Kreiselförderer für Gase und Flüssigkeiten Die Erfindung bezieht sich auf einen Krei- selförderer für Gase und Flüssigkeiten. Bei den bekannten Kreiselpumpen erfor dern höhere Druck- oder Saugleistungen, d.as heisst höhere Druckstufen - sei dies bei An- sauren aus dein Freien oder Fördern ins Freie - unverhältnismässig grosse. Abmessungen für die Pumpe.
Alls diesem Grunde sind. diese Pumpen für solche Fälle schlecht geeinet, in denen höhere Druck- oder Saugleistungen bei verhältnismässig geringer Fördermenge not wendig sind.
In, diesen Fällen erhält man eine überbemessene Pumpe mit, zu hohem Kraft- hed'arf, also eine unwirtschaftliche Arbeits- weise. Für manche dieser Zwecke könnte man Drehkolbenpumpen verwenden, die in der Lage sind, auch geringe Fördermenäen mit höheren Druck- oder Saugleistungen zu för- derri. Die Drellkolbenpumpen sind aber sehr versehleissempfindlieh,
was sie beschränkt ge- braueb_sfähig macht.
Die Erfindung soll ermöglichen. diese TAieke zu s.ehliessen und einen Kreiselförderer zli schaffen, der einmal bei höheren Druck oder Saugleistungen geringe Fördermengen liefert, daher für solche Fälle kleine Abmes sung en erhalten kann und einen geringen Raumbedarf hat, der zum andern aber a.ueli unempfindlich gegen Verschleiss ist.
Die Erfindung besteht darin, dass sich an die Stirnseiten mindestens eines, -finit das Ge- Iiiitise lind siele gegenseitig beinahe berühreil- den Schaufeln versehenen, axial durehstxöm- ten Laufrades konzentrisch angeordnete Ka näle mit in der Förderrichtung bei gleichem Durchmesser sieh änderndem Querschnitt an schliessen.
Während bei den in der Praxis bekannten Radial-Kreiselpumpen die Charakteristik so liegt, dass die Pumpe im geschlossenen Zustand (Fördermenge 0) den kleinsten Energiever brauch hat und im offenen Zustand (Förder menge > 0) den grössten, hat die Maschine nach der Erfindung die umgekehrte Cha rakteristik, nämlich die einer Kolbenpumpe oder einer Propellerpumpe,
das heisst sie hat im offenen Zustand den kleinsten Energiever brauch und im geschlossenen den grössten, wobei bei einer Kolbenpumpe bei der Förder menge 0 die SallgTentile geöffnet sind. Wird nämlich bei einer Kolbenpumpe der Entnahme querschnitt in steigendem Masse verkleinert, so steigt der Druck bei leicht abnehmender Fördermenge.
Das Produkt aus Fördervolu- men und Drilekd'ifferenz steigt gegen die För dermenge 0 an und. würde bei keinen Undiclit- heitsverlusten theoretisch den Wert oo err ei chen. Die Kreiselmaschine nach der Erfi.ndüng hat, also den Alübau und die Wirkungsweise einer Radial-Kreiselpumpe, jedbch die Cha rakteristik einer Kolbenpumpe.
Sie schliesst damit eine Lücke für diejenigen Anwendungs fälle, bei denen höhere Druck- oder Sauglei stungen bei geringen Fördermengen notwen dig sind, wie bei einer Kolbenpumpe, und auch eine Unempfindlichkeit gegen Verschleiss er- wünseht. ist, wie bei einer Kreiselpumpe.
3Ian hat früher schon einmal eine Kreisel pumpe in Vorschlag gebracht, die hinsichtliell der Ausbildung des Pumpengehäuses und der Anordnung des Laufrades , innerhalb dieses Gehäuses mit, der 3laschine nach der Erfin- dung vergleichbar ist. Ein wesentlicher und aussehla;gebender Unterschied besteht jedoch in der Ausbildung des Laufrades.
Das Lauf rad dieser bekannten Pumpe besitzt keine Schaufeln, sondern eine Anzahl quer ange brachter Durchgänge, die mit verhältnismässin, weitem Abstand voneinander angeordnet sind. Es erscheint unmöglich, mit, einer solchen An ordnung eine praktisch brauchbare Pumpe von genügender Leistung zu schaffen.
Noch weni- ger dürfte dies möglich sein bei Pumpen mit einem ähnlichen Pumpengehäuse und einem mit Flügeln oder Schaufeln besetzten Laufrad, die, mit. erheblichem Abstand voneinander angeordnet, mit beträchtlichem Spiel in ihrem Gehäuse arbeiten und daher nur eine geringe Leistun fl, aufweisen können. Demgegenüber be sitzt ein Laufrad bei der Maschine nach der Erfindung eine möglichst grosse Anzahl von Schaufeln, die dem zu leistenden Druck ent spricht, das heisst.
bei inögliehst hohem Druck ist die Anzahl der Schaufeln auch möglichst gross und ihr Abstand, voneinander möglichst eng. Da, prakt.iseh selbstverständlich eine niZig- liehst hohe Driiclzstufe erstrebt, wird, ist, dem- entsprechend: der Abstand der Schaufeln voll einander möglichst eng. Ausserdem arbeiten die Schaufeln mit geringem Spielraum inner halb ihres Gehäuses.
Die Schaufeln der so aus- -ebiideten Laufräder bearbeiten die Ober- fMehe des Fördergutes, indem die Schaufel kanten auf der Saugseite das Fördergut, z. B. die Luft, regelrecht abschneiden und die ab geschnittenen Teilchen des Fördergutes in dem gegenüberliegenden Druckkanal verdich ten. In der Zeichnung ist die Erfindung all zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt das Schema einer Pumpe mit drei Stufen, und zwar die Eintrittskanäle, die, Austrittskanäle und die Laufräder abge wickelt.
Fig. 2 ist ein Längsschnitt. dieser d.rei- stufigen Pumpe.
Fig. 3 zeigt. ebenfalls im Längsschnitt eine andere dreistufige Pumpe.
-V'ie aus Fig. 1 und ? ersichtlich ist, nimmt der Querschnitt. der Eintrittskanäle 1 vor dein Sehaufelra.d 3 in der Förderrielitung- in der gleichen Weise stetig ab, wie der Querschnitt der Austrittskanäle 2 in dieser Richtung hin ter dem Schaufelrad 3 stetig, zunimmt, wobei die Kanäle konzentri.seli angeordnet sind und der Durchmesser der Kanäle gleich bleibt.
Die Au.srit.tskanäle 2 besitzen ihren grössten Quer schnitt an ihrer Einmündungsstelle in den folgenden Eintrittskanal 1. All der Vbergangs- stelle 4, an der der jeweilige Austrittskanal '_' in den folgenden Eintrittskanal 1. übergeht, überdecken sieh vorteilhaft.
die Enden der Kanäle 1 und ? ein kurzes Stück parallel zu den Stirnseiten der Schaufelräder 3, wodurch der Schaufelspalt sä klein wie möglich gelial- teil -wird. Infolgedessen entsteht an dieser Stelle zwischen den ',#;
eliaufeli-ädern 3 und den Kanälen 1 und ? eine den Spaltverlust mög- lichst gering haltende und den hvdraulisehen Wirkungsgrad günstig- beeinflussende Ventil- wirkung. Die Kanäle l und ? erstrecken sieh also nahezu über den vollen Unifang- der )1Iaschine.
Die grundsätzliche Arbeitsweise der l@a- sehine ist nachstehend erläutert: Das im Ein trittskanal 1 befindliche Förde Mg Luft, Gras oder eine Flüssigkeit, nimmt entsprechend der Gestalt des Kanals ebenfalls K eilforin an und wird durch das umlaufende Schaufelrad 3 auf der Stirnseite des Rades abgrsehnitten. Der Unterdruck hinter jedem Schaufelrad 3 zieht dann. diesen Gas- oder Flüssigkeitsteil nach.
Die abgeschnittenen Gans- oder Flüssigkeits teile werden durch die Schaufeln des Schau felra.des 3 hinditrehgedrüelzt und beschleunigt und gelangen in den gegenfiberliecenden Austrittskanal 2, in. dem. sieh der vorher ;Ge- schilderte Vorgang wiederholt. Die Strömungs richtung ist. in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet.
Diese eigenartige Arbeits- und Wirkungsweise der Maschine führt zu ihrer bereits erwähnten Charakteristik, die, wie die Messversuche zei- ren, umgekehrt liegt wie bei den bekannten Kreiselpumpen.
Die Schaufeln 5 der Schaiüelräder 3 stehen annähernd rechtwinklig zu den anschliessenden. Kanälen 1 und 2. Das führt zu einer Schräg stellung der Schaufeln 5 zu den Laufrädern 3 bzw. deren Achse 20, die in Fig. 1 senkrecht zu den Laufrädern 3 verläuft und durel: sti-icliptlnktierte Linien angedeutet ist. Es hat sieh herauszestellt, däss sich dann besonders .ünstige Eigenschaften ergeben.
Die Schräg- stel'lung der Schaufeln 5 zu ihrem Laufrad 3 wirkt gleichsam als günstiger Schnittwinkel ziim Fördergut und' verbessert die erwähnte Sehneidwirkun- und damit die Leistung der 1'tinipe auch hinsichtlich der Fördermenge.
Eine weitere Verbesserung der Wirkung lässt sich erzielen, wenn die Kanten der Schaufeln :@ auf der Saugseite der Schaufelräder 3 in deren Laufrichtung abgebogen sind, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Diese Anordnung ver- ;ri-össert die Förderwirkung auf der Saugseite mid damit, eine Steigerung der Leistung.
Die Fig. 2 zeigt die Pumpe im Längs schnitt. Die Schaufelräder 3 sitzen auf der \Velle 6 zwischen den vorher erwähnten Ein tritts- und. Anstrittskanälen 1 bzw. 2. Das z@-lintl'erförmige Gehäuse der dreistufigen Uasehine besteht. aus den Deckeln 7 und den beiden Zwischenstücken B. Durch Einfügen weiterer Zwischenstücke 8 und Schaufelräder 3 können die Stufen der Pumpe beliebig er höht werden.
Jedes Schaufelrad 3 besteht. aus dem Radkörper 9 mit Schaufeln 5, die ge trennt. voneinander hergestellt sein können. F.5 ist. ferner, wie Fig. 2 und auch die nach folgend beschriebene Fig. 3 zeigen, die Pumpe durch Anbringen eines Flansches 10 unmittel bar an einen Motor 11 angeflanscht.
Die Schaufeln berühren das Gehäuse und einander beinahe, das heisst das Spiel zwischen dem Gehäuse und den Schaufeln ist klein, und die Schaufeln folgen einander in kleinem Ab stand.
In besonderer Ausgestaltung der Maschine haben beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zwei bena.ehbarte Schaufelräder 3 an ihrem äussern Nabenkranz gegeneinander gerichtete, die Schaufelräder 3 auf Abstand haltende Ver breiterungen 12, die miteinander eine die Welle einschliessende, zylinderförmige Abdich tung bilden. Hierbei ist der Radkörper 9 innerhalb der Schaufeln 5 dicker. Die Ver breiterungen 12 werden bis zum völligen Auf- einandersitzen und Abdichten gebracht.
Bei den Zwischenstücken 8 sind' daher die Ein- iind Aiiistrittskanäle 1 bzw. 2 nur bis zu diesen Verbreiterungen 12 ausgebildet. Der Spalt 13 zwischen den Ein- und Austrittskanälen 7. bzw. 2 und den Verbreiterungen 12 ist mög lichst klein gehalten.
Diese Verbreiterungen 12 können ferner an ihrem äussern Umfang mit. einem oder mehre ren Gewindegängen versehen sein, deren Stei gung umgekehrt zur Steigung der anschlie ssenden Kanäle 1 und' 2 verläuft. Hierdurch kann der Spaltverlust noch weiter verringert werden, denn durch diese der Steigung der Kanäle 1 und 2 ent.gegengerichteten Windun- gen werden etwa. durch den Spalt hindurch tretende Gase oder Flüssigkeiten wieder zu- rückgebracht.
Rotary conveyor for gases and liquids The invention relates to a rotary conveyor for gases and liquids. The known centrifugal pumps require higher pressure or suction capacities, i.e. higher pressure levels - be it for acids from the outdoors or pumping into the open - disproportionately large. Dimensions for the pump.
All for this reason. these pumps are badly suited for those cases in which higher pressure or suction capacities are necessary with a relatively low flow rate.
In these cases you get an overdimensioned pump with too high a power requirement, thus an uneconomical way of working. For some of these purposes, rotary lobe pumps could be used that are able to deliver small delivery volumes with higher pressure or suction capacities. However, the rotary piston pumps are very sensitive to wear and tear,
what makes them usable to a limited extent.
The invention is intended to enable. Close this range and create a centrifugal conveyor that delivers low flow rates at higher pressures or suction capacities, and can therefore have small dimensions for such cases and requires little space, but which is also insensitive to wear and tear .
The invention consists in that on the end faces of at least one axially thru-flow impeller with blades that are almost in contact with one another and which have concentrically arranged channels with a cross-section that changes in the conveying direction with the same diameter, adjoin the end faces .
While the characteristics of the radial centrifugal pumps known in practice are such that the pump consumes the lowest energy in the closed state (delivery rate 0) and the highest in the open state (delivery rate> 0), the machine according to the invention has the reverse characteristic, namely that of a piston pump or a propeller pump,
In other words, it has the lowest energy consumption when open and the highest when closed, whereby the Sallg valves are open when the delivery rate is 0 in a piston pump. If, in the case of a piston pump, the extraction cross-section is increasingly reduced, the pressure increases with a slightly decreasing delivery rate.
The product of the delivery volume and the Drilekd'iffer increases against the delivery rate 0 and. would theoretically reach the value oo with no loss of integrity. The centrifugal machine according to the invention, i.e. the aluminum construction and the mode of operation of a radial centrifugal pump, has, however, the characteristics of a piston pump.
It thus closes a gap for those applications in which higher pressure or suction capacities are necessary with low delivery rates, as in the case of a piston pump, and also insensitivity to wear and tear. is like a centrifugal pump.
3Ian has already proposed a centrifugal pump which, with regard to the design of the pump housing and the arrangement of the impeller, within this housing is comparable to the 3lachine according to the invention. An essential and significant difference, however, is the design of the impeller.
The impeller of this known pump has no blades, but a number of transversely placed passages which are arranged at a relatively large distance from each other. It seems impossible to create a practically useful pump of sufficient performance with such an arrangement.
This is likely to be even less possible in the case of pumps with a similar pump housing and an impeller equipped with vanes or vanes, those with. arranged at a considerable distance from each other, work with considerable play in their housing and therefore only a low Leistun fl can have. In contrast, an impeller sits in the machine according to the invention as large as possible number of blades, which corresponds to the pressure to be applied ent, that is.
with the highest possible pressure, the number of blades is also as large as possible and their distance from one another as close as possible. Since, in practice, of course, the aim is to achieve a low pressure level, the distance between the blades is, accordingly, as close as possible. In addition, the blades work with little clearance within their housing.
The blades of the impellers formed in this way work on the upper surface of the material to be conveyed, in that the blade edges the material to be conveyed on the suction side, e.g. B. the air, cut properly and th from the cut particles of the conveyed material in the opposite pressure channel condense. In the drawing, the invention is illustrated in all two embodiments.
Fig. 1 shows the scheme of a pump with three stages, namely the inlet channels, the outlet channels and the wheels abge.
Fig. 2 is a longitudinal section. this three-stage pump.
Fig. 3 shows. Another three-stage pump also in longitudinal section.
-V'ie from Fig. 1 and? can be seen, the cross-section increases. of the inlet channels 1 in front of your Sehaufelra.d 3 in the Förderrielitung- in the same way as the cross-section of the outlet channels 2 in this direction behind the paddle wheel 3 steadily increases, the channels are arranged concentri.seli and the diameter of the Channels remains the same.
The outer channels 2 have their largest cross-section at their point of confluence with the following inlet channel 1. All of the transition point 4 at which the respective outlet channel '_' merges into the following inlet channel 1 are advantageously covered.
the ends of channels 1 and? a short distance parallel to the end faces of the paddle wheels 3, as a result of which the paddle gap is small as possible. As a result, between the ', #;
eliaufeli-äder 3 and channels 1 and? a valve action that keeps the gap loss as small as possible and has a beneficial effect on the hydraulic efficiency. The channels l and? thus extend almost over the full uni-catcher) machine.
The basic mode of operation of the l @ a- sehine is explained below: The feed Mg air, grass or a liquid located in the inlet channel 1 also assumes a wedge shape according to the shape of the channel and is driven by the rotating paddle wheel 3 on the face of the wheel dismiss. The negative pressure behind each paddle wheel 3 then pulls. this gas or liquid part after.
The cut goose or liquid parts are twisted and accelerated by the blades of the Schau felra.des 3 and get into the opposite outlet channel 2, in the. see the previously described process repeated. The flow direction is. indicated in Fig. 1 by arrows.
This peculiar way of working and functioning of the machine leads to the characteristics already mentioned, which, as the measurement experiments show, are the reverse of those of the known centrifugal pumps.
The blades 5 of the Schaiüelräder 3 are approximately at right angles to the adjacent ones. Channels 1 and 2. This leads to an inclined position of the blades 5 in relation to the impellers 3 or their axis 20, which in FIG. 1 runs perpendicular to the impellers 3 and is indicated by lines inscribed with sticks. It has shown that particularly favorable properties then result.
The inclination of the blades 5 in relation to their impeller 3 acts, as it were, as a favorable angle of intersection for the conveyed material and improves the mentioned cutting effect and thus the performance of the tine pipe also with regard to the delivery rate.
A further improvement in the effect can be achieved if the edges of the blades: @ are bent on the suction side of the blade wheels 3 in their running direction, as shown in FIG. 1. This arrangement increases the conveying effect on the suction side and thus increases the performance.
Fig. 2 shows the pump in longitudinal section. The paddle wheels 3 sit on the \ Velle 6 between the aforementioned entrance and. Inflow channels 1 or 2. The z @ -lintl'er-shaped housing of the three-stage Uasehine consists. from the covers 7 and the two spacers B. By inserting further spacers 8 and paddle wheels 3, the pump stages can be increased as desired.
Each paddle wheel 3 consists. from the wheel body 9 with blades 5, which separates ge. can be made from each other. F.5 is. Furthermore, as shown in FIG. 2 and also the FIG. 3 described below, the pump is flanged to a motor 11 by attaching a flange 10 immediately.
The blades almost touch the housing and each other, that is, the play between the housing and the blades is small, and the blades follow each other at a small distance.
In a special embodiment of the machine, in the embodiment of FIG. 3, two bena.ehbarte paddle wheels 3 on their outer hub rim directed against each other, the paddle wheels 3 spaced apart Ver widenings 12, which together form a shaft enclosing, cylindrical sealing device. Here, the wheel body 9 is thicker within the blades 5. The widenings 12 are brought to sit completely on top of one another and seal.
In the case of the intermediate pieces 8, the inlet channels 1 and 2 are therefore only formed up to these widenings 12. The gap 13 between the inlet and outlet channels 7 and 2 and the widenings 12 is kept as small as possible.
These widenings 12 can also have their outer circumference. one or more threads can be provided, the pitch of which is the reverse of the pitch of the subsequent channels 1 and 2. In this way, the gap loss can be reduced even further, because these turns, which are opposite to the slope of the channels 1 and 2, are approximately. gases or liquids passing through the gap are brought back again.