DE355657C

DE355657C - Verfahren zum Foerdern von bei niedrigen Temperaturen leicht verdampfenden, unter geringem Druck stehenden Fluessigkeiten und Vorrichtung zur Ausuebung des Verfahrens

Info

Publication number: DE355657C
Application number: DEZ11843D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1919-10-10
Filing date: 1920-10-10
Publication date: 1922-06-29

Description

Verfahren zum Fördern von bei niedrigen Temperaturen leicht verdampfenden, unter geringem Druck stehenden Flüssigkeiten und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens. Die Hauptschwierigkeit, die beim Fördern von bei niedriger Temperatur leicht verdampfenden, unter Niederdruck (z. B. unter Atmosphärendruck) stehenden Flüssigkeiten, z. B. flüssiger Luft, Kohlensäure, Sauerstoff usw., auftritt, besteht darin, daß die Verdampfung der beispielsweise in den Zylinder einer Pumpe eintretenden Flüssigkeit nicht vermieden werden kann. Diese Verdampfung ist wegen der auch bei sehr geringer Tourenzahl entstehenden Reibungswärme beträchtlich. Der Druck der Dämpfe bleibt so hoch während des Saughubes, daß die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Zylinders und dem Tiefdruckgefäß zu gering ist, um in dem Zylinder eine praktisch genügende Flüssigkeitsmenge . eintreten zu lassen oder sogar die Saugwiderstände überhaupt zu überwinden.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein Verfahren zum Fördern von bei niedrigen Temperaturen leicht verdampfenden, unter geringem Druck stehenden Flüssigkeiten und eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens.
Gemäß dem Verfahren wird mindestens ein Teil der zu fördernden kalten Flüssigkeit auf hohen Druck gebracht und in den Saugraum einer Fördervorrichtung eingeführt, bevor das Ansaugen des unter geringem Druck stehenden Teiles der Flüssigkeit erfolgt, derart, daß mindestens ein Teil der im Saugraum vorhandenen bzw. entstehenden Dämpfe verflüssigt werden.
Eine Fördervorrichtung zur Ausübung des Verfahrens kann als eine in bekannter Art mit Saug- und Druckventil versehene Kolbenpumpe ausgebildet sein, die mit einem Tiefdruckgefäß bzw. mit einem Mitteldruckgefäß verbunden ist, wobei die Pumpe eine Einlaßvorrichtung aufweist, die einerseits mit ihrem Saugraum und anderseits mit einem Hochdruckgefäß verbunden werden kann.
Tritt nun aus dem Hochdruckgefäß kalte Flüssigkeit von hohem Druck in den Saugraum ein, bevor das Ansaugen der unter geringem Druck stehenden Flüssigkeit begonnen hat, so verflüssigt sich mindestens ein Teil der im Saugraum vorhandenen Dämpfe, welche sich niederschlagen, wenn sie nicht vorher abgezogen werden. (Im letzteren Fall müßte eine starke Abkühlung der sich im Saugraum ansammelnden Flüssigkeit stattfinden.) Die nicht verflüssigten bzw. die verflüssigten Dämpfe können zweckmäßigerweise unter dem Druck der aus dem Hochdruckgefäß in den Saugraum einströmenden Flüssigkeit, z. B. flüssiger Luft, Kohlensäure, Sauerstoff usw., in einen Hohlraum des Pumpenkolbens eintreten und infolge einer dabei auftretenden, durch Drosselung bewirkten Expansion den letzteren kühlen.
Die im Saugraum vorhandene Menge an Dämpfen kann auch durch Eintauchen der ganzen Pumpe in eine kalte Flüssigkeit vermindert werden.
In Abb. i ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Ausübung des vorliegenden Verfahrens dargestellt.
i bedeutet das Tiefdruckgefäß mit leicht und bei niedriger Temperatur verdampfender Flüssigkeit, 2 einen Stutzen des Flüssigkeitszuleitungsrohres in dieses Gefäß, 3 ein Hochdruckgefäß mit derselben Flüssigkeit, aber unter Druck, q. einen Stutzen, 5 ein Mittel druckgefäß mit« Flüssigkeit, in welche die Pumpe eingetaucht ist, 6 ein Regulierventil am Druckgefäß 5, 7 einen Stutzen an demselben, von welchem aus die Flüssigkeit mittels einer (nicht gezeichneten) Druckpumpe zum Stutzen q. des Hochdruckgefäßes 3 gefördert wird, 8 den Zylinder der Pumpe, g den Pumpenkolben mit einem an demselben vorgesehenen Hohlraum g' und einem federbelasteten Einlaßventil io, il ein Saugventil und 12 ein Druckventil, 13 eine Einlaßvorrichtung (Hahn) für die aus dem Hochdruckgefäß 3 kommenden Flüssigkeit, 14. die Betätigungsscheibe für das Saugventil 11, 15 die Betätigungsscheibe für das Druckventil 12, 16 ein vom Hochdruckgefäß zum Hahn 13 führendes Verbindungsrohr, 17 eine Öffnung im Kolben g, 18 ein Kanal im Zylinder 8, 1g die Ventile 11, i2 und den Hahn 13 steuernde Zahnräder, welche durch Kettenräder 2o und Kette 21 von einer Kurbelwelle angetrieben werden.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende. Angenommen der Druckhub der- Pumpe sei beendet, das Ventil il geschlossen und auch das Ventil 12 in der Schließstellung angelangt, so öffnet sich bei dieser Stellung die Einlaßvorrichtung (Hahn) 13, so daß das Hochdruckgefäß 3 mit dem Saugraum der Pumpe verbunden wird und sich bei Beginn der Bewegung des Kolbens nach aufwärts (Saughub) aus dem Gefäß sofort Flüssigkeit von hohem Druck in den Saugraum ergießen kann. Dabei verflüssigt. sich mindestens ein Teil der bei Beginn des Saugens vorhandenen und entstehenden Dämpfe, während der Rest durch den Druck der vom Gefäß 3 kommenden Flüssigkeit durch das Ventil io in den Hohlraum g' eingepreßt wird, in welchem in diesem Moment ein viel tieferer Druck herrscht als im Saugraum der Pumpe. Infolge der Drosselwirkung des Ventils und der nach dem Eintritt der zum Teil oder vollständig verflüssigten Dämpfe in, den Hohlraum g' erfolgenden Expansion derselben kühlt sich dieser Dampfrest ab, wodurch auch der Kolben g gekühlt wird. Der Hohlraum ist so dimensioniert, daß sich nur ein geringer Druck darin entwickeln. kann, besonders dann, wenn der Kolben den Saughub bald vollendet hat, die Öffnung 17 des Kolbens in den Bereich des Kanales 18 gelangt, so daß der im Hohlraum g vorhandene kalte Dampf aus demselben entweichen kann.
Nachdem der Kolben den zur Einführung der Druckflüssigkeit und zur Verflüssigung der Dämpfe im Saugraum erforderlichen Teil des Saughubes zurückgelegt hat, schließt die Einlaßvorrichtung (Hahn) 13, so daß der Zufluß von Druckflüssigkeit unterbrochen wird, worauf sich das Saugventil ii öffnet, und so das Tiefdruckgefäß zwecks Eintritt der darin enthaltenen Flüssigkeit in den Saugraum mit dem letzteren verbindet. Infolge des Umstandes, daß wenigstens ein Teil der Dämpfe im Saugraum unmittelbar vorher verflüssigt und der Rest derselben verflüssigt oder nicht in den durch das Ventil io abgeschlossenen Hohlraum g' des Kolbens abgeführt wurde, ist im Saugraum kein Druck vorhanden, der den Eintritt der Flüssigkeit vom Tiefdruckgefäß in denselben verhindern könnte und es kann sich demnach der Pumpenzylinder während der Saugperiode mit Flüssigkeit anfüllen, wobei sich ergebende Reibungswärme durch den, durch den Dampfrest gekühlten Kolben und durch den ersten selbst aufgezehrt wird.
Diese Kühlung bleibt zum Teil auch noch in Wirkung bei der nun folgenden Druckperiode, bei welcher die Flüssigkeit durch das Ventil -12 in das (Mittel-) Druckgefäß 5 gepreßt wird.
Die Abb. 2 und 3 stellen beispielsweise eine entsprechende Konstruktion einer solchen Pumpe vor. Die Zahlen entsprechen denjenigen in der Abb. i.
Die Anwendung des vorliegenden Verfahrens unter Zuhilfenahme der beschriebenen Vorrichtung zur Ausübung desselben gestattet eine gute Ausnutzung der Saugwirkung beim Fördern von bei niedriger Temperatur leicht verdampfenden, unter geringem Druck stehenden Flüssigkeiten, z. B. flüssiger Luft, Kohlensäure, Sauerstoff usw.

Claims

PATENTANSPRÜCHE i. Verfahren zum Fördern von bei niedrigen Temperaturen leicht verdampfenden, unter geringem Druck stehenden Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Flüssigkeit auf hohen Druck gebracht und in den Saugraum einer Fördervorrichtung eingeführt wird, bevor das Ansaugen des unter geringem Druck stehenden Teiles der Flüssigkeit erfolgt, derart, daß sich mindestens ein Teil der im Saugraum vorhandenen bzw. entstehenden Dämpfe verflüssigen kann.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, mit einer Kolbenpumpe als Förderorgan, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe neben Saug-und Druckventil eine Einlaßvorrichtung besitzt, vermittels welcher dem Saugraum vorher auf hohen Druck gebrachte Flüssig keit zugeführt werden kann, um die im Saugraum vorhandenen bzw. Entstehenden Dämpfe mindestens zum Teil zu verflüssigen.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht verflüssigten bzw. die verflüssigten Dämpfe durch Drosselung bzw. Expansion abgekühlt werden. q.. Verfahren nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht verflüssigten bzw. die verflüssigten Dämpfe nach erfolgter Abkühlung aus der Fördervorrichtung abgeführt werden. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe in eine kalte Flüssigkeit eingetaucht ist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben der Pumpe einen gegen den Saugraum durch ein Ventil abschließbaren Hohlraum aufweist, in den die nicht verflüssigten bzw. die verflüssigten Dämpfe einströmen. 7. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum im Pumpenkolben mit einem Raum von tieferem Druck verbunden. werden kann.