Als Arbeitsmaschine ausgebildete Strömungsmaschine. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf als Arbeitsmaschinen ausgebildete Strömungs maschinen, wie z. B. Pumpen, Gebläse, Kom pressoren, Flüssigkeitsgetriebe usw.
Die Erfindung ermöglicht es, bei derarti- rien Strömungsmaschinen, insbesondere bei Pumpen, den Wirkungsgrad zu erhöhen und dabei eine Konstruktion anzuwenden, die eine Vereinfachung in der Fabrikation und eine Verminderung von Gewicht und Raumbedarf er-ibt.
Die erfindungsgemässe Strömungsmaschine zeichnet sieh aus durch mindestens ein einen Schaufelkranz aufweisendes Rad, das einen zweiten Schaufelkranz trägt und auf einer Welle angeordnet ist, wobei der Eintritt des zweiten Schaufelkranzes in einem andern ra dialen Abstand von der Wellenachse angeord net ist, als derjenige des ersten Schaufel kranzes und die Zulaufrichtung zu den beiden Schaufelkränzen entgegengesetzt ist und fer ner, dass Mittel zwischen den beiden Schaufel kränzen zur Strömungsbeeinflussung vorge sehen sind.
Die Erfindung ist. nachstehend in einigen Ausführungsbeispielen an Hand der Fig. 1 bis 6 näher erläutert. Hierbei zeigen: Fisp.1 ein Rad eines Beispiels mit zwei Schaufelkränzen mit einander zugekehrten Zu strömungsöffnungen, Fig.2 ein Rad eines Beispiels mit zwei Schaufelkränzen, bei dem der getragene Schau felkranz zuerst beaufschlagt wird, Fig. 3 ein Rad eines Beispiels, bei dem der getragene Schaufelkranz auf der Kanalwand des Rades angeordnet ist, Fig. 4 ein Rad eines Beispiels mit radial übereinander angeordneten Axialkränzen,
Fig. 5 ein Rad eines Beispiels mit einem Axialschaufelkranz, Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel, aus einer zweistufigen Kreiselpumpe bestehend, im Längsschnitt.
Die Strömungsmaschine gemäss den Fig. 1 bis 5 weisen sämtlich mindestens ein Rad auf, das auf der Welle befestigt ist, also mit dieser zusammen rotiert und einen Schaufelkranz, sowie einen zweiten Schaufelkranz trägt.
In Pig.1 ist auf der Maschinenwelle 1 das Rad 2 befestigt, das einen Schaufelkranz 2' aufweist, der über die Eintrittsöffnung 3 be- a.ufschlagt wird. Das Rad trägt einen zweiten Schaufelkranz 5, der seinerseits in Gegenrich- tung beaufschlagt wird. Zwischen den beiden Schaufelkränzen ist das Leitrad 4 oder ein anderes, geeignetes, einen Druckanstieg bewir kendes klittel, etwa ein Diffusor oder der gleichen, vorhanden.
Dabei ist die Eintrittsöff- nung für den Schaufelkranz 5 in einem grö sseren radialen Abstand von der Achse 1' der Welle 1 als die Eintrittsöffnung 3 des Schaufel kranzes 2. Wie ersichtlich, verlaufen die Zu laufrichtungen zu den Schaufelkränzen ent gegengesetzt.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 wird da= gegen der Schaufelkranz 6, der vom Rad 2 getragen wird, zuerst über die Eintrittsöff- nung 3 beaufschlagt. Der Schaufelkranz 8 ist hier dem Schaufelkranz 6 nachgeschaltet und zwischen beiden Kränzen ist eine ortsfeste Leitvorrichtung 7 angeordnet.
Bei den beiden Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 ergibt sich also die Möglichkeit, zwischen den beiden Schaufelkränzen eine Drucksteigerung zu verwirklichen, durch An ordnung geeigneter Mittel 4, 7 zur Strömungs beeinflussung. Bekanntlich weisen Pumpen, Gebläse, Kompressoren usw. normaler Bauart als Hauptnachteil die Entstehung eines erheb lichen Achsschubes auf, was sogenannte Aus gleichlöcher in den Kreiselrädern erforderlich macht, sowie den Einbau von Ausgleichschei- ben, speziellen Lagern usw. Alle diese Vorrich tungen sind energetisch ungünstig und kraft verzehrend.
Bei den vorliegenden Anordnun gen wird dieser Nachteil dadurch vollständig vermieden, dass die beiden Schaufelkränze des Rades mit zueinander gegenläufigen Zuström- richtungen angeordnet werden. Daraus er geben sich axial gegeneinander gerichtete Achsschubkomponenten, die sich gegenseitig völlig kompensieren können. Ausgleichlöcher, Speziallager usw. sind hierbei überflüssig, der artige Strömungsmaschinen sind konstruktiv einfacher und billiger herstellbar. Auch arbei ten sie infolge des hierdurch erzielbaren Ener giegewinnes mit höherem Wirkungsgrad.
Um den Raum innerhalb des Rades, und zwar zwischen den beiden Schaufelkränzen hydraulisch möglichst vollkommen auszunüt zen, ist in Fig.3 als Mittel zur Strömungs beeinflussung ein mitlaufender Zentripetal- Schaufelkranz 12 vorgesehen.
Bei der vorliegenden Bauart von Strö- mim.gsmasehinen können die beiden Schaufel kränze des Rades sowohl solche des radialen, wie auch des axialen Systems sein oder ein zeln bzw. zusammen Kombinationen der bei den genannten Systeme bilden. Eine Aus führung mit einem Rad, das zwei axiale Schaufelkränze aufweist, zeigt die Fig. 4. Auf der Welle 1 ist hier das Rad mit dem Schau felkranz 13 axialer Bauart angebracht, wobei dieser Kranz über die Eingangsöffnung 3 be- aufschlagt und der zweite Schaufelkranz 14, ebenfalls axialer Bauart vom Rad getragen wird, wobei beide Kränze gegenläufig durch strömt werden.
Ein Rad mit einem ersten Schaufelkranz 15 axialer Bauart und einem zweiten Schaufelkranz 16 radialer Bauart zeigt die Fig. 5.
Bei Maschinen der vorliegenden Bauart kann der vom Rad getragene Schaufelkranz auch freilaufend auf dem. tragenden Rad und mit diesem nach Wahl kuppelbar sein, was sich dann als zweckmässig erweist, wenn be reits nach dem Primär-Sehaufelkranz eine Entnahme von Flüssigkeit oder Gas aus der Maschine erwünscht ist.
Räder der beschriebenen Ausführungen mit gegenläufig zueinander angeordneten Zu- strömöffnungen bieten auch den Vorteil, dass ein derartiges zweistufiges Rad fliegend auf einer -\fielle angeordnet werden kann. Dies er möglicht erhebliche CTewiehtsersparnisse, die bis zu 60 % gegenüber bekannten Konstruk tionen betragen können, sowie konstruktive und bauliche Vereinfachungen. Es kann auch je ein solches Rad an jedem Ende einer Welle fliegend angeordnet sein, wobei die Überlei tung vom ersten Rad zum zweiten Rad z. B. durch eine einfache Rohrleitung möglich ist.
Der Antrieb erfolgt hierbei beispielsweise über ein Getriebe, eine Riemenscheibe oder der gleichen, die zwischen den beiden Doppel rädern angeordnet ist.
Ferner ist die Hintereinanderschaltung einer beliebigen Zahl von solchen Rädern mög lich, wie z. B. bei der Herstellung von Multi- Stage-Pumpen erforderlich. Die Zuleitung der Flüssigkeit oder des Gases von einem Rad zum nächsten erfolgt dabei, ähnlich wie bei Multi- Stage-Pumpen bekannter Bauart. Im übrigen ist auch sogenannte doppelflutige Anordnung von solchen Rädern möglich, wobei der Zufluss zu den einzelnen Rädern sowohl axial einander zugekehrt, wie auch axial abgekehrt vonein ander angeordnet sein kann.
Die vorliegende Bauart von Strömungs maschinen lässt sieh natürlich auch sinngemäss auf solche mit Kreiselrädern anwenden, bei denen die Strömungskanäle oder der Laufrad- austritt zur örtlichen Beeinflussung der Strö mung verengt oder erweitert sind.
Die Fig.6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, rjämlieh eine zweistufige Kreiselpumpe, im Längsschnitt in schematischer Wiedergabe. Hierbei ist. ein Pumpenständer 21 beliebiger Ausführung vorgesehen, der die Lager 22 für die Laufradwelle 23 trägt und an dem das Gehäusehinterteil 24 mittels der Schrauben 25 befestigt ist.
Die Laufradwelle 23 ragt durch die Stopfbüchse 26 in das Pumpengehäuse hinein, das ausser dem tragenden Gehäuse hinterteil 24 noch aus einem an diesem mittels der Sehrauben 27 befestigten Gehäusemittel stück 28 besteht, das seinerseits mit den Schrauben 29 den Ausgangsstutzen 30 trägt.
Auf dem freien Ende der Laufradachse 23 ist das Rad 31 aufgekeilt und mittels der (\berwurfmutter 32 gesichert. Der Schaufel kranz 33 ist für axialen Wassereintritt aus dem Saugstutzen 30 in Pfeilrichtung und für radialen Wasseraustritt eingerichtet. Das Rad 31 ist eintrittsseitig mit einem rohrartigen Fortsatz 34 versehen, dessen Innendurchmes ser demjenigen des Ansaugstutzens 30 ange- passt ist und der auf seiner Aussenseite ein Gewinde 35 aufweist, das zur Befestigung des vom Rad 31 getragenen zweiten Schaufelkran zes 36 dient.
Der Fortsatz bildet den axialen Flüssigkeitseintritt und eine Fortsetzung des Ansaugstutzens des Pumpengehäuses. Er trägt auch den zweiten Schaufelkranz 37, in den das Wasser in axialer Richtung aus einem Um- kehrleitapparat 38, der einen Teil des Ge häusemittelstückes 28 bildet, eintritt. und in radialer Richtung in einen Spiralkanal 39 des Gehäusemittelstückes 28 austritt, um die Pumpe dann über den Austrittsstutzen 40 am Ende des Spiralkanals 39 zu verlassen.
Der Leitapparat 38 wird seinerseits aus dem Leit kanal 41 gespeist, der das aus dem Schaufel kranz 33 des Rades 31 radial austretende Was ser aufnimmt und im Gehäusehinterteil 24 vorgesehen ist. Der Teil 28 ist am Gehäuse hinterteil befestigt und trägt seinerseits den Gehäusevorderteil mit dem Ansaugstutzen.
Das Gehäusemittelstück 28, das den Urn- kehrleitapparat 38 und den Spiralkanal 39 enthält, kann leicht ausgewechselt und in seiner Ausgestaltung den jeweiligen Anfor derungen angepasst werden. Von Bedeutung ist aber, da.ss die Beaufschlagung des Sekun- där-Schaufelkranzes 37 axial erfolgt, aber in umgekehrter Richtung wie die axiale Beauf- schlagung des Primär-Schaufelkranzes 33, um eine Kompensation des Axialschubes zu bewir ken.
Der Leitkanal 41 im Gehäusehinterteil 24 wird jeweils der Gestaltung des Umkehrleit- apparates 38 angepasst und kann mit Leit- schaufeln versehen sein.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf zwei stufige Strömungsmaschinen ähnlich der in Fig. 6 dargestellten Bauart beschränkt. Viel mehr besteht eine einfache Möglichkeit für die Schaffung mehrstufiger Typen, indem der rohrartige Fortsatz 34 des Rades 31 entspre chend verlängert wird und als Träger weiterer Zwischenlaufräder dient. Das Gehäusemittel stück 28 wird dann mit einer entsprechenden Anzahl von Umkehrleitapparaten ausgerüstet oder auch in mehrere Teilstücke mit je einem Urnkehrleitapparat aufgeteilt.