DE1528523C - Hochdruckpumpe und Verfahren zum Betrieb derselben - Google Patents

Description

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Die Erfindung geht aus von einer doppelseitig wir- Durchflußventil angeordnet ist, die Einführung kenden Hochdruckpumpe zur Erzeugung eines unter von Druckflüssigkeit der Stufe P₂ und Druckhohem Druck stehenden Flüssigkeitsstromes, die von flüssigkeit aus dem Behälter, welche der Stufe P₃ einem mit einem Rohrleitungssystem verbundenen entspricht, in den Wiederverdichtungstakt eines und mit Druckflüssigkeit gespeisten Schubkolben- 5 der beiden Zylinder des Schubkolbenmotors motor angetrieben wird, wobei in dem Rohrleitungs- steuert.

system eine erste und eine zweite hydraulische Flüs- Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren

sigkeitsdruckstufe P₁ und P₂ ausgebildet werden, aus zum Einführen von komprimierbaren Flüssigkeiten

denen Druckflüssigkeit an die Kolbenflächen des unter hohem Druck in ein laufendes Hochdruckver-

Schubkolbenmotors geführt wird, und wobei ein io fahren unter Anwendung der vorstehend Tjeschriebe-

erstes Druckregulierventil die P₁- und P₂-Druckstu- nen Hochdruckpumpe, bei welchem die Flüssigkeit

fen gegenüber einem Durchflußventil in der Leitung komprimiert und in kontinuierlicher Folge von zwei

zur Zuführung der hydraulischen Flüssigkeit an die Hochdruckkolbenflächen geringeren Durchmessers

Kolbenflächen des Schubkolbenmotors aufrecht- gefördert wird, deren zugehörige Niederdruckkolben-

erhält. 15 flächen mit größerem Durchmesser von einer nicht

Es ist bereits bekannt, hydraulische Flüssigkeit auf komprimierbaren Flüssigkeit angetrieben werden, eine Reihe von Niederdruckkolbenflächen einwirken und zwar in einer Folge von Förder-, Saug- und zu lassen, die ihrerseits dazu dienen, eine kompri- Wiederverdichtungstakten, in welche jeweils Druckmierbare Flüssigkeit mit Hilfe einer Reihe kleinerer flüssigkeit aus der ersten oder zweiten Druckstufe — Kolbenflächen durch geeignete Aufeinanderfolge der ao wobei die zweite Druckstufe über der ersten Druck-Fördertakte in im wesentlichen kontinuierlicher stufe ausgebildet wird — eingeführt wird. Dieses er-Weise zu verdichten. Dies wird durch Anordnung findungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichmehrerer Pumpen mit Hochdruck- und Niederdruck- " net, daß noch eine dritte Flüssigkeitsdruckstufe auskolbenflächen erreicht, wobei das Ausmaß der Druck- gebildet wird, aus der vorübergehend wenigstens ein Verstärkung von dem Verhältnis der Niederdruck- 35 Teil der Flüssigkeit abgezogen und gespeichert wird, kolbenflächen zu den Hochdruckkolbenflächen ab- und daß anschließend die gespeicherte Flüssigkeit hängt. Die Niederdruck- und Hochdruckkolben- zusammen mit Flüssigkeit aus der zweiten Druckflächen werden mit Hilfe verschiedener Ventile in . stufe in den Wiederverdichtungstakt eines der beiden geeigneter Folge betätigt, so daß eine komprimier- Niederdruckkolben eingeführt wird,
bare Flüssigkeit kontinuierlich in ein lauf endes Hoch- 30 Die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe läßt sich druckverfahren eingeleitet werden kann. Ferner ist insbesondere in der Hochdruckverfahrenstechnik aneine Kombination aus wenigstens vier Hochdruck- wenden, wenn eine Flüssigkeit, bei der es sich um kolbenflächen, eine Pumpe, einem Drosselventil, ein strömendes Gas oder eine komprimierbare Flüseinem Ausgleichsventil, einem Steuerventil und einem sigkeit handeln kann, in unter hohem Druck stehende Schließvehtil bekannt, die dazu dient, eine erste und 35 Apparaturen eingeführt werden soll. Im allgemeinen eine zweite hydraulische Flüssigkeitsdruckstufe zur wird angenommen, daß eine Flüssigkeit bis zu einem Zuführung von Druckflüssigkeit zu den Niederdruck- Druck von mehreren hundert atü nicht komprimierkolbenflächen auszubilden, wobei die Anordnung bar ist. In der Hochdruckverfahrenstechnik werden eine sogenannte »schwankungsfreie« Arbeitsweise jedoch Drücke von 1400 bis 3500 kg/cm² angewandt, erlaubt. Es ist jedoch nicht möglich, die von der 40 Die unter derart hohen Drücken stehenden Flüssig-Pumpe gelieferte hydraulische Energie maximal aus- keiten werden um 10 bis 20 Volumprozent komprizunutzen, so daß ein erheblicher Teil der nicht aus- miert, je nachdem, um welche Flüssigkeit es sich genutzten Energie in ein Reservoir abgeleitet wer- handelt und welcher Druck im Einzelfall angewenden muß. det wird. Bd Drücken von etwa 2100 kg/cm² ver-

Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, diese 45 mindert sich das Volumen eines flüssigen Kohlen-Schwierigkeiten auszuschalten und eine bessere Aus- Wasserstoffes, z. B. Hexan oder eine Mischung aus nutzung der vorhandenen Energie in Hochdruck- Benzol und Hexan, um 10 bis 20 °/o. Die Komprespumpen, die wenigstens zwei Niederdruckkolben- sibilität von Flüssigkeiten unter extrem hohen Drükflächen aufweisen, zu erreichen. , ken wird nachfolgend als Kompressibilitätsfaktor

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die An- 50 oder Volumenverminderung bezeichnet. Bisher ist in

Ordnung folgender Teile: der Hochdruckverfahrenstechnik wenig unternom-

a) ein zweites Differentialdruckregulierventil, wel- men worden, um den Zeitfaktor, der bei der Fördeches über eine Leitung mit dem ersten Diffe- rung von Flüssigkeiten unter hohem Druck auftritt, rentialdruckregulierventil verbunden ist, so daß auszuschalten. Der »Zeitfaktor« ergibt sich bei den überschüssige hydraulische Flüssigkeit aus der 55 Wiederverdichtungstakten von doppelten Nieder-Druckstufe P₂ abgeleitet werden kann, druckkolbenflächen, wobei der Kolben die kompri-

b) eine von der Leitung abzweigende Leitung, in mierbare Flüssigkeit vor der Förderung zur Hochder die Druckstufe P₃ mit Hilfe der aus der . druckapparatur kurze Zeit nur verdichtet. Wird nichts Druckstufe P₂ abgezogenen Flüssigkeit aufge- unternommen, um diese Zeitspanne zu verkürzen, so baut wird, 60 wird die betreffende Hochdruckkolbenfläche während

c) eine Leitung, durch die hydraulische Flüssigkeit des Wiederverdichtungstaktes kurzzeitig keine Flüsder Druckstufe Ρ, abgeleitet und vorübergehend sigkeit unter hohem Druck zu der Hochdruckappain einem Behälter gespeichert werden kann, ratur fördern. Um diese Verzögerung soweit wie sowie möglich auszuschalten, wird der Wiederverdichtungs-

d) ein Ventil, welches in einer von dem Behälter 65 takt des Kolbens verstärkt, so daß der folgende Förausgehenden Nebenleitung angeordnet ist und dertakt praktisch keine Druckänderung auf der Verin Abhängigkeit von einem Druckschalter, wel- fahrensseite hervorruft. Mit den Merkmalen der Ercher (in Strömungsrichtung gesehen) hinter dem findung wird Energie, die von einem einzigen Pum-

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penaggregat geliefert wird, vorübergehend gespeichert führt, welches auf einen bestimmten Maximaldruck; und dann in einer solchen Weise an die Kolben- eingestellt ist, der normalerweise von dem Druck in , flächen geführt, daß momentan zusätzliche Energie dem hydraulischen System nicht überschritten wird, zur Verfügung steht, mit der der Zeitfaktor ausge- Wird der Druck aber doch überschritten, so öffnet schaltet werden kann. Mit Hilfe der vorliegenden Er- 5 sich das Ventil, und hydraulische Flüssigkeit gelangt findung läßt sich also eine kontinuierliche, gleich- über Leitung 40 in Leitung 24, den Wärmeausmäßige Förderung von Flüssigkeit unter hohem tauscher 25 usw. in das Reservoir. Über die Leitung Druck zu einer Apparatur, in der ein Hochdruck- 41 und die Leitung 11, welche mit den beiden Diffeverfahren abläuft, erreichen. rentialdruckregulierventilen 14 und 15 in Verbindung

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen io stehen, gelangt hydraulische Flüssigkeit über das

näher erläutert. solenoidgesteuerte Zweiwegeventil 42 in das Reser-

Fig. 1 bedeutet eine schematische Darstellung der voir, falls der Ausschalter 73 durch eine Verriege-

erfindungsgemäßen Vorrichtung; hängevorrichtung oder von Hand stillgelegt wird. Das

Fig. 2 bedeutet eine ebenfalls schematische Dar- Ventil 42 ist normalerweise geöffnet (wie in der

Stellung des elektrischen Schaltschemas zum Betrieb 15 Zeichnung gezeigt) und wird während der Tätigkeit

der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung. der Pumpe geschlossen. Es wird auch geöffnet, wenn

In Fig. 1 erkennt man ein Reservoir 1. Von die- man den elektrischen Kontrollkreis ausschaltet oder sem Reservoir fördert die Pumpe 3 über Leitung 2, den Unterbrechungsschalter in einer Kontrollstation Kontrollventil5, Leitung 4, Filter 6 und Leitung 7 betätigt. Während des Saugtaktes eines der beiden hydraulische Flüssigkeit (öl), wie nachstehend noch ao Niederdruckkolben wird hydraulische Flüssigkeit näher erläutert werden wird. Ein Durchfluß- oder durch Leitungen 44 oder 36 über das solenoid^· Strömungskontrollventil 8 befindet sich in der Lei- gesteuerte Vierwegeventil 35 in die Leitung 45 und tung 7. Vor (in Strömungsrichtung gesehen) diesem von dort in den Wärmeaustauscher 25 usw. gedrückt. Ventil sind die Leitungen 9 und 10 vorgesehen, die Die Flüssigkeit für das Hochdruckverfahren gelangt der Durchführung der erfindungsgemäßen Arbeits- as durch Kontrollventil 47, Leitung 48 und Kontrollweise dienen. Hinter dem Durchflußventil 8 ist die ventile 49 und 50 (aus der Leitung 46 kommend) an Leitung 11. angeordnet; von dieser führen die Lei- die Hochdruckkolbenflächen 5t A oder 51B. Von tungen 12 und 13 zu Differentialdruckregulierventi- den Hochdruckkolbenflächen gelangt die verdichtete len 14 und 15. Hydraulische Flüssigkeit aus den Lei- Flüssigkeit in die Leitungen 54 und 55 und von dort tungen 7 und 10 kann durch die Leitungen 16 und 30 über die Kontrollventile 52 und 53 in die Leitungen 17 zu dem Düferentialdruckregulierventil 14, und 56 und 57, die zu der Anlage führen, in der das zwar zu den Einlaßöffnungen 16 α oder 17 α und von Hochdruckverfahren abläuft. An der Pumpe sind die der Auslaßöffnung 166 in Leitung 18 und von dort Mikroschalter MA und MB vorgesehen, die den beizu den Leitungen 19 oder 20 geleitet werden. Die den Kolbenseiten A bzw. B zugeordnet sind, hydraulische Flüssigkeit, die sich in.Leitung 19 be- 35 Die Differentialdruckregulierventile 14 und 15 findet, kann über das Kontrollventil 21 und die Lei- sind übliche Kolbenventile, in welchen die bewegtung 22 in.den Sammelbehälter 23 geführt werden. liehen Ventilkolben 14α bzw. 15a gleiten. In den Überschüssige hydraulische Flüssigkeit wird äbge- Ventilkammern sind Federn mit konstanter Druckzweigt und durch die Einlaßöffnungen 20 α oder 206 kraft 14 & bzw. 156 angeordnet, die in der in der zudemDifferentialdruckregulierventil 15 geführt und 4° Zeichnung dargestellten Weise jeweils"an einer Stirnaus diesem über Auslaßöffnung 20 d in die Leitung fläche der Ventilkolben anliegen. Differentialdruck-24. Aus der Leitung 24 kann Flüssigkeit abgezogen regulierventile dieser Art sind bekannt. In den Leiwerden und über den Wärmeaustauscher 25, Leitung tungen 12 und 13, die zu den Ventilen 14 und 15 26, Entspannungsventil 27 und Leitung 28 zurück in führen, sind Einschnürungen 12 a und 13 a vordas Reservoir gelangen. 45 gesehen.

Aus dem Sammelbehälter 23 wird die hydraulische Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfin-

Flüssigkeit über das Kontrollventil 29 in die Lei- dung ist die Kraft, die die Feder 146 pro Flächen-

tung 9 geführt und von dort in das solenoidgesteuerte einheit ausübt, etwa zweimal so groß wie die der

Zweiwegeventil 30. Das Ventil 30 besitzt die Einlaß- Feder 15 6. Die durch die Ventile strömende Flüsöffnung 31 und die Auslaßöffnung 32; an die letztere 50 sigkeit sowie die auf die Ventilkolben-Stirnflächen

schließt sich die Leitung 33 an. Die Leitung 33 mün- einwirkenden Kräfte bewirken ein dynamisches

det hinter dem Öurchflußventü 8 in die Leitung 34, Gleichgewicht in den Ventilen. In der in der Zeich-

in welcher weiter stromabwärts das solenoidge- nung gezeigten Anordnung, bei welcher gegenüber

steuerte Vierwegeventil 35 angeordnet ist. Von dort dem Strömungskontrollventil 8 mit Hilfe des Diffeführt die Leitung 36 über eine geeignete Einlaßöff- 55 rentialdruckregulierventils 14 die Flüssigkeitsdruck-

nung (nicht gezeigt) direkt an eine der beiden Nie- ^N stufen P₁ und P₉ ausgebildet sind, wirkt hydraulische

derdruckkolbenflächen A oder B der Pumpe 51. Flüssigkeit der Druckstufe P₁ in Verbindung mit der

Das solenoidgesteuerte Zweiwegeventil 30 ist über Kraft der Feder 14 6 so auf den Ventilkolben 14 a

eine elektrische Leitung (gestrichelte Linien) mit dem ein, daß das Ventil geschlossen bleibt. Die Differen-Druckanzeigegerät 37 verbunden, und zwar über die 60 tialdruckregulierventile 14 und 15 sind Ventile der

Leitung 38, die von der Leitung 34 abzweigt. Bei Art, die normalerweise geschlossen sind, d. h., unter

dem Druckanzeigegerät 37 handelt es sich um ein dem Einfluß der Kraft der Federn 146 und 156 sind

Gerät üblicher Bauart, welches eine Druckänderung ihre Einlaßöffnungen 16a und 166 normalerweise

in der Leitung 36 mißt und je nach dem angezeigten verschlossen. Durch die dargestellte Anordnung wer-Druck das Solenoid in dem Zweiwegeventil 30 elek- 65 den die Druckstufen P₁ und P₉ gegenüber dem Ven-

trisch schließt oder öffnet. til 8 so aufgebaut, daß der Druck in der Stufe P₁

Hinter dem Strömungskontrollventil 8 zweigt eine wenigstens um die von der Feder 146 pro Flächen-Leitung 11 ab, die zu dem Entspannungsventil 39 einheit ausgeübte Kraft kleiner ist als der Druck

der Stufe P₂. Wird der Flüssigkeitsdruck in den Leitungen 10 und 17, der auf die Ventilkolbenfläche 17 & einwirkt, größer als der Druck der Stufe P₁ und der Druck der Feder 14 & zusammen, so bewegt sich der Ventilkolben nach rechts und öffnet die Einlaßöffnung 16a etwas weiter; auf diese Weise gelangt überschüssige Flüssigkeit in die Leitung 18. Umgekehrt, d. h., der Druck in der Stufe P₁ und der Druck der Feder 14 & übersteigen den Druck der Stufe P₂, bemalerweise in geschlossenem Zustand, so daß die Druckflüssigkeit in dem Sammelgefäß 23 auf dem Wert der Druckstufe P₃ bleibt, bis sie in den stromabwärts angeordneten Einheiten benötigt wird.

Bei der Beendigung des Fördertaktes des Kolbens .4 wird der Mikroschalter MA momentan aktiviert, und zwar infolge eines Kontaktes, der durch einen an dem Kolben vorhandenen Vorsprung (nicht gezeigt) geschlossen wird. Durch Betätigung des

wegt sich der Ventifkolben nach links und verschließt io Mikroschalters wird das solenoidgesteuerte Vierdie Einlaßöffnung 16 a. Während des Betriebes ist wegeventil 35 umgekehrt, so daß die hydraulische

Flüssigkeit der Druckstufe P₁ nun an die Niederdruckkolbenfläche B und nicht mehr an die Niederdruckkolberifläche A gelangt. Zu diesem Zeitpunkt

der Druck der Stufe P₂ normalerweise größer als der Druck der Stufe P₁. Infolgedessen tritt kontinuierlich (Drosseleffekt) über das Differentialdruckregulierven-

til 14 Flüssigkeit aus, welche zum Aufbau der Flüs- 15 zeigt das Druckanzeigegerät 37 einen Druckabfall in sigkeitsdruckstufe P₃ dient. Die Druckstufe P₃ wird der Leitung 34 an und öffnet das solenoidgesteuerte durch das Differentialdruckregulierventil 15 in der- Ventil 30. Dadurch wird die maximale Druckleistung selben Weise gesteuert wie der Druck der Flüssig- der hydraulischen Pumpe, die in Leitung 7 vorhankeitsdruckstufe P₂ durch das Ventil 14, mit der Ab- den ist, zusammen mit der in dem Sammelgefäß 23 weichung jedoch, daß infolge der für die Feder 15 & ao gespeicherten Energie durch Leitung 9 und Ventil 30 gewählten Kraft der Druck der Stufe P₃ etwa in der an die Niederdruckkolbenfläche B geführt, so daß Mitte zwischen den Druckwerten für die Stufen P₁ eine Verstärkung des Wiederverdichtungstaktes er- und P₂ liegt; ist P₁=1000 und P₂=1100, so ist reicht wird. Sobald der Druck der StUfCP₁ den von P₃ = 1050. Ist der Gesamtdruck der Stufe P₁ und der dem Druckanzeigegerät 37 festgesetzten Wert erFeder 15 b, der auf den Ventilkolben 13 a einwirkt, 25 reicht, wird das solenoidbetätigte Ventil 30 deaktigrößer als der Druck, der über Leitung 20 auf die viert, d. h. geschlossen, so daß die hydraulische Flüs-Einlaßöffnung20& und auf die Ventilkolbenfläche sigkeit wieder wie zuvor durch das Strömungskon-20 c einwirkt, so bewegt sich der Ventilkolben nach trollventil 8 fließt.

links und verschließt die Einlaßöffnung 20 a. Ist je- Während der Periode kurz vor der öffnung des doch der Druck in Leitung 20 größer als der Gesamt- 30 Ventils 30 (nachdem das Vierwegeventil 35 umgedruckPj plus Druck der Feder 156, so tritt Druck- kehrt, aber bevor das Druckanzeigerät 37 in Tätigflüssigkeit der Stufe P₃ durch die Auslaßöffnung 2Od keit getreten ist) haben beide Differentialdruckreguin Leitung 24 ein. Der Sammelbehälter 23 steht in lierventile 14 und 15 die Neigung, sich zu öffnen, direkter Verbindung mit der Druckstufe P₈, so daß sobald der Druck der Stufe P₁ fällt; infolgedessen die in ihm gelagerte Druckflüssigkeit dieser Druck- 35 sind in die Leitungen 19 und 9 a Kontrollventile 21 höhe entspricht. und 29 a eingesetzt, die die Entleerung des Sammel-

Angenommen, die Hochdruckkolbenfläche des behälters23 in das Reservoir infolge öffnung der

Kolbens A nähert sich dem Ende ihres Fördertaktes Ventile 14 und 15 verhindern. Sobald das Druck-

und Hochdruckkolbenfläche des Kolbens B nähert anzeigegerät 37 und das Ventil 30 aktiviert worden

sich dem Ende ihres Saugtaktes, wie dies in der 40 sind, schließen sich die Ventile 14 und 15 und blei-

Zeichnung dargestellt ist. In diesem Fall geschieht ben geschlossen, bis Gerät 37 und das Solenoid im

folgendes: Das solenoidgesteuerte Vierwegeventil 35 Ventil 30 durch Druck der Stufe P₁ deaktiviert

ist in der in der Zeichnung angegebenen Weise ein- werden.

gestellt und fördert hydraulische Flüssigkeit an die Der Sammelbehälter 23 kann von beliebiger Bau-Niederdruckkolbenfläche A. Mit Hilfe des ersten Dif- 45 art sein. Seine Größe wird im Hinblick auf die optiferentialdruckregulierventils 14 wird in der weiter male Speicherung der Energie, die erzielt werden soll, oben erklärten Weise gegenüber dem Strömungskon- festgelegt. Um eine möglichst weitgehende Verkürtrollventiie ein festes Druckdifferential ausgebildet. zung des Zeitfaktors beim Wiederverdichtungstakt Dieses Druckdifferential ist gleich P₂ minus P₁ (Druck zu erreichen, ist es notwendig, ihn im Verhältnis zu vor dem Ventile vermindert um den Druck hinter 50 der maximalen Pumpenkapazität pro Takt zu dimendiesem Ventil, d.h., dieser Druck entspricht wenig- sionieren. Wenn der Kompressibilitätsfaktor der in stens der Kraft der Feder 14 b). Die überschüssige, das Hochdruckverfahren einzuführenden Flüssigkeit von der Pumpe geförderte hydraulische Flüssigkeit bei einem bestimmten gegebenen Druck beispielswird durch das erste Differentialdruckregulierventil weile 10 Volumprozent beträgt, so soll der Sammelin die Leitung 18 abgeleitet, in der die Druckstufe P₃ 55 behälter so dimensioniert sein, daß er im wesentausgebildet wird. In dieser Zeit füllt sich der Sammel- liehen diese 10 Volumprozent, die während des Wiebehälter 23 mit Druckflüssigkeit der Stufe P₃; danach derverdichtungstaktes an die Niederdruckkolbenwird überschüssige Druckflüssigkeit durch das zweite fläche gefördert werden müssen, speichern kann. Differentialdruckregulierventil 15 abgeleitet; wie be- Wird der Sammelbehälter zu klein gewählt, so daß reits oben angegeben, liegt der Wert von P₃ etwa in Co die in ihm gespeicherte Druckflüssigkeit für den voider Mitte zwischen den Werten für P₁ und P₂, da die len Ausgleich im Wiederverdichtungstakt nicht ausDruckkraft der Feder 156 nur etwa halb so groß ist reicht, so läßt sich nicht der optimale Wirkungsgrad wie die Druckkraft der Feder 14 b. erreichen. Ist der Sammelbehälter andererseits zu

Die durch das Ventil 15 abgeleitete Druckflüssig- groß, so kann die gespeicherte Flüssigkeit der Druckkeit gelangt in die Leitung 24 und durch den Wärme- · 65 stufe P₃ nicht unter den Wert der Druckstufe P, falaustauscher 25 und das Entspannungsventil 27 zu- len; infolgedessen kann es zu einem »strömungslosen rück in das Reservoir 1. Während dieses Vorganges Zustand« der in die Hochdruckanlage einzuführenbefindet sich das solenoidgesteuerte Ventil 30 nor- den Flüssigkeit kommen, insbesondere dann, wenn

das Ventil 30 auf den von dem Druckanzeigegerät 37 gegebenen Impuls nur langsam anspricht. Im allgemeinen wird daher der Sammelbehälter zunächst mit Druckflüssigkeit einer bestimmten Stufe gefüllt. Solange das hydraulische System bei einem Druck arbeitet, der unter dem liegt, der in dem Sammelbehälter herrscht, ist dieser nicht in der Lage, den Wiederverdichtungstakt zu verstärken. Es ist daher notwendig, in dem Sammelbehälter von Anfang an eine Druckhöhe einzustellen, die in dem Minimaldruckbereich des Verstärkers liegt. Derartige Sammelbehälter und ihre Konstruktion sind bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden. Es genügt in diesem Zusammenhang darauf hinzuweisen (wie auch in der Zeichnung angedeutet), daß sich in einer geschlossenen Kammer über einen Kolben ein inertes Gas, z.B. Stickstoff, befinden kann, gegen dessen Druck die hydraulische Flüssigkeit den Kolben bewegt. Wird die Kapazität des Sammelbehälters für einen gegebenen Druck auf der Verfahrensseite ausgewählt, so kann der Druck des inerten Gases in gewünschter Weise mit der Kapazität (bei der Druckstufe P₃) erhöht oder erniedrigt werden.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ohne weiteres zu erkennen, daß bei Verwendung eines Sammelbehälters eine kleinere Pumpe für die hydraulische Flüssigkeit verwendet werden kann als ohne Sammelbehälter, damit eine entsprechende Menge Druckflüssigkeit in den Verstärker gelangt. Umgekehrt kann eine Pumpe gegebener Leistung in Verbindung mit einem Sammelbehälter und dem vorstehend beschriebenen Ventilsystem die potentielle Leistung eines Verstärkers im Wiederverdichtungstakt erhöhen, falls dies erforderlich ist.

In F i g. 2 erkennt man die elektrische Schaltung für den Betrieb der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung. Es wird Netzanschluß von 110 Volt und 60 Hertz verwendet. Zunächst wird die Pumpe durch Schließen des Hauptschalters 70 in Gang gesetzt; danach wird der Einschalter 71 für das normalerweise offene Solenoid/ betätigt, und zwar über die Aktivierung der Spule RJ. Der Handschalter 72 befindet sich zu diesem Zeitpunkt noch in geschlossenem Zustand; der normalerweise geschlossene druckempfindliche Schalter (bzw. das Druckanzeigegerät) 37 befindet sich dagegen in geöffnetem Zustand, da der Druck der Stufe P₁ über dem Druck liegt, auf den der Schalter 37 eingestellt ist. Das Solenoid B' des Ventils 30 in F i g. 1 ist geschlossen. Das mit dem Schalter 37 in Verbindung stehende Druckventil befindet sich in Leitung 34.

Bei Beendigung des Fördertaktes von A wird der normalerweise offene Mikroschal ter M_A momentan geschlossen, so daß die Relaisspule R_A und damit das Solenoid A' des Vierwegeumkehrventils 35 aktiviert werden. Wenige Augenblicke nach der Umkehrung des Ventils 35 fällt der Druck in der P_rStufe, wie . weiter oben beschrieben, worauf sich der Schalter 37 schließt. Dadurch wird das Solenoid B' des Zweiwegeventils 30 betätigt, welches den Wiederverdichtungsvorgang einleitet. Kurz vor Beendigung des Wiederverdichtungsvorganges erhöht sich der Druck in der Stufe P₁ wieder, so daß Schalter 37 in F i g. 1 wieder geöffnet und Solenoid B' von Ventil 30 wieder deaktiviert wird; das öl fließt jetzt wieder durch Strömungskontrollventil 8. Nach Beendigung des Fördertaktes von B öffnet sich der normalerweise ,geschlossene Mikroschalter M_n vorübergehend, wodurch die Relaisspule R_A und das Vierwegeventil 35, wie vorstehend beschrieben, deaktiviert werden. Der weitere Ablauf ist derselbe, wie vorstellend beschrieben.

Die vorstehend beschriebene Anordnung besitzt gegenüber bekannten Vorrichtungen erhebliche Vorteile. Durch die Ausbildung einer Flüssigkeitsdruckstufe P₃, die Speicherung dieser die Druckhöhe P.. aufweisenden Flüssigkeit in einem Sammelbehälter

ίο und die Verwendung der Flüssigkeit bei den Wiederverdichtungstakten eines der beiden Niederdruckkolben läßt sich eine gleichmäßigere Zuführung von unter hohem Druck stehender Flüssigkeit erreichen, so daß nur ein doppelseitig wirkender Verstärker notwendig ist, um einen »schwankungsfreien« Betrieb zu erreichen. Um dies zu erreichen, war es bisher erforderlich, wenigstens zwei doppelseitige oder vier einseitige Verstärker zu verwenden. Durch geeignete Anordnung der Zuführungsleitungen' zu den

ao Niederdruckkolbenflächen von zwei einseitigen Ver-' stärkern in der Art, daß Flüssigkeit aus dem Fördertakt des einen Kolbens den Saugtakt des anderen Kolbens verstärkt, können auch Vorrichtungen dieser Art unter Anwendung der vorliegenden Erfindung betrieben werden. Es ist gegebenenfalls auch möglich, mehr als zwei Hoch- und Niederdruckkolben in der angegebenen Weise zu betreiben.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Doppelseitig wirkende Hochdruckpumpe zur Erzeugung eines unter hohem Druck stehenden Flüssigkeitsstromes, die von einem mit einem Rohrleitungssystem verbundenen und mit Druckflüssigkeit gespeisten Schubkolbenmotor angetrieben wird, wobei in dem Rohrleitungssystem eine erste und eine zweite hydraulische Flüssigkeitsdruckstufe P₁ und P„ ausgebildet werden, aus denen Druckflüssigkeit an die Kolbenflächen des Schubkolbenmotors geführt wird, und wobei ein erstes Druckregulierventil die P₁- und Po-Druckstufen gegenüber einem Durchflußventfl in der Leitung zur Zuführung der hydraulischen Flüssigkeit an die Kolbenflächen des Schubkolbenmotors aufrechterhält, gekennzeichnet durch

a) ein zweites Differentialdruckregulierventil (15), welches über eine Leitung (18) mit dem ersten Differentialdruckregulierventil (14) verbunden ist, so daß überschüssige hydraulische Flüssigkeit aus der Druck

stufe P, abgeleitet werden kann.

b) eine von der Leitung (18) abzweigende Leitung (19), in der die Druckstufe P₃ mit Hilfe der aus der Druckstufe P₂ abgezogenen

Flüssyjkeit aufgebaut wird,

c) eine Leitung (22), durch die hydraulische Flüssigkeit der Druckstufe P₃ abgeleitet und vorübergehend in einem Behälter (23) gespeichert werden kann, sowie

d) ein Ventil (30), welches in einer von dem

Behälter (23) ausgehenden Nebenleitung angeordnet ist und in Abhängigkeit von einem Druckschalter (37), welcher (in Strömungsrichtung gesehen) hinter dem Durchfluß-¹ ventil (8) angeordnet ist. die F-inführung von

Druckflüssigkeit der Stufe P₁ und Druckflüssigkeit aus dem Behälter (231. welche der'Stufe/'., entspricht, in den Wiedervet-

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dichtungstakt eines der beiden Zylinder des Schubkolbenmotors (SlA, SlB) steuert.

2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorübergehend in dem Behälter (23) gespeicherte Menge an Druckflüssigkeit der Stufe P₃ dem Kompressibilitätsfaktor der an die Hochdruckkolbenflächen geleiteten komprimierbaren Flüssigkeit direkt proportional ist. '

3. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Stufe P₃ größer ist als der Druck der Stufe P₁, und zwar um einen Betrag, der etwa der Hälfte der Differenz zwischen den DrUCkCnP₁ und P₂ entspricht.

4. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Differentialdruckregulierventile (14, 15) Federkolbenventile mit geschlossenen Kammern, beweglichen Ventilkolben (14 a, 15 a) und Federn konstanter ao Druckkraft (146, 15 b) darstellen.

5. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der Feder (146) etwa zweimal so groß ist wie die Kraft der Feder (15b). »5

6. Verfahren zum Einführen von komprimierbaren Flüssigkeiten unter hohem Druck in ein laufendes Hochdruckverfahren unter Anwendung der Hochdruckpumpe gemäß Anspruch 1 bis 5, bei welchem die Flüssigkeit komprimiert und in kontinuierlicher Folge von zwei Hochdruckkolbenflächen geringeren Durchmessers gefördert wird, deren zugehörige Niederdruckkolbenflächen mit größerem Durchmesser von einer nichtkomprimierbaren Flüssigkeit angetrieben werden, und zwar in einer Folge von Förder-, Saug- und Wiederverdichtungstakten, in welche jeweils Druckflüssigkeit aus der ersten oder zweiten Druckstufe — wobei die zweite Druckstufe über der ersten ausgebildet wird — eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß noch eine dritte Flüssigkeitsdruckstufe ausgebildet wird, aus der vorübergehend. wenigstens ein Teil der Flüssigkeit abgezogen und gespeichert wird, und daß anschließend die gespeicherte Flüssigkeit zusammen mit Flüssigkeit aus der zweiten Druckstufe in den Wiederverdichtungstakt eines der beiden Niederdruckkolben eingeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung der ersten, zweiten und dritten Flüssigkeitsdruckstufen mit Hilfe einer einzigen hydraulischen Pumpe erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen