Kreiselpumpe. Vorliegende Erfindung betrifft eine Kreisel pumpe und bezweckt die Beseitigung bezw. Verminderung der Kavitationsgefahr bei sol chen Maschinen.
Um möglichst schnellaufende und damit relativ kleine und billige Maschinen zu er halten, werden im Kreiselpumpenbau einer seits Räder möglichst grosser spezifischer Drehzahl verwendet, anderseits möglichst wenige Stufen und damit grosse Stufendrücke vorgesehen. Eine wesentliche, unter anderem bezüglich Geräusch, Anfressung, Leistungs abnahme nachteilige Folge hiervon ist die Vergrösserung der Kavitationsgefahr, das heisst die Gefahr der Hohlraumbildung infolge tiefer, dem Verdampfungsdruck der Flüssigkeit sich nähernder Unterdrücke.
Man ist daher gezwungen, die Maschinen mit kleiner Saughöhe und gegebenenfalls mit Zulaufhöhe arbeiten zu lassen, das heisst die Maschine möglichst tief zu setzen, was eine wesentliche Verteuerung der Fundamente ver ursachen kann.
Bis züi einem gewissen Grade lässt sich die Kavitationsgefahr durch entsprechend grosse Durchflussquerschnitte, durch passende Eintrittswinkel und Kopfformen der Laufrad- schaufeln beherrschen, darüber hinaus jedoch nur auf losten des Wirkungsgrades der Maschine. Als ein weiteres brauchbares Mittel zur Verminderung der Kavitationsgefahr hat sich fernerhin bei Wasserturbinen die Ein führung von Luft in die Maschine erwiesen.
Gemäss vorliegender Erfindung wird nun letztere Massnahme auch bei Kreielpurnpen angewendet. Dies ist keineswegs selbstver ständlich, da man bis jetzt stets ängstlich dafür Sorge getragen hat, die Luft möglichst sorgfältig aus der Pumpe fernzuhalten. Führt man nämlich die Luft, wie bei Wasserturbi nen üblich, durch feststehende Kanäle in die Nähe des Laufrades in das Saugrohr ein, so strömt die mit Luft vermischte Flüssigkeit auch an solchen Stellen des Laufrades vor bei, die gar nicht der Kavitationsgefahr aus gesetzt sind.
Es ist also eine grössere Luft zufuhr erforderlich, als wenn nur die durch Kavitation gefährdeten Zonen von der luft- ba,ltigen Flüssigkeit durchströmt werden, was eine wesentliche Beeinträchtigung des Wir kungsgrades sowie des stetigen Ganges zur Folge hat. Weiterhin ist die Luftzufuhr ins Saugrohr durch feststehende Kanäle nur möglich, solange an der Zufuhrstelle Unter druck herrscht; bei Überdruck müsste ein besonderes Gebläse oder ein Injektor aufge stellt werden.
Die vorliegende Erfindung beseitigt die erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten bei einer Kreiselpumpe dadurch, dass zum Zu führen von Luft oder anderem Gas reit der Welle der Pumpe sich drehende Kanäle vor gesehen sind, die bis zu den durch Kavitation gefährdeten Stellen reichen. Eine solche Stelle ist insbesondere der nächste Bereich der relativ von der Flüssigkeit unter mehr oder weniger grossem Anstellwinkel angeströmten Laufradschaufeln, insbesondere deren Rück seite (sogenannte nicht arbeitende Seite).
Durch Vorsehen der erwähnten Kanäle wird die benötigte Menge der Luft oder eines andern Gases auf ein Minimum begrenzt, so dass der Wirkungsgrad der Pumpe, sowie ihr stetiger Gang praktisch nicht beeinträchtigt werden; weiterhin wird selbst bei unter Druck zulaufender Flüssigkeit ein 'zum Ansaugen von Luft oder anderem Gas genügend grosser Unterdruck vorhanden sein, da dieser ja die Voraussetzung für das Auftreten von Kavi- tation ist.
Das Verdienstliche vorliegender Erfindung ist darin zu erblicken, dass Schwierigkeiten, die der Beseitigung der gavitation bei Krei selpumpen entgegenstanden, in Widerlegung eines herrschenden Vorurteils, insbesondere der allgemein bestehenden Auffassung von der Untauglichkeit des Zuführens von Luft in das Innere einer Pumpe, gerade durch das Einführen von Luft oder anderem Gas an ganz bestimmten Stellen der Pumpe behoben werden.
Auf der Zeichnung ist eine Ausführungs form des Erfindungsgegenstandes beispiels weise veranschaulicht, und zwar zeigt: Fig. 1 einen achsialen Längsschnitt durch eine Kreiselpumpe, bei der die Erfindung an gewandt ist, und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie .4-B der Fig. 1 in grösserem Massstabe durch eine Laufradschaufel und die an derselben ange brachten Teile eines Kanals zum Zuführen von Luft.
1 ist das Saugrohr einer Kreiselpumpe und 2 der Raum, in welchen die durch das Laufrad 3 geförderte Flüssigkeit hineinge drückt wird. Das Laufrad 3 wird durch eine nicht dargestellte Maschine über die Welle 4 angetrieben. Die einzuführende Luft gelangt durch ein feststehendes Luftzuführungsrohr 5 in den Hohlraum einer mit dein Läufrad 3 sich drehenden Haube 6.
An diesem Raum sind mehrere mit dem Laufrad 3 sich drehende Luftzuführungsrohre 7 (nur eines ist in Fig. 1 gezeigt) angeschlossen, die zum Zuführen von Luft zu den durch Kavitation gefährde ten Teilen des Laufrades 3, die je nach Bau art in der Nähe der Nahe, an den Schaufeln 8 selbst oder in der Nähe des Kranzes 11 liegen können, dienen. Die Rohre 7 weisen ein Stück auf, das sich längs der Eintritts kante der ihnen zugeordneten Laufradschau- feln 8 erstreckt.
Ein an diesem Rohrstück und an der betreffenden Laufradschaufel be festigtes Leitblech 10 begrenzt mit letzterer einen Spalt, der durch Bohrungen 9 mit dem Innern des Rohres 7 verbunden ist und an der durch Kavitation gefährdeten Stelle des Laufrades endigt. Hier herrscht als Voraus setzung für die Kavitationsgefahr ein genü gend grosser Unterdruck, um die erforderliche Luftmenge durch die Kanäle 5, 7 ansaugen zu können. Weiterhin wird die Luftzufuhr noch durch die Zentrifugalwirkung der sich drehenden Luftzuführungsrohre 7 begünstigt. Bei der dargestellten Ausführungsform tritt somit die Luft auf der nicht arbeitenden Seite der Schaufeln in die Kanäle ein.
In Fig. 2 zeigen die Pfeile W die Rich tung des relativ zur Schaufel 8 strömenden Fördermittels und die Pfeile L die Strömungs richtung der eingeführten Luft.
An Stelle von Luft kann auch ein anderes beliebiges Gas in die Maschine eingeführt werden. Zur Unterstützung der Luftzufubr kann gegebenenfalls ein Gebläse, Injektor oder dergleichen aufgestellt werden. Die Zu fuhr der Luft oder des andern Gases kann anstatt wie im Beispiel gezeigt, durch eine Rohrleitung im Saugrohr, auch auf andere Art, zum Beispiel durch eine Bohrung in der Welle erfolgen.
Centrifugal pump. The present invention relates to a centrifugal pump and the purpose of eliminating BEZW. Reduction of the risk of cavitation with such machines.
In order to keep machines running as fast as possible and thus relatively small and cheap, in centrifugal pump construction, on the one hand, wheels with the highest possible specific speed are used, and on the other hand, as few stages as possible and thus large stage pressures are provided. A major consequence of this, which is detrimental, inter alia, with regard to noise, corrosion, and decrease in performance, is the increase in the risk of cavitation, i.e. the risk of cavity formation as a result of lower negative pressures approaching the evaporation pressure of the liquid.
One is therefore forced to let the machines work with a small suction height and, if necessary, with an inlet height, that is, to set the machine as low as possible, which can cause the foundations to become considerably more expensive.
The risk of cavitation can be controlled to a certain extent by means of correspondingly large flow cross-sections, suitable entry angles and tip shapes of the impeller blades, but beyond that only at the expense of the efficiency of the machine. A further useful means of reducing the risk of cavitation has also proven to be the introduction of air into the machine in water turbines.
According to the present invention, the latter measure is now also used in the case of Kreielpurnpen. This is by no means a matter of course, since up until now one has always been anxious to keep the air out of the pump as carefully as possible. If you introduce the air, as is usual with water turbines, through fixed channels near the impeller into the suction pipe, the liquid mixed with air also flows into those parts of the impeller that are not exposed to the risk of cavitation.
A greater supply of air is therefore required than if the aerobic liquid only flows through the zones at risk from cavitation, which has a significant adverse effect on the efficiency and the steady pace. Furthermore, the air supply into the suction pipe through fixed channels is only possible as long as there is negative pressure at the supply point; if there is overpressure, a special fan or injector would have to be set up.
The present invention eliminates the mentioned disadvantages and difficulties in a centrifugal pump in that to lead to air or other gas rides the shaft of the pump rotating channels are seen, which extend to the areas at risk from cavitation. Such a point is in particular the next area of the impeller blades against which the liquid flows relatively at a more or less large angle of attack, in particular their rear side (so-called non-working side).
By providing the channels mentioned, the required amount of air or another gas is limited to a minimum, so that the efficiency of the pump and its steady operation are practically not impaired; furthermore, even with liquid flowing in under pressure, there will be a negative pressure sufficiently large to suck in air or other gas, since this is the prerequisite for cavitation to occur.
The merit of the present invention is to be seen in the fact that difficulties, which opposed the elimination of the gavitation in centrifugal pumps, in refutation of a prevailing prejudice, in particular the generally existing view of the unsuitability of supplying air into the interior of a pump, precisely through the introduction by air or other gas at specific points on the pump.
In the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is exemplified, namely: Fig. 1 shows an axial longitudinal section through a centrifugal pump in which the invention is applied, and Fig. 2 shows a section along the line .4-B of FIG 1 on a larger scale by an impeller blade and the parts of a duct attached to it for the supply of air.
1 is the suction pipe of a centrifugal pump and 2 is the space into which the liquid conveyed by the impeller 3 is pressed. The impeller 3 is driven via the shaft 4 by a machine (not shown). The air to be introduced passes through a fixed air supply pipe 5 into the cavity of a hood 6 that rotates with the impeller 3.
In this space several rotating with the impeller 3 air supply pipes 7 (only one is shown in Fig. 1) connected to the supply of air to the parts of the impeller 3 which are endangered by cavitation th, depending on the construction type in the vicinity of the Can be close to the blades 8 themselves or in the vicinity of the ring 11, serve. The tubes 7 have a piece which extends along the entry edge of the impeller blades 8 assigned to them.
A baffle 10 fastened to this pipe section and to the relevant impeller blade be bounded with the latter a gap which is connected by holes 9 to the interior of the tube 7 and ends at the point of the impeller at risk of cavitation. Here, as a prerequisite for the risk of cavitation, there is a sufficient negative pressure to be able to suck in the required amount of air through the channels 5, 7. Furthermore, the air supply is promoted by the centrifugal effect of the rotating air supply pipes 7. In the embodiment shown, the air thus enters the channels on the non-working side of the blades.
In Fig. 2, the arrows W show the Rich direction of the relative to the blade 8 flowing conveying means and the arrows L the flow direction of the air introduced.
Instead of air, any other gas can also be introduced into the machine. To support the air supply, a fan, injector or the like can optionally be installed. The air or the other gas can be supplied in a different way, for example through a hole in the shaft, instead of through a pipe in the suction pipe, as shown in the example.