DE102006014333A1

DE102006014333A1 - Pumpe für kryogene Medien

Info

Publication number: DE102006014333A1
Application number: DE200610014333
Authority: DE
Inventors: Matthias Bohn
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-10-04

Abstract

Es wird eine Kolbenpumpe, insbesondere eine Kolbenpumpe für kryogene Medien, aufweisend ein Zylindergehäuse und einen in diesem bewegbaren Kolben, beschrieben. Erfindungsgemäß ist das Zylindergehäuse (1) vakuumisoliert (1') ausgebildet, besteht der Kolben (2) zumindest teilweise aus einem magnetischen Material und ist außerhalb des Zylindergehäuses (1) wenigstens ein Magnet (4) angeordnet, der der Positionierung des Kolbens (2) dient. Hierbei ist bzw. sind der oder die außerhalb des Zylindergehäuses (1) angeordneten Magneten (4) vorzugsweise in seiner bzw. ihrer Position veränderbar ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere eine Kolbenpumpe für kryogene Medien, aufweisend ein Zylindergehäuse und einen in diesem bewegbaren Kolben.
Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl gattungsgemäßer Kolbenpumpen bekannt. Werden derartige Kolbenpumpen zum Pumpen kryogener Medien, wie beispielsweise verflüssigter Wasserstoff, verflüssigter Sauerstoff, etc., verwendet, steht der Fachmann vor dem Problem, dass über die Pleuelstange sowie den Kolben ein nicht unerheblicher und unerwünschter Wärmeeintrag in das zu pumpende, kryogene Medium erfolgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Pumpe anzugeben, die diesen Nachteil vermeidet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine gattungsgemäße Pumpe vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse vakuumisoliert ausgebildet ist, der Kolben zumindest teilweise aus einem magnetischen Material besteht und außerhalb des Zylindergehäuses wenigstens ein Magnet angeordnet ist, der der Positionierung des Kolbens dient.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Pumpe, die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche darstellen, sind dadurch gekennzeichnet, dass

– der oder die außerhalb des Zylindergehäuses angeordneten Magneten in seiner bzw. ihrer Position veränderbar ausgebildet sind,
– der Magnet ein Ringmagnet ist und
– die Zu- und Abführleitungen der Pumpe zumindest teilweise vakuumisoliert ausgebildet sind.

Der Kern der vorbeschriebenen Erfindung bzw. erfindungsgemäßen Pumpe besteht nunmehr darin, dass der Kolben von dem Kolben-Antrieb vollständig mechanisch und damit auch thermisch entkoppelt ist. Ein Wärmeeintrag über die den Kolben antreibende Pleuelstange ist nunmehr nicht mehr gegeben.
Die erfindungsgemäße Pumpe sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen derselben, die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche darstellen, seien im Folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Figur zeigt in schematisierten Form eine seitliche Schnittdarstellung durch eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe. Diese weist ein Zylindergehäuse 1 auf, dass erfindungsgemäß vakuumisoliert 1' ausgebildet ist. Der zumindest teilweise aus einem magnetischen Material bestehende Kolben 2 kann sich ohne Einschränkung innerhalb des Zylinderraumes 3/3' bewegen. Außerhalb des vakuumisoliert ausgebildeten Zylindergehäuses 1 ist ein Magnet 4 angeordnet, der in seiner Position veränderbar ausgebildet ist.
Im Falle des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles handelt es sich um einen Ringmagneten 4, der entlang des Zylindergehäuses 1 auf- und abbewegbar ausgebildet ist. Der Kolben 2 folgt dieser Auf- und Abwärtsbewegung des Ringmagneten 4, was zur Folge hat, dass das zu pumpende Medium in die Zylinderräume bzw. Zylinderraumbereiche 3 und 3' gesaugt bzw. aus diesen verdrängt wird.
So wird bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 2 über die Leitung 5 kryogenes Medium in den Zylinderraumbereich 3 gesaugt, während gleichzeitig über die Leitung 6' kryogenes Medium aus dem Zylinderraum 3' verdrängt bzw. abgeführt wird. Im Falle der Abwärtsbewegung des Kolbens 2 wird kryogenes Medium über die Leitung 5' in den Zylinderraumbereich 3' gesaugt, während gleichzeitig über die Leitung 6 ein Verdrängen des kryogenen Mediums aus dem Zylinderraumbereich 3 erfolgt. Der Übersichtlichkeit halber sind in den Leitungen 5, 5', 6 und 6' die erforderlichen Ein- und Auslassventile und/oder die ggf. vorzusehenden Rückschlagventile nicht dargestellt.
In vorteilhafter Weise sind – entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpe – die Zu- und Abführleitungen der Pumpe zumindest teilweise vakuumisoliert ausgebildet.
Hierbei sind vorzugsweise zumindest die unmittelbar an das Zylindergehäuse 1 angrenzenden Leitungsbereiche 5, 5', 6 und 6' vakuumisoliert ausgebildet. Mittels dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpe wird der Wärmeeintrag in das zu pumpende Medium weiter verringert.
Anstelle des in der Figur dargestellten Ringmagnets 4 sind weitere Konstruktionen denkbar, bei denen mittels eines oder mehrerer Magnete eine Bewegung des Kolbens 2 realisiert wird. So kann beispielsweise an den beiden Stirnseiten des Zylindergehäuses 1 jeweils wenigstens ein Magnet vorgesehen werden, wobei durch ein abwechselndes Aktivieren und Deaktivieren dieser Magneten eine Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens 2 innerhalb des vakuumisoliert ausgebildeten Zylindergehäuses 1 realisiert wird.
Die erfindungsgemäße Pumpe ermöglicht die Realisierung einer sog. eigensicheren Ausführung. Über die Auslegung der Magnetkraft bzw. -kräfte kann ein Überschreiten des konstruktiv festgelegten Maximaldruckes verhindert werden, da dann die Mitnahme des Kolbens durch den oder die Magnete nicht mehr möglich ist. Die Förderung des zu pumpenden Mediums wird daher so lange unterbrochen, bis der festgelegte Maximaldruck wieder unterschritten ist.

Claims

Kolbenpumpe, insbesondere Kolbenpumpe für kryogene Medien, aufweisend ein Zylindergehäuse und einen in diesem bewegbaren Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (1) vakuumisoliert (1') ausgebildet ist, der Kolben (2) zumindest teilweise aus einem magnetischen Material besteht und außerhalb des Zylindergehäuses (1) wenigstens ein Magnet (4) angeordnet ist, der der Positionierung des Kolbens (2) dient.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die außerhalb des Zylindergehäuses (1) angeordneten Magneten (4) in seiner bzw. ihrer Position veränderbar ausgebildet sind.
Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet ein Ringmagnet (4) ist.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- und Abführleitungen der Pumpe zumindest teilweise vakuumisoliert ausgebildet sind.