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Pumpe für unter Druck stehende, bei tiefen Temperaturen siedende,
verflüssigte Gase Es wurde bereits versucht, unter Druck stehende, tiefsiedende,
verflüssigte Gase, wie z. B.. Sauerstoff, unmittelbar durch eine mit einem Saug-
und einem Druckventil ausgestattete Pumpe umzufüllen und zu komprimieren. Hierbei
tritt jedoch der Umstand nachteilig in Erscheinung, daß durch das beim Saughub des
Kolbens entstehende Vakuum ein Teil der Flüssigkeit zum Sieden kommt und somit der
Zylinderraum völlig oder nahezu völlig mit Dampf angefüllt wird; es kann infolgedessen
kein Flüssiggas mehr in den Zylinderraum eintreten, wodurch die einwandfreie Förderung
der Pumpe unterbunden wird.
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Gemäß der Erfindung wird unter Vermeidung der Mängel der verschiedenen
bekannten Verfahren das Ab- oder Umfüllen von unter Druck stehenden, tiefsiedenden,
verflüssigten Gasen in der Weise unmittelbar durch eine Pumpe ermöglicht, daß der
Zylinderkopf der von dem Flüssigkeitsvorratsbehälter getrennt angeordneten und mit
diesem durch eine Zuflußleitung verbundenen Pumpe im Bereich der unteren Totpunktlage
des Kolbens mit einem durch den Flüssigkeitsdruck vor der Pumpe sich öffnenden Einströmventil
versehen ist, während im Bereich der oberen Totpunktlage eine oder mehrere vom Kolben
gesteuerte Öffnungen. angeordnet sind, die in einen nach außen geschlossenen Raum
einmünden, durch den die beim Saughub des Kolbens entstehenden Dämpfe verlustfrei
in ein unter niedrigerem Druck als der Einströmdruck der
Flüssigkeit
stehendes Verbrauchsnetz oder .einen Speicherbehälter abgeleitet werden.
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Durch eine derartige Ausführung ist es in einwandfreier Weise möglich,
tiefsiedende, verflüssigte Gase unter Druck in andere Behälter umzufüllen oder sie
auf einen höheren Druck zu fördern. Im Zylinderraum können keine schädlichen und
die Pumpenleistung beeinträchtigenden Gaspolster entstehen, da die sich bildenden
Gasmengen bei jedem Kolbenhub durch den Druck der in den Zylinder einströmenden
Flüssigkeit restlos durch die hierfür vorgesehenen Austrittsöffnungen in der Zylinderwandung
im Bereich der oberen Totpunktlage des Kolbens austreten.
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Steht ein unter niedrigerem Drück als der Einströmdruck der Flüssigkeit
stehendes Verbrauchsnetz od. dgl. nicht zur Verfügung, so können die Dämpfe auch
in den Vorratsbehälter zurückgeleitet werden, falls die Pumpe so tief unterhalb
dieses Behälters angeordnet ist, daß der Flüssigkeitsdruck genügt, um das Einströmventil
der Pumpe beim Saughub des Kolbens zu öffnen. Gegebenenfalls kann auch neben dem
Pumpenzylinder noch ein zweiter Zylinder vorgesehen werden., dessen Kolben zweckmäßig
von derselben: Kurbelwelle bewegt wird und in dem die aus dem Pumpenzylinder entweichenden
Dämpfe unter Zwischenschaltung eines kleineren Ausgleichsbehälters auf Verbrauchsdruck
verdichtet werden.
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Vorteilhaft wird in die Abgangsleitung für die aus dem Zylinderraum
verdrängten Dämpfe noch ein Regelventil od. dgl. eingeschaltet, wodurch je nach
dessen Einstellung der Gasgegendruck im Zylinderraum verringert oder erhöht werden
kann, um auf diese Weise die Förderleistung der Pumpe stufenlos regeln zu können.
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An sich ist bereits eine zum Umpumpen von verflüssigten Gasen bestimmte
Flüssigkeitspumpe bekannt, die im Bereich der unteren Totpunktlage des Kolbens mit
einem. Einströmventil versehen ist, während im Bereich der oberen Totpunktlage öffnungen
zum Ableiten der beim Saughub entstehenden Dämpfe angeordnet sind. Die bekannte
Pumpe ist jedoch nur zum Umfüllen von drucklosen Flüssiggasen geeignet und demzufolge
auch im Innern des Vorratsbehälters selbst untergebracht. Das Einströmventil soll
dabei entweder gesteuert werden, was indessen mit Rücksicht auf die Abdichtungsschwierigkeiten
beim Hindurchführen der Steuerglieder durch die Apparatewandungen. praktisch nicht
zu verwirklichen ist, oder aber es soll selbsttätig wirken; auch dieseMöglichkeit
ist jedoch nicht gegeben, da zum Überwinden des öffnungswiderstandes des Ventils
nur eine Flüssigkeitssäule gleich dem Kolbenhub zur Verfügung steht, die indessen
auf keinen Fall genügt, um das Einströmventil selbsttätig in Tätigkeit treten zu
lassen; da die aus den Auslaßöffnungen austretenden Dämpfe dabei in den über der
Flüssigkeit befindlichen Dampfraum münden, haben sie denselben Druck wie die Flüssigkeit
selbst, so daß zum Öffnen des Ein:strömventils und zum Verdrängen der Dämpfe aus
dem Zylinder kein genügend großer Druckabfall zur Verfügung steht. Zum Umfüllen
oder Fördern von unter "Druck stehendem, tiefsiedendem Flüssiggas ist also auch
insoweit die bekannte Pumpe nicht geeignet.
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Die getrennte Anordnung von Vorratsbehälter und Umfüllpumpe ist zwar
an sich ebenfalls bereits bei Anlagen zum Umfüllen von verflüssigten brennbaren
Gasen, wie Propan und Butan, bekannt; da es sich indessen hierbei nicht um tiefsiedende
Gase handelt, sondern um Gase, bei denen die beim Saughub des Kolbens : entstehenden
Dämpfe durch die Kompression schon bei normaler Temperatur wieder rückverflüssigt
werden können, so daß sie nicht aus denn Zylinderraum abgeleitet zu werden brauchen,
liegen die Verhältnisse grundsätzlich anders als bei Anlagen, die zum Umfüllen von
unter Druck stehenden, tiefsiedenden Flüssiggasen bestimmt sind.
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Im Gegensatz zu, den vorerwähnten Pumpen teilweise ähnlicher Bauart
ist es für die Pumpe gemäß vorliegender Erfindung zur Ermöglichung der beabsichtigten
Wirkung erforderlich, daß ihr das Flüssiggas durch eine besondere Zuflußleitung
von dem getrennt angeordneten Vorratsbehälter unter Druck zugeleitet wird, daß außerdem
im Bereich der unterm Totpunktlage des Kolbens ein nicht gesteuertes, unter dem
Druck des zuströmenden Gases sich öffnendes Einströmventil vorgesehen ist und daß
schließlich die zur Ableitung der beim Saughub des Kolbens entstehenden Dämpfe im
Bereich der oberen Totpunktlage des Kolbens angebrachten Austrittsöffnungen in einen
Raum führen, der unter einem niedrigeren Druck als der Einströmdruck des Flüssiggases
in den Zylinderraum steht. Erst durch die Vereinigung dieser Merkmale wird es möglich,
ein unter Druck stehendes, tiefsiedendes, verflüssigtes Gas mit Hilfe einer Flüssigkeitspumpe
einwandfrei umzufüllen oder auf einen höheren Druck zu fördern.
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Die Zeichnung veranschaulicht im Schema eine beispielsweise Ausführungsform
einer Pumpe gemäß der Erfindung.. .
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Der Pumpenzylinder i ist an seinem unteren Ende mit einem nicht gesteuerten,
sich selbsttätig öffnenden Einströmventil z sowie mit dem Druckventi13 ausgestattet:
Im Bereich der oberen Totpunktlage des Kolbens q. sind mehrere Öffnungen 5 in der
Zylinderwandung angebracht, die in einen Ringkanal 6 münden, der über das Regelventil
7 in einen unter -niedrigerem Druck als das Flüssiggas stehenden Gasbehälter od.
dgl. führt. Die übrige Ausbildung der Pumpe sowie deren Antrieb erfolgen in an sich
bekannter Weise.
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Beim Anheben des Kolbens q. tritt durch das Einströmventil a das unter
Druck stehende, tiefsiedende, verflüssigte Gas in den Zylinder ein. Die im Zylinderraum
befindlichen, durch Verdampfung entstandenen Gasmengen werden dabei, sobald der
Kolben q. die Öffnungen 5 freigegeben hat, durch die den Zylinderraum füllende Flüssigkeit
in den Ringraum 6 und von da durch das Ventil 7 in die nach einem Speicherbehälter
od. dgl. führende Abgangsleitung gedrängt. Der Zylinder kann also bei
jedem
Saughub voll mit Flüssiggas angefüllt werden. Beim Herabgehen des Kolbens wird das
Flüssiggas komprimiert und in der üblichen Weise durch das Druckventil 3 weiterbefördert.
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Durch entsprechende Einstellung des Regelventils 7 in der Abgasleitung
kann die Menge der abzuführenden Dämpfe und damit die Flüssigkeitsfüllung im Zylinder
i beeinflußt und auf diese Weise die Pumpenleistung geregelt werden. Je nachdem,
wie stark durch Veränderung des Durchgangsquerschnitts des Ventils 7 die Menge der
aus dem Pumpenzylinder abgeführten Dämpfe gedrosselt wird, stellt sich der Gegendruck
im Zylinderraum ein, so daß dadurch die beim Saughub zuströmende Flüssiggasmenge
und somit auch die Menge des beim Druckhub geförderten Flüssiggases beliebig geregelt
werden können.