DE907853C - Ventillose Pumpe, insbesondere fuer verfluessigte Gase, zur Foerderung der Fluessigkeit aus einem Raum niederen Druckes in einen Raum hoeheren Druckes - Google Patents

Description

• Ventillose Pumpe, insbesondere für verflüssigte Gase, zur Förderung der Flüssigkeit aus einem Raum niederen Druckes in einen Raum höheren Druckes Um verflüssigte Gase oder andere Flüssigkeiten auf höheren Druck zu bringen, arbeitet man bisher in der Waise, daß die Flüssigkeiten entweder in Druckbehälter gefüllt werden und nach Abschluß der Behälter Wärme zugeführt wird oder daß die Flüssigkeiten gegen schon unter Druck befindliche Flüssigkeiten gepumpt werden und Wärme zugeführt wird. An drei Beispielen sie dieser Vorgang näher erläutert und seien dabei die Nachteile gekennzeichnet.
• Nach Abb. I wird der Behälter i nach Entfernen des Einfülldeckels 2 oder einer Verschraubung z. B. mit flüssigem Sauerstoff gefüllt und wieder verschlossen. Die Gefäßwärme muß dabei beim Füllern bis auf die Temperatur des siedenden Sauerstoffes (- i83°') auf Kosten von verdampfendem Sauerstoff beseitigt werden. Durch Heizung g wird der flüssige Sauerstoff vergast und in Flaschen gefüllt. Der Füllenddruck beträgt etwa i5o at. Diese Abkühlung und Anwärmung wiederholt sich mit jeder neuen Füllung, und außerdem muß bei jedem Wechsel eine Restgasmenge, deren Druck bei etwa i5o at liegt, entspannt werden. Diese Entspannungsgase sowie die beim Abkühlen auftretende Dampfmenge sind verloren oder müssen in besonderen Sauerstoffverdichtern auf den Fülldruck von i 5o at verdichtet werden.
• Anwendung finden solche Vergaser mit periodischer Arbeitsweise zur zentralen Versorgung bei Sauerstoffgroßverbrauchern, z. B. Schweißwerkstätten; Stahlgießereien usw., die den Sauerstoff vorzugsweise flüssig beziehen.
• Abb. 1I stellt einen Druckvergaser dar mit fortlaufender Vergdsung. Die im Gefäß i befindliche, zu vergasende Flüssigkeit wird durch eine mit Saug- und Druckventilen versehene Pumpe 4. unter erheblichem Arbeitsaufwand in den Verdampfer 5 eingepumpt, aus welchem das Druckgas durch Leitung 6 entnommen wird. Die Pumpen arbeiten dauernd gegen hohen Flüssigkeitsdruck. Der Werkstoffverschleiß ist sehr hoch, und beträchtliche Gasmengen, sogenannte Lässigkeitsverluste, müssen auch bei diesem Verfahren in Kolbenverdichtern komprimiert werden oder gehen verloren, wenn für drucklose Gase keine Verwendung besteht.
• Der Dampfverbrauch von Dampfkesselspeiseinjektoren ist erheblich. Kolbenspeisepumpen mit Schiebern und Ventilen sind empfindlich und haben hohen .Dampfverbrauch.
• Es wurde nun gefunden, daß man die geschilderten Nachteile vermeiden oder erheblich verkleinern kann, wenn man zur Förderung der Flüssigkeit aus einem Raum niederen Druckes in einen solchen höheren Druckes eine ventillose Pumpe verwendet, die einen oder mehrere als Schleuse ausgebildete, insbesondere paarweise arbeitende Kolben besitzt, und die Schleuse des oder der Kolben mit dem Raum höheren Druckes einerseits und dem Raum niederen Druckes andererseits wechselweise in Verbindung steht. Dabei werden bei paarweise arbeitenden Kolben zweckmäßig die Kolbenpaare gegenseitig angetrieben. Beim Arbeiten mit verflüssigten Gasen sind die Kolben am besten so anzuordnen, daß die Flüssigkeit in den Gas- oder Dampfraum des Druckbehälters gefördert wird, und zwar vorteilhaft an einer Stelle, wo sich die Gase oder Dämpfe oberhalb der kritischen Temperatur befinden.
• An Hand der Abb. III und IV sei die Erfindung näher erläutert: Die Schleusenpumpe nach Abb. III besteht aus einem (oder mehreren) .gegenläufig angetriebenen Kolbenpaar, das durch eine Kurbel-oder Nockenwelle oder eine andere Einrichtung angetrieben wird. In der obersten Stellung des Kolbens i füllt sich der als Schleuse wirkende Ringraum 2 aus dem Behälter 3 z. B. mit flüssigem Sauerstoff. Bei der folgenden Abwärtsbewegung wird die in der Schleuse aufgenommene Flüssigkeit in den Druckgasraum und Vorraum 7 gefördert. Der Kolben .I ist auf der unteren Totpunktstellung. Die Schleuse 5 hat ihre Flüssigkeit abgegeben und sich mit kaltem Druckgas gefüllt, welches sich bei der Aufwärtsbewegung in den Behälter 3 über die Leitung 6 entspannt und hierbei größtenteils wieder verflüssigt. Aus diesem Grunde sind die Vergasungsverluste gegenüber den bekannten Einrichtungen und Verfahren sehr gering. Infolge der Gegenläufigkeit der Kolben herrscht im Antriebsinechanismus stets Gleichgewicht infolge des auf beide Kolben wirkenden gleichen Druckes, und außer der Überwindung der Reibung des Pumpenaggregates ist zur Einbringung des flüssigen Sauerstoffes aus dem Raum niederen Druckes in den Raum höheren Druckes nur eine kleine Arbeitsleistung erforderlich. Die Energie des austretenden Dampfes geht verloren. Die Verluste sind jedoch geringer als der Dampfverbrauch eines Injektors oder einer Dampfpumpe. Im Falle von Flüssiggasen wird ein Teil dieser Energie durch Wiederverflüssigung zurückgewonnen. Der Antrieb einer solchen Anlage, selbst für große verflüssigte Gasmengen, erfordert nur geringsten Kraftbedarf. 8 stellt den Verdampfer und 9 die Ableitung dar, die durch Ausgleichleitung io mit dem Gas- bzw. Dampfraum ,des Raumes höheren Druckes verbunden ist.
• Das zwischen den Räumen niederen und höheren Druckes vorhandene Druckgefälle kann durch mehrere hintereinandergeschaltete Stufen überwunden werden.
• In Abb. IV ist eine Einkolbenpumpe dargestellt. Auch hier herrscht in jeder Stellung Gleichgewicht, da jeweils nur die beiden kreisringförmigen inneren Kolbenflächen mit gleichem Druck belastet sind. Füll- und Entleerungsvorgang sowie Wiederverflüssigung entsprechen dem Vorgang, wie er bei der Ausführung nach Abb. III stattfindet. Mit Hilfe dieser Pumpen ist periodische oder fortlaufende Füllung oder Nachfüllung des Verdampfers oder Vergasers in jedem beliebigen Druckbereich ohne Öffnen und Schließen von Deckeln und Verschraubungen oberhalb der kritischen Temperatur durch Einschleusen von flüssigem Gas aus einem Raum niederen Druckes in einen Raum höheren Druckes mit größtem Wirkungsgrad möglich. Als Dampfkesselspeisepumpe angewandt bringt die beschriebene Pumpe gegenüber .dem bekannten Speiseverfahren folgende Vorteile: restlose :Ausnutzung des Abdampfes durch Speisewasservorwärmung, geringster Energieverbrauch und lange Lebensdauer.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Ventillose Pumpe, insbesondere für verflüssigte Gase, zur Förderung der Flüssigkeit aus einem Raum niederen Druckes in einen Raum höheren Druckes, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe einen oder mehrere als Schleuse ausgebildete, insbesondere paarweise arbeitende Kolben besitzt und die Schleuse des oder der Kolben mit dem Raum höheren Druckes einerseits und dem Raum niederen Druckes andererseits wechselweise in Verbindung steht. a. Ventillose Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, .daß bei paarweise arbeitenden Kolben die Kolbenpaare gegenläufig angetrieben sind. 3. Ventillose Pumpe nach den Ansprüchen i und z, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben so angeordnet sind, daß die Flüssigkeit in den Gas- oder Dampfraum des Druckbehälters eingefördert wird. q.. Ventillose Pumpe nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben so angeordnet sind, daß die Flüssigkeit an einer Stelle in denRaum höherenDruckes eingebracht wird, wo sich die Dämpfe oder Gase oberhalb der kritischen Temperatur befinden. 5. Ventillose Pumpe nach den Ansprüchen i bis d., dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgefälle zwischen den Räumen höheren und niederen Druckes durch mehrere hintereinandergeschaltete Stufen überwunden wird.