Kreiselpumpe, insbesondere liesselspeisepumpe. Kreiselpumpen, bei welchen die Förderung und die Druckumsetzung der Flüssigkeit durch die Zentrifugalwirkung der kreisenden Flüssigkeit erfolgt und deren Laufräder zy lindrische Schaufelflächen besitzen, haben den Nachteil, dass bei kleinen Fördermengen Zellenwirbe lungen auftreten, welche die Druckumsetzung beeinträchtigen und da durch die Förderhöhe verkleinern. Ausser einem empfindlichen Leistungsverlust ent steht dadurch die gefährliche Erscheinung des "Abschnappens", besonders @ wenn meh rere solcher Pumpen einander parallel ge schaltet werden.
Pumpen mit schrauben förmigen Schaufelflächen, bei denen die Flüssigkeit durch den durch die Schaufeln erteilten Impuls gefördert wird und die Ge schwindigkeit der Flüssigkeit hernach in Druck umgesetzt wird, haben den Nachteil, dass der Impuls nur in verhältnismässig ge ringe Druckhöhen umgesetzt werden kann und dass sie ausserdem bei kleinen Förder mengen hohe Wirbelverluste besitzen. Die Erfindung betrifft Kreiselpumpen, insbesondere Kesselspeisepumpen, und be zweckt, bremsend wirkende Zellenwirbelun- gen zu verhindern.
Sie besteht darin, dass die Förderung und Druckumsetzung durch die Zentrifugalwirkung der kreisenden Flüs sigkeit erfolgt und die Schaufelflächen des Rades jedoch schraubenförmig ausgebildet sind. Dabei kann eine mittlere. Stromfaden kurve des Fördermittels mindestens angenä hert senkrecht zu der Richturig der Schrau benachse der Gleitflächen stehen.
Eine beispielsweise Ausführung des Er findungsgegenstandes ist durch die Zeich nung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Charakteristik, deren eine Kurve sich auf bisher ausgeführte Kreiselpumpen und deren andere Kurve sich auf den Erfindungsgegenstand bezieht; Fig. 2 stellt ein nach der Erfindung durchgebildetes Laufrad axonometrisch dar; Fig. 3 zeigt einen Querschnitt und Fig. 4 einen Seitenriss dieses Laufrades.
In Fig. 1 ist in Funktion der Förder menge g der Kreiselpumpe einerseits der Ver lauf 1 des Förderdruckes p einer Kreisel pumpe mit zylindrischen Schaufelflächen und anderseits der Verlauf 2 des Förder- druckes einer nach der Erfindung ausgeführ ten Kreiselpumpe aufgetragen. Bei einer Kreiselpumpe nach der bisherigen Bauart treten in dem Laufrad bei kleineren Förder mengen und bei abgedrosseltem Betrieb brem send wirkende Zellenwirbelungen auf, so dass die Förderhöhe von einer gewissen Förder menge an bei kleiner werdender Förder menge, anstatt anzusteigen, abfällt.
Es ent steht dadurch im Verlauf der Charakteristik dieser Pumpe ein höchster Punkt 4 (Kul minationspunkt), von dem aus der Verlauf nach beiden Richtungen wieder abfällt. Eine nachteilige Folge dieses durch einen Kulminationspunkt 4 gekennzeichneten Ver- laufes der Charakteristik 1 ist eine Erschei nung der Pumpe, welche als "Abschnappen" bezeichnet wird und die darin besteht, dass bei einer bestimmt eingestellten Förderhöhe (beispielsweise dem augenblicklichen Kessel druck Hl) für die Pumpe die zwei durch die Punkte 5 und 6 dargestellten Förder mengen von verschiedener Grösse (Q1 und Q.) möglich sind,
so da.ss die Pumpe bei der geringsten Störung zwischen dem einen, durch 5 dargestellten und dem durch 6 dar gestellten Betriebszustand ins Pendeln gerät. Durch diese plötzlichen Veränderungen der Fördermengen während dem Pendeln treten in den Druckleitungen plötzliche Druckstösse auf, welche von einem unangenehmen, schla genden Geräusch begleitet sind und Bruch schaden verursachen können.
Bei einer nach der Erfindung ausgeführ ten Kreiselpumpe nimmt die Charakteristik einen durch die Kurve 2 veranschaulichten Verlauf an. Die Förderhöhe fällt bei ab nehmender Fördermenge nur noch ganz un wesentlich oder überhaüpt nicht mehr, so dass die Erscheinung des Pendelns zwischen zwei Betriebszuständen dadurch praktisch verhin dert wird. Die Schaufelflächen 11 des in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Pumpenlaufrades sind in üblicher Weise zwischen zwei Radkränzen 12 und 13 angeordnet, deren einer Radkranz 13 in die die Welle 14 umschliessende Nabe 15 übergeht. Gemäss der Erfindung sind die Schaufeln 1.1 als Schraubenflächen ausgebil det.
Die Schraubenachse 16 (Fig. 2 und 3) der Schaufeln 11 steht zu der Durchfluss- richtung 17 des Arbeitsmittels in der Mitte einer Radzelle mindestens angenähert senk recht.
Die Stromfadenkurve 17 für die Mitte einer Laufradzelle ergibt sich bei der Kon struktion der Pumpe als Funktion aus der zu fördernden Flüssigkeitsmenge, dem zu überwindenden Drucl:, aus der Drehzahl der Pumpe und aus den Ein- und Austrittsdurch messern. Die Schaufelflächen 1.1 sind als Schraubenflächen so ausgebildet, dass eine zu dieser mittleren, in der Konstruktion be stimmten Stromfadenkurve 17 mindestens angenähert kongruente Kurve als Erzeugende 18 (Fig. 2 und 4) angenommen wird, welche durch Schraubung die Schaufelflächen 11 ergibt.
Der Steigungssinn 20 (Fig. 2), der als Schraubenfläche ausgebildeten Schaufeln ist dabei entgegengesetzt gerichtet wie der Drehsinn 19 des Laufrades von der Ein trittsseite gesehen. Der Steigungswinkel a (Fig. 2) der Schaufeln 11 am äussersten Rad umfang hat dabei einen Wert, der vorteil- ha.fterweise 25 nicht unterschreitet. Das Verhältnis des Austrittsdurchmessers da, die ses Laufrades zu dem mittleren Eintritts durchmesser<I>da</I> (Fig. 3) nimmt dabei einen Wert an, der praktisch 1,5 nicht unter schreitet.
Durch diese Ausbildung von Kreisel pumpen, bei welchen die Förderung der Flüs sigkeit und die Druckumsetzung durch die Zentrifugalwirkung der kreisenden Flüssig keit bewirkt wird, entsteht der Vorteil, dass die bei den bisherigen, mit zylindrischen Schaufelflächen ausgebildeten Ausführungen auftretenden Zellenwirbelungen infolge der besondern, aus der Erfindung sich ergebenden Zellenformen weitgehend verhindert werden. Es können somit für eine und dieselbe För- derhöhe nicht mehr wie bis anhin zwei ver schiedene Betriebszustände entstehen, wo durch ein Pendeln praktisch verunmöglicht wird.
Solche Pumpen können mit Vorteil als Kesselspeise- oder andere Pumpen einander parallel geschaltet werden, ohne dabei durch (las "Abschnappen" Druckstösse in den Förder- leitungen zu verursachen und dadurch diese Leitungen und die übrigen damit verbunde nen Organe zu gefährden. Die Erfindung kann natürlich auch für ganze Laufradsätze Anwendung finden, wie auch Räder mit dop pelter Ansaugseite gemäss dieser Erfindung gebaut werden können.
Centrifugal pump, especially a liessel feed pump. Centrifugal pumps, in which the conveyance and pressure conversion of the liquid takes place through the centrifugal effect of the circulating liquid and whose impellers have cylindrical vane surfaces, have the disadvantage that cell vortices occur with small flow rates, which impair the pressure conversion and therefore reduce the delivery head. In addition to a significant loss of performance, this creates the dangerous phenomenon of "snapping", especially when several such pumps are connected in parallel.
Pumps with screw-shaped blade surfaces, in which the liquid is conveyed by the impulse given by the blades and the speed of the liquid is converted into pressure afterwards, have the disadvantage that the impulse can only be converted into relatively low pressure heads and that they also have high vortex losses with small delivery rates. The invention relates to centrifugal pumps, in particular boiler feed pumps, and is intended to prevent cell vortices which have a braking effect.
It consists in the fact that the conveying and pressure conversion is carried out by the centrifugal effect of the circulating liquid and the blade surfaces of the wheel are, however, designed in a helical shape. A medium. Stream filament curve of the conveyor is at least approximated perpendicular to the direction of the screw benachse of the sliding surfaces.
An example embodiment of the subject invention He is shown schematically by the drawing.
1 shows a characteristic, one curve of which relates to centrifugal pumps previously implemented and the other curve of which relates to the subject matter of the invention; Fig. 2 shows axonometrically an impeller formed according to the invention; Fig. 3 shows a cross section and Fig. 4 shows a side elevation of this impeller.
In Fig. 1, the course 1 of the delivery pressure p of a centrifugal pump with cylindrical blade surfaces and on the other hand the course 2 of the delivery pressure of a centrifugal pump designed according to the invention is plotted as a function of the delivery rate g of the centrifugal pump. With a centrifugal pump of the previous design, cell turbulence with a braking effect occurs in the impeller at smaller delivery rates and when the operation is throttled, so that the delivery head drops from a certain delivery rate on when the delivery rate decreases instead of increasing.
As a result, in the course of the characteristics of this pump, there is a highest point 4 (cul mination point), from which the course drops again in both directions. A disadvantageous consequence of this course of characteristic 1, characterized by a culmination point 4, is an appearance of the pump, which is referred to as "snapping off" and which consists in the fact that at a certain set delivery height (for example the current boiler pressure Hl) for the Pump the two delivery rates of different sizes (Q1 and Q.) represented by points 5 and 6 are possible,
so that the pump starts to oscillate between the one shown by 5 and the one shown by 6 at the slightest disturbance. As a result of these sudden changes in the delivery rates during the pendulum, sudden pressure surges occur in the pressure lines, which are accompanied by an unpleasant, thumping noise and can cause breakage.
In a centrifugal pump executed according to the invention, the characteristic assumes a course illustrated by curve 2. As the delivery rate decreases, the delivery head falls only insignificantly or no longer exceeds it, so that the phenomenon of oscillation between two operating states is practically prevented. The blade surfaces 11 of the pump impeller shown in FIGS. 2 to 4 are arranged in the usual manner between two wheel rims 12 and 13, one of which merges into the hub 15 surrounding the shaft 14. According to the invention, the blades 1.1 are designed as helical surfaces.
The screw axis 16 (FIGS. 2 and 3) of the blades 11 is at least approximately perpendicular to the flow direction 17 of the working medium in the center of a wheel cell.
The flow filament curve 17 for the center of an impeller cell results in the construction of the pump as a function of the amount of liquid to be conveyed, the pressure to be overcome, the speed of the pump and the inlet and outlet diameters. The blade surfaces 1.1 are designed as helical surfaces in such a way that a current filament curve 17 at least approximately congruent to this middle, in the construction be certain streamline curve 17 is assumed as generating 18 (FIGS. 2 and 4), which results in the blade surfaces 11 by screwing.
The pitch direction 20 (Fig. 2), the blades formed as a helical surface is directed in the opposite direction as the direction of rotation 19 of the impeller seen from the A occurs side. The pitch angle α (FIG. 2) of the blades 11 on the outermost wheel circumference has a value which advantageously does not fall below 25. The ratio of the outlet diameter da, this impeller to the mean inlet diameter <I> da </I> (Fig. 3) assumes a value that practically does not fall below 1.5.
This design of centrifugal pumps, in which the promotion of the liq fluid and the pressure conversion is effected by the centrifugal effect of the circulating liquid, the advantage arises that the cell vortices occurring in the previous designs with cylindrical blade surfaces due to the special, from the Invention resulting cell shapes are largely prevented. It is therefore no longer possible for one and the same delivery head to develop, as was previously the case, for two different operating states where oscillation is practically impossible.
Such pumps can advantageously be connected in parallel as boiler feed pumps or other pumps without causing pressure surges in the delivery lines through (read "snapping") and thereby endangering these lines and the other organs connected to them. The invention can of course also find application for entire wheel sets, as well as wheels with double suction side can be built according to this invention.