Ohne mechanischen Antrieb

Dipl.-Ing. Rainer L.M. Klopp

Abbildung 1 verdeutlicht das zum Patent angemeldete Konzept der Pumpe und zeigt eine technische Ausführung. In einem hermetisch geschlossenen, nur durch Ein- und Auslaßöffnung mit der Anlage verbundenen Pumpenraum befindet sich das Arbeitsfluidvolumen. Eine Membran grenzt es gegen das Förderfluid ab. Das Arbeitsfluidvolumen vergrößert sich allein durch Wärmezufuhr und verdrängt damit das Förderfluid aus dem Pumpenraum in die Anlage.

Bei Aufheizung dehnt sich das Arbeitsfluidvolumen Vo um den Betrag DV aus. Damit schließt sich das Einlaßventil automatisch und das Auslaßventil öffnet sich. Durch das Auslaßventil wird jetzt verdrängtes Förderfluidvolumen im gleichen Betrag DV in die Anlage gegen den dort herrschenden Druck gefördert. Mit Beendigung der Wärmezufuhr in das Arbeitsfluid stoppt dessen Expansion und das Auslaßventil schließt automatisch, da der Druck im Pumpenraum mit nachfolgender Abkühlung des Arbeitsfluids wieder abnimmt. Die Abkühlung erfolgt entweder über Wärmeabgabe an das Förderfluid und die Wand des Pumpenraumes oder über Rückkühlung des Arbeitsfluids. Dabei verringert sich dessen Volumen wieder, wodurch es zur Öffnung des Einlaßventils und zum Nachströmen von Förderfluid in den Pumpenraum kommt, solange, bis mit neuerlicher Aufheizung ein weiterer Förderzyklus beginnt.

Die Wärmezufuhr kann elektrisch mittels Heizwendel oder vorzugsweise durch Nutzung von Prozeßwärme über eine als Wärmetauscher ausgebildete Wandung des Pumpenraumes erfolgen, die in gleicher Weise eine Zwangskühlung des Arbeitsfluids ermöglicht.

Die Pumpe arbeitet geräuscharm und vibrationsfrei. Sie ist hermetisch dicht, leckagefrei und unterliegt prinzipiell keiner Baugrößen- oder Leistungsbeschränkung.

Die Fördercharakteristik kann frei gewählt werden, da mehrere Pumpen z. B. parallel geschaltet werden können. (Abb. 2).

Die Pumpe eignet sich besonders für die verfahrenstechnische Integration mit Nutzung vorhandener Prozeßwärme bzw. -kälte und kann frei variabel eingebaut werden, da ein Motor als mechanischer Antrieb entfällt. Bei Nutzung spezieller Arbeitsfluide sind Förderdrücke bis ca. 1000 bar möglich. Dies eröffnet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, z.B. die Überführung von Batch-Prozessen in kontinuierliche Verfahren, aber auch prinzipiell neue Anwendungen in Raumfahrt, Bio- und Meerestechnik und der Ausschöpfung von Solarenergie. In Sonderfällen bietet sich auch eine Verwendung als fluidischer Antrieb an.

Dieses Pumpenkonzept wurde auf der letzten Invent in Düsseldorf vorgestellt. Der Patentanmelder bietet die Vergabe von Lizenzen und sucht Investoren für die Gründung einer Entwicklungsgesellschaft.

Weitere Informationen cav-204