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Flüssigkeitsring-Gaspumpe
Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Flüssigkeitsring-Gaspumpe. der gemäss Patent Nr. 198418 nur die Kühlflüssigkeit von aussen zugeführt wird, wogegen die Abdictit-, Ersatz-und Sperrflüssigkeit aus der Pumpe selbst entnommen werden.
Durch die vorliegende Erfindung hat nun eine weitere Verbesserung der Flüssigkeitsring-Gaspumpe erreicht werden können.
Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, bei einer ein-oder mehrstufigen Flüssigkeitsring-Gaspumpe, die lediglich Kühlflüssigkeit von aussen zugeführt bekommt, wogegen die Abdicht-, die Ersatz-und die Sperrflüssigkeit aus der Pumpe selbst entnommen werden, die Flüssigkeit zur Abdichtung der Spalte seitlich der Flügelräder (Abdichtflüssigkeit) aus dem rotierenden Flüssigkeitsring der jeweiligen Stufe zu entnehmen.
Die dadurch erreichte besondere wirksame Abdichtung der einzelnen Zellenradräume gegeneinander erklärt sich folgendermassen. Die sich bei Betrieb einer derartigen Pumpe in den einzelnen Zellenradräumen unterschiedlich einstellenden Drücke - beginnend am Saugschlitz mit dem Saugdruck der Pumpe und in Drehrichtung bis auf den am Druckschlitz vorhandenen Verdichtungsenddruck zunehmend-haben zur Folge, dass die an der Laufradnabe in die Spalte zwischen Flügelrad und Steuerscheibe eingeführte Abdichtflüssigkeit einen dichtenden Flüssigkeitsfilm, vornehmlich im Bereich geringer absoluter Drücke, bildet, während dieser Film sich in dem Sektor, in welchem ein höherer Druck herrscht, (also in der Nähe der Dluckschlitze) ungenügend ausbildet und dort ganz ausbleibt, wo der Druck,
mit dem die Abdichtflüssigkeit in die erwähnte Spalte gedrückt werden soll, nicht grösser ist, als der Gegendruck im Spalt (nahe den Druckschlitzen). Es ist einleuchtend, dass die Abdichtflüssigkeit bei Entnahme aus dem rotierenden Flüssigkeitsring, in welchem entsprechend der Fliehkraft ein höherer Druck herrscht, den erwähnten Spalten mit höherem Druckgefälle zufliesst, wodurch die Spaltabdichtung wesentlich verbessert wird.
Diese erfindungsgemässe Abführung der Abdichtflüssigkeit aus dem Flüssigkeitsring hat aber noch einen weiteren bedeutenden Vorteil gegenüber der bekannten Entnahme der Abdichtflüssigkeit aus der Druckkammer der Pumpe oder einem zusätzlichen Behälter, in welchem die abgeschiedene Flüssigkeit lediglich unter dem Verdichtungsenddruck der Pumpe steht. Die dem Flüssigkeitsring direkt entnommene Abdichtflüssigkeitwird durch eine zusätzliche Öffnung in denSteuerscheiben oder in dem Mittelkörper abgezweigt. Sie passiert also nicht die Druckschlitze, wogegen bei der bekannten Entnahme der Abdichtflüssigkeit aus der Druckkammer der Pumpe diese Flüssigkeit nur durch die Druckschlitze in diese Druckkammer oder einen zusätzlichen Behälter gelangen kann.
Dies ist aber nachteilig ; denn die mit dem verdichteten Gas durch die Druckschlitze durchgedrückten Flüssigkeitsmengen müssen wegen des aus anderen Gründen bedingten kleinen Querschnittes dieser Schlitze so gering wie möglich gehalten werden, weil andernfalls erhebliche Wasserpressungen auftreten, die unkontrollierbare Querbelastungen und damit erhöhte Wechselbiegebeanspruchungen der Welle zur Folge haben.
Darüber hinaus muss noch ein weiterer Vorteil erwähnt werden, der sich durch die erfindungsgemässe
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Entnahme der Abdichtflüssigkeit aus dem Flüssigkeitsrtng ausnutzen LSsst. Wie bereits erwähnt, wird durch die Erfindung die mit dem verdichteten Gas durch die Druckschlitze fliessende Flüssigkeitsmenge um die Abdichtflüssigkeitsmenge reduziert. Damit wird die Verwendung eines kleineren Abscheideraumes auf der Druckseite der Pumpe möglich, in welchem die Flüssigkeit von dem Gas getrennt wird und von wo aus sie teilweise als Ersatzflüssigkeit wieder von der Pumpe angesaugt wird.
Dadurch, dass die Abdichtflüssigkeit auf Grund des vorher Gesagten nicht mehr in diesem Raum abgeschieden zu werden braucht und der Abscheideraum entsprechend klein gehalten werden kann, ist die Einbeziehung dieses Abscheideraumes in die Pumpe selbst möglich. Platzbedarf und HersteJlungsaufwand vermindern sich und die Übersichtlichkeit und damit die Bedienung des Pumpenaggregats werden vereinfacht.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der VervoI1lmmmnung der Kühlflüssigkeitszuführung.
Diese Zuführung geschieht erfindungsgemäss in der Weibe, dass die Kühlflüssigkeit der Druckkammer der Pumpe bzw. bei mehrstufigen Pumpen der Druckkammer der ersten Stufe, zugeführt wird, von wo aus sie in die Zellen des Flügelrades gelangt. Der Vorteil dieser Zuführung gegenüber den bekannten Kon-
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durch denmehrstufigen Pumpen) zumirdestdie erste Stufe umgeht und keine aussergewöhnlichen Flüssigkeitspressun gen und damit unkontrollierbare Querbelastungen der Welle hervorrufen kann.
Nachfolgend soll die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeutet A die Abdichtflüssigkeit, K die Kühlflüssigkeit, E die Ersatzflüssigkeit und G das zu fördernde Gas.
Fig. 1 zeigt die Strömungswege der verschiedenen Flüssigkeit bei einer einstufigen Flüssigkeitsring-Gaspumpe. Fig. 2 gibt die gleiche Darstellung für eine zweistufige Flüssigkeitsring-Gaspumpe (die Ausführung der ersten Stufe gleicht dabei vollkommen der einstufigen Pumpe gemäss Fig. 1). Fig. 3 stellt eine einstufige Flüssigkeitsring-Gaspumpe dar, bei der die Kühlflüssigkeit in die Druckkammer der Pumpe geleitet wird, von wo aus sie mit begrenzter Maximalmenge den Flügelradzellen der ersten Stufe zufliesst, während eine allfällige überschüssige Kühlflüssigkeit die in Strömungsrichtung vor der Druckkammer liegende Pumpenstufe umgeht. Fig. 4 zeigt die entsprechende Darstellung wie Fig. 3 für eine zweistufige Flüssigkeitsring-Gaspumpe, wobei die Kühlflüssigkeit in die Druckkammer der ersten Stufe geleitet wird.
Das zu fördernde Gas G wird, wie Fig. 1 zeigt, durch den Saugstutzen 1 und den Saugschlitz 2 in die Zellenradräume des Flügelrades 3 gesaugt, dort verdichtet und durch den Druckschlitz 4 und den Druckstutzen 5 nach aussen gedrückt. Als einzige der Pumpe von aussen zugeführte Flüssigkeit tritt die Kühlflüssigkeit K durch die Öffnung 6 bzw. 7 in die Zellenradräume des Flügelrades 3 ein. Diese Flüssigkeit tritt zusammen mit dem verdichteten Gas aus dem Druckschlitz 4 aus und wird zum Teil wieder in die Flügelradzellen durch die Öffnung 8 als Ersatzflüssigkeit E zur Ergänzung der Flüssigkeitsmenge hineingesaugt. Im übrigen verlässt eine der zugeführten Klihlflüssigkeitsmenge K äquivalente Flüssigkeitsmenge die Pumpe zusammen mit dem verdichteten Gas durch den Durckstutzen 5.
Die Abdichtflüssigkeit A wird dem rotierenden Flüssigkeitsring durch die beiden beispielsweise in den Steuerscheiben befindlichen Öffnungen 9 entnommen und fliesst den seitlich vom Laufrad befindlichen Spalten durch die Öffnungen 10 in der Nähe der Laufradnabe zu, um damit einen dichtenden Flüssigkeitsfilm zu bilden, der die einzelnen Zellenradräume voneinander trennt.
In Fig. 2 wird die aus dem Druckschlitz 4 austretende Kühlflüssigkeit zusammen mit dem durch den gleichen Druckschlitz ausströmenden Gas jedoch direkt über den Saugschlitz 11 der zweiten Stufe zugeführt, um ebenfalls wieder zusammen mit dem Gas aus dem Druckschlitz 12 der zweiten Stufe und dem Druckstutzen 13 die Pumpe zu verlassen. Der Kreislauf der Ersatz- und der Abdichtflüssigkeit ist der gleiche, wie er in Fig. 1 dargestellt ist.
Fig. 3 stellt wieder eine einstufige Flüssigkeitsring-Gaspumpe dar, bei der das Gas in der gleichen Weise wie in Fig. 1 von der Pumpe angesaugt wird und aus dem Druckstutzen entweicht.
DieKühlflüssigkeitK wird durch die Öffnung 14 in die Druckkammer 15 geführt, von wo aus sie durch eine beispielsweise als Blende ausgebildete Drossel 17 in die Flügelradzellen gelangt. Von hier aus verlässt sie die Pumpe in bekannter Weise zusammen mit dem verdichteten Gas durch den Druckschlitz 4 und den Druckstutzen 5.
Für den Fall, dass durch die Öffnung 14 mehr Kühlflüssigkeit in die Druckkammer 15 hineingegeben wird, als durch die Öffnung 17 in die Zellenradräume abfliessen kann, tritt die uberschüssige Kühlflüssigkeitsmenge direkt aus dem Druckstutzen 5 aus der Pumpe heraus, wobei sie das Laufrad umgeht. Der Kreislauf der Ersatzflüssigkeit und der Abdichtflüssigkeit ist auch bei dieser Ausführung der gleiche, wie
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bereits bei den Fig. 1 und 2 beschrieben.
Fig. 4 entspricht Fig. 3 hinsichtlich der Flüssigkeitsführung, nur dass es sich bei der in Fig. 4 dargestellten Maschine wieder um eine zweistufige Pumpe handelt.
Die Kühlflüssigkeit K wird hier der Druckkammer 16 der ersten Stufe zugeführt, wobei diese Druck- kammer 16 gleichzeitig Saugkammer der zweiten Stufe ist.
Die Kühlflüssigkeit fliesst auch bei dieser Ausführung durch das Drosselorgan 17 in die Zellenradräume der ersten Stufe, um aus dem Druckschlitz 4 zusammen mit dem Gas auszutreten und durch den Saugschlitz 11 von der zweiten Stufe angesaugt zu werden. Auch hier gelangt ein allfälliger Kühlflüssigkeitsüberschuss nicht in die erste Stufe wegen der als Drossel wirkenden Öffnung 17, sondern tritt direkt in die zweite Stufe durch den Saugschlitz 11 ein. Kühlflüssigkeit K und verdichtetes Gas G verlassen die Pumpe durch den Druckstutzen 13. Der Kreislauf der Ersatz- und der Abdichtflüssigkeit ist auch bei dieser Ausführung gegenüber den bereits beschriebenen unverändert.
Der Übersichtlichkeit der schematischen Darstellungen wegen wurde darauf verzichtet, die Entnahme der Sperrflüssigkeit für die Abdichtung der Wellendurchführungen darzustellen. Ausserdem kalm sowohl die ein-als auch die mehrstufige Pumpe unter Beibehalt der in den Fig. 1 - 4 dargestellten Flüssigkeitzuführungen in sogenannter doppelt beaufschlagter Ausführung gebaut werden, wobei unter dieser Bezeichnung eine Pumpe zu verstehen ist, bei der das Gas auf beiden Laufradstirnseiten sowohl ein-als auch austritt, so dass durch die Verwendung grösserer Radbreiten eine entsprechende Steigerung der Fördermenge der Pumpe erreicht wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Flüssigkeltsring-Gaspumpe. bel der nur die Kühlflüssigkeit von aussen zugeführt wird, wogegen die Abdicht-, die Ersatz- und die Sperrflüssigkeit aus der Pumpe selbst entnommen werden, nach Patent Nr. 198418, in ein-oder mehrstufiger Bauweise,. dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit zur Abdichtung der seitlich der Flügelräder vorhandenen Spalte (Abdichtflüssigkeit) dem rotierenden Flüssigkeitsring der jeweiligen Stufe entnommen wird.