Mechanischer Bypass, Bild: Prominent
Auch ein mechanischer Bypass löst das Problem. Bild: Prominent

Passive Systeme mit Durchförderung und Entfernung der Gase über einen Bypass lassen sich durch systematische Permutation von Lösungsprinzipien herleiten. Auch hier haben sich in der Vergangenheit gängige Lösungen herausgebildet.

Bei Prominent hat sich die Gasentfernung über einen mechanischen Bypasses mittels zweier aufeinander abgestimmten Druckventilen etabliert. Hierbei stehen zwei gezielt unterschiedlich abgestimmte druckseitige Ventile in Konkurrenz zueinander und geben den Weg des Dosiermediums im Druckhub gestaffelt frei.

Zuerst findet zu Beginn des Dosierhubs eine kurze Förderung über eine Bypassleitung in einen Verwurfsbehälter statt, direkt gefolgt vom dann eigentlich fördernden Anteil des Dosierhubes. Eingeschlossene oder entstehende Gase werden somit kontinuierlich ausgefördert. Das gewährleistet einen störungsfreien Betrieb. Nachteil dieser Lösung ist, dass in vielen Anwendungsfällen der Verwurf des Dosiermediums durch den Bypass nicht gewünscht ist.

Gegendruckabhängiger Rückfluss

Eine gewisse Kompressionsfähigkeit im Rahmen der allgemeinen Gasgleichung bleibt auch bei vollständiger Befüllung des Dosierkopfes mit Gas erhalten. Typischerweise beträgt die Eigenkompressionsfähigkeit einer oszillierenden Verdrängerpumpe zwischen etwas mehr als einem und einigen wenigen Bar. Es sind Konstruktionen vorstellbar, die für einen bestimmten Gegendruckbereich, welcher über dem oben genannten Bereich liegt, eine gezielte Undichtigkeit herstellen. In diesem Fall würde dann, sofern der Dosierkopf nicht mehr mit Dosiermedium gefüllt ist und somit kein Förderdruck aufgebaut werden kann, dieser so lange aus der Druckleitung entnommen, bis ein Gleichgewicht hergestellt wurde. Dieses ermöglicht dann wiederum wieder eine störungsfreie Förderung.

Dieses Prinzip der druckabhängigen Undichtigkeit kann man auf unterschiedliche Weisen umsetzen. Eine Abwandlung könnte beispielsweise auch direkt in das schließende Ventilelement integriert sein. Ein Nachteil ist generell in der technologischen Komplexität dieser Lösungen zu sehen.

Erhöhung der Eigenkompressionsfähigkeit

Fördereinheit mit Gaskompressionseigenschaften, Bild: Prominent
Fördereinheit: Das Aussehen der Komponente ist ungewöhnlich, doch in speziellen Anwendungen kann sie die Lösung sein. Bild: Prominent

Eine funktionsrobuste passive Entgasungsfunktionalität lässt sich erreichen, indem die Fördereinheit nach grundlegenden physikalischen Prinzipien gestaltet wird. So erlaubt es die allgemeine Gasgleichung, das Volumenverhältnis zu bestimmen, welches notwendig ist, um alleine durch die Volumenänderung ein gegebenes Gas auf einen Förderdruck zu komprimieren.

Eine solche Abschätzung läuft darauf hinaus, das Totvolumen in den Fördereinheiten konstruktiv extrem zu reduzieren. Die Erfahrung zeigt, dass dieser Ansatz bei geschickter Wahl der Geometrien bei typischen Dosierhüben zu funktionsfähigen Produkten führt. Auch wenn diese, abhängig von Größe der Fördereinheit und Hublänge, eher ungewöhnlich aussehen.

In speziellen Applikationen können diese Ausführungen funktionieren. Fördereinheiten nach dieser Bauart stellten letztlich quasi „aus Versehen“ eine spezielle Ausführungsform eines Kompressors dar.