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Durch den Gegenstand der Erfindung wird zur Vermeidung von Kavitation bei Kreiselpumpen für tropfbare Flüssigkeiten und hohe Drehzahlen der Flüssigkeit eine Vorrotation erteilt, durch die die Relativgeschwindigkeit zwischen der Flüssigkeit und dem Pumpenlaufrad an den Eintrittskanten der Schaufeln verringert wird. Eine genügend hohe Vorrotation wird hervorgebracht, indem die Flüssig-
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Pumpengehäuses eingebaut sind. In dieser Erweiterung des Pumpengehäuses haben einerseits die Reib- flächen eine grössere Ausdehnung und ausserdem durchströmt die Flüssigkeit den Raum von grossem
Querschnitt verhältnismässig langsam, so dass sie mit den Reibflächen längere Zeit in Berührung bleibt und allmählich eine grössere Umlaufsgeschwindigkeit auf sie übertragen wird.
Man hat bereits konzentrische trichterförmige Leitfläehen zu dem Zwecke vorgeschlagen, die zu fördernde Flüssigkeit oder Luft auf die Schaufeln sehr breiter Pumpenräder gleichmässig zu verteilen, um Querströmungen zu verhüten. Diese Leitflächen liegen aber ausschliesslich innerhalb der Schaufeln des Pumpenrades und haben nur eine sehr geringe Ausdehnung, so dass sie dem eintretenden Medium keine nennenswerte Vorrottion erteilen können.
Durch die Anordnung von konzentrischen Leitflächen genügender Grösse vor dem Saugmunde des Laufrades in einer Erweiterung des Pumpengehäuses wird eine schaufellose Vorpumpe erhalten, durch die die Vorrotation allmählich auf eine solche Grösse erhöht werden kann, dass die Kavitation ohne Anwendung eines Leitrades vermieden wird.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsformen dargestellt.
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zeigt eine zweite Ausführungsform, bei der die Reibkörper eine andere Gestalt haben ; in Fig. 3 ist die Einrichtung mit einem scheibenförmigen Reibkörper dargestellt ; Fig. 4 zeigt die Einrichtung mit mehreren stumpfkonischen Reibkörpern.
Bei dem Kreiselpumpenrad. 1 nach Fig. 1 liegt in der Nähe der Schaufeleintrittskanten 2 die Stelle, an der bei grossen Saughöhe oder bei der Förderung aus dem Vakuum die Kavitationsgefahr entsteht. Gemäss der Erfindung gelangt die Flüssigkeit, z. B. Wasser, aus dem Saugstutzen 7 nicht unmittelbar (oder durch Vermittlung der bekannten gestrichelt angedeuteten Eintrittsleitapparate 8) in den Bereich der Laufradeintrittskanten 2, sondern sie wird zwischen dem Eintritt 6,7 und den Sehaufelkanten 2 an den Flächen von schnell umlaufenden kegeligen Reibkörpern. 3, 4, 5 in der Umlaufrichtung beschleunigt und sowohl unter erhöhtem Druck als auch erhöhte Geschwindigkeit versetzt.
Sie kommt daher an den Kanten 2 schon mit erhöhter Energie an, so dass das Einhauen der schnell bewegten Kanten 2 in das Wasser keine Kavitation mehr zu erzeugen vermag. Die Reibkörper sind in Fig. 1 an den Laufschaufeln des Hauptlaufrades J'irgendwie befestigt, z. B. angegossen. Die Reibkörper. 3, 4, sind mit dem Laufrade gleichachsig und liegen in einer entsprechenden Erweiterung 20 des Pumpengehäuses. Indem die Reibkörper nahe aneinander angeordnet werden, lässt sich ihre Wirkung auf die geförderte. Flüssigkeit vergrössern.
Fig. 2 zeigt eine ähnliche Einrichtung, deren zylindrische Reibkörper 3, 4 und 5 durch genau passende Sehaufelverlängerungen 10 und 11 miteinander verbunden und in das Laufrad 1 eingesetzt sind.
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Fig. 3 stellt eine sehr schnell laufende Kreiselpumpe lotrechter Anordnung zur Förderung von Flüssigkeiten aus dem Vakuum, z. B. aus Kondensatoren, mit einem scheibenförmigen Reibkörper 15 dar. Die Flüssigkeit tritt in die Saugöffnung 7, wird von der Scheibe 15 durch Reibung unter Druck und Umlaufgeschwindigkeit versetzt und in der die Rotation der Flüssigkeit genügend aufrechterhaltenden Leitvorrichtung 16, 17 wieder in geeigneter Richtung zu den Schaufeln nach innen getrieben. Hierauf wird sie erst von den Eintrittskanten 2 des Laufrades 1 erfasst und unter die endgültige Pressung gebracht.
Fig. 4 zeigt eine Abänderung der vorher erwähnten Einrichtung. Die Flüssigkeit wird in dieser nicht zuerst zwischen einer bewegten und einer festen Fläche, sondern zwischen vier bewegten, kegeligen
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Reibscheibe 15 ist neben dem Pumpenlaufrad 1 auf der Welle befestigt. Die Scheibe 15 nimmt mit Hilfe schmaler Stege 18 die drei andern Reibscheiben mit. Diese Stege liegen in einer Zone, in welcher der Flüssigkeit bereits genügend Energie zugeführt ist ; andernfalls könnten die Stege selbst infolge ihrer hohen Geschwindigkeit eine Hohlraumbildung verursachen. Sie sind im Querschnitt etwa fischförmig zugespitzt oder schaufelartig gekrümmt. Der Leitkanal16, 17 entspricht der Anordnung in Fig. 3.
Bei der neuen Anordnung muss die Pumpe nicht einstufig sein. Es ist aber ein Vorzug der Erfindung, dass die erheblich verwiekelteren und teuren mehrstufigen Pumpen von beschränkter Drehzahl vermieden werden können, was insbesondere bei Dampfturbinenbetrieb erwünscht ist.
Der vorstehend beschriebenen Einrichtung lag folgende wissenschaftliehe Erkenntnis zugrunde.
Bei der Förderung von tropfbaren Flüssigkeiten durch sehr rasch laufende Kreiselpumpen entsteht namentlich dann, wenn die Pumpen auf grössere Höhe saugen müssen, auf der Saugseite der Schaufeln des Laufrades ein Unterdruck, der die Trennung der Wasserteilehen unter äusseren Einflüssen begünstigt. Hauptsächlich wird durch das schnelle Einhauen der Eintrittssehaufelkanten, selbst wenn diese mehr oder weniger zugesehärft sind, ein Auseinanderspritzen der Flüssigkeit unter Bildung von Hohlräumen (Kavitation) entstehen, in die hinein ein Teil der Flüssigkeit verdampft.
Die bei hohen Drehzahlen stets drohende oder vorhandene Hohlraumbildung (Kavitation) wird gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass der zu fördernden Flüssigkeit vor dem Eintritt in das erste beschaufelte Rad Energie in Form von Pressung oder Geschwindigkeit zugeführt wird, u. zw. nicht durch umlaufende Schaufelräder, sondern ganz allmählich durch künstlich erhöhte Reibung an umlaufenden zylindrischen, kegeligen oder sonstwie gestalteten Rotationsflächen.
Diese Reibflächen ersetzen eine Vorpumpe mit Schaufeln, haben aber den Vorzug vor einer solchen, dass sie mit beliebig grosser Geschwindigkeit umlaufen und daher unmittelbar auf der Pumpenwelle angebracht sein können, weil sie der Flüssigkeit allmählich die gewünschte tangentiale Beschleuni-
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Saug-und Druckseite erteilen. Der Verlust durch Reibung ist in diesem Falle gegenüber dem erzielten Vorteil des zuverlässigen nnd wirtschaftliehen Arbeitens der Pumpe zu vernachlässigen, so dass das Anwendungsgebiet dieser Kreiselpumpen dadurch wesentlich vergrössert wird.
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der Flüssigkeit eine starke Vorrotation erteilen und damit die Relativgeschwindigkeit am Eintritt ver- ringern, von der die Kavitationsgefahr besonders stark abhängt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Vermeidung von Kavitation bei Kreiselpumpen für tropfbare Flüssigkeiten
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gleichachsige und schaufpllose, der Flüssigkeit eine Vorrotation erteilende Reibflächen vor dem Sangmunde des Laufrades in eine besondere Erweiterung des Pumpengehäuses eingebaut sind.