheriger Wärmeabgabe an den Heizungskreislauf (Vorwärmung) wieder mit dem im Verdampfer 95 gebildeten Ammoniakdampf an. Die gesättigte Lösung wird mit der erfindungsgemäßen Membranpumpe 1, die nach dem Diagramm in Fig. 5 oder 6 gesteuert werden kann, auf das höhere Druckniveau des Rektifikators 91 gefördert, wo der Ammoniakdampf wieder ausgetrieben wird und der Arbeitszyklus erneut beginnt.

Da auch der Absorberdruck immer noch wesentlich über dem Druck des Arbeitsmediums im Tank 11 (Fig. 1) liegt, kann der Druckgradient zwischen dem Lösungskreislauf (Fig. 7) und dem Tank 11 bei drucklos geschaltetem Steuerventil 6 für die Membranpumpe 1 in vorteilhafter Weise für die Ausführung des Saughubes der Membranpumpe 1 und zum Auffüllen der Pumpenkammer 3.2 nach erfolgtem Arbeitshub genutzt werden.

Bezugszeichenaufstellung

1 Membranpumpe; hermetisch dichte oder gekapselte Kolbenpumpe; Verdrängerpumpe
2.1 Einlaß, Einlaßventil
2.2 Auslaß, Auslaßventil
3.1 Antriebskammer
3.2 Pumpenkammer
4 Konstantpumpe
5 Antriebsmotor
6 Ventil, Steuerventil
7 Bypass-Leitung, Auslaß
8.1 Leitung Konstantpumpe-Ventil
8.2 Leitung Ventil-Antriebskammer
9 Magnet, Elektromagnet
10.1 Steuereinrichtung
10.2 Meßeinrichtung, Temperaturfühler
11 Tank
12 Welle
13 Dichtung
14 Überdruckventil
15 Magnet, Elektromagnet
16 Stößel
17 Schieber, Steuerschieber
18 Ringnut
19 Zylinder
20 Ventilgehäuse
21 Feder
22 Einlaß Konstantpumpe zum Steuerventil 6
23 Auslaß Steuerventil zum Tank 11
24 Einlaß/Auslaß Steuerventil 6 zur Antriebskammer 3.1
25 Dämpfungskragen, Aufpralldämpungsgefäß, Dämpfungsbehälter
26 Dämpfungsansatz, Dämpfungsstößel
27 Dämpfungspfanne, Aufpralldämpfungspfanne
28 Druckentlastungsbohrung
29 Membran (in Fig. 3 und 4)
30 Stößel
31 Magnet, Elektromagnet
32 Schließlippe
33 Abflußrohr
34 Ventilkammer
35 Druckausgleichskammer
36 Überströmkanal
37 Vorsteuerkammer
38 Anschluß zum Tank
39 Vorsteuerventil, Vorsteuermagnetventil
40 Stößel
41 Elektromagnet
90 Wärmepumpensystem
91 Rektifikator, Auskocher mit Heizung
92 Wärmeübertrager
93 Kondensator
94 Drossel-, Regelventil
95 Verdampfer
96 Lüfter, Ventilator
97 Absorber
t _U Temperatur des Wärmespenders (Umgebungsluft)

Claims (6)

1. Fördereinrichtung für flüssige oder gasförmige Medien, bestehend aus einer Verdrängerpumpe (1) mit einer Pumpenkammer (3.2), die ein Einlaßventil (2.1) und ein Auslaßventil (2.2) besitzt, und mit einer Antriebskammer (3.1), die durch den Kolben bzw. die Membran der Verdrängerpumpe (1) hermetisch abgedichtet ist und mit dem pulsierenden Druck eines Antriebsmediums, vorzugsweise einer Antriebsflüssigkeit, wie beispielsweise Hydrauliköl, beaufschlagt wird, wobei das Antriebsmedium durch eine Konstantpumpe (4) in die Antriebskammer (3.1) gefördert wird und die Druckleitung (8.1, 8.2) zwischen Konstantpumpe (4) und Antriebskammer (3.1) einen durch ein Steuerventil (6) pulsierend zu öffnenden und zu verschließenden Auslaß (7) aufweist, wobei das Steuerventil (6) durch eine Steuereinrichtung (10.1) geöffnet und verschlossen wird, die mit einer Folge von Arbeitstakten (A) betrieben wird, welche aus Verschlußzeit (V) und Öffnungszeit (O) bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereinrichtung (10.1) eine Meßeinrichtung (10.2) für den Istwert eines Prozeßparameters zugeordnet ist und die Fördermenge je Zeiteinheit gesteuert wird, indem entweder
bei konstanter Dauer der Arbeitstakte die Verschlußzeit (V) bzw. Öffnungszeit (O) innerhalb jedes Arbeitstaktes (A) oder
bei konstantem Verhältnis von Verschlußzeit (V) zur Öffnungszeit (O) die Anzahl der Arbeitstakte (A) pro Zeiteinheit in Abhängigkeit von dem Prozeßparameter gesteuert wird.

2. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10.1) die Verschlußzeit (V) bzw. die Öffnungszeit (O) oder die Anzahl der Arbeitstakte (A) mittels eines elektromagnetisch betätigten Steuerventils (6) steuert.

3. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10.1) ein Steuerventil (6) steuert, welches einen in einem Zylinder (19) durch einen Magnetstößel (16) betätigbaren Schieber (17) mit Ringnut (18) aufweist, welche Ringnut (18) in ihrer Öffnungsstellung die Leitung (22) von der Konstantpumpe (4) sowie den Abfluß (23) zum Tank (11) und die Verbindungsleitung (24) zur Antriebskammer (3.1) der Verdrängerpumpe (4) überdeckt und in der Verschlußstellung die von der Konstantpumpe (4) kommende Leitung (22) sowie die zur Antriebskammer (3.1) der Verdrängerpumpe (1) führende Verbindungsleitung (24) überdeckt.

4. Fördereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (17) durch eine Feder (21) gegen den Stößel (16) bewegt wird.

5. Fördereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (17) des Steuerventils (6) einen den Magnetstößel (16) im Durchmesser angepaßten Aufpralldämpfungstopf (27) aufweist und vorzugsweise der Schieberweg durch im Zylinder (19) und am Schieber (17) angebrachte Paarungen von hydraulischen Aufpralldämpfungselementen, beispielsweise einer Paarung von Dämpfungsstößel (26) und Aufpralldämpfungstopf (25), begrenzt ist.

6. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß während der Öffnungszeiten (O) der Steuereinrichtung (10.1) bei drucklos geschaltetem Steuerventil (6) die Pumpenkammer (3.2) von dem unter höheren Druck als dem Druck des Arbeitsmediums im Tank stehenden Wärmeträger einer Absorptionswärmepumpenanlage gefüllt wird und daß der Wärmeträger während der Verschlußzeiten (V) auf das Druckniveau des Rektifikators der Absorptionswärmepumpenanlage gefördert wird.