DE60221358T2

DE60221358T2 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des vorhandenseins oder des nichtvorhandenseins eines fluidflecks

Info

Publication number: DE60221358T2
Application number: DE60221358T
Authority: DE
Inventors: Joseph A. Walpole Luongo; Steven J. Bellingham Ciavarini; Robert Q. Medfield TACCONI; Frank A. Milford RUBINO; Robert J. Upton Dumas
Original assignee: Waters Investments Ltd
Current assignee: Waters Technologies Corp
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2022-03-02
Also published as: JP2004525375A; EP1364194A1; WO2002086437A1; DE60236823D1; JP2008111856A; JP4451067B2; EP1364194B1; DE60221358D1; JP4570663B2; EP1364194A4

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft analytische und diagnostische Instrumente, in denen eine Pumpe einen Fluss eines Fluids induziert. Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmen das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein eines Lecks, indem ein Fluid mit Druck beaufschlagt wird, indem eine Pumpe betrieben wird und der Druck in einer Leitung als Funktion der Zeit gemessen wird. Der Abfall des Drucks als Funktion der Zeit wird mit einer vorbestimmten Abfallrate verglichen. Eine Abfallrate, die größer als der Schwellenwert ist, weist auf ein Leck in den hydraulischen Komponenten hin, die sich unter Druck befinden, einschließlich Leitungen, Anschlussstücken, Dichtungen, Ventilen oder Pumpenkomponenten. Die Messung des Abfalls als Funktion der Zeit kann mit dem Schwellenwert oder dynamischen Schwellenwerten verglichen werden, wenn das Instrument betrieben wird. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können insbesondere bei Mehrkammerpumpen angewendet werden. Jede Pumpkammer kann dazu verwendet werden, ein Fluid mit unterschiedlichen Leitungen, Ventilen und Dichtungen mit Druck zu beaufschlagen bzw. unter Druck zu setzen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In dieser Anmeldung werden die nachstehenden Begriffe mit der diesen zugewiesenen Bedeutung verwendet.
Der Begriff „Komponentendefekt" bedeutet, dass die Vorrichtung nicht einen normalen Sollwert erreichen oder beibehalten kann. Im Zusammenhang mit einer Pumpe handelt es sich bei einem üblichen Komponentendefekt oftmals um ein Leck, umfasst jedoch außerdem die Fehlfunktion von Messvorrichtungen, wie bei spielsweise Druckwandlern oder Rechenvorrichtungen. Der hierin verwendete Begriff „Leck" bezeichnet ein Loch, einen Riss oder eine Öffnung, durch die Fluid auf eine Art und Weise austritt, die nicht von dem Benutzer erwünscht wird. Das Leck kann vollständig intern vorliegen. Das bedeutet, dass das Fluid aus einem Bereich mit hohem Druck zu einem Bereich mit niedrigem Druck innerhalb der Vorrichtung entweicht. Oder ein derartiges Leck kann extern sein, wodurch Fluid ermöglicht wird, aus dem hydraulischen Kreislauf zu entweichen. Leckende bzw. austretende brennbare Fluide stellen ein Sicherheitsproblem dar, dessen Detektion bzw. Behebung sehr nützlich wäre.
Der Begriff „Lösungsfehlfunktion" wird verwendet, um auf ein Nichtvorhandensein von Fluid, Gasen in Lösung oder ein teilweises Füllen der Pumpanordnung mit Fluid hinzuweisen.
Eine „Pumpe" ist eine mechanische Vorrichtung zum Bewegen von Fluiden. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können insbesondere auf Hochdruckpumpen angewendet werden, die bei der Analyse und Diagnose verwendet werden. Beispielsweise, jedoch nicht beschränkend sind Pumpen, die bei der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (high Performance liquid chromatography) verwendet werden, dazu geeignet, ein Fluid mit einem Druck von bis zu 10000 psi (69000 kPa) zu beaufschlagen. Bei derartigen Pumpen kann es sich um Pumpen mit einer einzelnen Kammer oder um Pumpen mit mehreren Kammern handeln. Eine übliche Pumpe mit mehreren Kammern ist eine serielle Pumpe bzw. in Reihe geschaltete Pumpe (serial pump), bei der eine Vielzahl, üblicherweise zwei, Pumpkammern in Reihe angeordnet sind. Mit anderen Worten: der Fluidfluss wird zunächst durch eine erste Pumpkammer und sodann durch eine zweite Pumpkammer geführt. Eine weitere übliche Mehrkammerpumpe ist eine parallele Pumpe (parallel pump), in der eine Vielzahl, üblicherweise zwei, Pumpkammern parallel angeordnet sind. Mit anderen Worten: Fluid wird zunächst von einer ersten Kammer aufgenommen, wobei diese Kammer das Fluid mit einem Druck beaufschlagt und das Fluid stromabwärts befördert, ohne dass eine weitere Pumpkammer involviert wäre. Wenn die erste Pumpkammer verbraucht ist, beginnt eine zweite Pumpkammer damit, Fluid zu fördern. Parallele Pumpen sind oftmals mit Rotationsventilen (rotary valves) ausgestattet, die den Ausfluss der Vielzahl von Pumpkammern regeln.
Der hierin verwendete Begriff „Steuer-„ bzw. „Regelmittel" bezeichnet eine Steuerschaltung und/oder eine Computer-programmierbare Einheit (computer programmable unit; CPU).
Der hierin verwendete Begriff „Druckmessvorrichtung" umfasst jedwede Vorrichtung zum Messen von Druck, einschließlich Dehnungsmessgeräten und Druckwandlern.
Bei Ventilen handelt es sich um Vorrichtungen zum Verschließen, Öffnen oder Führen eines Fluidflusses. Typische Ventile umfassen mechanische Rückschlagventile und aktive Ventile. Mechanische Rückschlagventile reagieren auf Druck. Aktive Ventile empfangen ein Signal, das Antriebsmittel anweist, wie beispielsweise Motoren, Spulen und dergleichen, das Ventil zu öffnen oder zu schließen. Rotationsventile bzw. zyklierende Ventile (cycling valves) sind dazu geeignet, selektiv den Fluidfluss von einer oder mehreren Quellen zu öffnen und zu schließen oder den Fluss zu einem oder mehreren Zielen zu lenken. Rotationsventile bzw. zyklierende Ventile werden in parallelen Pumpen verwendet, um dem Auslassfluss von mehreren Pumpkammern zu alternieren.
Herkömmliche Techniken erfordern ein manuelles Eingreifen, um die Integrität eines hydraulischen Systems zu prüfen. Es wäre wünschenswert, Verfahren und Vorrichtungen zu haben, die dazu geeignet sind, Arbeitsschritte durchzuführen, die das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein eines Lecks in einem mit Druck beaufschlagten hydraulischen System bestimmen. Derartige Verfahren und Vorrichtungen wären dazu geeignet, ein Problem in einem System aufzufinden und den Benutzer zu alarmieren oder den Betrieb zu stoppen, bis das Problem gelöst werden kann.
Die US-Patentschrift 5,336,053 beschreibt ein Verfahren zum Testen eines Pumpsystems. Eine Pumpkassette bewirkt die Druckbeaufschlagung des Systems mit einer anschließenden Überwachung jedweden Druckabfalls in dem System. Druckmessungen werden vor und nach einem spezifizierten Zeitintervall vorgenommen, wobei jedweder signifikante Druckabfall auf eine Systemleckage hinweist. Ferner wird in der US-Patentschrift 4,927,411 eine Einwegfluidinfusionspumpkammerkassette beschrieben, die für eine Überwachung der Leckdetektion ausgestaltet ist.
Die vorstehenden Dokumente des Stands der Technik beschreiben Pumpen mit einer einzelnen Kammer, die dazu verwendet werden, intravenöse Beutel für medizinische Anwendungen aufzubereiten. Folglich werden diese herkömmlichen Pumpen bei sehr viel geringeren Drücken als chromatographische Pumpen betrieben und sind nicht dafür geeignet, einen kontinuierlichen konstanten Fluss von mit Druck beaufschlagtem Fluid für chromatographische Anwendungen bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen Verfahren und Vorrichtungen, die die Detektion von Lecks, Lösungsfehlfunktionen und einer mangelhaften Leistung zahlreicher Komponenten einer Pumpe erleichtern. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Pumpvorrichtung zum Pumpen von Fluid gemäß Anspruch 1.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen der Leistung einer Pumpvorrichtung zum Pumpen von Fluid. Das Verfahren umfasst die Schritte des Bereitstellens einer Pumpvorrichtung mit wenigstens zwei Pumpkammern, die einen Einlass und einen Auslass aufweisen.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der nachstehenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nachstehend kurz zusammengefasst sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Pumpvorrichtung mit einer einzelnen Kammer, die jedoch nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
2 zeigt eine serielle Pumpvorrichtung mit zwei Kammern, die Merkmale der vorliegenden Erfindung verkörpert.
3 zeigt eine parallele Pumpvorrichtung mit zwei Kammern, die jedoch nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
4 zeigt grafisch einen Druckverlauf einer Druckmessvorrichtung als Funktion der Zeit und einen Schwellenwert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen Verfahren und Vorrichtungen, die die Detektion von Lecks und einer mangelhaften Leistung von zahlreichen Komponenten einer Pumpe erleichtern. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Pumpvorrichtung zum Pumpen von Fluid. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können jedoch in allen Fluidanwendungen angewendet werden, bei denen Informationen hinsichtlich der Integrität von Dichtungen und Anschlussstücken und dergleichen wünschenswert ist. Somit sollte die vorliegende detaillierte Beschreibung als eine beispielhafte Beschreibung der Erfindung verstanden werden, die die Erfindung nicht auf die nachstehenden Details beschränkt.
1 zeigt eine Pumpvorrichtung (die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist), die im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 11 gekennzeichnet ist. Bei der Pumpvorrichtung handelt es sich um einen Typ, der üblicherweise bei chromatographischen Anwendungen eingesetzt wird. Die Pumpvorrichtung 11 weist eine Pumpkammer 15 mit einem Einlass 17 und einem Auslass 19 auf. Die Pumpkammer 15 weist einen Kolben 21 für die Bewegung in der Kammer 15 auf. Der Kolben 21 fördert das Fluid aus der Kammer. Der Einlass 17 ist für die Aufnahme von Fluid von einer Fluidzufuhr 23 über Leitungen 25a und 25b ausgestaltet. Der Auslass 19 ist für die Abgabe des Fluids aus der Kammer an stromabwärts gelegene Komponenten ausgestaltet, und zwar eine chromatographische Säule 27, einen Detektor 29 und ein Abfallbehältnis 31 über Leitungen 33a, 33b, 33c, 33d und 33e.
Ein Motor 35 treibt den Kolben 21 in der Pumpkammer 15 mittels irgendeiner Vorrichtung einer Vielzahl von mechanischen Vorrichtungen an, wie beispielsweise einem Nockenantrieb oder einem Spindelantrieb (nicht dargestellt), die wohlbekannt sind. Der Motor 35 wird nach dem Empfang eines Pumpsignals in einem Pumpmodus betrieben.
Das Einlassventil 37 steht in fluider Kommunikation mit dem Einlass 17 der Pumpkammer 15 über eine geeignete Leitung 25a oder durch eine Einbindung in den Pumpkopf (nicht dargestellt). Das Einlassventil 37 weist eine geöffnete bzw. offene Position und eine geschlossene Position auf. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung 11 ferner ein Rückschlagventil 39 in fluider Kommunikation mit der Pumpkammer 15, und zwar stromabwärts von der Pumpkammer 15. Das Einlassventil 37 und das Rückschlagventil 39 können eine herkömmliche Ausgestaltung und herkömmliche Merkmale aufweisen und können von einer Vielzahl von Firmen erworben werden.
Ein Schaltventil 41 steht in fluider Kommunikation mit dem Auslass 19 der Pumpkammer 15. Das Schaltventil 41 weist eine geschlossene Position und eine offene Position auf. Das Schaltventil 41 nimmt beim Empfang eines Schließsignals eine geschlossene Position ein. Das Schaltventil 41 kann über Spulen gesteuert werden oder es kann sich um ein angetriebenes Rotationsventil handeln. Ein geeignetes Ventil ist ein Multipositionsventil, das von der Firma Valco Instruments Co. Inc. (Houston, Texas, USA) vertrieben wird.
Eine Druckmessvorrichtung 45 steht in fluider Kommunikation mit der Pumpkammer 15 zwischen dem Einlassventil 37 und dem Schaltventil 41. Die Druckmessvorrichtung 45 ist vorzugsweise ein Druckwandler, der in Reaktion auf einen Druck ein Drucksignal erzeugt. Ein geeigneter Druckwandler ist ein Wandler, der von der Firma DJ Instruments (Billerica, Massachusetts, USA) vertrieben wird.
Die Vorrichtung 11 umfasst ferner Steuer- bzw. Regelmittel 51 zum Empfangen des Drucksignals über die Leitung 61, zum Senden eines Schließsignals an das Schaltventil 41 über die Leitung 63 und zum Senden eines Pumpsignals in den Motor 35 über die Leitung 65. Die Steuermittel 51 sind vorzugsweise ein Computer, der mit einer Bedienoberfläche, wie beispielsweise einem Monitor oder einem Display 53, ausgestattet ist. Geeignete Computer sind von einer Vielzahl von Firmen erhältlich und umfassen beispielsweise PCs, die ein Betriebsystem des IBM-Formats oder Apple-Formats aufweisen.
Die Vorrichtung 11 weist einen Testmodus auf, in dem die Steuermittel 51 ein Pumpsignal an den Motor 35 senden, ein Schließsignal an das Schaltventil 41 senden, um zu bewirken, dass das Fluid in der Pumpkammer 15 unter Druck gesetzt wird bzw. mit einem Druck beaufschlagt wird. Die Druckmessvorrichtung 45 bestimmt wenigstens einen Minimaldruck und sendet ein Minimaldrucksignal an die Steuermittel 51. Vorzugsweise vergleichen die Steuermittel 51 den Minimaldruck mit einem akzeptablen Minimalwert. Der akzeptable Minimalwert stellt einen Wert dar, der einer akzeptablen Pumpenleistung entspricht. Wenn dieser akzeptable Minimalwert nicht erreicht wird, dann weist dies auf einen Defekt in der Pumpe hin. Bei einer chromatographischen Pumpe können derartige akzeptable Minimalwerte einen Wert zwischen 50 psig bis 5000 psig (345 bis 34500 kPa) oder einen anderen Wert aufweisen, der für die Anwendung geeignet ist, für die die Pumpe eingesetzt wird. Ein bevorzugter Wert liegt zwischen 200 und 500 psig (1380 bis 3450 kPa). Der Zeitpunkt, zu dem der Minimaldruck bestimmt werden kann, entspricht einer vorbestimmten Kolbenposition bzw. Hubposition, wobei im Normalbetrieb ein Wert geliefert wird, der gleich dem akzeptablen Minimalwert ist oder über diesem liegt.
Die Druckmessvorrichtung 45 bestimmt wenigstens einen ersten Schwellenwertdruck zu einem ersten Zeitpunkt und wenigstens einen zweiten Druck zu einem zweiten Zeitpunkt. Der erste und der zweite Zeitpunkt sind für eine Zeitdauer ausgewählt, während der die normale Druckabfallrate ungefähr linear ist. Mit anderen Worten: der Druckabfall in einer normalen Pumpe ist üblicherweise exponentiell, wobei der größte Verlust von Druck unmittelbar nach dem Maximaldruck erreicht wird und dieser anschließend weniger stark abfällt.
Die Druckmessvorrichtung 45 sendet ein erstes Schwellenwertdrucksignal und ein zweites Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel 51. Die Steuermittel 51 berechnen die Steigung bzw. Neigung einer Linie bzw. Geraden, die den Unterschied des ersten Drucksignals und des zweiten Drucksignals als Funktion der Zeit darstellt, und vergleichen die Steigung mit einem Abfallschwellenwert. Der Abfallschwellenwert repräsentiert einen Defekt in der Pumpvorrichtung 11, der höchstwahrscheinlich einem Leck zugeschrieben werden kann. Der Abfallschwellenwert wird vorzugsweise auf der Grundlage von Werten und Zeitpunkten empirisch bestimmt, von denen bekannt ist, dass diese charakteristisch für eine Pumpvorrichtung 11 mit einer akzeptablen Leistung sind. Bei einer parallelen Pumpe, die bei präparativen Chromatographieanwendungen verwendet wird, wird ein Abfallschwellenwert zwischen 100 bis 400 psig (690 bis 2760 kPa) bevorzugt. Die Zeitdauer zwischen dem ersten und dem zweiten Drucksignal beträgt vorzugsweise zwischen 0,05 bis 3,0 Minuten und weiter bevorzugt 0,2 bis 1 Minute. Bei einer parallelen Pumpe wird die Zeitdauer nach dem Maximaldruck erhalten und der erste Schwellenwertdruck wird ungefähr bei 0,5 bis 1,5 Minuten gemessen.
Die Steuermittel 51 senden eine oder mehrere Fehlermeldungen an das Display 53 an den Benutzer in Reaktion darauf, dass die Steigung den Abfallschwellenwert übersteigt. Alternativ hierzu oder zusätzlich hierzu können die Steuermittel 51 die Vorrichtung ausschalten oder in einen Ruhezustand versetzen, bis die Steuermittel 51 zurückgesetzt werden oder die Vorrichtung 11 repariert worden ist.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung 11 einen Hochfahrmodus (start up mode) auf, in dem die Steuermittel 51 eingeschaltet werden und die Steuermittel 51 den Testmodus durchführen, um nach Lecks zu suchen. Softwaresteuerungen, um die Vergleiche zwischen Testwerten und vorbestimmten Werten zu bewirken, um Fehlermeldungen zu liefern und/oder Ausrüstungsfunktionen zu stoppen, sind ausgestaltet, um konsistent mit der Steuerschaltung und der zugrunde liegenden Software der Ausrüstung zu sein. Diese Softwaresteuerungen, wie diese hierin beschrieben werden, sind Teil des allgemeinen Fachwissens kompetenter Softwareingenieure.
Die Vorrichtung 11 führt im Testmodus vorzugsweise eine dynamische Auswertung des Lecks durch. Die Kontrollmittel 51 weisen den Motor 35 an, Fluid mit einem konstanten Druck zu pumpen. In dem Fall, dass es sich bei dem Motor 35 um einen Schrittmotor handelt oder der Kolben 21 mit einem Positionssensor (nicht dargestellt) ausgestattet ist, werden die Schritte oder die Position als Funktion der Zeit verfolgt bzw. aufgezeichnet und das Volumen des Lecks wird durch die Steuermittel 51 bestimmt.
Im Betrieb startet der Benutzer die Vorrichtung, indem ein Einschalter aktiviert wird oder die Steuermittel 51 gebootet werden. Beim Hochfahren leiten die Steuermittel 51 einen Testmodus ein. Die Steuermittel 51 senden ein Pumpsignal an den Motor 35, senden ein Schließsignal an das Schaltventil 41, um zu bewirken, dass das Fluid in der Kammer unter Druck gesetzt wird. Die Druckmessvorrichtung 45 bestimmt einen Minimaldruck zu einem ersten Zeitpunkt und sendet ein Minimaldrucksignal an die Steuermittel 51. Vorzugsweise vergleichen die Steuermittel 51 den Minimaldruck mit einem akzeptablen Minimalwert. Der akzeptable Minimalwert stellt einen Wert dar, der einer akzeptablen Pumpenleistung entspricht. Wenn ein derartiger akzeptabler Minimalwert nicht erreicht wird, dann weist dies auf einen Defekt in der Pumpe oder eine Lösungsfehlfunktion hin.
Die Druckmessvorrichtung 45 bestimmt wenigstens einen ersten Schwellenwertdruck zu einem ersten Zeitpunkt und einen zweiten Schwellenwertdruck zu einem zweiten Zeitpunkt. Die Druckmessvorrichtung sendet ein erstes Schwellenwertdrucksignal und ein zweites Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel 51. Die Steuermittel 51 berechnen die Steigung bzw. Neigung einer Linie bzw. Geraden, die die Differenz des ersten Schwellenwertdrucksignals und des zweiten Schwellenwertdrucksignals im Laufe der Zeit darstellt, und vergleichen die Steigung mit ei nem Abfallschwellenwert, der einen Defekt in der Vorrichtung 11 darstellt, der höchstwahrscheinlich mit einem Leck im Zusammenhang steht. Die Steuermittel 51 senden eine oder mehrere Fehlermeldungen an den Benutzer in Reaktion darauf, dass die Steigung den Abfallschwellenwert übersteigt. Der Defekt oder das Leck können ferner durch Steuermittel charakterisiert werden, die den Motor 35 auf eine Art und Weise antreiben, die einen konstanten Druck sicherstellt, indem der Druck über einen Regelkreis mittels der Druckmessvorrichtung 45 überwacht wird.
Ausführungsformen der Vorrichtung, wie diese Teil der vorliegenden Erfindung sind, können mehr als eine Pumpkammer aufweisen. Eine der Vorrichtungen umfasst ferner zwei Pumpkammern, und zwar eine erste Pumpkammer und eine zweite Pumpkammer in Reihe. Eine derartige Reihenpumpvorrichtung bzw. serielle Pumpvorrichtung ist allgemein in 2 dargestellt und mit dem Bezugszeichen 111 gekennzeichnet. Die serielle Vorrichtung 111 weist eine erste Pumpkammer 115a mit einem Einlass 117a und einem Auslass 119a auf. Die erste Pumpkammer 115a empfangt Fluid von einer Fluidzufuhr 123 über Leitungen 125a und 125b durch ein Einlassrückschlagventil 137. Die serielle Pumpe 111 weist eine zweite Pumpkammer 115b mit einem Einlass 117b und einem Auslass 119b auf. Die erste Pumpkammer 115a befindet sich in fluider Kommunikation mit der zweiten Pumpkammer 115b über Leitungen 171a, 171b und 171c. Das Rückschlagventil 173 befindet sich in fluider Kommunikation mit der ersten Pumpkammer 115a und der zweiten Pumpkammer 115b.
Die zweite Pumpkammer 115b gibt Fluid an das Schaltventil 141 über Leitungen 133a und 133b ab. Die Leitungen 133c, 133d und 133e verbinden das Schaltventil 141 mit der Chromatographiesäule 127, dem Detektor 129 und dem Abfallbehältnis 131.
Eine erste Druckmessvorrichtung 139a befindet sich in fluider Kommunikation mit der ersten Pumpkammer 115a, die zwischen der Kammer und dem Rückschlagventil 173 angeordnet ist. Eine zweite Druckmessvorrichtung 139b befindet sich in fluider Kommunikation mit der zweiten Pumpkammer 115b, die zwischen der Kammer und dem Schaltventil 141 angeordnet ist.
Die Vorrichtung 111 weist zwei Motoren auf, und zwar einen ersten Motor 135a, der mechanisch mit der ersten Pumpkammer 115a verbunden ist, und einen zweiten Motor 135b, der mechanisch mit der zweiten Pumpkammer 115b verbunden ist.
Die Vorrichtung 111 umfasst ferner Steuermittel 151 zum Empfangen der Drucksignale über die Leitungen 161a und 161b, zum Senden eines Schließsignals an das Schaltventil 141 über die Leitung 163 und zum Senden eines Pumpsignals an die Motoren 135a und 135b über die Leitungen 165a und 165b. Die Steuermittel 151 sind vorzugsweise ein Computer, der mit einem Monitor oder einem Display 153 ausgestattet ist. In dem Testmodus senden die Steuermittel 151 ein Signal an den ersten Motor 135a und den zweiten Motor 135b.
In dem Testmodus senden die Steuermittel 151 ein Pumpsignal an den zweiten Motor 135b, senden ein Schließsignal an das Schaltventil 141, um zu bewirken, dass das Fluid in der zweiten Pumpkammer 115b unter Druck gesetzt wird. Die zweite Druckmessvorrichtung 139b bestimmt einen Minimaldruck und sendet ein Minimaldrucksignal an die Steuermittel. Vorzugsweise vergleichen die Steuermittel 151 den Minimaldruck mit einem akzeptablen Minimalwert. Der akzeptable Minimalwert stellt einen Wert dar, der einer akzeptablen Pumpenleistung entspricht. Wenn ein derartiger akzeptabler Minimalwert nicht erreicht wird, dann weist dies auf einen Defekt in der Pumpe 111 oder eine Lösungsfehlfunktion hin.
Vorzugsweise bestimmt die zweite Druckmessvorrichtung 139b wenigstens einen ersten Schwellenwertdruck zu einem ersten Zeitpunkt und wenigstens einen zweiten Schwellenwertdruck zu einem zweiten Zeitpunkt. Die zweite Druckmessvorrichtung 139b sendet ein erstes Schwellenwertdrucksignal und ein zweites Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel 151. Die Steuermittel 151 berechnen die Steigung bzw. Neigung einer Linie bzw. Geraden, die die Differenz des ersten Schwellenwertdrucksignals und des zweiten Schwellenwertdrucksignals als Funktion der Zeit darstellt, und vergleichen die Steigung mit einem Abfallschwellenwert, wobei der Abfallschwellenwert einen Defekt darstellt, der höchstwahrscheinlich mit einem Leck in der Pumpe 111 im Zusammenhang steht. Die Steuermittel 151 senden eine oder mehrere Fehlermeldungen an den Benutzer in Reaktion darauf, dass die Steigung den Abfallschwellenwert übersteigt oder dass der akzeptable Minimalwert nicht erreicht wird, was auf einen oder mehrere Defekte in der Pumpe 111 hinweist, wie beispielsweise Lecks in dem Rückschlagventil 171b oder der Pumpvorrichtung 111 in fluider Kommunikation mit der zweiten Pumpkammer 115b unter Druck.
Alternativ oder zusätzlich senden im Testmodus die Steuermittel 151 ein Pumpsignal an den ersten Motor 135a, senden ein Schließsignal an das Schaltventil 141, um zu bewirken, dass das Fluid in der ersten Pumpkammer 115a unter Druck ge setzt wird. Die erste Druckmessvorrichtung 139a bestimmt einen Minimaldruck und sendet ein erstes Minimaldrucksignal an die Steuermittel 151. Vorzugsweise vergleichen die Steuermittel 151 den Minimaldruck mit einem akzeptablen Minimalwert. Der akzeptable Minimalwert stellt einen Wert dar, der mit einer akzeptablen Pumpenleistung im Zusammenhang steht. Wenn ein derartiger akzeptabler Minimalwert nicht erreicht wird, dann weist dies auf einen Defekt in der Pumpe oder eine Lösungsfehlfunktion hin.
Die erste Druckmessvorrichtung 139a bestimmt wenigstens einen zweiten Druck zu einem zweiten Zeitpunkt und sendet ein zweites Drucksignal an die Steuermittel 151. Die Steuermittel 151 berechnen die Neigung bzw. Steigung einer Linie bzw. Geraden, die die Differenz des ersten Drucksignals und des zweiten Drucksignals als Funktion der Zeit darstellt, und vergleichen die Steigung mit einem Abfallschwellenwert. Der Abfallschwellenwert stellt einen Defekt dar, der höchstwahrscheinlich mit einem Leck in der Pumpe 111 im Zusammenhang steht. Die Steuermittel 151 senden eine oder mehrere Fehlermeldungen an den Benutzer in Reaktion darauf, dass die Steigung den Abfallschwellenwert übersteigt, was auf einen oder mehrere Defekte in der Pumpe 111 hinweist, wie beispielsweise Lecks in dem Einlassventil 127 oder der Pumpvorrichtung 111 in fluider Kommunikation mit der ersten Pumpkammer 115a unter Druck.
Vorzugsweise empfangen die Steuermittel 151 einen ersten Satz von Druckwerten von der ersten Druckmessvorrichtung 139a sowie einen zweiten Satz von Druckwerten von der zweiten Druckmessvorrichtung 139b und vergleichen die Werte, um Fehler bei der Leistung der Druckmessvorrichtungen oder Lecks in der Vorrichtung 111 zu bestimmen.
Im Betrieb senden im Testmodus die Steuermittel 151 ein Pumpsignal an den zweiten Motor 135b, senden ein Schließsignal an das Schaltventil 141, um zu bewirken, dass das Fluid in der zweiten Kammer 115b unter Druck gesetzt wird. Die zweite Druckmessvorrichtung 139b bestimmt einen Minimaldruck und sendet ein erstes Drucksignal an die Steuermittel 151. Vorzugsweise vergleichen die Steuermittel 151 den Minimaldruck mit einem akzeptablen Minimalwert. Der akzeptable Minimalwert stellt einen Wert dar, der einer akzeptablen Pumpenleistung entspricht. Wenn ein derartiger akzeptabler Minimalwert nicht erreicht wird, dann weist dies auf einen Defekt in der Pumpe hin.
Vorzugsweise bestimmt die zweite Druckmessvorrichtung 139b wenigstens einen ersten Schwellenwertdruck zu einem ersten Zeitpunkt und wenigstens einen zweiten Schwellenwertdruck zu einem zweiten Zeitpunkt. Die erste Druckmessvorrichtung 139b sendet ein erstes Schwellenwertdrucksignal und ein zweites Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel 151. Die Steuermittel 151 berechnen die Neigung bzw. Steigung einer Linie bzw. Geraden, die die Differenz des ersten Drucksignals und des zweiten Drucksignals als Funktion der Zeit darstellt, und vergleichen die Steigung mit einem Abfallschwellenwert, der einen Defekt darstellt, der höchstwahrscheinlich mit einem Leck in der Pumpe 111 im Zusammenhang steht. Die Steuermittel 151 senden eine oder mehrere Fehlermeldungen an den Benutzer in Reaktion darauf, dass die Steigung den Schwellenwert übersteigt, was auf ein oder mehrere Lecks in dem Rückschlagventil 171b oder der Pumpvorrichtung 111 in fluider Kommunikation mit der zweiten Pumpkammer 115b unter Druck hinweist.
Vorzugsweise senden in dem Testmodus die Steuermittel 151 ein Pumpsignal an den ersten Motor 135a und senden ein Schließsignal an das Schaltventil 141, um zu bewirken, dass das Fluid in der ersten Kammer 115a unter Druck gesetzt wird. Die erste Druckmessvorrichtung 139a bestimmt einen Minimaldruck und sendet ein Minimaldrucksignal an die Steuermittel 151. Vorzugsweise vergleichen die Steuermittel 151 den ersten Druck mit einem akzeptablen Minimalwert. Der akzeptable Minimalwert stellt einen Wert dar, der einer akzeptablen Pumpenleistung entspricht. Wenn ein derartiger akzeptabler Minimalwert nicht erreicht wird, dann weist dies auf einen Defekt in der Pumpe oder eine Lösungsfehlfunktion hin.
Vorzugsweise bestimmt die erste Druckmessvorrichtung 139a wenigstens einen ersten Schwellenwertdruck zu einem ersten Zeitpunkt und wenigstens einen zweiten Schwellenwertdruck zu einem zweiten Zeitpunkt. Die erste Druckmessvorrichtung 139a sendet ein erstes Schwellenwertdrucksignal und ein zweites Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel 151. Die Steuermittel 151 berechnen die Neigung bzw. Steigung einer Linie bzw. Geraden, die die Differenz des ersten Drucksignals und des zweiten Drucksignals als Funktion der Zeit darstellt, und vergleichen die Steigung mit einem Abfallschwellenwert, der einen Defekt darstellt, der höchstwahrscheinlich mit einem Leck in der Pumpe im Zusammenhang steht. Die Steuermittel 151 senden eine oder mehrere Fehlermeldungen an den Benutzer in Reaktion darauf, dass die Steigung den Schwellenwert übersteigt oder der akzeptable Minimalwert nicht erreicht wird, was auf einen oder mehrere Defekte in der Pumpe 111 hinweist, wie beispielsweise Lecks in dem Einlassventil 127 oder der Pumpvorrichtung 111 in fluider Kommunikation mit der ersten Pumpkammer 115a unter Druck.
Vorzugsweise empfangen die Steuermittel 151 einen ersten Satz von Druckwerten von der ersten Druckmessvorrichtung 139a und einen zweiten Satz von Druckwerten von der zweiten Druckmessvorrichtung 139b und vergleichen die Werte, um Fehler bei der Leistung der Druckmessvorrichtungen 139a und 139b oder Lecks in der Vorrichtung 111 zu bestimmen.
Ausführungsformen, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind, sind bei Pumpen mit einer parallelen Ausgestaltung nützlich. 3 zeigt eine Pumpvorrichtung mit paralleler Ausgestaltung, die im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 211 gekennzeichnet ist. Die Pumpvorrichtung 211 weist zwei Pumpkammern in paralleler Anordnung auf, und zwar eine erste Pumpkammer 215a und eine zweite Pumpkammer 215b. Die erste Pumpkammer 215a empfängt Fluid von einer Fluidzufuhr 223 über ein erstes Einlassventil 237a sowie Leitungen 225a, 225b und 225c. Die zweite Pumpkammer 215b empfangt Fluid von einer Fluidzufuhr 223 über ein zweites Einlassventil 273b über Leitungen 225a, 225b und 225d. Die erste Pumpkammer 215a gibt Fluid über ein erstes Auslassrückschlagventil 239a und über Leitung 233a ab. Die zweite Pumpkammer 215b gibt Fluid über ein zweites Auslassrückschlagventil 239b über Leitung 233b ab. Das erste Auslassrückschlagventil 239a und das zweite Auslassrückschlagventil 239b befinden sich in fluider Kommunikation mit dem Schaltventil 241 über Leitungen 271, die ein T-Stück ausbilden. Von dem Schaltventil fließt Fluid durch eine chromatographische Säule 227, einen Detektor 229 und ein Abfallbehältnis 231 über Leitungen 233a, 233b und 233c.
Wie sich dies der Darstellung entnehmen lässt, umfasst die Vorrichtung 211 ferner zwei Druckmessvorrichtungen 251a und 251b sowie zwei Motoren 235a und 235b. Die Motoren umfassen einen ersten Motor 235a, der mechanisch mit der ersten Pumpkammer 215a verbunden ist, sowie einen zweiten Motor 235b, der mechanisch mit der zweiten Pumpkammer 215b verbunden ist. Die zwei Druckmessvorrichtungen umfassen eine erste Druckmessvorrichtung 25la sowie eine zweite Druckmessvorrichtung 251b. Die erste Druckmessvorrichtung 251a ist in fluider Kommunikation zwischen der ersten Pumpkammer 215a und dem ersten Rückschlagventil 239a angeordnet. Die zweite Druckmessvorrichtung 251b ist in fluider Kommunikation zwischen der zweiten Pumpkammer 215b und dem zweiten Rückschlagventil 239b angeordnet. Die zwei Druckmessvorrichtungen 25la und 251b ermöglichen es, dass die erste Pumpkammer 215a und die zweite Pumpkammer 215b unabhängig voneinander in einen Testmodus gesetzt werden können.
Die Vorrichtung 211 umfasst ferner Steuermittel 261, um die Drucksignale über Leitungen 271a und 271b zu empfangen, ein Schließsignal an das Schaltventil 241 über die Leitung 281 zu senden, und ein Pumpsignal an die Motoren 235a und 235b über Leitungen 285a und 285b zu senden. Die Steuermittel 261 sind vorzugsweise ein Computer, der mit einem Monitor oder einem Display 263 ausgestattet ist.
Im Testmodus weisen die Steuermittel 261 einen der Motoren 235a oder 235b an, in den Pumpmodus zu wechseln, wodurch die erste oder die zweite Pumpkammer 215a oder 215b unter Druck gesetzt wird und die Vorrichtungen in fluider Kommunikation mit der Pumpkammer unter Druck gesetzt werden, und zwar durch das gegenüberliegende Rückschlagventil 239a oder 239b. Auf diese Art und Weise kann das Auslassrückschlagventil der gegenüberliegenden Pumpkammer in einer parallelen Pumpe getestet werden. Selbstverständlich wird in dem Testmodus zunächst ein Motor einer Pumpkammer in den Pumpmodus gesetzt und sodann der gegenüberliegende Motor der gegenüberliegenden Pumpkammer in den Pumpmodus gesetzt, um ein Testen beider Auslassrückschlagventile 239a und 239b zu ermöglichen.
Vorzugsweise erhalten die Steuermittel einen ersten Satz von Druckwerten von der ersten Druckmessvorrichtung 25la und einen zweiten Satz von Druckwerten von der zweiten Druckmessvorrichtung 251b und vergleichen die Werte. Unterschiede in den Werten weisen auf Fehler bei der Leistung bzw. dem Betrieb der Druckmessvorrichtungen, der ersten oder der zweiten Pumpkammer 215a oder 215b, des ersten und des zweiten Einlassventils 273a oder 273b oder der Auslassrückschlagventile 239a oder 239b hin. Diese Werte können außerdem mit vorbestimmten akzeptablen Minimalwerten verglichen werden. Für den Fall, dass die Testwerte eine erste Druckablesung und eine zweite Druckablesung bei unterschiedlichen Zeiten aufweisen, werden die Testwerte mit Abfallschwellenwerten verglichen, wie dies vorstehend beschrieben worden ist.
Im Betrieb weisen im Testmodus die Steuermittel 261 einen der Motoren 235a oder 235b an, in den Pumpmodus einzutreten, wodurch die erste oder die zweite Pumpkammer 215a oder 215b unter Druck gesetzt wird und die Vorrichtungen in fluider Kommunikation mit der Pumpkammer unter Druck gesetzt werden, und zwar über das gegenüberliegende Rückschlagventil 239a oder 239b. Der Testmodus ermöglicht ein Testen des Auslassrückschlagventils der gegenüberliegenden Pumpkammer. In dem Testmodus wird zunächst ein Motor einer Pumpkammer in den Pumpmodus gesetzt und sodann wird der gegenüberliegende Motor der gegenüberliegenden Pumpkammer in den Pumpmodus gesetzt, um ein Testen von beiden Auslassrückschlagventilen zu ermöglichen.
Wendet man sich nun 4 zu, so erkennt man, dass diese Figur das funktionale Verhalten eines Testmodus eines halben hydraulischen Kreislaufs einer parallelen Pumpe darstellt, wobei Druck als Funktion der Zeit gemessen wird. Während des Zeitraums T₀ bis T₁ weisen die Steuermittel 261 das Schaltventil 141 an, sich zu schließen, weisen einen der Motoren 235a oder 235b an, in den Pumpmodus einzutreten, wodurch die erste oder die zweite Pumpkammer 215a oder 215b unter Druck gesetzt wird und Vorrichtungen in fluider Kommunikation mit der Pumpkammer unter Druck gesetzt werden, und zwar über das gegenüberliegende Rückschlagventil 239a oder 239b.
Der Zeitraum T₀ bis T₁ ist eine Periode der Grobkompression. Der Zweck der Grobkompression besteht darin, den hydraulischen Kreislauf rasch auf ungefähr den Druck zu bringen, bei dem die Pumpe betrieben werden soll, oder den akzeptablen Minimaldruck. Nach der Grobkompression weisen die Steuermittel 261 den Motor an, in einen Pumpmodus einzutreten, der strenger gesteuert wird. Der Zeitraum zwischen T₁ und T₂, eine Periode der Feinkompression, ist dazu gedacht, das System wenigstens auf einen akzeptablen Minimaldruck zu bringen. Ein Druckwert von der ersten Druckmessvorrichtung 251a oder von der zweiten Druckmessvorrichtung 251b wird bei dem Zeitpunkt T₂ oder um diesen herum erhalten. Die Steuermittel 261 vergleichen den Wert mit einem akzeptablen Minimalwert. Wenn dieser Wert während des Zeitraums T₁ und T₂ nicht erreicht wird, dann weist dies auf einen Defekt in der Pumpe 111 hin.
Während des Zeitraums T₂ bis T₄ weisen die Steuermittel 261 die Motoren 235a oder 235b an, ruhig zu bleiben. Üblicherweise beträgt dieser Zeitraum ungefähr 0,1 bis 5 Minuten und weiter bevorzugt 0,2 bis 1 Minute. Beim Zeitpunkt T₃ wird ein weiterer Schwellenwertdruck von der ersten Druckmessvorrichtung 251a oder von der zweiten Druckmessvorrichtung 251b erhalten. Und beim Zeitpunkt T₄ wird ein weiterer Schwellenwertdruck erhalten. Die Steuermittel 261 berechnen die Neigung bzw. Steigung einer Linie bzw. Geraden zwischen den Druckwerten, die zu den Zeitpunkten T₃ und T₄ erhalten worden sind. Wenn die Druckwerte kontinuierlich über einen derartigen Zeitraum gewonnen werden, dann bilden die Werte eine Kurve, die nach unten geneigt ist, was einen üblichen Abfall des Druckes als Funktion der Zeit repräsentiert. Falls ein Leck vorhanden ist, nimmt die Kurve eine deutlichere Abwärtsneigung an. Die Werte bei T₃ und T₄ wären bedeutend niedriger, als diese dargestellt sind. Die Steigung der berechneten Linie wird mit dem Abfallschwellenwert verglichen, der durch die gepunktete Linie repräsentiert wird, die sich zwischen T₂ und T₄ erstreckt. Diese Steigung ist zum Zweck der Beschreibung dargestellt, wobei der tatsächliche Wert empirisch bestimmt wird. Wenn die Steigung der berechneten Linie größer als der Schwellenwert ist, dann senden die Steuermittel 261 eine Fehlermeldung aus.
Nachdem der Test durchgeführt worden ist, kann die Pumpe 111, wenn akzeptable Werte erreicht werden, mit dem normalen Pumpbetrieb beginnen. Um in den Pumpmodus einzutreten, bewirken die Steuermittel 261 während des Zeitraums T₃ bis T₄ einen Druckabfall im hydraulischen Kreislauf, indem die Kolben zurückgezogen werden oder das Schaltventil 141 geöffnet wird.
Das in 4 dargestellte Profil entspricht einer Pumpe, die eine Pumpkammer mit einer Kapazität von 1200 μl aufweist. Wie dies in 4 dargestellt ist, beträgt der Druck, der während der Grobkompression erreicht wird, 250 psig (1725 kPa). Die normale Flussrate für die Pumpe, wenn die Ventile geöffnet wären, was sie in diesem Fall nicht sind, würde 3,0 ml/Minute betragen. Der Zeitraum, in dem die Steigung bzw. Neigung der Abfallrate berechnet wird, beträgt 0,5 Minuten. Das Abfallratenlimit beträgt 300 psig pro Minute (2070 kPa/Minute).
Somit sind Merkmale der vorliegenden Erfindung mit dem Verständnis beschrieben worden, dass die Beschreibung ein Beispiel der Erfindung betrifft, und die Erfindung nicht derart beschränkt werden sollte. Die Erfindung wird eingehender durch die nachstehenden Ansprüche definiert.

Claims

Pumpvorrichtung (111) für das Pumpen von Fluid, umfassend: wenigstens zwei Pumpkammern, die eine erste Pumpkammer (115a) und eine zweite Pumpkammer (115b) umfassen, wobei die erste Pumpkammer und die zweite Pumpkammer in Reihe angeordnet sind, wobei die erste Pumpkammer Fluid von einer Fluidzufuhr (123) aufnimmt und in fluider Kommunikation mit der zweiten Kammer steht, um das Fluid an die zweite Kammer abzugeben, sowie wenigstens ein Rückschlagventil (173), das in fluider Kommunikation zwischen der ersten Pumpkammer und der zweiten Pumpkammer angeordnet ist, wobei jede Pumpkammer einen Einlass (117a, 117b) und einen Auslass (119a, 119b) aufweist, sowie einen Kolben für die Bewegung in der Kammer, wobei der Kolben das Fluid aus der Kammer befördert, wobei der Einlass für die Aufnahme von Fluid in die Kammer und der Auslass für die Abgabe des Fluids aus der Kammer ausgestaltet ist; wenigstens einen Motor (135a, 135b) zum Antreiben der Kolben in den Pumpkammern, wobei der Motor in einem Pumpmodus betrieben wird, sobald ein Pumpsignal empfangen wird; wenigstens ein Einlassventil (137) in fluider Kommunikation mit dem Einlass der ersten Pumpkammer, wobei das Einlassventil eine offene Position und eine geschlossene Position aufweist; wenigstens ein Schaltventil (141) in fluider Kommunikation mit dem Auslass der zweiten Pumpkammer, wobei das wenigstens eine Schaltventil eine geschlossene Position und eine offene Position aufweist, und wobei das wenigstens eine Schaltventil beim Empfang eines Schließsignals die geschlossene Position einnimmt; wenigstens eine erste Druckmessvorrichtung (139a) in fluider Kommunikation mit den Pumpkammern zwischen dem Einlassventil und dem Schaltventil, wobei die wenigstens eine Druckmessvorrichtung ein Drucksignal in Reaktion auf Druck erzeugt; Steuermittel (151) für den Empfang des Drucksignals, zum Senden eines Schließsignals an das wenigstens eine Schaltventil und zum Senden eines Pumpsignals an den Motor, wobei die Steuermittel einen Testmodus aufweisen, in dem die Steuermittel ein Pumpsignal an den Motor senden, ein Schließsignal an das Schaltventil senden, um zu bewirken, dass das Fluid in den Kammern unter Druck gesetzt wird, wobei die erste Druckmessvorrichtung einen ersten Schwellenwertdruck zu einem ersten Zeitpunkt bestimmt und ein erstes Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die erste Druckmessvorrichtung wenigstens einen zweiten Schwellenwertdruck zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmt und ein zweites Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die Steuermittel die Steigung einer Linie berechnen, die die Differenz des ersten Schwellenwertdrucksignals und des zweiten Schwellenwertdrucksignals als Funktion der Zeit repräsentiert, und die Steigung mit einem Schwellenwert vergleichen, wobei der Schwellenwert ein Leck in der Pumpe repräsentiert, wobei die Steuermittel eine oder mehrere Fehlermeldungen an den Benutzer in Reaktion darauf senden, dass die Steigung den Schwellenwert übersteigt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner ein Rückschlagventil umfasst, das in fluider Kommunikation zwischen den wenigstens zwei Pumpkammern (115a, 115b) und dem Schaltventil (141) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung einen Hochfahrmodus aufweist, in dem die Steuermittel (151) eingeschaltet werden und die Steuermittel beim Hochfahren den Testmodus benutzen, um nach Lecks zu suchen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner zwei Motoren umfasst, wobei ein erster Motor (135a) mechanisch mit der ersten Pumpkammer (115a) verbunden ist und ein zweiter Motor (135b) mechanisch mit der zweiten Pumpkammer (115b) verbunden ist, wobei in dem Testmodus die Steuermittel (151) ein Signal an den ersten Motor und den zweiten Motor senden.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei in dem Testmodus die Steuermittel (151) ein Pumpsignal an den zweiten Motor (135b) senden, ein Schließsignal an das Schaltventil (141) senden, um zu bewirken, dass das Fluid in der zweiten Kammer (115b) unter Druck gesetzt wird, wobei die erste Druckmessvorrichtung (139a) einen ersten Schwellenwertdruck zu einem ersten Zeitpunkt bestimmt und ein erstes Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die erste Druckmessvorrichtung wenigstens einen zweiten Schwellenwertdruck zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmt und ein zweites Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die Steuermittel die Steigung einer Linie berechnen, die die Differenz des ersten Schwellenwertdrucksignals und des zweiten Schwellenwertdrucksignals als Funktion der Zeit repräsentiert, und die Steigung mit einem Schwellenwert vergleichen, wobei der Schwellenwert ein Leck in der Pumpe repräsentiert, wobei die Steuermittel eine oder mehrere Fehlermeldungen an den Benutzer in Reaktion darauf senden, dass die Steigung den Schwellenwert übersteigt, was auf ein oder mehrere Lecks in dem Rückschlagventil (173) oder der Pumpvorrichtung (111) in fluider Kommunikation mit der zweiten Pumpkammer unter Druck hinweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei in dem Testmodus die Steuermittel (151) ein Pumpsignal an den ersten Motor (135a) senden, ein Schließsignal an das Schaltventil (141) senden, um zu bewirken, dass das Fluid in der ersten Kammer (115a) unter Druck gesetzt wird, wobei die erste Druckmessvorrichtung (139a) einen ersten Schwellenwertdruck zu einem ersten Zeitpunkt bestimmt und ein erstes Drucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die erste Druckmessvorrichtung wenigstens einen zweiten Schwellenwertdruck zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmt und ein zweites Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die Steuermittel die Steigung einer Linie berechnen, die die Differenz des ersten Schwellenwertdrucksignals und des zweiten Schwellenwertdrucksignals als Funktion der Zeit repräsentiert, und die Steigung mit einem Schwellenwert vergleichen, wobei der Schwellenwert ein Leck in der Pumpe repräsentiert, wobei die Steuermittel eine oder mehrere Fehlermeldungen an den Benutzer in Reaktion darauf senden, dass die Steigung den Schwellenwert übersteigt, was auf ein oder mehrere Lecks in dem Einlassventil (137) oder der Pumpvorrichtung (111) in fluider Kommunikation mit der ersten Pumpkammer unter Druck hinweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner eine zweite Druckmessvorrichtung (139b) umfasst, die in fluider Kommunikation zwischen der ersten Pumpkammer (115a) und dem Rückschlagventil (173) angeordnet ist, wobei in dem Testmodus die Steuermittel (151) ein Pumpsignal an den ersten Motor (135a) senden, um zu bewirken, dass das Fluid in der ersten Kammer unter Druck gesetzt wird, wobei die zweite Druckmessvorrichtung einen ersten Schwellenwertdruck zu einem ersten Zeitpunkt bestimmt und ein erstes Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die zweite Druckmessvorrichtung wenigstens einen zweiten Schwellenwertdruck zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmt und ein zweites Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die Steuermittel die Steigung einer Linie berechnen, die die Differenz des ersten Drucksignals und des zweiten Drucksignals als Funktion der Zeit repräsentiert, und die Steigung mit einem Schwellenwert vergleichen, wobei der Schwellenwert ein Leck in der Pumpe repräsentiert, wobei die Steuermittel eine oder mehrere Fehlermeldungen an den Benutzer in Reaktion darauf senden, dass die Steigung den Schwellenwert übersteigt, was auf ein oder mehrere Lecks in dem Einlassventil (137) oder dem Rückschlagventil (173) oder der Pumpvorrichtung (111) in fluider Kommunikation mit der ersten Pumpkammer unter Druck hinweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuermittel (151) ein Schließsignal an das Schaltventil (141) senden und die Steuermittel einen ersten Satz von Druckwerten von der ersten Druckmessvorrichtung (139a) und einem zweiten Satz von Druckwerten von der zweiten Druckmessvorrichtung (139b) empfangen und die Werte vergleichen, um Fehler beim Betrieb der Druckmessvorrichtungen oder Lecks in der Vorrichtung (111) zu bestimmen.
Verfahren zum Testen der Leistung einer Pumpvorrichtung (111) zum Pumpen von Fluid, umfassend: wenigstens zwei Pumpkammern, die eine erste Pumpkammer (115a) und eine zweite Pumpkammer (115b) umfassen, wobei die erste Pumpkammer und die zweite Pumpkammer in Reihe angeordnet sind, wobei die erste Pumpkammer Fluid von einer Fluidzufuhr (123) aufnimmt und in fluider Kommunikation mit der zweiten Kammer steht, um das Fluid an die zweite Kammer abzugeben, sowie wenigstens ein Rückschlagventil (173), das in fluider Kommunikation zwischen der ersten Pumpkammer und der zweiten Pumpkammer angeordnet ist, wobei jede Pumpkammer einen Einlass (117a, 117b) und einen Auslass (119a, 119b) aufweist, sowie einen Kolben für die Bewegung in der Kammer, wobei der Kolben das Fluid aus der Kammer befördert, wobei der Einlass für die Aufnahme von Fluid in die Kammer und der Auslass für die Abgabe des Fluids aus der Kammer ausgestaltet ist; wenigstens einen Motor (135a, 135b) zum Antreiben der Kolben in den Pumpkammern, wobei der Motor in einem Pumpmodus betrieben wird, sobald ein Pumpsignal empfangen wird; wenigstens ein Einlassventil (137) in fluider Kommunikation mit dem Einlass der ersten Pumpkammer, wobei das Einlassventil eine offene Position und eine geschlossene Position aufweist; wenigstens ein Schaltventil (141) in fluider Kommunikation mit dem Auslass der zweiten Pumpkammer, wobei das wenigstens eine Schaltventil eine geschlossene Position und eine offene Position aufweist, und wobei das wenigstens eine Schaltventil beim Empfang eines Schließsignals die geschlossene Position einnimmt; wenigstens eine erste Druckmessvorrichtung (139a) in fluider Kommunikation mit den Pumpkammern zwischen dem Einlassventil und dem Schaltventil, wobei die wenigstens eine Druckmessvorrichtung ein Drucksignal in Reaktion auf Druck erzeugt; Steuermittel (151) für den Empfang des Drucksignals, zum Senden eines Schließsignals an das wenigstens eine Schaltventil und zum Senden eines Pumpsignals an den Motor, wobei die Steuermittel einen Testmodus aufweisen, in dem die Steuermittel ein Pumpsignal an den Motor senden, ein Schließsignal an das Schaltventil senden, um zu bewirken, dass das Fluid in den Kammern unter Druck gesetzt wird, wobei die erste Druckmessvorrichtung einen ersten Schwellenwertdruck zu einem ersten Zeitpunkt bestimmt und ein erstes Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die erste Druckmessvorrichtung wenigstens einen zweiten Schwellenwertdruck zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmt und ein zweites Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die Steuermittel die Steigung einer Linie berechnen, die die Differenz des ersten Schwellenwertdrucksignals und des zweiten Schwellenwertdrucksignals als Funktion der Zeit repräsentiert, und die Steigung mit einem Schwellenwert vergleichen, wobei der Schwellenwert ein Leck in der Pumpe repräsentiert, wobei die Steuermittel eine oder mehrere Fehlermeldungen an den Benutzer in Reaktion darauf senden, dass die Steigung den Schwellenwert übersteigt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, die Vorrichtung im Testmodus zu betreiben.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Vorrichtung ferner ein Rückschlagventil umfasst, das in fluider Kommunikation zwischen den wenigstens zwei Pumpkammern (115a, 115b) und dem Schaltventil (141) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Vorrichtung einen Hochfahrmodus aufweist, in dem die Steuermittel (151) eingeschaltet werden und die Steuermittel beim Hochfahren den Testmodus benutzen, um nach Lecken zu suchen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Vorrichtung ferner zwei Motoren umfasst, wobei ein erster Motor (135a) mechanisch mit der ersten Pumpkammer (115a) verbunden ist und ein zweiter Motor (135b) mechanisch mit der zweiten Pumpkammer (115b) verbunden ist, wobei in dem Testmodus die Steuermittel (151) ein Signal an den ersten Motor und den zweiten Motor senden.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei in dem Testmodus die Steuermittel (151) ein Pumpsignal an den zweiten Motor (135b) senden, ein Schließsignal an das Schaltventil (141) senden, um zu bewirken, dass das Fluid in der zweiten Kammer (115b) unter Druck gesetzt wird, wobei die erste Druckmessvorrichtung (139a) einen ersten Schwellenwertdruck zu einem ersten Zeitpunkt bestimmt und ein erstes Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die erste Druckmessvorrichtung wenigstens einen zweiten Schwellenwertdruck zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmt und ein zweites Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die Steuermittel die Steigung einer Linie berechnen, die die Differenz des ersten Schwellenwertdrucksignals und des zweiten Schwellenwertdrucksignals als Funktion der Zeit repräsentiert, und die Steigung mit einem Schwellenwert vergleichen, wobei der Schwellenwert ein Leck in der Pumpe repräsentiert, wobei die Steuermittel eine oder mehrere Fehlermeldungen an den Benutzer in Reaktion darauf senden, das die Steigung den Schwellenwert übersteigt, was auf ein oder mehrere Lecks in dem Rückschlagventil (173) oder der Pumpvorrichtung (111) in fluider Kommunikation mit der zweiten Pumpkammer unter Druck hinweist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei in dem Testmodus die Steuermittel (151) ein Pumpsignal an den ersten Motor (135a) senden, ein Schließsignal an das Schaltventil (141) senden, um zu bewirken, dass das Fluid in der ersten Kammer (115a) unter Druck gesetzt wird, wobei die erste Druckmessvorrichtung (139a) einen ersten Schwellenwertdruck zu einem ersten Zeitpunkt bestimmt und ein erstes Drucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die erste Druckmessvorrichtung wenigstens einen zweiten Schwellenwertdruck zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmt und ein zweites Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die Steuermittel die Steigung einer Linie berechnen, die die Differenz des ersten Schwellenwertdrucksignals und des zweiten Schwellenwertdrucksignals als Funktion der Zeit repräsentiert, und die Steigung mit einem Schwellenwert vergleichen, wobei der Schwellenwert ein Leck in der Pumpe repräsentiert, wobei die Steuermittel eine oder mehrere Fehlermeldungen an den Benutzer in Reaktion darauf senden, dass die Steigung den Schwellenwert übersteigt, was auf ein oder mehrere Lecks in dem Einlassventil (137) oder der Pumpvorrichtung (111) in fluider Kommunikation mit der ersten Pumpkammer unter Druck hinweist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Vorrichtung ferner eine zweite Druckmessvorrichtung (139b) umfasst, die in fluider Kommunikation zwischen der ersten Pumpkammer (115a) und dem Rückschlagventil (173) angeordnet ist, wobei in dem Testmodus die Steuermittel (151) ein Pumpsignal an den ersten Motor (135a) senden, um zu bewirken, dass das Fluid in der ersten Kammer unter Druck gesetzt wird, wobei die zweite Druckmessvorrichtung einen ersten Schwellenwertdruck zu einem ersten Zeitpunkt bestimmt und ein erstes Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die zweite Druckmessvorrichtung wenigstens einen zweiten Schwellenwertdruck zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmt und ein zweites Schwellenwertdrucksignal an die Steuermittel sendet, wobei die Steuermittel die Steigung einer Linie berechnen, die die Differenz des ersten Drucksignals und des zweiten Drucksignals als Funktion der Zeit repräsentiert, und die Steigung mit einem Schwellenwert vergleichen, wobei der Schwellenwert ein Leck in der Pumpe repräsentiert, wobei die Steuermittel eine oder mehrere Fehlermeldungen an den Benutzer in Reaktion darauf senden, dass die Steigung den Schwellenwert übersteigt, was auf ein oder mehrere Lecks in dem Einlassventil (137) oder dem Rückschlagventil (173) oder der Pumpvorrichtung (111) in fluider Kommunikation mit der ersten Pumpkammer unter Druck hinweist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Steuermittel (151) ein Schließsignal an das Schaltventil (141) senden und die Steuermittel einen ersten Satz von Druckwerten von der ersten Druckmessvorrichtung (139a) und einem zweiten Satz von Druckwerten von der zweiten Druckmessvorrichtung (139b) empfangen und die Werte vergleichen, um Fehler beim Betrieb der Druckmessvorrichtungen oder Lecks in der Vorrichtung (111) zu bestimmen.