[0001] Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit wenigstens einer Förderanordnung, die einen
in einem Zylinder axial geführten Plungerkolben umfaßt, der mit seinem antriebsfernen
Ende das Volumen in einer Druckkammer variiert, die beim Saughub mit wenigstens einer
auf der der Druckkammer gegenüberliegenden Seite des Plungerkolbens gelegenen Einlaßöffnung
und beim Druckhub über eine Druckventilanordnung mit zumindest einer Auslaßöffnung
kommuniziert.
[0002] Derartige Pumpen sind beispielsweise aus der US 3,920,356, der US 3,809,508 und der
US 3,652,188 bekannt.
[0003] Es ist das der Erfindung zugrundeliegende Problem (Aufgabe), eine Pumpe der eingangs
genannten Art zu schaffen, die auch bei hoher Pumpleistung und beim Betrieb mit hohen
Drehzahlen insbesondere hinsichtlich der Abdichtung des Plungerkolbens im Zylinder
störungsfrei arbeitet, vielseitig einsetzbar ist und insbesondere auch zur Förderung
von im gasförmigen Zustand vorliegenden Medien eingesetzt werden kann.
[0004] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere
dadurch, daß der Plungerkolben an seinem antriebsfernen Ende eine Saugventilanordnung
trägt, die ein axial fest mit einer Kolbenstange verbundenes Kopfteil und eine zwischen
dem Plungerkolben und dem Kopfteil axial frei bewegliche Saugventilplatte umfaßt,
die beim Saughub am Kopfteil anliegend eine beim Druckhub verschlossene Strömungsverbindung
von der Einlaßöffnung über den Plungerkolben in die Druckkammer freigibt.
[0005] Es ist festgestellt worden, daß mit der erfindungsgemäßen Saugventilanordnung eine
optimale Abdichtung zwischen der Zylinderinnenwand und dem freien Ende des an der
Kolbenstange angebrachten Plungerkolbens erzielt werden kann, die einen störungsfreien
und verschleißarmen Betrieb der Pumpe über lange Zeiträume gestattet und es insbesondere
ermöglicht, beim Druckhub die Druckkammer gegenüber der Einlaßöffnung bzw. einem Förderraum,
in den die Einlaßöffnung mündet, auch beim Fördern von gasförmigen Medien sicher abzudichten.
Das erfindungsgemäße Vorsehen der axial frei beweglichen Saugventilplatte zwischen
dem Plungerkolben und dem Kopfteil sorgt beim Beginn des Saughubs für eine Freigabe
der Strömungsverbindung von der Einlaßöffnung in die Druckkammer allein aufgrund der
Trägheit der Saugventilplatte, was insbesondere bei der Förderung gasförmiger Medien
von Vorteil ist.
[0006] Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Plungerkolben wenigstens
ein beim Saughub in die Druckkammer mündender Durchgang ausgebildet, der zumindest
bereichsweise schräg zur Bewegungsachse des Plungerkolbens verläuft. Dieser Durchgang
kann einen in die Druckkammer mündenden Kanal und eine dem Kanal einströmseitig vorgelagerte
Vorkammer mit gegenüber dem Kanal vergrößertem freien Strömungsquerschnitt umfassen.
[0007] Durch eine derartige strömungsgünstige Ausgestaltung der Rückseite bzw. Einströmseite
des Plungerkolbens können Strömungsverluste minimiert werden. Durch die schräge Anordnung
der Durchgänge bzw. Kanäle im Plungerkolben strömt das Medium beim Saughub nach dem
Öffnen der Saugventilplatte ohne größere Richtungsänderungen in den Druckraum. Druckverluste
des Mediums beim Durchströmen des Plungerkolbens werden hierdurch in einem erheblichen
Maße reduziert.
[0008] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Plungerkolben
zur Zentrierung im Zylinder an der Kolbenstange zumindest in einem geringen Maße beweglich
gelagert. Vorzugsweise ist die Lagerung des Plungerkolbens derart ausgeführt, daß
zumindest eine geringe axiale Beweglichkeit des Plungerkolbens relativ zur Kolbenstange
gegeben ist.
[0009] Hierdurch kann sich der Plungerkolben im Zylinder in einer insbesondere hinsichtlich
der Abdichtungswirkung einen störungsfreien Betrieb gewährleistenden Weise optimal
ausrichten, wodurch Toleranzen bezüglich der Führung der Kolbenstange ausgeglichen
werden können. Die Möglichkeit der Selbsteinstellung des Plungerkolbens im Zylinder
verringert den Verschleiß der verwendeten Dichtungen und erhöht somit bei gleichbleibend
guten Abdichtungseigenschaften die Lebensdauer der Pumpe.
[0010] Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Druckkammer zur
Saugseite zum einen über den Plungerkolben abgedichtet. Dabei ist der Plungerkolben
bevorzugt mit wenigstens einer Umfangsausnehmung versehen, in der eine Dichtung angeordnet
ist, die in einer besonders bevorzugten Variante als aus Teflon bestehender Gleitdichtring
ausgebildet ist. Alternativ könnte für den Gleitdichtring auch ein insbesondere hochtemperaturbeständiger
und schlagzäher Kunststoff, beispielsweise PEEK, verwendet werden. Der Gleitdichtring
kann mittels eines elastisch verformbaren, zwischen dem Boden der Umfangsausnehmung
und dem Gleitdichtring angeordneten O-Rings in Richtung der Zylinderinnenwand vorgespannt
sein. Auf diese Weise wird eine optimale Abdichtwirkung bei gleichzeitig niedrigem
Reibungswiderstand erzielt.
[0011] Zum anderen erfolgt die Abdichtung der Druckkammer über die Saugventilplatte, die
beim Druckhub die z.B. in Form von Axialbohrungen oder von schräg zur Längsachse verlaufenden
Durchgängen im Plungerkolben vorhandene Strömungsverbindung in die Druckkammer verschließt.
[0012] In einer besonders bevorzugten Variante ist der Zylinder aus Aluminium hergestellt,
wobei die Zylinderinnenwand aus durch einen geeigneten Umwandlungsprozeß entstandenem
Aluminiumoxid besteht. In das Aluminiumoxid können außerdem Teflonpartikel eingelagert
sein.
[0013] Alternativ ist es auch möglich, den Zylinder aus insbesondere gehärtetem Stahl herzustellen,
wobei bevorzugt die Zylinderinnenwand mit einer zusätzlichen Oberflächenschicht, insbesondere
einer CVD- oder PVD-Oberflächenschicht, versehen ist. Beispielsweise kann als Zylindermaterial
gehärteter Stahl der Härte 62 HRC vorgesehen sein, der mit einer zusätzlichen CVD-
bzw. PVD-Oberflächenschicht versehen ist. Hierdurch kann eine Härte von 2400 HV erzielt
werden. Zusätzlich kann die Zylinderoberfläche äußerst fein poliert sein. Der Verschleiß
an der Zylinderwand und an den Dichtungen wird durch diese Maßnahmen wesentlich herabgesetzt.
[0014] Durch diese Ausgestaltungen des Zylinders werden noch bessere Gleiteigenschaften
zwischen der Zylinderinnenwand und den jeweils verwendeten Dichtungen des Plungerkolbens
bzw. der Saugventilanordnung erzielt.
[0015] Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Druckkammer
begrenzende Stirnseiten der Saugventilanordnung und der Druckventilanordnung am Ende
des Druckhubs derart berührungslos einander angenähert, daß das Volumen der Druckkammer
auf einen gegenüber dem Maximalwert am Ende des Saughubs vernachlässigbar kleinen
Wert und bevorzugt näherungsweise auf Null reduziert ist. In einer bevorzugten Variante
beträgt der minimale Abstand zwischen einander zugewandten Stirnseiten der Druckventilanordnung
und der Saugventilanordnung weniger als 1 mm und liegt vorzugsweise im Bereich von
0,1 bis 0,2 mm.
[0016] Hierdurch können bei der Förderung gasförmiger Medien in der Druckkammer hohe Drücke
erzielt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine besonders sicher schließende
Druckventilanordnung eingesetzt werden kann, da die in der Druckkammer erzielbaren
Drücke zum Öffnen derartiger Druckventilanordnungen ausreichen.
[0017] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere zumindest
im wesentlichen baugleiche Förderanordnungen vorgesehen, wobei die Pumpe durch Verbinden
der Einlaßöffnung wenigstens einer Förderanordnung mit der Auslaßöffnung zumindest
zweier anderer Förderanordnungen als mehrstufiger Kompressor verwendbar ist.
[0018] Bei der Förderung von flüssigen Medien umfaßt die erfindungsgemäße Pumpe somit mehrere
prinzipiell unabhängig voneinander arbeitende Förderanordnungen, deren Plungerkolben
mit einem gemeinsamen Antrieb versehen sein können. Zum Umschalten in einen Gasfördermodus
können in einer Variante mit drei Förderanordnungen eine Druckleitung, die an eine
gemeinsame Auslaßöffnung zweier Förderanordnungen angeschlossen ist, an die Einlaßöffnung
der dritten Förderanordnung angeschlossen werden. Auf diese Weise werden in einer
ersten Stufe von den beiden ersten Förderanordnungen geförderte Gasmengen mittels
der dritten Förderanordnung in einer zweiten Stufe komprimiert, bevor das Gas über
die Auslaßöffnung der dritten Förderanordnung die Pumpe verläßt. Im Gasfördermodus
arbeitet in dieser Variante die erfindungsgemäße Pumpe somit als ein zweistufiger
Kompressor.
[0019] Grundsätzlich könnte erfindungsgemäß durch Vorsehen einer größeren Anzahl von Förderanordnungen
die Pumpe auch als drei- oder mehrstufiger Kompressor betrieben werden.
[0020] Wegen der Möglichkeit zur Förderung von Fluiden sowohl im flüssigen als auch im gasförmigen
Zustand eignet sich die erfindungsgemäße Pumpe insbesondere für den Einsatz mit Kohlendioxid.
[0021] Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der
Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
[0022] Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Es zeigen:
- Fig. 1
- teilweise eine Pumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer teilgeschnittenen
Seitenansicht,
- Fig. 2
- eine Ansicht entsprechend Fig. 1 einer Pumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung,
- Fig. 3
- eine Weiterbildung der Pumpe von Fig. 2,
- Fig. 4
- eine andere Weiterbildung der Pumpe von Fig. 3,
- Fig. 5a und 5b
- jeweils eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Pumpe zur Erläuterung eines Flüssigkeitsförder-
bzw. Gasfördermodus, und
- Fig. 5c
- schematisch eine Möglichkeit zur Anordnung von Umschalltventilen an der Pumpe gemäß
den Fig. 5a und 5b.
[0023] Fig. 1 zeigt einen Teil einer Pumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit
drei Förderanordnungen, deren Längsachsen 70 in einer Ebene liegen. Die Förderanordnungen
sind baugleich ausgeführt und weisen jeweils eine Kolbenstange 28 auf, die über einen
gemeinsamen Antrieb zur Ausführung axialer Hin- und Herbewegungen in einem jeweiligen
Zylinder 10 angetrieben werden. Eine gemeinsame Antriebseinheit für die Förderanordnungen
ist in Fig. 1 nicht dargestellt.
[0024] Zwischen einem gemeinsamen Halteelement 40 und einem gemeinsamen Druckgehäuse 44
sind - in Fig. 1 von links nach rechts - ein Zentrierelement 34, ein einen senkrecht
zur Längsachse 70 verlaufenden Einlaßkanal 15 aufweisendes Sauggehäuse 42, der Zylinder
10 und ein Druckventilkörper 18 einer Druckventilanordnung mittels Schraubverbindungen
46 eingespannt. Das Sauggehäuse 42, der Zylinder 10 und ein Plungerkolben 12 begrenzen
einen Förderraum 32, in den der eine Einlaßöffnung 16 aufweisende Einlaßkanal 15 mündet.
An die Einlaßöffnung 16 ist eine nicht dargestellte Saugleitung anschließbar.
[0025] Ein radial vorstehender, umlaufender Kragen 18a des Druckventilkörpers 18 ist zwischen
der antriebsfernen Stirnseite des Zylinders 10 und dem Druckgehäuse 44 eingespannt.
Die antriebsseitige Stirnseite des Zylinders 10 liegt an einer Schulter 45 des Sauggehäuses
42 an. Eine Austrittsöffnung für die Kolbenstange 28 aus dem Förderraum 32 ist durch
einen radial nach innen vorstehenden Kragen 43 des Sauggehäuses 42 begrenzt. Antriebsseitig
liegt an dem Kragen 43 des Sauggehäuses 42 ein zylindrischer Ringabschnitt des Zentrierelementes
34 an, dessen der Kolbenstange 28 zugewandte Innenfläche mit Ringausnehmungen 36 für
Dichtungen 31, 96 versehen ist. In einer der Ringausnehmungen 36 ist ein aus Teflon
hergestellter Gleitdichtring 31 angeordnet, der zusätzlich beispielsweise mittels
einer Edelstahlfeder in Richtung der Kolbenstange 28 vorgespannt sein könnte. Anstelle
von Teflon könnte auch ein hochtemperaturbeständiger und schlagzäher Kunststoff wie
z.B. PEEK für den Gleitdichtring 31 verwendet werden. Antriebsseitig liegt das Zentrierelement
34 an einer Schulter 41 des Halteelementes 40 an. Durch das Zentrierelement 34 wird
das Sauggehäuse 42 zum Antrieb zentriert.
[0026] Der Plungerkolben 12 ist über eine Schraube 27, deren Kopf von einem Kopfteil 26
gebildet wird, am freien Ende der Kolbenstange 28 gehalten, und zwar derart, daß der
auf die Schraube 27 gesteckte Plungerkolben 12 in einem geringen Maße in axialer Richtung
relativ zur Kolbenstange 28 beweglich ist. Auf diese Weise kann sich der im wesentlichen
paßgenau in den Zylinder 10 eingeführte Plungerkolben 12 zumindest bis zu einem gewissen
Grad unabhängig von der Kolbenstange 28 im Zylinder 10 ausrichten.
[0027] Das mit der Kolbenstange 28 in axialer Richtung fest verschraubte Kopfteil 26 weist
einen Zapfen 26b und einen Flanschabschnitt 26a auf, der auf der von der Kolbenstange
28 abgewandten Seite des Kopfteils 26 bündig mit dem Zapfen 26b abschließt und somit
eine ebene Stirnseite bildet. Der Zapfen 26b wirkt mit einem Ringvorsprung 12a des
Plungerkolbens 12 zusammen, um den Plungerkolben 12 auf der Kolbenstange 28 zu halten.
Über Ausnehmungen 26c im Kopfteil 26 kann die Schraube 27 mittels eines entsprechenden
Werkzeugs gedreht werden.
[0028] Bevorzugt ist es, wenn nach Montage des Kopfteils 26 die Ausnehmungen 26c mittels
Verschlußstopfen verschlossen werden, wodurch in vorteilhafter Weise der Totraum minimiert
wird. Die Verschlußstopfen für die Ausnehmungen 26c sind beispielsweise aus einem
temperaturbeständigen Kunststoff hergestellt.
[0029] Auf dem Kopfteil 26 ist eine ringförmige Saugventilplatte 24 angeordnet, deren Außendurchmesser
kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders 10 ist. Der dadurch vorhandene Zwischenraum
zwischen dem Außenrand der Saugventilplatte 24 und der Zylinderinnenwand ist Teil
einer an anderer Stelle näher beschriebenen Druckkammer 14.
[0030] Die Saugventilplatte 24 und das Kopfteil 26 sind mit einander in radialer Richtung
überlappenden Flanschabschnitten 24a, 26a versehen, wobei die Saugventilplatte 24
mit einem Ringabschnitt 24b auf dem Flanschabschnitt 26a des Kopfteils 26 verschiebbar
gelagert ist.
[0031] Der Plungerkolben 12 ist mit einer Ausnehmung 90 in Form eines radial durch schräg
zur Längsachse 70 verlaufende Seitenwände begrenzten Ringkanals versehen. In die Ausnehmung
90 münden Axialbohrungen 52 des Plungerkolbens 12. Die dem Plungerkolben 12 zugewandte
Seite der Saugventilplatte 24 ist konusartig derart ausgebildet, daß sie - entsprechend
der Stellung gemäß Fig. 1 - beim Druckhub die Ausnehmung 90 ausfüllt und abdichtend
an deren schrägen Seitenwänden anliegt, wobei zur Abdichtung ringförmige Dichtelemente
92 vorgesehen sind.
[0032] Die Summe der axialen Höhen der Flanschabschnitte 24a, 26a der Saugventilplatte 24
bzw. des Kopfteils 26 ist kleiner als die axiale Höhe des aus dem Plungerkolben 12
herausragenden Teils des Zapfens 26b. Hierdurch ist die Saugventilplatte 24 zwischen
dem Kopfteil 26 und dem Plungerkolben 12 axial frei beweglich. Zwischen den in radialer
Richtung überlappenden Flanschabschnitten 24a, 26a ist in dem Zustand gemäß Fig. 1
ein Spalt oder Zwischenraum 50 vorhanden.
[0033] Fig. 1 zeigt den Plungerkolben 12 und die von der Saugventilplatte 24 und dem Kopfteil
26 gebildete Saugventilanordnung am oberen Totpunkt, d.h. am Ende des Druckhubs. Die
Saugventilplatte 24 liegt am Plungerkolben 12 an und füllt die Ausnehmung 90 derart
aus, daß die Axialbohrungen 52 im Plungerkolben 12, die radial außerhalb des sich
verjüngenden Endes der Kolbenstange 28 in den Förderraum 32 münden, durch die Saugventilplatte
24 verschlossen sind. Es besteht während des Druckhubs somit keine Strömungsverbindung
zwischen den Axialbohrungen 52 im Plungerkolben 12 und dem ringförmigen Zwischenraum
zwischen dem Außenrand der Saugventilplatte 24 und der Zylinderinnenwand.
[0034] Am in Fig. 1 dargestellten oberen Totpunkt weist die Saugventilanordnung 24, 26 eine
senkrecht zur Längsachse 70 verlaufende, ebene Stirnseite auf, die von den von der
Kolbenstange 28 abgewandten Seiten des Kopfteils 26 und der Saugventilplatte 24 gebildet
wird. Die Förderanordnung ist so ausgelegt, daß am oberen Totpunkt die Stirnseite
der Saugventilanordnung 24, 26 derart nahe an die der Saugventilanordnung 24, 26 zugewandte
Stirnseite der - im folgenden näher beschriebenen - Druckventilanordnung 18, 20 herangefahren
ist, daß ein sehr kleiner, in Fig. 1 nicht erkennbarer axialer Zwischenraum zwischen
den beiden Stirnseiten vorhanden ist, der einen Teil der in diesem Zustand minimierten
Druckkammer 14 der Förderanordnung bildet. Am oberen Totpunkt wird die Druckkammer
14 somit im wesentlichen durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Außenrand
der Saugventilplatte 24 und der Zylinderinnenwand gebildet.
[0035] Der in Fig. 1 durch ein "A" angedeutete Abstand zwischen den einander zugewandten
Stirnseiten der Saugventilanordnung 24, 26 und der Druckventilanordnung 18, 20 am
oberen Totpunkt beträgt etwa 0,1 bis 0,2 mm, so daß sich die Stirnseiten nicht berühren.
[0036] Der Druckventilkörper 18 ist Teil einer Druckventilanordnung, die außerdem ein Druckventilelement
20 umfaßt, das etwa die Form einer Kalotte mit abgeschnittener Kappe aufweist und
von einer Schraubenfeder 21 gegen die von der Druckkammer 14 wegweisende Seite des
Druckventilkörpers 18 vorgespannt ist. Die Feder 21 stützt sich an einem hülsenförmigen
Stützelement 13 ab, das mit dem Druckventilkörper 18 verschraubt ist und über Durchbrüche
in der Seitenwand mit dem Auslaßraum 23 kommuniziert.
[0037] Im Druckventilkörper 18 ist eine zentrale Öffnung 61 ausgebildet, deren Begrenzungsfläche
sich in Richtung des Auslaßraumes 23 entsprechend der Form des Druckventilelementes
20 trichterförmig erweitert und auf diese Weise einen Ventilsitz bildet.
[0038] Die Druckventilanordnung 18, 20 ist derart bemessen, daß im geschlossenen Zustand
gemäß Fig. 1 die der Saugventilanordnung 24, 26 zugewandte, vom Druckventilkörper
18 und vom Druckventilelement 20 gemeinsam gebildete Stirnseite eine - in der nachstehend
erläuterten Variante mit Abschrägung 94 lediglich näherungsweise - ebene Fläche ist,
die senkrecht zur Längsachse 70 verläuft.
[0039] In einer Abwandlung kann die Stirnseite des Druckventilkörpers 18 abgeschrägt sein,
wie es in Fig. 1 durch gestrichelte Linien 94 angedeutet ist, wobei die Darstellung
zur Verdeutlichung übertrieben ist. Durch die Abschrägung ist ein keilförmiger, sich
in Richtung der Längsachse 70 geringfügig verbreiternder Ringspalt zwischen den gegenüberliegenden
Stirnseiten der Saugventilanordnung 24, 26 und der Druckventilanordnung 18, 20 vorhanden.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß beim Druckhub Flüssigkeit in Richtung der
Längsachse 70 und durch die Öffnung 61 strömt, ohne Stauungen oder ein Blockieren
der Kolbenanordnung aufgrund der zwischen den Stirnseiten vorhandenen Flüssigkeit
zu verursachen.
[0040] Die auf der von der Druckkammer 14 abgewandten Seite des Druckventilkörpers 18 angeordneten
Bestandteile der Druckventilanordnung befinden sich in dem vom Druckventilkörper 18
und dem Druckgehäuse 44 begrenzten Auslaßraum 23, an den über einen eine Auslaßöffnung
22 aufweisenden radialen Auslaßkanal 25 eine nicht dargestellte Druckleitung anschließbar
ist.
[0041] Der vom Druckgehäuse 44 umgebene Bereich des Zylinders 10 ist mit einer Spiralnut
48 versehen, die über einen Einlaß 47 mit einem Kühlfluid, für das vorzugsweise Wasser
verwendet wird, versorgt werden kann. Außerhalb des Druckgehäuses 44 ist der Zylinder
10 auf seiner Außenseite mit Kühlrippen 49 versehen.
[0042] Die Abdichtung zwischen Sauggehäuse 42 und Zentrierelement 34, zwischen Sauggehäuse
42 und Zylinder 10 sowie zwischen Druckgehäuse 44, Zylinder 10 und Druckventilkörper
18 erfolgt durch in entsprechenden Umfangsausnehmungen angeordnete O-Ringe 60.
[0043] Zur Abdichtung der Druckkammer 14 gegenüber dem Förderraum 32 ist der Plungerkolben
12 mit nutförmigen Umfangsausnehmungen 30 versehen, in denen aus Teflon hergestellte
Gleitdichtringe 31 angeordnet sind, wobei anstelle von Teflon auch ein insbesondere
hochtemperaturbeständiger und schlagzäher Kunststoff, beispielsweise PEEK, verwendet
werden könnte. Zur Vorspannung des näher an der Saugventilplatte 24 gelegenen Gleitdichtringes
31 in Richtung der Zylinderinnenwand ist in die eine entsprechend größere Tiefe aufweisende
Nut 30 ein elastisch verformbarer O-Ring eingelegt.
[0044] Zur Erzeugung optimaler Reibungsbedingungen zwischen den Gleitdichtringen 31 und
der Zylinderinnenwand ist der Zylinder 10 aus Aluminium hergestellt, wobei die Zylinderinnenwand
aus Aluminiumoxid besteht, das durch einen Umwandlungsprozeß, z.B. eine Hart-Coat-Umwandlung,
an der Zylinderinnenwand erzeugt wird. Des weiteren sind in das die Zylinderinnenwand
bildende Aluminiumoxid Teflonpartikel eingelagert.
[0045] Der Zylinder kann alternativ auch aus gehärtetem Stahl z.B. der Härte 62 HRC hergestellt
und an der Innenwand mit einer zusätzlichen CVD- oder PVD-Oberflächenschicht versehen
sein. Zur Minimierung des Verschleißes ist die Zylinderoberfläche außerdem äußerst
fein poliert.
[0046] Die Saugventilplatte 24 und das Druckventilelement 20 sind aus PEEK hergestellt.
Grundsätzlich können auch andere, insbesondere hochtemperaturbeständige und/oder schlagzähe,
Kunststoff-Materialien verwendet werden.
[0047] Die erfindungsgemäße Förderanordnung ist zur Förderung von Fluiden sowohl im flüssigen
als auch im gasförmigen Zustand geeignet. Beim Saughub bewegt sich der Plungerkolben
12 zusammen mit der Saugventilanordnung 24, 26 in Fig. 1 nach links, so daß die axial
frei bewegliche Saugventilplatte 24 am Kopfteil 26 anliegt, d.h. der Spalt 50 nicht
mehr vorhanden ist. Es besteht somit während des Saughubs eine Strömungsverbindung
vom Förderraum 32 in die Druckkammer 14 über die Axialbohrungen 52 im Plungerkolben
12 und über einen im Zustand von Fig. 1 nicht vorhandenen Ringspalt radial außerhalb
des konusförmigen Abschnitts der Saugventilplatte 24.
[0048] Auf diese Weise wird während des Saughubs die sich vergrößernde Druckkammer 14 mit
flüssigem oder gasförmigem Fluid gefüllt, das über eine nicht dargestellte, an die
Einlaßöffnung 16 gekoppelte Saugleitung, den Einlaßkanal 15, den Förderraum 32 sowie
den Plungerkolben 12 und die Saugventilanordnung 24, 26 nachströmen kann. Eine Strömungsverbindung
von der Druckkammer 14 in den Auslaßraum 23 durch die Öffnung 61 des Druckventilkörpers
18 ist durch das Druckventilelement 20 verschlossen, das mittels der Feder 21 an den
auf dieser Seite als Ventilsitz dienenden Druckventilkörper 18 gedrückt wird.
[0049] Während des sich anschließenden Druckhubs wird die Saugventilanordnung 24, 26 automatisch
aufgrund der freien axialen Beweglichkeit der Saugventilplatte 24 in einen Druckmodus
umgeschaltet, in welchem die die Ausnehmung 90 ausfüllende Saugventilplatte 24 am
Plungerkolben 12 anliegt und - wie in Fig. 1 gezeigt - die Axialbohrungen 52 im Plungerkolben
12 verschließt.
[0050] Wenn zuvor Flüssigkeit in die Druckkammer 14 gesaugt wurde, dann öffnet sich die
Druckventilanordnung 18, 20 zu Beginn des Druckhubs, so daß die Flüssigkeit durch
die Öffnung 61 des Druckventilkörpers 18 an dem vom Ventilsitz abgehobenen Druckventilelement
20 vorbei in den Auslaßraum 23 und über den Auslaßkanal 25 sowie die Auslaßöffnung
22 in die nicht dargestellte Druckleitung strömen kann.
[0051] Wenn zuvor ein gasförmiges Medium in die Druckkammer 14 gesaugt wurde, dann wird
das Gas in der Druckkammer 14 während des Druckhubs komprimiert, bis in der Druckkammer
14 ein zum Überwinden der von der Feder 21 auf das Druckventilelement 20 aufgebrachten
Kraft ausreichender Druck herrscht, woraufhin das Gas in die an die Auslaßöffnung
22 angeschlossene Druckleitung strömen kann.
[0052] Die erfindungsgemäße Förderanordnung ist in vorteilhafter Weise totraumoptimiert,
da am Ende des Druckhubs die Druckkammer 14 lediglich von dem ringförmigen Zwischenraum
zwischen dem Außenrand der Saugventilplatte 24 und der Zylinderinnenwand sowie von
dem minimalen Spalt bei "A" in Fig. 1 zwischen den ebenen Stirnseiten der Saugventilanordnung
24, 26 und der Druckventilanordnung 18, 20 gebildet wird. In die Ausnehmungen 26c
werden - wie erwähnt - im Anschluß an die Montage - in Fig. 1 nicht dargestellte -
Stopfenelemente gesteckt, so daß die Ausnehmungen 26c nicht zur Druckkammer 14 beitragen.
[0053] Die erfindungsgemäße Totraumoptimierung hat insbesondere auch bei Förderung gasförmiger
Medien einen sehr guten Wirkungsgrad zur Folge.
[0054] Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpe unterscheidet
sich von derjenigen der Fig. 1 insbesondere durch die Ausbildung des Plungerkolbens
12 und der von der Saugventilplatte 24 und einem Kopfteil 98 gebildeten Saugventilanordnung.
Dies gilt auch für die an anderer Stelle näher beschriebenen Fig. 3 und 4. Auf die
mit dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 übereinstimmenden Aspekte wird im folgenden
nicht näher eingegangen.
[0055] In dieser Ausführungsform ist die Saugventilplatte 24 von dem ringförmigen Kopfteil
98 umgeben, wobei wiederum einander in radialer Richtung überlappende Flanschabschnitte
24a, 98a vorgesehen sind. Das Kopfteil 98 ist mit einem Hülsenabschnitt 98b auf einen
von der antriebsfernen Stirnseite des Plungerkolbens 12 axial abstehenden Ringabschnitt
12b geschraubt und mit einem Flanschabschnitt 98a auf einem Ringabschnitt 24b der
Saugventilplatte 24 axial verschiebbar gelagert. Mit seinem Flanschabschnitt 24a liegt
die Saugventilplatte 24 an der Innenseite des Ringabschnitt 12b des Plungerkolbens
12 an.
[0056] Die axiale Bewegbarkeit der Saugventilplatte 24 ist entsprechend der Ausführungsform
von Fig. 1 durch den Spalt 50 gewährleistet, der während des Druckhubs zwischen den
in radialer Richtung überlappenden Flanschabschnitten 24a, 98a vorhanden ist.
[0057] Beide Stirnseiten der Saugventilplatte 24 sowie des Plungerkolbens 12 sind eben und
verlaufen senkrecht zur Längsachse 70. Auch in dieser Ausführungsform kann der Druckventilkörper
18 mit einer - durch die gestrichelten Linien angedeuteten - Abschrägung 94 versehen
sein. In der Stellung gemäß Fig. 2 am Ende des Druckhubs sind die Axialbohrungen 52
im Plungerkolben 12 durch die Saugventilplatte 24 verschlossen.
[0058] Die Saugventilplatte 24 weist eine zentrale Öffnung 99 auf, deren Durchmesser etwas
größer als derjenige des Kopfteils 26 der Schraube 27 ist, das in dieser Ausführungsform
bündig mit der Stirnseite des Plungerkolbens 12 abschließt. In die Öffnung 99 ragt
das - seine geschlossene Stellung einnehmende - Druckventilelement 20 hinein, das
in dieser Ausführungsform als vollständige Kalotte ausgebildet ist.
[0059] Während des Saughubs kann sowohl flüssiges als auch gasförmiges Medium über den Förderraum
32, die Axialbohrungen 52 im Plungerkolben 12, einen im Zustand von Fig. 2 nicht vorhandenen
Zwischenraum zwisehen dem Plungerkolben 12 und der Saugventilplatte 24 und die Öffnung
99 in die Druckkammer 14 strömen.
[0060] Nicht dargestellt in Fig. 2 sind Stopfenelemente, die nach erfolgter Montage in die
Ausnehmungen 26c des Schrauben-Kopfteils 26 gesteckt werden und die Öffnung 99 derart
ausfüllen, daß während des Saughubs zwar eine Fluidströmung von den Axialbohrungen
52 durch die Öffnung 99 in die Druckkammer 14 möglich ist, während des Druckhubs jedoch
die Druckkammer 14 im wesentlichen durch den in Fig. 2 durch ein "A" angedeuteten
Spalt zwischen der Saugventilplatte 24 und dem Druckventilkörper 18 gebildet wird.
Der Abstand zwischen den einander zugewandten Stirnseiten dieser beiden Bauteile beträgt
am Ende des Druckhubs etwa 0,1 bis 0,2 mm. Auf diese Weise ist auch die erfindungsgemäße
Förderanordnung von Fig. 2 in vorteilhafter Weise totraumoptimiert und zur Förderung
gasförmiger Medien mit hohem Wirkungsgrad optimal geeignet.
[0061] Es ist auch möglich, das Druckventilelement 20 bzw. dessen durch die Öffnung 99 hineinragenden
Abschnitt derart auszubilden, daß ein möglichst großer Teil des aufgrund der Öffnung
99 vorhandenen Raumes ausgefüllt ist.
[0062] Die Fig. 3 und 4 zeigen jeweils eine Weiterbildung der in Fig. 2 dargestellten Pumpe.
Die Unterschiede bestehen insbesondere in der Ausbildung des Plungerkolbens 12 und
der von der Saugventilplatte 24 und dem Kopfteil 98 gebildeten Saugventilanordnung.
Auf die mit dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 und auch von Fig. 1 übereinstimmenden
Aspekte wird im folgenden nicht näher eingegangen.
[0063] In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind im Plungerkolben 12 mehrere in Umfangsrichtung
verteilt angeordnete Durchgänge ausgebildet, die jeweils einen schräg zur Längsachse
bzw. Bewegungsachse 70 des Plungerkolbens 12 verlaufenden Kanal 52 und eine dem Kanal
52 einströmseifig vorgelagerte Vorkammer 51 umfassen. Der freie Strömungsquerschnitt
der Vorkammern 51 ist größer als derjenige der geraden Kanäle 52. Im Bereich des Übergangs
in die Kanäle 52 weisen die Vorkammern 51 jeweils abgerundete Innenflächen auf.
[0064] Durch diese aus geraden Strömungskanälen 52 und vorgelagerten Vorkammern 51 bestehenden
Durchgänge wird eine Strömungsoptimierung des Plungerkolbens 12 auf der Einströmseite
erreicht. Wenn beim Saughub des Plungerkolbens 12 die Saugventilplatte 24 abgehoben
ist und die Durchgänge 51, 52 geöffnet sind, kann das Medium ohne wesentliche Umlenkungen
bzw. Richtungsänderungen durch den Plungerkolben 12 hindurch schräg auf die Bewegungsachse
70 zu in die Druckkammer 14 einströmen.
[0065] Ein weiterer Unterschied zu der Ausführungsform von Fig. 2 besteht darin, daß das
die Saugventilplatte 24 umgebende Kopfteil 98 mittels einer Schraube 97 gesichert
ist.
[0066] In der Ausführungsform von Fig. 4 ist der Plungerkolben 12 ebenfalls mit aus Kanälen
52 und Vorkammern 51 bestehenden Durchgängen versehen.
[0067] Zusätzlich sind bei diesem Ausführungsbeispiel die einander zugewandten Seiten des
Plungerkolbens 12 und der Saugventilplatte 24 komplementär zueinander derart gekrümmt,
daß sie jeweils einen näherungsweise sphärischen Verlauf aufweisen. Dabei ist die
Saugventilplatte 24 konkav und der Plungerkolben 12 konvex gekrümmt, so daß der Plungerkolben
12 mit seinem zentralen Bereich näher an dem Druckventilelement 20 liegt als in der
Ausführungsform von Fig. 3. Entsprechend ist die axiale Ausdehnung des Schrauben-Kopfteils
26 gegenüber der Ausführungsform von Fig. 3 vergrößert.
[0068] Durch diese Ausgestaltung des Plungerkolbens 12 wird dessen Durchströmung weiter
verbessert, während gleichzeitig eine weitere Verkleinerung der Druckkammer 14 uns
somit eine verbesserte Totraumoptimierung erzielt wird.
[0069] Fig. 5a zeigt schematisch, wie eine erfindungsgemäße Pumpe, die drei nebeneinander
angeordnete, eine gemeinsame Antriebseinheit 80 aufweisende Förderanordnungen umfaßt,
in einem Flüssigkeitsfördermodus betrieben wird. Die beiden in Fig. 5a unteren Förderanordnungen
weisen lediglich entweder eine Einlaßöffnung 16 oder eine Auslaßöffnung 22 auf und
sind im Gehäuseinneren durch in Fig. 5a lediglich angedeutete Kanäle 11 eingangsseitig
und ausgangsseitig miteinander verbunden. Die dritte, obere Förderanordnung weist
sowohl eine eigene Einlaßöffnung 16 als auch eine eigene Auslaßöffnung 22 auf.
[0070] Im Flüssigkeitsfördermodus sind die drei Förderanordnungen an eine gemeinsame Saugleitung
72 angeschlossen und wird die über die Saugleitung 72 geförderte Flüssigkeit über
eine gemeinsame Druckleitung 74 abtransportiert. Alternativ können auch jeweils zwei
nicht miteinander verbundene Saugleitungen 72 bzw. Druckleitungen 74 vorgesehen sein.
[0071] Um die erfindungsgemäße Pumpe in einem Gasfördermodus zu betreiben, in welchem die
Pumpe als zweistufiger Kompressor arbeitet, wird gemäß Fig. 5b die gemeinsame Druckleitung
74 der beiden in Fig. 5b unteren Förderanordnungen an die Einlaßöffnung 16 der in
Fig. 5b oberen Förderanordnung angeschlossen. Das gasförmige Medium, beispielsweise
Kohlendioxid, welches über die an die Einlaßöffnung 16 der unteren Förderanordnung
angeschlossene gemeinsame Saugleitung 72 gefördert wird, wird nach dem Austritt aus
der von den beiden unteren Förderanordnungen gebildeten ersten Stufe der Pumpe der
dritten, oberen Förderanordnung zugeführt. Die dritte Förderanordnung bildet die zweite
Stufe der in diesem Gasfördermodus als Kompressor arbeitenden Pumpe.
[0072] Die von den beiden Förderanordnungen der ersten Stufe geförderten Gasmengen werden
somit in der zweiten Stufe gemeinsam komprimiert und über die Druckleitung 74 der
die zweite Stufe bildenden Förderanordnung abtransportiert.
[0073] Der mit einer als Kühlraum dienenden Spiralnut 48 versehene, in Strömungsrichtung
vordere Bereich jedes Zylinders 10 (vgl. Fig. 1-4) dient zur Ableitung der bei der
Kompression des Gases entstehenden Wärme. Hierzu wird über den Einlaß 47 und einen
am anderen Ende der Spiralnut 48 angeordneten, nicht dargestellten Auslaß ein Kühlmittel
durch die Spiralnut 48 gepumpt.
[0074] Des weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, die Verbindungsleitungen zwischen den die
zweite Stufe bildenden Förderanordnungen und der die zweite Stufe bildenden Förderanordnung
mit einem Kühlmantel zu versehen.
[0075] Fig. 5c zeigt in einer gemeinsamen Darstellung sowohl den Flüssigkeitsfördermodus
als auch den Gasfördermodus sowie die Anordnung von Ventilen M1, M2, M3 und M4 in
den jeweiligen Leitungen. Während im Flüssigkeitsfördermodus die Ventile M1, M2 geschlossen
und die Ventile M3, M4 geöffnet sind, zeichnet sich der Gasfördermodus dadurch aus,
daß die Ventile M1, M2 geöffnet und die Ventile M3, M4 geschlossen sind.
[0076] Durch das Vorsehen der internen Kanäle 11 wird die zum Umschalten zwischen den beiden
Betriebsmodi erforderliche Anzahl von Ventilen minimiert.
Bezugszeichenliste
[0077]
- 10
- Zylinder
- 11
- Kanal
- 12
- Plungerkolben
- 12a
- Ringvorsprung
- 12b
- Ringabschnitt
- 13
- Stützelement
- 14
- Druckkammer
- 15
- Einlaßkanal
- 16
- Einlaßöffnung
- 18
- Druckventilkörper
- 18a
- Kragen
- 20
- Druckventilelement
- 21
- Feder
- 22
- Auslaßöffnung
- 23
- Auslaßraum
- 24
- Saugventilplatte
- 24a
- Flanschabschnitt
- 24b
- Ringabschnitt
- 25
- Auslaßkanal
- 26
- Kopfteil
- 26a
- Flanschabschnitt
- 26b
- Zapfen
- 26c
- Ausnehmung
- 27
- Schraube
- 28
- Kolbenstange
- 30
- Umfangsausnehmung
- 31
- Gleitdichtring
- 32
- Förderraum
- 33
- O-Ring
- 34
- Zentrierelement
- 36
- Ringausnehmung
- 40
- Halteelement
- 41
- Schulter
- 42
- Sauggehäuse
- 43
- Kragen
- 44
- Druckgehäuse
- 45
- Schulter
- 46
- Schraubverbindung
- 47
- Einlaß
- 48
- Kühlraum, Spiralnut
- 49
- Kühlrippen
- 50
- Spalt
- 51
- Vorkammer
- 52
- Axialbohrung, Kanal
- 60
- O-Ring
- 61
- Öffnung
- 70
- Längsachse, Bewegungsachse
- 72
- Saugleitung
- 74
- Druckleitung
- 80
- Antriebseinheit
- 90
- Ausnehmung
- 92
- Dichtelement
- 94
- Abschrägung
- 96
- Dichtung
- 97
- Schraube
- 98
- Kopfteil
- 98a
- Flanschabschnitt
- 98b
- Hülsenabschnitt
- 99
- Öffnung
- A
- Abstand
- M1
- Ventil
- M2
- Ventil
- M3
- Ventil
- M4
- Ventil
1. Pumpe mit wenigstens einer Förderanordnung, die einen in einem Zylinder (10) axial
geführten Plungerkolben (12) umfaßt, der mit seinem antriebsfernen Ende das Volumen
in einer Druckkammer (14) variiert, die beim Saughub mit wenigstens einer auf der
der Druckkammer (14) gegenüberliegenden Seite des Plungerkolbens (12) gelegenen Einlaßöffnung
(16) und beim Druckhub über eine Druckventilanordnung (18, 20) mit zumindest einer
Auslaßöffnung (22) kommuniziert,
dadurch
gekennzeichnet,
daß der Plungerkolben (12) an seinem antriebsfernen Ende eine Saugventilanordnung
(24, 26; 24, 98) trägt, die ein axial fest mit einer Kolbenstange (28) verbundenes
Kopfteil (26; 98) und eine zwischen dem Plungerkolben (12) und dem Kopfteil (26; 98)
axial frei bewegliche Saugventilplatte (24) umfaßt, die beim Saughub am Kopfteil (26;
98) anliegend eine beim Druckhub verschlossene Strömungsverbindung von der Einläßöffnung
(16) über den Plungerkolben (12) in die Druckkammer (14) freigibt.
2. Pumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Plungerkolben (12) zur Zentrierung im Zylinder (10) an der Kolbenstange (28)
zumindest in einem geringen Maße beweglich gelagert ist.
3. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckkammer (14) begrenzende Stirnseiten der Saugventilanordnung (24, 26;
24, 98) und der Druckventilanordnung (18, 20) am Ende des Druckhubs derart berührungslos
einander angenähert sind, daß das Volumen der Druckkammer (14) auf einen gegenüber
dem Maximalwert am Ende des Saughubs vernachlässigbar Weinen Wert und bevorzugt näherungsweise
auf Null reduziert ist,
und/oder daß der minimale Abstand zwischen einander zugewandten Stirnseiten der Druckventilanordnung
(18, 20) und der Saugventilanordnung (24, 26; 24, 98) Meiner als 1 mm ist und vorzugsweise
im Bereich von 0,1 bis 0,2 mm liegt.
4. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil (98) als die Saugventilplatte (24) umgebendes und mit der antriebsfernen
Stirnseite des Plungerkolbens (12) axial fest verbundenes, insbesondere aufschraubbares,
Ringelement ausgebildet ist.
5. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß im Plungerkolben (12) wenigstens ein beim Saughub in die Druckkammer (14) mündender
Durchgang (51, 52) ausgebildet ist, der zumindest bereichsweise schräg zur Bewegungsachse
(70) des Plungerkolbens (12) verläuft, und/oder daß wenigstens ein im Plungerkolben
(12) ausgebildeter Durchgang (51, 52) einen in die Druckkammer (14) mündenden Kanal
(52) und eine dem Kanal (52) einströmseitig vorgelagerte Vorkammer (51) mit gegenüber
dem Kanal (52) vergrößertem freien Strömungsquerschnitt umfaßt.
6. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Seiten des Plungerkolbens (12) und der Saugventilplatte
(24) komplementär zueinander gekrümmt sind und insbesondere einen zumindest näherungsweise
sphärischen Verlauf aufweisen, wobei bevorzugt der Plungerkolben (12) konvex und die
Saugventilplatte (24) konkav gekrümmt ist.
7. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch
gekennzeichnet, daß die Saugventilplatte (24) ringförmig ausgebildet und bevorzugt in radialer Richtung
paßgenau auf dem Kopfteil (26) angeordnet ist,
wobei insbesondere der Außendurchmesser der Saugventilplatte (24) kleiner als der
Innendurchmesser des Zylinders (10) ist,
und/oder daß die dem Plungerkolben (12) zugewandte Seite der Saugventilplatte (24)
konusartig ausgebildet ist und beim Druckhub abdichtend an schräg zur Längsachse (70)
des Zylinders (10) verlaufenden Seitenwänden einer Ausnehmung (90) des Plungerkolbens
(12) anliegt, in die wenigstens eine Axialbohrung (52) des Plungerkolbens (12) mündet,
und/oder daß der Druckventilanordnung (18, 20) zugewandte Seiten der Saugventilplatte
(24) und des Kopfteils (26) beim Druckhub zusammen eine zumindest im wesentlichen
ebene Stirnseite der Saugventilanordnung (24, 26) bilden.
8. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Saugventilplatte (24) und das Kopfteil (26; 98) mit einander in radialer
Richtung überlappenden Flanschabschnitten (24a, 26a; 24a, 98a) versehen sind.
9. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Druckventilanordnung (18, 20) einen zumindest bereichsweise die Druckkammer
(14) begrenzenden Druckventilkörper (18) und ein Druckventilelement (20) umfaßt, das
während des Saughubs gegen die der Druckkammer (14) gegenüberliegende Seite des Druckventilkörpers
(18) vorgespannt ist und ab einem während des Druckhubs erzeugten Druck in der Druckkammer
(14) wenigstens eine Fluidverbindung von der Druckkammer (14) zur Auslaßöffnung (22)
freigibt.
10. Pumpe nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das bevorzugt kalottenförmige Druckventilelement (20) beim Druckhub über die
der Saugventilanordnung (24, 98) zugewandte Seite des Druckventilkörpers (18) hinaus
vorsteht und in die Druckkammer (14) hineinragt, oder daß der Saugventilanordnung
(24, 26) zugewandte Seiten des Druckventilelements (20) und des Druckventilkörpers
(18) beim Saughub zusammen eine zumindest näherungsweise ebene Stirnseite der Druckventilanordnung
(18, 20) bilden.
11. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckkammer (14) zur Saugseite über den Plungerkolben (12) abgedichtet ist,
wobei insbesondere der Plungerkolben (12) wenigstens eine vorzugsweise nutförmige
Umfangsausnehmung (30) umfaßt, in der eine bevorzugt zumindest teilweise aus Teflon
oder PEEK bestehende Dichtung (31, 33) angeordnet ist,
wobei insbesondere wenigstens eine Dichtung einen Gleitdichtring (31) umfaßt,
und/oder daß wenigstens eine Dichtung bevorzugt mittels eines in der Umfangsausnehmung
(30) angeordneten, elastisch verformbaren O-Rings (33) in Richtung der Zylinderinnenwand
vorgespannt ist.
12. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch
gekennzeichnet, daß der Zylinder (10) aus Aluminium hergestellt ist, wobei bevorzugt die Zylinderinnenwand
aus insbesondere durch eine Hart-Coat-Umwandlung entstandenem Aluminiumoxid besteht,
oder daß der Zylinder (10) aus insbesondere gehärtetem Stahl hergestellt ist, wobei
bevorzugt die Zylinderinnenwand mit einer zusätzlichen Oberflächenschicht, insbesondere
einer CVD- oder PVD-Oberflächenschicht, versehen ist,
und/oder daß in die Zylinderinnenwand, insbesondere in die Zylinderinnenwand bildendes
Aluminiumoxid, Teflonpartikel eingelagert sind,
und/oder daß zumindest die Saugventilplatte (24) der Saugventilanordnung aus einem
insbesondere hochtemperaturbeständigen und/oder schlagzähen Kunststoff, bevorzugt
aus PEEK, hergestellt ist,
und/oder daß zumindest ein Druckventilelement (20) der Druckventilanordnung (18, 20)
aus einem insbesondere hochtemperaturbeständigen und schlagzähen Kunststoff, bevorzugt
aus PEEK, hergestellt ist.
13. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch
gekennzeichnet, daß sich die Kolbenstange (28) durch einen mit der Einlaßöffnung (16) kommunizierenden
Förderraum (32) erstreckt und außerhalb des Förderraumes (32) von einem ringförmigen
Zentrierelement (34) umgeben ist, dessen der Kolbenstange (28) zugewandte Innenfläche
mit wenigstens einer in einer Ringausnehmung (36) angeordneten, bevorzugt zumindest
teilweise aus Teflon oder PEEK bestehenden Dichtung (38) versehen ist,
wobei insbesondere wenigstens eine Dichtung (38) einen Gleitdichtring umfaßt,
und/oder daß wenigstens eine Dichtung (38) bevorzugt mittels einer Stahlfeder in Richtung
der Kolbenstange (28) vorgespannt ist, und/oder daß das Zentrierelement (34) zwischen
einem Halteelement (40) und dem Zylinder (10), bevorzugt einem sich antriebsseitig
an den Zylinder (10) anschließenden und vorzugsweise mittels des Zentrierelementes
(34) zentrierten Sauggehäuses (42) angeordnet ist,
und/oder daß das Zentrierelement (34), der Zylinder (10) und die Druckventilanordnung
(18, 20) zwischen dem Halteelement (40) und einem Druckgehäuse (44) mittels wenigstens
einer Schraubverbindung (46) in axialer Richtung eingespannt sind.
14. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwischen einem Druckgehäuse (44) und einem vom Druckgehäuse (44) umgebenen
Bereich des Zylinders (10) wenigstens ein einen Teil eines bevorzugt mit Wasser betreibbaren
Kühlkreislaufes bildender Kühlraum (48) vorhanden ist,
wobei insbesondere der Kühlraum in Form zumindest einer auf der Außenfläche des Zylinders
(10) ausgebildeten Spiralnut (48) vorgesehen ist.
15. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch
gekennzeichnet, daß sie mehrere bevorzugt zumindest im wesentlichen baugleiche Förderanordungen umfaßt
und durch Verbinden der Einlaßöffnung (16) wenigstens einer Förderanordung mit der
Auslaßöffnung (22) zumindest einer anderen Förderanordung als mehrstufiger Kompressor
insbesondere zur Förderung gasförmiger Fluide verwendbar ist,
wobei insbesondere drei Förderanordnungen mit vorzugsweise etwa in einer Ebene liegenden
Längsachsen (70) vorgesehen sind, wobei in einem Flüssigkeitsfördermodus jede Einlaßöffnung
(16) mit einer Saugleitung (72) und jede Auslaßöffnung (22) mit einer Druckleitung
(74) und in einem Gasfördermodus eine Einlaßöffnung (16) mit zwei Auslaßöffnungen
(22) verbunden ist,
und/oder daß zumindest zwei Förderanordnungen eine einzige gemeinsame Einlaßöffnung
(16) und/oder eine einzige gemeinsame Auslaßöffnung (22) aufweisen.
16. Pumpe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1,
dadurch
gekennzeichnet,
daß die Druckkammer (14) begrenzende Stirnseiten der Saugventilanordnung (24, 26;
24, 98) und der Druckventilanordnung (18, 20) am Ende des Druckhubs derart berührungslos
einander angenähert sind, daß das Volumen der Druckkammer (14) auf einen gegenüber
dem Maximalwert am Ende des Saughubs vernachlässigbar kleinen Wert und bevorzugt näherungsweise
auf Null reduziert ist,
wobei insbesondere die Pumpe die Merkmale zumindest eines der Ansprüche 1 bis 15 aufweist.