mehrstufige Kreiselpumpe. Vorliegende Erfindung betrifft eine mehrstufige Kreiselpumpe und bezweckt einerseits eine Vereinfachung der Konstruk tion solcher Pumpen, bei welchen bisher für jede Stufe ein besonderes Laufrad mit zu gehörigem Leitrad vorgesehen sein musste, und anderseits eine Verringerung des Ge- wichtes- und der Baulänge.
Dies wird bei der Kreiselpumpe gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass der Rotor auf mindestens einer Seite einen die erste Stufe bildenden innern Sehaufelkranz hat, von welchem aus die Förderflüssigkeit durch einen Ringraum in einem dem Rotor zugeordneten Leitkörper strömt, um von die sem Ringraum aus einem äussern Schaufel kranz .des Rotors zugeführt zu werden, wel chen die Förderflüssigkeit in mehreren Stufen durchströmt, indem sie zwischen den einzelnen Stufen durch seitliche Umleit- kanäle des Leitkörpers geleitet wird.
Dank dieser Ausbildung kann man im Rotor mit einem einzigen Laufrad auskom men, wodurch der Aufbau sowohl des festen als auch des rotierenden Teils der Pumpe beträchtlich vereinfacht und deren Gewicht entsprechend verringert wird, insbesondere aber wird die bewegte AZasse des Rotors stark verringert, eo dass die Pumpe entspre chend rascher auf Touren gebracht und still gesetzt werden kann.
Auch die Baulänge der Pumpe in axialer Richtung kann bedeu tend geringer gehalten werden als beider bisherigen Bauart mit mehreren nebeneinan der liegenden Stufenrädern und da infolge dessen der Strömungsweg der Förderflüssig- keit in der Pumpe verkürzt wird, reduzieren sich auch die Verluste dementsprechend, so dass sich ein höherer Wirkungsgrad für die Pumpe ergibt.
Es sind hierbei verschiedene Ausführun gen möglich. Die Förderflüssigkeit kann nach Durchströmen aller Stufen direkt zum Druckstutzen strömen; es kann aber auch der zweite bezw. äussere Schaufelkranz von einem oder mehreren weiteren Schaufelkrän zen mit zugeordneten Umlaufkanälen umge ben sein, derart, .dass jeder dieser Schaufel kränze wiederum mehrere Stufen umfasst.
Das mit der Welle den Rotor bildende Laufrad kann eine einzige Scheibe aufwei sen, bei welcher auf beiden Seiten -die ein gangs beschriebene Anordnung vorgesehen ist, könnte aber auch zwei nebeneinander ge lagerte Scheiben besitzen, welche auf einer oder auf beiden Seiten die oben angegebene Anordnung aufweisen können, wobei stets für alle Schaufelsysteme eine gemeinsame Saug- und Druckleitung vorgesehen ist.
Ist die oben angegebene Anordnung nur auf einer Seite des: Laufrades vorgesehen, so empfiehlt es sich, Mittel zur Aufnahme des entstehenden einseitigen Axialdruckes vorzu sehen. Hierzu kann zum Beispiel ein Druck kugellager dienen oder eine Entlastungs scheibe, welche in bekannter Weise durch .der letzten Stufe entnommenes Druckwasser beaufschlagt wird.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen senkrechten Axials-chnitt durch die Pumpe; Fig. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die beiden Schaufelkränze senkrecht zur Ebene von Fig. 1; Fig. 3 zeigt eine Innenansicht eines seit lichen Leitkranzes, und Fig. 4 einen Schnitt durch denselben nach Linie IV-IV in Fig. 3;
Fig. 5 zeigt einen senkrechten Schnitt durch das Pumpengehäuse, und zwar auf der linken Hälfte nach Linie Vd-Vl und auf der rechten Seite nach Linie Vr-Vr in Fig. 6; Fig. 6 ist ein senkrechter Axialschnitt des äussern Leitkranzes; Fig. 7 zeigt einen wagrechten Teil schnitt durch das Gehäuse nach Linie VII-VII in Fig. 5;
Fig. 8 zeigt eine schemaartige Schnittfi gur der Pumpe, und Fig. 9 in kleinerem Massstab eine Drauf sicht derselben.
Das Gehäuse der in der Zeichnung dar gestellten Pumpe besteht aus zwei Lager schilden 1,1 und einem zwischen diesen ein gesetzten äussern -Leitkranz 2; es ist, wie übrigens die ganze Pumpe, symmetrisch aus gebildet. In -den Lagerschilden ist der aus der Welle 4 und dem Laufrad 5 bestehende Rotor mittelst Stopfbüchsen. 3 gelagert. Das Laufrad besitzt eine einzige Scheibe. Es ist auf der Welle aufgekeilt und durch Büchsen 6 gegen Axialverschiebung gesichert.
Der unmittelbar an die Nabe 5a anschliessende Teil der Laufradscheibe 5 trägt auf jeder Seite einen innern Schaufelkranz 7 mit Schaufeln 7b und am äussern, bedeutend dün neren Teil 5b auf jeder Seite einen äussern Schaufelkranz 8 mit Schaufeln 8b. Form und Neigung .der Schaufeln sind aus Fig. 2 ersichtlich, und zwar sind die Schaufeln 8b des äussern Kranzes bedeutend dichter bei sammen als die Schaufeln 7b .des innern Kranzes, so dass sich entsprechend grössere Durchetrömungsgeschwindigkeit in ersterem ergeben.
Die Schaufelkränze sind an der Laufradecheibe mittelst durch die Schaufeln hindurchgehender vernieteter Bolzen 9 be festigt. Zu beiden Seiten des Laufrades sind in das Pumpengehäuse .seitliche Leitkränze 10 eingesetzt, welche zusammen mit dem äu ssern Leitkranz 2 den Leitkörper bilden.
Die beiden Leitkränze 10 isind an der Aussenseite abgesetzt, so @dass zwischen ihnen und den Lagerschilden 1 Ringräume lla freibleiben, in welche die Saugleitungen 11 (Fig. 5, 8 und 9) einmünden.
Jeder seitliche Leitkranz hat an der Innenseite (Fig. 3 und 4) einen Ring 10a, mit welchem er die Schulter 5c des Laufrades 5 überdeckt. Neben diesem Ring loa erstreckt sich, dem letzteren entlanglaufend, ein an die Aasmündungen der Durchfluss- räume zwischen den Schaufeln 7b sich an schliessender Schlitz, der in einen spiraligen Ringkanal 10b des Leitkranzes 10 einmün det. Vom Ringkanal 10b aus führt ein Über führungsschlitz 1013 nach der äussern Seite des Ringes 10a, wo er gegenüber :dem Ein lauf der Durchflussräume zwischen den Schaufeln 8b ausmündet.
Gleichmässig über den Umfang verteilt liegen im äussern Leit- kranz 2 gebogene Kanalteile 2a, deren Ge staltung, in axialer Richtung der Pumpe ge sehen, aus Fig. 5 ersichtlich ist.
Der Durch- flussquerschnitt dieser Kanalteile 2a verbrei tert sich in achsialer Richtung von innen nach aussen; dafür ist ihre Querschnittslänge, wie aus Fig. 6 ersichtlich, an der äussern, der Ausflussöffnung, geringer als an der innern, der Zuflussöffnung, welche sich an .die äussere Öffnung Tier Durchflussräume zw isehen den Schaufeln 8b anschliesst.
Ausserdem sind die Auaflussöffnungen dieser Kanalteile 2a ge genüber ihren Zuflussöffnungen in Umfangs richtung im Drehsinne des Laufrades ver schoben, wie aus Fig. 6 ersichtlich. An die Ausflussöffnungen der Kanalteile 2a schlie ssen sich in jedem seitlichen Leitkranz 10 (Fig. 1, 3 und 4) Kanalteile 10d an, welche zuerst parallel zur Laufradebene verlaufen und dann gegen den äussern Schaufelkranz hin gebogen sind und welche,
zusammen mit den Kanalteilen 2a die Umleitkanäle bilden. Diese Kanäle 10d sind in axialer Richtung der Pumpe gesehen, (Fig. 3) ebenfalls in Umlaufrichtung des Laufrades nach vorn ge neigt und ihre innern Öffnungen münden in Schlitzen 10e (Fig. 3 und 4) gegenüber den Zuflussöffnungen der Durchflussräume zwi schen den äussern Schaufeln 8b aus.
Der vom Wasser oder einer andern För- derflüssigkeit zuletzt .durchströmte Kanal 2a geht direkt in den zugehörigen Druckstutzen 12 über und beide Druckstutzen 12 vereini gen sich in einer Druckleitung.
Der Weg des Wassers in der beschriebe nen Pumpe ist folgender (Fig. 1 und 8) Das durch die gegabelte Saugleitung in jedem Ringraum 11a (bei a., Fig. 8) eintre- tende Wasser strömt zwischen den Schaufeln 7b des innern Schaufelkranzes hindurch (bei b, Fig. 8) nach dem Ringraum 10b und von diesem aus durch den Schlitz (bei c, Fig. 8) lOc nach den Schaufeln 8b des äussern Schau felkranzes 8,
von welchem es denjenigen Teil durchströmt, welcher .dem Schlitz<B>100</B> gegenüberliegt. Von der obern Austrittsseite des Schaufelkranzes 9 strömt das Wasser .durch den. seitlichen Umlaufkanal 2a, lod (bei d, e, Fig. 8) wieder nach unten und tritt durch einen der peripherischen Schlitze 10e gegenüber der innern Öffnung des Schaufel- kranzes 8 wieder aus, um die die nächstfol gende Stufe bildende Schaufelgruppe zu durchströmen.
Dieses Spiel wiederholt sich (über<I>f, g, h, i, k, Z, m,</I> n, <I>o, p,</I> Fig. 8) stän dig, wobei das Wasser immer abwechselnd einen Umlaufkanal und eine (jeweils. die nächstfolgende Stufe bildende) Schaufel gruppe durchströmt, bis es zuletzt durch den Austrittsschlitz 2a bei q (Fig. 8) in .die ge- gabelte Druckleitung austritt, in welcher es mit dem gewünschten Hochdruck weiter fliesst.
Jeder Ringraum 11a könnte auch in zwei parallel geschaltete Halbkreisräume unter teilt sein, von welchen aus die Schaufeln .des innern Schaufelkranzes 8 in zwei ent3pre- chenden Hälften beaufschlagt würden, wo durchsich nur ein halb so grosser Druck wie bei der beschriebenen Anordnung, .dafür aber eine doppelt so grosse Fördermenge ergeben würde.
Da die Ausbildung der beschriebenen Pumpe in bezug auf die Laufradmittelebene vollständig symmetrisch ist, tritt keinerlei Axialechub auf die Welle auf. Der äussere Schaufelkranz könnte noch von einer oder mehreren ähnlichen Stufengruppen mit Schaufelkränzen und Umlaufkanälen umge ben sein, wobei .die Förderflüssigkeit nach Durchströmen des äussern Schaufel- und Um- laufkanalkranzes jeder Laufradseite aus -dem letzten Kanal 2a anstatt zur Druckleitung zum nächstfolgenden Kranz geleitet würde.
Es liesse sich hierdurch eine entsprechende Erhöhung der Stufenzahl und mithin des Druckes erzielen.
multistage centrifugal pump. The present invention relates to a multistage centrifugal pump and aims, on the one hand, to simplify the construction of such pumps, in which previously a special impeller with associated stator had to be provided for each stage, and, on the other hand, to reduce the weight and overall length.
This is achieved in the centrifugal pump according to the invention in that the rotor has an inner Sehaufelkranz forming the first stage on at least one side, from which the conveyed fluid flows through an annular space in a guide body assigned to the rotor in order to use this annular space from a to be fed to the outer blade ring of the rotor, which the conveying liquid flows through in several stages by being guided through lateral diversion channels of the guide body between the individual stages.
Thanks to this design you can get along with a single impeller in the rotor, which considerably simplifies the structure of both the fixed and the rotating part of the pump and reduces its weight accordingly, but in particular the moving A mass of the rotor is greatly reduced, eo that the The pump can be revved up and shut down more quickly.
The overall length of the pump in the axial direction can also be kept significantly smaller than the two previous designs with several adjacent step gears and since the flow path of the fluid in the pump is shortened as a result, the losses are reduced accordingly, so that a higher efficiency for the pump results.
Different versions are possible. After flowing through all stages, the pumped liquid can flow directly to the discharge nozzle; but it can also be the second or The outer blade ring can be surrounded by one or more further blade rings with assigned circulation channels in such a way that each of these blade rings in turn comprises several stages.
The impeller with the shaft forming the rotor can aufwei sen a single disc, in which on both sides -the arrangement described above is provided, but could also have two disks superimposed next to each other, which have the above arrangement on one or both sides can have, a common suction and pressure line is always provided for all blade systems.
If the above arrangement is only provided on one side of the impeller, it is advisable to provide means for absorbing the one-sided axial pressure that occurs. For this purpose, for example, a pressure ball bearing or a relief disc can be used, which is acted upon in a known manner by .the last stage removed pressurized water.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing, specifically showing: FIG. 1 a vertical axial section through the pump; FIG. 2 shows a vertical section through the two blade rings perpendicular to the plane of FIG. 1; Fig. 3 shows an interior view of a lateral guide ring, and Fig. 4 shows a section through the same along line IV-IV in Fig. 3;
Fig. 5 shows a vertical section through the pump housing, on the left half along line Vd-Vl and on the right side along line Vr-Vr in Fig. 6; Fig. 6 is a vertical axial section of the outer diaphragm; Fig. 7 shows a horizontal part section through the housing along line VII-VII in Fig. 5;
Fig. 8 shows a schematic Schnittfi gur of the pump, and Fig. 9 on a smaller scale a plan view of the same.
The housing of the pump provided in the drawing consists of two bearing shields 1.1 and a set between these outer -Leitkranz 2; like the whole pump, it is symmetrical. The rotor, which consists of the shaft 4 and the impeller 5, is in the end shields by means of stuffing boxes. 3 stored. The impeller has a single disc. It is keyed onto the shaft and secured against axial displacement by bushings 6.
The part of the impeller disk 5 directly adjoining the hub 5a has an inner blade ring 7 with blades 7b on each side and an outer blade ring 8 with blades 8b on each side on the outer, significantly thinner part 5b. The shape and inclination of the blades can be seen in FIG. 2, namely the blades 8b of the outer ring are significantly closer together than the blades 7b of the inner ring, so that the flow velocity in the former is correspondingly greater.
The blade rings are fastened to the impeller disc by means of riveted bolts 9 going through the blades. On both sides of the impeller, lateral guide rings 10 are inserted into the pump housing, which together with the outer guide ring 2 form the guide body.
The two guide rings 10 are offset on the outside so that annular spaces 11a remain free between them and the end shields 1, into which the suction lines 11 (FIGS. 5, 8 and 9) open.
Each lateral guide ring has a ring 10a on the inside (FIGS. 3 and 4) with which it covers the shoulder 5c of the impeller 5. Next to this ring loa extends, running along the latter, a slot which closes at the mouths of the flow-through spaces between the blades 7b and opens into a spiral annular channel 10b of the guide ring 10. From the ring channel 10b, a guide slot 1013 leads to the outer side of the ring 10a, where it opens opposite: the inlet of the flow spaces between the blades 8b.
Evenly distributed over the circumference lie in the outer guide ring 2 curved channel parts 2a, the configuration of which can be seen from FIG. 5, seen in the axial direction of the pump.
The flow cross section of these channel parts 2a widens in the axial direction from the inside to the outside; for this, their cross-sectional length, as can be seen from FIG. 6, is smaller at the outer, the outflow opening, than at the inner, the inflow opening, which adjoins the outer opening animal flow spaces between the blades 8b.
In addition, the outflow openings of these channel parts 2a are pushed ver compared to their inflow openings in the circumferential direction in the direction of rotation of the impeller, as shown in FIG. The outflow openings of the channel parts 2a are connected to channel parts 10d in each lateral guide ring 10 (FIGS. 1, 3 and 4), which first run parallel to the impeller plane and then are bent towards the outer blade ring and which,
together with the channel parts 2a form the diversion channels. These channels 10d are seen in the axial direction of the pump, (Fig. 3) also tends forward in the direction of rotation of the impeller and their inner openings open into slots 10e (Fig. 3 and 4) opposite the inflow openings of the flow spaces between the outer blades 8b from.
The channel 2a through which the water or another delivery liquid flows last passes directly into the associated pressure port 12 and both pressure ports 12 combine in a pressure line.
The path of the water in the described pump is as follows (Fig. 1 and 8) The water entering through the forked suction line in each annular space 11a (at a., Fig. 8) flows between the blades 7b of the inner blade ring ( at b, Fig. 8) to the annular space 10b and from there through the slot (at c, Fig. 8) lOc to the blades 8b of the outer blade ring 8,
from which it flows through that part which is opposite the slot <B> 100 </B>. From the upper exit side of the blade ring 9 the water flows through the. lateral circulation channel 2a, iodine (at d, e, Fig. 8) down again and exits through one of the peripheral slots 10e opposite the inner opening of the blade ring 8 to flow through the blade group forming the next step.
This game repeats itself (over <I> f, g, h, i, k, Z, m, </I> n, <I> o, p, </I> Fig. 8) constantly, with the water alternately flows through a circulation channel and a group of blades (each forming the next stage) until it finally emerges through the outlet slot 2a at q (Fig. 8) into the forked pressure line, in which it continues to flow at the desired high pressure .
Each annular space 11a could also be divided into two semicircular spaces connected in parallel, from which the blades of the inner blade ring 8 would be acted upon in two corresponding halves, where only half as much pressure as in the arrangement described, but for that would result in twice the delivery rate.
Since the design of the pump described is completely symmetrical with respect to the center plane of the impeller, there is no axial thrust on the shaft. The outer blade ring could also be surrounded by one or more similar step groups with blade rings and circulation channels, whereby after flowing through the outer blade and circulation channel ring on each impeller side, the pumped liquid would be directed from the last channel 2a to the next ring instead of to the pressure line.
A corresponding increase in the number of stages and therefore the pressure could be achieved in this way.