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Vorrichtung zum Fördern von Fluiden
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Fluiden mit
einem Antriebsaggregat und mit einer Pumpe für das zu fördernde Fluid.
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Derartige bekannte Vorrichtungen besitzen neben dem Antriebsaggregat
einen davon angetriebenen elektrischen Generator, der seinerseits einen elektrischen
Motor speist. Der elektrische Motor ist mit der Pumpe fur das zu fördernde Fluid
verbunden.
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Wegen der in bestimmten Fällen notwendigen hohen Förderdrucken und
Fördermengen müssen teuere und leistungsstarke elektrische Generatoren und elektrische
Motoren verwendet werden. Da das Antriebsaggregat
zudem nicht mit
der erforderlichen hohen Drehzahl läuft, muß zwischen Antriebsaggregat und elektrischem
Generator ein teueres Zwischengetriebe eingebaut sein. Die einzelnen Aggregate sind
wegen der hohen Drehzahl sehr störanfällig.
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Weiterhin müssen bei der bekannten Vorrichtung beim Fördern leicht
flüchtiger und leicht entzündbarer Gase wegen der elektrischen Einrichtungen umfangreiche
Sicherhe itsmaßnahmen getroffen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Fördern
von Fluiden zu schaffen, die einfach im Aufbau, wartungsfreundlich und vielseitig
verwendbar ist.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch eine vom Antriebsaggregat
antreibbare hydrostatische Pumpe und einen mit der hydrostatischen Pumpe Uber eine
Druck- und eine Saugleitung eines hydrostatischen Arbeitsmlttelkreislaufs gekoppelten
hydrostatischen Motor, der die Pumpe fUr das zu fördernde Fluid antreibt. Damit
sind elektrische Einrichtungen in unmittelbarer Nähe der Pumpe für das zu fördernde
Fluid nicht mehr erforderlich, weshalb auch leicht flüchtige und leicht entzündbar
Fluide gefahrlos gefördert werden können. Die elektrische Absicherung, die mit zunehmender
Förderleistung immer höher gewählt werden mußte und sich daher immer schwieriger
gestaltet hat, kann ersatzlos entfallen. Die zwischen Antriebsaggregat und hydrostatischer
Pumpe angeordnete Kupplung ist nur noch geringem
Verschleiß unterworfen,
da der hydrostatische Kreislauf für eine Dämpfung von auftretenden Stoßspitzen sorgt.
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Der hydrostatische Motor kann dann in besonders einfacher Weise zu-
oder abgeschaltet werden, wenn zwischen der Druck- und der Saugleitung eine die
hydrostatische Pumpe kurzschließende Bypaßleitung angeordnet ist und die Bypaßleitung
ein Regelventil aufweist. Dadurch ist es außerdem möglich, zunächst einzelne Aggregate
auf Betriebstemperatur zu erwärmen und zusätzlich kann dadurch bei einem Defekt,
der eine sofortige Beendigung des Fördervorganges erfordert, die Pumpe für das zu
fördernde Fluid in kUrzester Zeit stillgesetzt werden.
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FUr die Sicherheit der Vorrichtung ist es weiterhin von Vorteil,
wenn die Druckleitung eine DruckUberwachungseinrichtung aufweist.
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Als besonders gUnstig erweist es sich, wenn die Drucküberwachungseinrichtung
bei Feststellung eines bestimmten maximalen oder minimalen Kennwerts ein Warnsignal
auslöst.
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Vorteilhafterweise Setzt die DruckUberwachungseinrichtung bei Feststellung
eines bestimmten maximalen oder minimalen Kennwerts den hydrostatischen Motor still.
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Die erfindungagemäße'vorrichtung eignet sich ganz besonders zum Fördern
von tiefsiedenden verfltlssigten Gasen. Wegen des Fehlens elektrischer Einrichtungen
im Bereich der Pumpe für das zu fördernde Fluid kann beispielsweise flüssiger Sauerstoff
oder flüssiges Erdgas gefahrlos gefördert werden.
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Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Umfüllen von t ie fs ie
denden verflüssigten Gasen auf St raßentrans port fahrzeugen eingesetzt, kann das
Antriebsaggregat für die hydrostatische Pumpe zugleich das Antriebsaggregat für
das Straßentranaportfahrzeug sein.
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Anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Vorrichtung
zum Fördern von Fluiden wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.
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Das Antriebsaggregat 1 treibt die hydrostatische Pumpe 2 an. Zwischen
dem Antriebsaggregat 1 und der hydrostatischen Pumpe 2 ist eine Kupplung 3 angeordnet.
Die hydrostatische Pumpe 2 ist an eine Druckleitung 4 und eine Saugleitung 5 eines
hydrostatischen Arbeitsmittelkreislaures angeschlossen. Im hydrostatischen Arbeitsmittelkreislauf
befindet sich weiterhin ein hydrostatischer Motor 6, der über eine Kupplung 7 und
ein Zwischengetriebe 9 eine Pumpe 10 für das zufördernde Fluid antreibt. ttber die
Bypaßleitung 11, die die Druckleitung 4 mit der Saugleitung 5 verbindet, ist die
hydrostatische Pumpe 2 kurzschließbar. Ein Ventil 12 mit einer Stelleinrichtung
13 regelt den Durchfluß durch die Bypaßleitung 11. Die Stelleinrichtung kann beispielsweise
elektrisch, pneumatisch oder von Hand betreibbar sein. Zum Fördern von leicht flüchtigen
und leicht entzündbaren Fluiden, beispielsweise flüssiger Sauerstoff oder fltssiges
Erdgas, ist es von Vorteil, die Stelleinrichtungen nicht elektrisch zu betreiben.
Eine Drucküberwachungseinrichtung 14 ist an die Druckleitung
4
angeschlossen. Erreicht der Druck in der Druckleitung einen vorgegebenen minimalen
oder maximalen Kennwert, so löst die Dru¢küberwachungseinrichtung 14 ein optisches
oder akustisches Warnsignal aus. Die DruckUberwachungseinrichtung 14 kann aber auch
mit der Stelleinrichtung 13 verbunden sein und bei Registrierung kritischer Werte
die hydrostatische Pumpe 2 kurzschließen.
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Das Antriebeaggregat 1 treibt weiterhin, beispielsweise Uber einen
Kellriementrieb 15 und eine Kupplung 16, eine Schmiermittelpumpe 17 an. Die Schmiermittelpumpe
17 hält einen Schmiermittelkreislauf aufrecht, der vorzugsweise dazu dient, den
hydrostatischen Motor zu schmieren und zu kühlen und Arbeitsmittelverluste des Arbeitsmittelkreislaufes
auszugleichen.
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Die Schmiermittelpumpe 17 fördert das Schmiermittel in die Leitung
18. Die Leitung 18 ist an eine Drucküberwachungseinrichtung 19 angeschlossen. Die
Drucküberwachungse inriohtung 19 besitzt etwa die gleiche Arbeits- und Wirkweise
wie die DrucMlberwachüngseinrichtung 14 des Arbeitsmittelkreislaufes. Zur Regelung
der Durchflußmenge durch die Leitung 18 weist diese ein Überstr8mventil 20 auf.
Das von der Schmiermittelpumpe 17 zu viel geförderte Schmiermittel wird durch das
Uberströmventil 20 in die Leitung 21 abgezweigt und in einen Tank 27 geleitet. Das
Überströmventil 20 und die Leitung 21 können entfallen, wenn die Strömungamittelpumpe
17 ohnehin genau die gewünschte Sohmiermittelmenge
fördert. Von
der Leitung 18 zweigt eine Leitung 22 ab, die die Leitung 18 mit der Saugleitung
5 verbindet. In der Leitung 22 ist eine in Richtung der Strömung in der Leitung
18 absperrendes Rückschlagventil 23 angeordnet. Über die Leitung 22 kann Arbeitsmittel
nachgeliefert werden. Die Leitung 18 geht in die Leitung 24 über, die über eine
Bypaßleitung 25 mit dem hydrostatischen Motor 6 verbunden ist. In der Leitung 24
ist in Strömungsriohtung vor der Bypaßleitung 25 ein Überströmventil zur Regelung
des Schmiermitteldrucks angeordnet. Parallel zur Bypaßleitung ist in der Leitung
24 ein entgegenges.tzt zur Richtung der Strömung in der Bypaßleitung schließendes
Rüoksohlagventil 26 angeordnet. Die Leitung 24 uiündet in einen Tank 27 für das
Schmiermittel. Der Tank 27 besitzt eine Druck- und eine Temperaturüberwachungseinrichtung.
In der Leitung 24 sind weiterhin in Strömungarichtung des Schmiermittels gesehen
nach der Bypaßleitung 25 nacheinander eine Filtereinrichtung 28 und eine Kühleinrichtung
29 angeordnet. Eine Bypaßleitung 30 mit einem Rückschlagventil 31, das ein-Zurückfließen
des Strömungsmittels verhindert, schließt die Filtereinrichtung 28 kurz. Eine Je
nach Jahreszeit geöffnete oder geschlossene Leitung 32 kann die Kühleinrichtung
29 kurzschließen. Damit kann insbesondere während der kalten Jahreszeit ein zusätzliches
Kühlen des Schmiermittels verhindert werden. Über die Leitung 33 saugt die Schmiermittelpumpe
17 Schmiermittel aus dem Tank 27 wieder an.
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In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zum Umfüllen von tiefsiedenden
verflüssigten Gasen auf einem Straßentransportfahrzeug dargestellt. Das Antriebsaggregat
der erfindungagemaßen Vorrichtung ist dabei gleichzeitig das Antriebsaggregat des
Straßentransportfahrzeugs. Zum Fördern der tiefsiedenden verflüssigen Gase, beispielsweise
flüssiger Sauerstoff oder flüssiges Erdgas, läuft das Antriebsaggregat 1, beispielsweise
ein Dieselmotor, mit einer konstanten Drehzahl und treibt über einen Nebenabtrieb
und eine Kupplung 3 die hydrostatische Pumpe 2 an.
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Die hydrostatische Pumpe 2, beispielsweise eine Axialkolbenpumpe,
fördert Arbeitsmittel im Kreislauf und treibt so den hydrostatischen Motor 6 an.
Der hydrostatische Motor, beispielsweise ein Axialkolbenmotor, treibt seinerseits
die Pumpe 10 für das zu fördernde Medium an.
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