Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung der Saugfähigkeit von Kreiselpumpen. Die Aufgabe, die Saugfähigkeit von Kreiselpumpen zu erhöhen, suchte man bis her dadurch zu lösen, dass die Förderflüssig- keit, also in der Regel Wasser, dem Saug mund des Laufrades zugeführt wurde, um dort nach Art eines Injektors .das anzusau gende Wasser mitzureissen. Durch diese Vorschläge wird jedoch meist .die Saug fähigkeit der Pumpe verringert, da das hilfsweise zugeführte Wasser einen Teil des Saugmundquerschnittes für sich beansprucht und so die von der Grösse des Eintrittsquer schnittes abhängige Schluckfähigkeit herab setzt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu grunde, da.ss die Laufschaufelkanäle in, der Nähe -der Laufradaustrittsmündung nur zu einem Teil mit Förderwasser gefüllt sind. Das hier durch den Laufradkanal strömende Wasser legt sieh mehr oder weniger eng gegen den die Förderenergie übertragenden Schaufelrücken, während in -der Nähe der andern, rückwärtigen Schaufelseite ein durch wirbelndes Wasser .ausgefüllter Hohl raum entsteht, der sich besonders bei Pum pen, .die mit grösserer Saughöhe arbeiten, nach innen .bis zum Saugmund fortsetzen kann.
Hierdurch verschlechtert sieh die Saugfähigkeit der Pumpe erheblich.
Dieser Übelstand wird erfindungsgemäss dadurch beseitigt, dass die Laufschaufel- k anäle in der Nähe ihrer Austrittsmündung zusätzlich mit Druckflüssigkeit aufgefüllt werden. Dies kann zum Beispiel dadurch er folgen, dass durch besondere Leitungen dem Laufradschaufelkranz in der Nähe der Aus trittsmündung Flüssigkeit mit höherem Druck zugeführt wird, die dann mit der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit durch. die Druckleitung abströmt.
Es kann aber auch die Vollfüllung der Laufradschaufelkanäle am Austritt zum Beispiel dadurch dauernd gewährleistet werden, dass hier eine Kreis strömung erzeugt wird, die sich mit dem Förderstrom an der Austrittsstelle der Lauf radschaufelung vereinigt. In sehr einfacher Z@Teise lässt sich diese Kreisströmung :durch an sich bekannte zusätzliche Hilfsschaufel kanäle erzeugen, die mit dem Pumpenlauf rad zusammenhängen und in der Nähe des äussern Laufradumfa.nges :derart liegen, dass sie den Laufradschaufelkanälen vor ihrem Austrittsernde Förderflüssigkeit zuführen.
Wird der Saugmund dieser Hilfsschaufel kanäle in die Spaltkammern gelegt, derart also, dass -die Hilfsschaufelka.näle das Spalt wasser dauernd im Kreise fördern, so ergibt sich hierdurch noch der wesentliche Vorteil, das Laufrad in besonders einfacher Weise vom Achsialschwb entlasten zu können.
Einige Ausführungsformen des Erfin dungsgedankens sind als Beispiele auf der Zeichnung schematisch im Teillängsschnitt veranschaulicht, und zwar nur solche mit Hilfsschaufelkanälen am äussern Laufrad- umfang.
Fig. 1 zeigt ein Kreiselpumpenlaufrad mit Hilfssehaufelkanälen, umgeben von der Gehäusewandung; Fig. 2 stellt eine etwas geänderte Form der Hilfsschaufelkanäle in Verbindung mit Hilfswasserzuführung dar; Fig. 3 veranschaulicht ein einseitig offenes Laufrad mtit nur auf der andern Seite liegenden Hilfsschaufelkanälen.
In. -den dargestellten Beispielen sitzt ein Laufrad 1 auf der Welle 2. Das Wasser tritt in das Laufrad durch den Saugmund 3 ein, der gegenüber der Druckseite in üb licher Weise durch einen Schleifring 4 ab geschlossen ist. Die Rückseite des Lauf rades trägt zum Ausgleich des Achsial- schubes einen entsprechenden Schleifring 5; der nach der Welle hin liegende Teil der Spaltkammer 6 ist durch Bohrungen. 7 mit dem Saugmund 3 in Verbindung gesetzt.
Dass bei 3 in das Laufrad strömende Wasser wird durch die Laufradschaufelung dem Spiralgehäuse :8 zugedrückt. Um nun die Schaufelkanäle des Lauf rades besonders in der Gegend 9 des Lauf radumfanges stets mit Wasser gefüllt zu halten und dadurch die Saugfähigkeit der Pumpe wesentlich zu steigern, sind in dem Beispiel der Fig. 1 in den beiden Seiten wänden des Laufrades Hilfsschaufeln 10, 11 angebracht, die sich in der Gegend 9 des Laufrades mit der Hauptschaufelung ver einigen.
Der Saugmund 10' bezw. 11' liegt in der Spaltkammer 1:2 bezw. 6. Diese Spaltkammern sind mit Druckwasser ge füllt, das durch den, wenn auch engen Spalt 13 zwischen dem Laufradumfang und dem Gehäuse eindringt. Dieses Spaltwasser wird nun mittelst der Pumpen 10, 11 zum Auf füllen der Schaufelkanäle bei 9 benutzt, wo bei sich das bei 10', 11' abgesaugte Wasser dauernd durch neues. Wasser ergänzt, wel ches durch den Umfangsspalt 13 zuströmt.
Es entstehen somit in dem dargestellten Bei spiel neben der 'Hauptförderströmung zwei Kreislaufströmungen, die sich an der Stelle 9 des Laufradschaufelkranzes mit der Hauptströmung vereinigen. Die Hilfs- schaufelkanäle werden. also in diesem Bei spiel durch. Zulaufdruck aufgefüllt.
An 8telle besonderer Hilfsschaufel kanäle können auch einfach zweckmässig schräge Bohrungen in den Seitenwandungen des Laufrades vorgesehen sein.
In .Fig. 2 ist eine Ausführung der Hilfs schaufeln 10, 11 dargestellt, die noch wirk samer ist .als die nach Fig. 1. Der Laufrad umfang ist hierbei zur besseren Unterbrin gung der Hilfsschaufeln 10, 11 bei 14, 15 ringförmig verdickt und zugleich ist der ,Saugmund 10', 11' der Hilfsschaufelkanäle ,so gelegt, dass ein noch gleichmässigeres Auffüllen der Hilfsschaufelkanäle durch das Spaltwasser gewährleistet wird.
Durch die Anordnung derartiger Hilfs schaufeln 10, 11 erreicht man ferner, dass der Druck in den Spaltkammern 6, 12 wesentlich geringer wird als bei :den üb lichen Pumpen. Dieser Überdruck kann bei richtiger Ausbildung der Pumpen fast auf Null sinken, da das Spaltwasser fast voll ständig durch die Hilfsschaufelkanäle auf genommen wird. Das Laufrad selbst ver liert hierdurch vollständig oder nahezu seinen Achsialschub, so dass etwa noch vor..
handene oder sich zeitweise einstellende Ach.sialkräfte durch ein einfaches Kugel lager saufgenommen werden können und die umständliche Vorrichtung zur selbsttätigen Ausgleichnug des Achsialschubes in Fort fall kommen kann.
Fig. 2 zeigt ferner eine besondere Was serzuführung zur Unterstützung der Auf füllung der Laufradschaufelkanäle in der Umfangsgegend 9. Zu diesem Zweck sind in dem Gehäuse 16 Leitungen 17 vorgesehen, die durch Rohranschlüsse 18 von aussen und durch :Bohrungen 19 von der Druckseite der Pumpe, das heisst vom Spiralgehäuse, Druckwasser den. Spaltkammern und da mit dem Laufradschaufelkranz <B>9</B> zuführen. Es empfiehlt sich, in den Leitungen Ven tile oder dergleichen vorzusehen, um die Menge des Hilfswassers zu regeln.
Die Auffüllung durch das Zusatzwasser kann auch für sich, also unter Fortfall der Hilfsschaufeln 10, 11 (Fig. 2) Verwen dung finden. Ebenso kann entweder nur durch die Rohranschlüsse 18 von aussen zu geführtes Wasser -oder nur durch die Zweig bohrungen 19 von der Druckseite der Pumpe zugeführtes Wasser zur zusätzlichen Auf füllung des Laüfradkranzes bei 9 dienen.
Fig. 3 zeigt ein einseitig offenes Lauf rad, bei dem nur Hilfsschaufelkanäle 11 in seiner Rückenwand vorgesehen sind, :die das Spaltwasser ,aus der Kammer 6 der Stelle 9 der Hauptschaufeln zuführen.
Sämtliche Beispiele stellen einstufige Kreiselpumpen dar, jedoch können auch mehrstufige Pumpen in gleicher Weise durchgebildet werden, was auch schon zur Beherrschung des sonst auftretenden er heblichen Achsialschubes :besonders vorteil haft ist.
Method and device for increasing the suction capacity of centrifugal pumps. Up until now, the task of increasing the suction capacity of centrifugal pumps has been achieved by feeding the liquid to be pumped, i.e. usually water, to the suction mouth of the impeller in order to carry away the water to be sucked in like an injector . These proposals, however, usually reduce the suction capacity of the pump, since the water supplied as an alternative takes up part of the suction mouth cross-section and thus reduces the swallowing capacity, which is dependent on the size of the inlet cross-section.
The invention is based on the knowledge that the rotor blade channels in the vicinity of the impeller outlet mouth are only partially filled with conveyed water. The water flowing through the impeller channel here lies more or less closely against the back of the blade, which transfers the conveying energy, while in the vicinity of the other, rear side of the blade, a hollow space is created which is filled by swirling water, which is particularly evident in pumps that are with work at a higher suction height, can continue inwards to the suction mouth.
This significantly worsens the suction capacity of the pump.
According to the invention, this disadvantage is eliminated in that the moving blade channels are additionally filled with pressure fluid in the vicinity of their outlet mouth. This can be done, for example, by supplying liquid at a higher pressure to the impeller blade ring in the vicinity of the outlet opening through special lines, which liquid is then passed through with the liquid conveyed by the pump. the pressure line flows off.
However, the full filling of the impeller vane ducts at the outlet can also be permanently ensured, for example, by generating a circular flow here that combines with the delivery flow at the outlet point of the impeller vanes. In a very simple way, this circular flow can be: generated by additional auxiliary vane channels known per se, which are related to the pump impeller and are located near the outer impeller circumference: in such a way that they feed the pumping fluid to the impeller vane channels before they exit.
If the suction mouth of these auxiliary vane channels is placed in the gap chambers, so that the auxiliary scoop channels continuously convey the gap water in a circle, this results in the essential advantage of being able to relieve the impeller of axial float in a particularly simple manner.
Some embodiments of the concept of the invention are illustrated schematically in partial longitudinal section as examples in the drawing, specifically only those with auxiliary vane channels on the outer impeller circumference.
1 shows a centrifugal pump impeller with auxiliary blade channels, surrounded by the housing wall; Fig. 2 shows a somewhat modified form of the auxiliary vane channels in connection with auxiliary water supply; 3 illustrates an impeller which is open on one side and has auxiliary vane channels only on the other side.
In. -the illustrated examples sits an impeller 1 on the shaft 2. The water enters the impeller through the suction mouth 3, which is closed opposite the pressure side in a usual way by a slip ring 4 from. The back of the running wheel carries a corresponding slip ring 5 to compensate for the axial thrust; the part of the gap chamber 6 facing the shaft is drilled. 7 connected to the suction mouth 3.
The water flowing into the impeller at 3 is pressed towards the volute casing: 8 by the impeller blades. In order to keep the vane channels of the impeller always filled with water, especially in the area 9 of the impeller circumference, and thereby significantly increase the suction capacity of the pump, auxiliary blades 10, 11 are in the example of FIG. 1 in the two side walls of the impeller attached, which agree ver in the area 9 of the impeller with the main blade.
The suction mouth 10 'respectively. 11 'lies in the gap chamber 1: 2 respectively. 6. These gap chambers are filled with pressurized water that penetrates through the albeit narrow gap 13 between the impeller circumference and the housing. This gap water is now used by means of the pumps 10, 11 to fill the blade channels at 9, where the water sucked off at 10 ', 11' is constantly replaced by new. Water supplements wel Ches flows through the circumferential gap 13.
In the example shown, there are thus two circulatory flows in addition to the 'main delivery flow, which unite with the main flow at point 9 of the impeller blade ring. The auxiliary vane channels are. So through in this example. Inlet pressure filled up.
At 8telle special auxiliary vane channels, inclined bores can also be provided in the side walls of the impeller.
In .Fig. 2, an embodiment of the auxiliary blades 10, 11 is shown, which is even more effective than that of FIG. 1. The impeller circumference is here for better accommodation of the auxiliary blades 10, 11 at 14, 15 thickened and at the same time, Suction mouth 10 ', 11' of the auxiliary blade channels, placed so that an even more even filling of the auxiliary blade channels is guaranteed by the gap water.
The arrangement of such auxiliary blades 10, 11 also ensures that the pressure in the gap chambers 6, 12 is significantly lower than with the usual pumps. If the pumps are properly designed, this overpressure can drop to almost zero, since the gap water is almost completely absorbed through the auxiliary vane channels. As a result, the impeller itself loses its axial thrust completely or almost completely, so that about ...
Axial forces that are present or that occur temporarily can be absorbed by a simple ball bearing and the cumbersome device for automatic compensation of the axial thrust can be used in Fort fall.
Fig. 2 also shows a special What water supply to support the filling of the impeller vane channels in the peripheral area 9. For this purpose, 16 lines 17 are provided in the housing, which through pipe connections 18 from the outside and through: Bores 19 from the pressure side of the pump, that means from the volute casing, pressurized water the. Feed gap chambers and there with the impeller blade ring <B> 9 </B>. It is advisable to provide valves or the like in the lines to regulate the amount of auxiliary water.
The replenishment by the additional water can also be used by itself, that is, with the omission of the auxiliary blades 10, 11 (FIG. 2). Likewise, water supplied from the outside only through the pipe connections 18 - or water supplied only through the branch bores 19 from the pressure side of the pump for additional filling of the Laüfradkranzes at 9 can be used.
Fig. 3 shows a running wheel open on one side, in which only auxiliary vane channels 11 are provided in its rear wall, which feed the gap water from the chamber 6 to the point 9 of the main blades.
All examples represent single-stage centrifugal pumps, but multi-stage pumps can also be implemented in the same way, which is particularly advantageous for controlling the considerable axial thrust that otherwise occurs.