DE19645500A1

DE19645500A1 - Hermetically-sealed thermodynamic positive-displacement pump

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Publication number: DE19645500A1
Application number: DE19645500A
Authority: DE
Inventors: Rainer L M Dipl Ing Klopp
Original assignee: Individual
Current assignee: Klopp Rainer Lm Dipl-Ing 40880 Ratingen De
Priority date: 1996-11-05
Filing date: 1996-11-05
Publication date: 1998-05-20

Abstract

The medium in the working chamber (9) is enclosed by a diaphragm (10), the chamber in turn being contained in a pump chamber (4) closed apart from outlet and inlet ports (6,7). A heater for the working medium increases its volume, thus displacing the medium in the pump chamber. Liquid with a high coefficient of heat-expansion can be used as the working medium, so as to be effective against back pressure also. Heating can be by heat-transfer through the chamber wall, a heat-exchanger, or electric heating wire. The timing and amount of heating can be variable, and after displacement heat can be extracted and transferred to another point of use.

Description

Mit magnetisch angetriebenen Kreiselpumpen, Spaltrohrmotor pumpen sowie Sonderausführungen rotierender Verdrängerpumpen sind konstruktiv erfolgreich eingeführte Lösungen für die Aufgabenstellung hermetisch dichter und nach außen hin leckagefreier fluidischer Förderung seit langem bekannt, allerdings erlauben diese Ausführungen in der Regel nur die Förderung gegen niedrige Drücke (ca. 10 bis max. etwa 70 bar).With magnetically driven centrifugal pumps, canned motor pumps and special designs of rotating positive displacement pumps are constructively successfully implemented solutions for the Task hermetically sealed and outward leak-free fluidic pumping has been known for a long time, however, these statements generally only allow the Delivery against low pressures (approx. 10 to max. Approx. 70 bar).

Auch fluidisch oder mechanisch direkt oder indirekt angetrie bene Membranpumpen(Druckluft, Hydraulisches Gestänge) oder Membrankolben- sowie Schlauchpumpen erheben den Anspruch auf hermetische Dicht- und konstruktive Leckagefreiheit nach außen, wenngleich dies nur mit Einschränkungen gilt, denn bei verschleiß- oder betriebsbedingter Beschädigung bzw. Bruch von Membran bzw. Schlauch kann es hier immer zu wechselseitiger Kontamination mit der Umgebung, ggfs. auch über ein Zwischen fluid, kommen.Also driven fluidically or mechanically, directly or indirectly Flat diaphragm pumps (compressed air, hydraulic linkage) or Diaphragm piston and peristaltic pumps make the claim hermetically sealed and constructive leakage to the outside, although this only applies with restrictions, because at wear or operational damage or breakage of Membrane or hose can be more and more mutual here Contamination with the environment, possibly also through an intermediate fluid, come.

Ursache der beschriebenen Problematik ist in allen Fällen die prinzipielle Notwendigkeit der Abdichtung rotierender oder oszillierender Wellen oder Stangen, mit denen die notwendige Energieerhöhung mechanisch direkt oder über Zwischenfluid indirekt auf das zu fördernde Fluid übertragen wird. The cause of the problem described is in all cases principal need of rotating or sealing oscillating shafts or rods with which the necessary Energy increase mechanically directly or via intermediate fluid is indirectly transmitted to the fluid to be pumped.

AS 14 03 807 beschreibt eine Anordnung konzentrischer Kugel schalen, die unter Ausnutzung elektrostriktiver, magneto striktiver oder auch piezoelektrischer Effekte fluidische Förderung nach dem Verdrängerprinzip unter hermetischer Dichtheit gestatten, das Verfahren hat sich jedoch nur im Mikromaßstab für subkutane Dosierzwecke oder im Laborbereich bewährt, da die Fördervolumina relativ klein bleiben und auch die erreichbaren Drücke nicht hoch sind.AS 14 03 807 describes an arrangement of concentric balls shells that are made use of electrostrictive, magneto strict or piezoelectric effects fluidic Promotion according to the displacement principle under hermetic Permit tightness, but the process has only Micro scale for subcutaneous dosing purposes or in the laboratory proven because the delivery volumes remain relatively small and the pressures that can be achieved are also not high.

Ebenso sind solarthermische angetriebene Verdrängerpumpen, besonders in der Wasserförderung bekannt, dadurch wirkend, daß ein unter Hitzeeinfluß sich ausdehnender Stoff, z. B. Wachs, die Verdrängerfunktion übernimmt.Likewise are solar thermal driven positive displacement pumps, especially known in water production, that a material that expands under the influence of heat, e.g. B. Wax, which acts as a displacer.

PA 196 00 667.8 beschreibt ein neues Verfahren hermetisch dichter und konstruktiv leckagefreier Verdrängerförderung, welches im wesentlichen auf Umkehr des verbreiteten Prinzips mechanischer Krafteinwirkung von außen in ein Fluid beruht, dadurch, daß in einem hermetisch abgegrenzten und nur durch eine Einlaß- und Auslaßöffnung zugänglichen Pumpenraum ein von außen steuerbarer mechanischer Verdränger sein Volumen zyklisch ändert und hierdurch Förderung bewirkt. Die Energie für die Volumenänderung wird dabei über Draht oder drahtlos, mithin nicht mehr mechanisch, dem Verdränger zugeführt.PA 196 00 667.8 describes a new process hermetically dense and constructively leak-free displacement displacement, which is essentially based on reversing the widespread principle mechanical external force in a fluid, in that in a hermetically delimited and only by an inlet and outlet port accessible pump room externally controllable mechanical displacer its volume changes cyclically and thereby causes funding. The energy for the volume change is done via wire or wireless, therefore no longer mechanically fed to the displacer.

Wenngleich diese Lösung bereits erhebliche Vorteile dadurch mit sich bringt, daß - von massiver Gewalteinwirkung einmal abgesehen - hermetische Dichtheit und damit Kontaminations freiheit, auch im Sinne septischer Reinheit bei Aufgaben im Lebensmittelbereich, gewährleistet sind, bleibt das Restrisiko mechanischen Ausfalls des Verdrängers bzw. auch seines Antriebs mit den damit verbundenen Nachteilen.Although this solution already has significant advantages brings with it that - from massive violence once apart from - hermetic tightness and thus contamination freedom, also in the sense of septic purity when performing tasks in Food sector, the residual risk remains mechanical failure of the displacer or its drive with the associated disadvantages.

Besonders für prozeßintegrierte Aufgaben hermetischer Förderung im Rahmen von kompletten Anlagen scheint daher ein weitergehendes Verfahren der rein thermodynamischen Förderung noch besser geeignet, welches im folgenden beispielhaft beschrieben wird.Especially hermetic for process-integrated tasks Funding in the context of complete systems therefore seems a further process of purely thermodynamic Funding even more suitable, which in the following is described as an example.

Fig. 1 erläutert den Grundgedanken in der Weise, daß in einem hermetisch abgeschlossenen Pumpenraum, beispiels weise einer massiven Rohrstrecke 8 und zwei Schottwänden 9, der nur durch ein Einlaßventil 6 und ein Auslaß ventil 7 zugänglich ist, ein Verdrängerkörper 10 ange ordnet ist, der sein Volumen zyklisch wechselnd zwischen den Beträgen Vo und V ändert, wobei die Energiezufuhr 1 entweder über Draht oder drahtlos, im gezeigten Beispiel wahlweise über Draht 2 mit lediglich statisch beanspruch ter Dichtung an den Stellen 3 bzw. 4 oder 5 erfolgt. Die Durchdringung an der Stelle 5 oder auch an einer Stelle im weiterführenden Förderabschnitt haben gegenüber der Stelle 3 den Vorteil, daß eine schwellende Druckbe lastung entfällt. Fig. 1 explains the basic idea in such a way that in a hermetically sealed pump chamber, for example, a massive pipe section 8 and two bulkheads 9 , which is only accessible through an inlet valve 6 and an outlet valve 7 , a displacer 10 is arranged, the its volume changes cyclically between the amounts Vo and V, the energy supply 1 either via wire or wirelessly, in the example shown optionally via wire 2 with only statically stressed sealing at points 3 or 4 or 5 . The penetration at point 5 or at a point in the further conveying section have the advantage over point 3 that a swelling pressure load is eliminated.

Der Verdrängungskörper 10 kann jetzt zum Beispiel aus einer flüssigkeitsgefüllten Kugelmembran bestehen, die im Inneren über einen elektrisch angeschlossenen Heizwendel verfügt - wie ein Tauchsieder, so daß bei Zuführung elektrischer Energie sich das Volumen Vo aufgrund der wärmebedingten Aus dehnung des Flüssigkeitsinhaltes in die Größe V verändert und hierdurch bei sich automatisch schließendem Einlaßventil 6 der Fördervorgang über Öffnung des Auslaßventiles 7 eingeleitet wird.The displacement body 10 can now consist, for example, of a liquid-filled spherical membrane, which has an electrically connected heating coil inside - like a immersion heater, so that when electrical energy is supplied, the volume Vo changes to V due to the thermal expansion of the liquid content and as a result, with the inlet valve 6 automatically closing, the delivery process is initiated via opening of the outlet valve 7 .

Mit Beendigung der Energiezufuhr schließt sich alsdann das Auslaßventil 7, da der Druck im Raum 11 sich langsam erniedrigt in dem Maße, wie der Verdrängungskörper seine Wärme an das umgebende Förderfluid über die Kugelmembran 12 bzw. die den Pumpenraum abschließenden Wände abgibt.When the energy supply is terminated, the outlet valve 7 then closes, since the pressure in the space 11 slowly decreases as the displacement body releases its heat to the surrounding delivery fluid via the ball membrane 12 or the walls closing off the pump chamber.

Hat das Volumen V in dieser Weise seine Ursprungsgröße Vo wieder erreicht, kann prinzipiell ein neuer Pumpvorgang durch Starten einer neuerlichen Energiezufuhr erfolgen.In this way, the volume V has its original size Vo In principle, a new pumping process can be achieved by starting a new energy supply.

Für technische Anwendungen scheint nun das so beschriebene Verfahren weniger geeignet, wenn man eine Abordnung exakt nach Fig. 1 wählt, denn - wie später gezeigt wird - beträgt die technisch realisierbare Volumenänderung des Verdräng ungskörpers nur etwa 10%, so daß auch etwa 90% der aufge wandten Energie in Verlust- und damit abzuführende Wärme übergehen, die wiederum größtenteils auf das Förderfluid übertragen wird, was u. U. wenig wünschenswert ist.For technical applications, the method described now seems less suitable if one chooses a delegation exactly according to Fig. 1, because - as will be shown later - the technically feasible volume change of the displacement body is only about 10%, so that about 90% of the transferred energy into loss and thus heat to be dissipated, which in turn is largely transferred to the production fluid, which u. U. is not very desirable.

Es empfiehlt sich daher eine Abwandlung gemäß Fig. 2, wonach der hermetisch abgeschlossene Raum 3, 4, 5 zwar bestehen bleibt, der Verdrängerkörper 9 jedoch an eine Seite dieses Raumes so gelegt wird, daß die Wärmeabfuhr über ein speziell hierfür gewähltes Medium 2 so erfolgt, daß der weitaus größere Teil der abzuführenden Wärme nicht an das Förderfluid, sondern bevorzugt über die Pumpenraumwand abgeleitet werden kann. Die ursprüngliche Kugelmembran 12 gemäß Fig. 1 würde dann, je nach Ausgestaltung der Pumpenkammer als Rohrzylinder oder Quader, eine Fläche 10 annehmen, die bei Aufheizung des Volumens Vo entweder die Form einer Sattelfläche oder, wie in Fig. 3 mit 4 bzw. 5 gezeigt, die Form eines koaxial radial veränderlichen Schlauches annimmt, wenn Fig. 3 den Schnitt A-A eines rotationssymmetrischen Elementes gemäß Fig. 2 darstellt, in dem 2 den Wärmetauscher und 3 den Verdränger bedeuten. 7 bezeichne die zugeführte Energie, 8 die abzuführende Wärme. Prinzipiell unerheblich ist auch eine in der Weise geänderte Ausgestaltung, derart, daß in Form von 9 in Fig. 3 eine hermetische Trennung zwischen Verdrängerfluidvolumen 3 und Wärmetauscher 2 erfolgt. 6 entspricht in der gewählten Darstellung dann dem schnittgemäß sichtbaren Druckventil.It is therefore recommended a modification according to FIG. 2, according to which the hermetically sealed space 3 , 4 , 5 remains, but the displacer 9 is placed on one side of this space in such a way that the heat is dissipated via a medium 2 specially selected for this purpose that the far greater part of the heat to be dissipated cannot be dissipated to the delivery fluid, but preferably via the pump chamber wall. The original spherical membrane 12 according to FIG. 1 would then, depending on the configuration of the pump chamber as a tubular cylinder or cuboid, assume a surface 10 which, when the volume Vo is heated, either has the shape of a saddle surface or, as shown in FIG. 3 with 4 or 5 3 assumes the shape of a coaxially radially variable hose when FIG. 3 shows the section AA of a rotationally symmetrical element according to FIG. 2, in which 2 denotes the heat exchanger and 3 the displacer. 7 denotes the energy supplied, 8 the heat to be dissipated. In principle, an embodiment modified in this way is also irrelevant, such that in the form of 9 in FIG. 3 there is a hermetic separation between the displacer fluid volume 3 and the heat exchanger 2 . 6 then corresponds to the pressure valve that is visible in section in the selected representation.

Wegen der zeitlich relativ zum Aufbau der Verdrängung u. U. längeren Abkühl- bzw. Wärmeaustauschzeit empfiehlt es sich, thermodynamische Pumpen der hier beschriebenen Art parallel zusammen zu schalten, so daß z. B., wie in Fig. 4 gezeigt, Triplex-Anordnungen entstehen, deren Fördercharakteristik jener von über einen gemeinsamen Kurbeltrieb angetriebenen Kolbenpumpen ähnelt.Because of the time relative to the structure of the displacement u. U. longer cooling or heat exchange time, it is recommended to connect thermodynamic pumps of the type described here in parallel, so that, for. B., as shown in Fig. 4, triplex arrangements arise, the delivery characteristics of which is similar to that of piston pumps driven by a common crank mechanism.

Werden mit 1, 1+ und 1++ drei gleichartige thermodynamische Pumpenelemente gemäß den vorangegangenen Beschreibungen be zeichnet, so werden diese über getrennte Einlaßventile 8 aus einem gemeinsamen Zulauf 9 arbeitsfluidisch versorgt, was jedoch nicht zwangsweise der Fall sein muß. Der Zulauf kann auch für jedes Pumpelement getrennt erfolgen.Are with 1, 1+ and 1 ++ three similar thermodynamic pump elements according to the previous descriptions be characterized, these are supplied via separate inlet valves 8 from a common inlet 9 working fluid, which does not necessarily have to be the case. The inflow can also be carried out separately for each pump element.

Zwingend hingegen ist jedoch, daß die Elemente energetisch über 4 und getrennte Heizstränge 5 so angesteuert werden, daß sie über jeweilige Druckventile 2 auf eine gemeinsame Förderleitung 3 arbeiten und so einen relativ "geglätteten" Förderstrom erzeugen dann, wenn die Energiezufuhr zu den einzelnen Elementen zeitlich hintereinander limitiert und/oder überschneidend erfolgt. 6 zeigt in dieser Darstellung den jeweiligen Wärmetauscher, 7 die jeweilige Arbeitsmembran eines einzelnen Förderelementes. Ob die Träger zur Wärmeabfuhr 11 zusammen oder getrennt laufen, ist unerheblich und eher anlagebezogen zu gestalten. However, it is imperative, however, that the elements are energetically controlled via 4 and separate heating strands 5 in such a way that they work on a common delivery line 3 via respective pressure valves 2 and thus generate a relatively "smoothed" delivery flow when the energy supply to the individual elements is timed limited and / or overlapping. 6 shows the respective heat exchanger in this illustration, FIG. 7 the respective working membrane of an individual conveying element. Whether the carriers for heat dissipation 11 run together or separately is irrelevant and more system-related.

Fig. 5 zeigt qualitativ das Verhalten newtonscher Flüssigkeiten dann, wenn sie alternativ oder gleichzeitig einer Temperatur- bzw. Druckerhöhung ausgesetzt werden. Fig. 5 shows qualitatively the behavior of Newtonian liquids when they are exposed to alternatively or simultaneously a temperature and pressure increase.

In vielen Fällen führt eine Temperaturerhöhung von 0 auf 100 Grad Celsius zu einer Volumenzunahme um durchschnittlich 10%, während eine Druckerhöhung um 100 bar aufgrund der Kompressibilität der Medien zu einer durchschnittlichen Volumenverringerung um 1% führt. Diese Veränderungen laufen jedoch nicht linear, sondern degressiv, so daß die Differenz von rund 10% mit zunehmendem Druck bzw. steigender Temperatur immer kleiner wird und schließlich irgendwann Null erreicht dann, wenn die Kompression die Expansion kompensiert.In many cases, a temperature increase from 0 to 100 Degrees Celsius to an increase in volume by an average 10%, while a pressure increase of 100 bar due to the Media compressibility to an average Volume reduction leads to 1%. These changes are ongoing however not linear but degressive, so that the difference of around 10% with increasing pressure or increasing temperature gets smaller and smaller and eventually reaches zero then when the compression compensates for the expansion.

Setzt man z. B. in der näherungsweisen Beziehung
If you put z. B. in the approximate relationship

V(T, P) = Vo (1 + α (Tl-To) - k (Pl-Po))für einen Temperaturänderungsbereich von 0 bis 100 Grad C und einem Gegendruck von 100 bar die bekannten Stoffwerte für Äthylalkohol ein, ergibt sich ein theoretisches Förder volumen von ziemlich genau 10%, bei Azeton liegt der Wert bei 14%, bei Wasser beträgt er in diesem Intervall nur etwa 1,5%, was technische Anwendungen, von Sonderfällen abgesehen, hiermit nicht sinnvoll macht.V (T, P) = Vo (1 + α (Tl-To) - k (Pl-Po)) for a temperature change range from 0 to 100 degrees C. and a back pressure of 100 bar the known material values for ethyl alcohol, there is a theoretical funding volume of almost exactly 10%, the value is for acetone for 14%, for water it is only in this interval about 1.5%, what technical applications, of special cases apart from this, does not make sense here.

Aus den genannten Gründen stellt die in Fig. 6 gezeigte Fördercharakteristik der in Fig. 4 beschriebenen Anordnung auch nur einen von denkbar vielen möglichen Fällen dar, denn wegen Entfall des Sinusproblems der üblichen Kurbelantriebe kann über freie Steuerbarkeit der Aufheizung wie auch der Abkühlung jedes einzelnen Pumpenelementes eine große Band breite möglicher Charakteristika eingestellt werden. For the reasons mentioned, the delivery characteristic shown in FIG. 6 of the arrangement described in FIG. 4 also represents only one of the possible number of possible cases, because due to the elimination of the sine problem of the conventional crank drives, the heating and cooling of each individual pump element can be freely controlled a wide range of possible characteristics can be set.

So ist es z. B. ohne weiteres möglich, eine nahezu pulsationsfreie Förderung auch ohne nachgeschaltete Pulsationsdämpfer zu erreichen ebenso, wie durch Aufhebung der zeitlichen oder energetischen Symmetrie eine bestimmte dynamische Charakteristik bis hin zur Stoßförderung gefahren werden kann, was für Prozeßanwendungen dann sinnvoll sein kann, wenn z. B. Ablagerungen in Förderleitungen beseitigt werden müssen, oder auch bei z. B. CIP-Prozessen in der Nahrungsmittelindustrie.So it is z. B. easily possible, almost pulsation-free delivery, even without a downstream one Achieve pulsation dampers as well as by lifting a certain temporal or energetic symmetry dynamic characteristics up to shock promotion what can be useful for process applications can if z. B. deposits in conveyor lines removed have to be, or also with z. B. CIP processes in the Food industry.

Zu den vorstehend beschriebenen Vorzügen des aufgezeigten neuen Pumpverfahrens kommt mit der zu erwartenden Geräusch armut ein wesentlicher weiterer hinzu. In verfahrenstech nischen Anlagen mit klassischen mechanischen Pumpen erreichen die Kosten für Geräuschdämpfung, die häufig nur sekundär betrieben werden kann, oftmals die Größenordnung jener der Funktionsträger. Bis auf die Ventile hat die hier gezeigte thermodynamische Pumpe jedoch überhaupt keine Mechanik, deren hochfrequente Anregung durch rotierende Wellen und Antriebe einen Großteil der Geräuschentwicklung verantwortet. Und die Ventile können, abstrahlungsdämpfend, zentral im Förderstrom der neuen Pumpenelemente angeordnet werden, so daß nur von einer minimalen Emission aufgrund der Strömungsgeräusche ausgegangen werden muß, die jedoch wegen der, wie gezeigt, freien Steuerbarkeit der Gesamtcharakteristik der Pumpe nahezu beliebig niedrig gehalten werden können.On the advantages of the above described new pumping method comes with the expected noise poverty is another essential. In procedural systems with classic mechanical pumps the cost of noise reduction, which is often only secondary can be operated, often the order of magnitude that of Functionaries. Except for the valves, the one shown here thermodynamic pump, however, no mechanics whatsoever high-frequency excitation by rotating shafts and drives is responsible for a large part of the noise development. And the Valves can absorb radiation centrally in the flow the new pump elements are arranged so that only from a minimal emission due to the flow noise must be assumed, however, because of the, as shown, free controllability of the overall characteristics of the pump can be kept almost arbitrarily low.

Auf den ersten Blick erscheint der Wirkungsgrad des vorgeschla genen Pumpverfahrens außerordentlich niedrig, zumindest wenn man das verdrängte Differenzvolumen, multipliziert mit dem Gegendruck, als Nutzen und die Aufheizung des gesamten Arbeits fluids im von der Membran begrenzten Raum als Aufwand definiert. Während nämlich klassische Kolbenpumpen durchaus Gesamtwirkungs grade von 85% und mehr und einfache Kreiselpumpen solche von etwa 60% erreichen, liegt bei dem vorgeschlagenen Verfahren der Wirkungsgrad zunächst nur bei etwa 10%, je nach dem, in welchem Druck- und Temperaturdifferenzbereich und mit welchem Arbeitsfluid, also mit weichen Kennwerten für Ausdehnung und Kompressibilität gearbeitet wird.At first glance, the efficiency of the proposed pumping method extremely low, at least if the displaced difference volume multiplied by the Back pressure, as a benefit and heating up the whole job fluids defined in the space delimited by the membrane as expenditure. While classic piston pumps have an overall effect grade of 85% and more and simple centrifugal pumps such of about 60%, lies with the proposed Process the efficiency initially only at about 10%, each according to which pressure and temperature difference range and with which working fluid, i.e. with soft parameters for expansion and compressibility.

In dem Augenblick jedoch, wo, wie bei Prozeßanlagen üblich und möglich, die zur Abkühlung abgeführte Wärme voll oder zumindest überwiegend der Anlage an anderer Stelle nutzbring end zurückgeführt wird, z. B. als Prozeßwärme zur Heizung oder zur Klimatisierung, sieht das Ergebnis anders aus. Sicher wird auch ein Teil der Wärmeenergie des Arbeitsfluides über die Membran an das eigentliche Förderfluid abgegeben, aber auch hier kann über eine nachgeschaltete Rückkühlung im Prozeß weitere Nutzung erfolgen, so daß u. U. das vorge schlagene Verfahren mit Gesamtwirkungsgraden abschließen kann, die ebenso hoch wie bei klassischen Verdrängeranlagen liegen, wenn man eingesetzten Strom als Primärenergie mit 100% ansetzt.At the moment, however, as is usual with process plants and possible, the heat dissipated for cooling fully or at least mainly of benefit to the plant elsewhere end is returned, e.g. B. as process heat for heating or for air conditioning, the result looks different. Part of the thermal energy of the working fluid is also safe released through the membrane to the actual delivery fluid, but also here can be followed by a recooling further use in the process, so that u. U. the pre Complete suggested procedures with overall efficiencies can be just as high as with classic displacement systems lie when using electricity as primary energy 100% applies.

Noch günstiger wird die Betrachtung, wenn Wärme aus anderen Prozessen, die ansonsten verloren wäre, hier zum Antrieb der thermodynamischen Pumpe anstelle von Strom genutzt werden kann, zum Beispiel Prozeßdampf einer Turbine oder Abwärme der Zellstoffgewinnung. In diesem Falle kann dann erwartet werden, daß bei einer derartigen Gesamtbetrachtung der Wirkungsgrad des vorgeschlagenen Verfahrens erheblich höher als der jeden anderen Pumpverfahrens ist, denn der mit ca. 40% trotz Kraft- Wärmekopplung modernster Anlagen relativ hohe Verlustwirkungs grad moderner Stromerzeugung entfällt überwiegend. Consideration is even more favorable when heat from others Processes that would otherwise be lost, here to drive the thermodynamic pump can be used instead of electricity can, for example process steam from a turbine or waste heat from the Pulp production. In this case it can be expected that with such an overall view the efficiency of the proposed method significantly higher than any other pumping method, because the approx. 40% Heat coupling of the most modern systems has a relatively high loss effect Most modern electricity generation is largely eliminated.

Abschließend sei noch auf einige Besonderheiten bei der Stoffauswahl für das Arbeitsfluid hingewiesen:
Wenngleich die vorgeschlagene Pumpe hermetisch dicht und konstruktiv leckagefrei ist und damit eine Gefahr der Kontamination des Fördergutes durch die Umgebung oder der Umgebung durch das Fördergut ausgeschlossen werden kann, besteht doch die Möglichkeit eines Membranbruches mit nachfolgender Vermischung von Arbeits- und Förderfluid.Finally, we would like to point out some peculiarities in the selection of substances for the working fluid:
Although the proposed pump is hermetically sealed and structurally leak-free and thus a risk of contamination of the conveyed material by the environment or the surroundings by the conveyed material can be excluded, there is the possibility of a diaphragm rupture with subsequent mixing of working and conveying fluid.

Zur Minimierung dieses Risikos existieren aus der bekannten Technik der Kolben/Membran-Dosierpumpen eine Fülle von Mög lichkeiten, deren Einsatz in Verbindung mit einer Zwangs schließung beider Ventile des Arbeitsraumes eine Vermischung mengenmäßig begrenzen kann.To minimize this risk exist from the known Technology of piston / diaphragm metering pumps a wealth of poss opportunities, their use in connection with a coercive closure of both valves of the work area a mixture can limit quantity.

Wichtiger aber noch ist eine geeignete Auswahl des Arbeits fluides im Hinblick nicht nur auf optimale physikalische Kennwerte für Wärmeausdehnung und Kompressibilität, sondern auch auf chemische Verträglichkeit mit dem Fördergut. Deshalb wird man in vielen Fällen diesem Argument den Vorzug geben und solche Fluide auswählen, die hier günstige bis hin zu inerten Eigenschaften versprechen und auf nominal beste Förderleistungen verzichten.But more important is a suitable choice of work fluids with a view not only to optimal physical Characteristic values for thermal expansion and compressibility, but also on chemical compatibility with the material being conveyed. That's why this argument will be preferred in many cases and choose those fluids that range from cheap to promise inert properties and nominally best Waive funding.

Claims

1. A method for hermetically displacing fluids, characterized in that the displacement takes place by a working fluid volume delimited by a membrane, which is located in a closed pump chamber accessible only through an inlet and outlet opening and its volume by supplying thermal energy enlarged and thus displaces the pumping fluid in the pump chamber.

2. The method according to claim 1, characterized records that the working fluid from a Liquid exists, the spatial thermal expansion coefficient in wide temperature and pressure ranges large and their compressibility in the same areas is small, so that the liquid is also effective expands from back pressure.

3. The method according to 1 and 2, characterized records that the heat input on the work fluid through heat transfer over the pump room wall or a heat exchanger located therein or by means of current-carrying heating conductor.

4. The method according to 1, 2 and 3, characterized records that the supply of thermal energy is controlled variably in terms of time and amount.

5. The method according to 1 to 4, characterized records that after completion of the displacement removed heat from the working fluid and this Heat in another part of the system is beneficial is set.

6. The method according to 1 to 5, characterized records that several pump rooms in parallel interconnected into a system and cyclically in it one after the other or overlapping the procedure is performed so that it is a pulsation-free Delivery in the common delivery line of the pumps space is coming.

7. Thermodynamic, hermetically sealed displacers pump, characterized, that in one, only by a valve Delimit inlet and a valve-laden outlet opening pump room by means of elastic surface treatment changeable membrane demarcated from the conveyed material Working fluid volume is located, which by supply of thermal energy increases its volume and so from the Pump chamber pumped material displaced through the outlet opening.

8. Pump according to 7, characterized in that means the heating energy for the working fluid electrical sealed statically in the pump chamber wall Conductor and heating section in the working fluid and / or that the heating energy by means of heat exchangers outside the pump room through heat transfer through it Wall is brought up to the working fluid.

9. Pump according to 7 and 8, characterized records that the pump chamber as zylindri sches or tapered pipe piece with in the axis of rotation lying, arranged in delimiting bulkheads Valves and a coaxially arranged hose membrane, which towards the pipe wall the working fluid from that in your Separates the flowing material.

10. Pump after 7 to 9, characterized records that the tube wall as a heat exchanger is carried out, the controlled removal of the Working fluid supplied or contained in heat allowed.

11. Pump after 7 to 10, characterized records that several of these pumps become one Pump merged via a common delivery line can be switched and alternatively individually supplied or via a common supply line are interconnected and that the on and off let valves of each individual pump in each of these lines are located.

12. Pump according to 11, characterized net that the control of the heat supply to the Single pumps centrally from a common energy source takes place and that the heat dissipation of the individual pumps if done centrally or individually.