Die Erfindung betrifft eine Schälpumpe mit im rotierenden Gehäuse stillstehendem Fangrohr, dessen Auffangkanal nahe dem inneren Umfang des Gehäuses angeordnet ist, zunächst im wesentlichen in Umfangsrichtung verläuft und nach einer Krümmung in einen radial zur Gehäusemitte führenden Druckkanal übergeht.
Schälpumpen der genannten Art sind bekannt; bei ihnen wird von einem feststehenden Fangrohr durch eine rotierende Gehäuseschale in Drehung versetztes Fördermedium im Bereich höchsten Druckes - d; h. möglichst nahe dem inneren Umfang des Gehäuses - aus dem rotierenden Förderstrom entnommen und durch einen radial nach innen führenden Druckkanal und ein in Achsrichtung nach aussen gerichtetes Druckrohr der weiteren Verwendung zugeführt. Da sich in derartigen Pumpen der Staudruck und der durch die Fliehkraft erzeugte Druck addieren, besitzen derartige Pumpen relativ zu einstufigen Kreiselpumpen hohe Druckzahlen; sie sind daher den Kreiselpumpen in bestimmten Fällen überlegen und werden vorwiegend für hohe Drücke, d. h. bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten, verwendet.
Um gute Wirkungsgrade zu erreichen, ist es notwendig, die Rückgewinnung im Fangrohr möglichst optimal zu gestalten.
Da vor allem die Umlenkung der Strömung um 90o in Richtung auf das Zentrum der Maschine bei hohen Geschwindigkeiten starke Druckverluste und damit Wirkungseinbussen bewirkt. ist es notwendig, die Strömung vor der Umlenkung möglichst weitgehend zu verzögern. Aus dem US-Patent 3 384 024 ist es daher bekannt, das Fangrohr, dessen Auffang öffnung bei früheren Konstruktionen unmittelbar vor Beginn der Umlenkstrecke angeordnet war, mit einem wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden Abschnitt des Auffangkanals zu versehen, ehe die Umlenkung in die radiale Richtung erfolgt. Diese Massnahme bringt keine Verbesserung des Wirkungsgrades, da auf dem relativ langen Abschnitt des Auffangkanals in Umfangsrichtung an der Aussen- und der Innenwand erhebliche Reibungsverluste auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine strömungsgerechte Gestaltung des Fangrohres den Wirkungsgrad bekannter Pumpen weiter zu verbessern. Gelöst wird diese Aufgabe bei Pumpen der eingangs genannten Art dadurch, dass der in Umfangsrichtung verlaufende Abschnitt des Auffangkanals als sich in Strömungsrichtung erweiternder Diffusor ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Geschwindigkeit des Fördermediums im Auffangkanal auf relativ kurzem Wege möglichst stark zu verzögern, ehe die Umlenkung des strömenden Mediums zum Zentrum der Maschine hin erfolgt.
Die Länge des in Umfangsrichtung weisenden Kanalabschnittes lässt sich verkürzen, wenn der Diffusor durch Einbauten mit in Strömungsrichtung verlaufenden Wänden unterteilt ist.
Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Schälpumpe in einem axialen Schnitt;
Fig. 2 ist der Schnitt II-II von Fig. 1;
Fig. 3 gibt den Schnitt III-III von Fig. 2 wieder;
Fig. 4 stellt eine weitere Ausführungsform des Auffangkanals dar, der mit Einbauten versehen ist, während die
Fig. 5-7 als Beispiele verschiedene Querschnitte des Kanals nach Fig. 4 zeigen.
Ein rotierendes Gehäuse 1 (Fig. 1) der Pumpe sitzt an einer Antriebswelle 2, deren eines Lager angedeutet und mit 3 bezeichnet ist. Auf seiner von der Welle 2 abgewandten Seite ist das Gehäuse 1 durch einen Deckel 4 abgeschlossen. Dieser ist im Lager 5 abgestützt und umschliesst zwei nicht mitrotierende KanÅale 7 und 8, die konzentrisch zum Gehäuse 1 und zur Welle 2 angeordnet sind. Der Ringkanal 7 dient dabei als saugseitiger Zuführkanal für das Fördermedium; er endet in einem sich radial erstreckenden Ringraum 9 des Gehäuses 1, der durch eine bis nahe an den äusseren Umfang des Gehäuses 1 reichende Trennwand 10 von dem Hauptraum des Gehäuseinneren abgetrennt und mit radialen Rippen 17 versehen ist.
Ein Dichtelement, beispielsweise eine Gleitringdichtung 6, dichtet den Zulaufkanal 7 bzw. den Ringraum 9 gegen die Atmosphäre ab.
Der Kanal 8 ist zentral im Ringkanal 7 angeordnet und dient als Druckrohr für das Medium; er entspringt in einem im Zentrum des Gehäuses 1 befindlichen Druckraum 11, dem das auf Druck gebrachte Fördermittel durch einen Druckkanal 14 im Inneren eines Fangrohres 12 zufliesst. Am äusseren Ende des Fangrohres 12 ist im Bereich des höchsten Druckes ein Auffangkanal 13 vorgesehen, der im wesentlichen in Umfangsrichtung verläuft; erfindungsgemäss weist der Auffangkanal 13 die Form eines sich in Strömungsrichtung erweiternden Diffusors auf. Der Diffusor 13, dessen Austrittsquerschnitt F2 beispielweise bis zum Zehnfachen seines Eintrittsquerschnittes Fi betragen kann, besitzt eine Länge L, ehe er über die Krümmung 16 in den radial nach innen führenden und im Druckraum 11 endenden Kanal 14 übergeht.
Diffusor 13 und Fangrohr 12 sind feststehend im Gehäuse 1 angeordnet; da ihre Aussenseiten von dem mit dem Gehäuse rotierenden Fördermedium umströmt werden, sind die äusseren Formen in bekannter Weise stromlinienförmig (Fig. 3), um die Strömungsverluste klein zu halten.
Um die wirksame Länge des Diffusors 13, die vorteilhafterweise bis zum Zwanzigfachen des hydraulischen Durchmessers - der bekanntlich als das Verhältnis Querschnittsfläche/ Umfang eines Strömungskanals definiert ist - beträgt, verkürzen zu können, können im Auffangkanal oder Diffusor 13 Einbauten 15 (Fig. 4) vorgesehen sein, die in Strömungsrichtung verlaufende Wände besitzen und durch die in bekannter Weise der hydraulische Durchmesser vergrössert wird. Der Diffusor 13 kann einen beliebigen Querschnitt aufweisen; so ist es möglich, wie in Fig. 5-7 gezeigt, diesen Querschnitt kreisförmig, quadratisch oder rechteckig auszuführen. Selbstverständlich ist der Querschnitt des Diffusors nicht auf die in den Figuren gezeigten Möglichkeiten beschränkt.
PATENTANSPRUCH
Schälpumpe mit im rotierenden Gehäuse stillstehendem Fangrohr, dessen Auffangkanal nahe dem inneren Umfang des Gehäuses angeordnet ist, zunächst im wesentlichen in Umfangsrichtung verläuft und nach einer Krümmung in einen radial zur Gehäusemitte führenden Druckkanal übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass der in Umfangsrichtung verlaufende Abschnitt des Auffangkanals (13) als sich in Strömungsrichtung erweiternder Diffusor ausgebildet ist.
UNTERANSPRUCH
Schälpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (13) durch Einbauten (15) mit in Strömungsrichtung verlaufenden Wänden unterteilt ist.
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The invention relates to a skiving pump with a collecting pipe stationary in the rotating housing, the collecting channel of which is arranged near the inner circumference of the housing, initially runs essentially in the circumferential direction and, after a bend, merges into a pressure channel leading radially to the center of the housing.
Peeling pumps of the type mentioned are known; With them, the conveying medium set in rotation in the area of highest pressure - d; H. as close as possible to the inner circumference of the housing - taken from the rotating conveying flow and supplied for further use through a pressure channel leading radially inwards and a pressure pipe directed outwards in the axial direction. Since the dynamic pressure and the pressure generated by the centrifugal force add up in such pumps, such pumps have high pressure numbers relative to single-stage centrifugal pumps; they are therefore superior to centrifugal pumps in certain cases and are mainly used for high pressures, i.e. H. used at high peripheral speeds.
In order to achieve good efficiency, it is necessary to make the recovery in the catch pipe as optimal as possible.
Since, above all, the deflection of the flow by 90o towards the center of the machine at high speeds causes severe pressure losses and thus a loss of effectiveness. it is necessary to delay the flow as much as possible before the diversion. From US Pat. No. 3,384,024 it is therefore known to provide the collecting pipe, the collecting opening of which was arranged immediately before the beginning of the deflection path in earlier designs, with a substantially circumferential section of the collecting channel before it is deflected in the radial direction . This measure does not bring about any improvement in the efficiency, since considerable friction losses occur on the relatively long section of the collecting channel in the circumferential direction on the outer and inner walls.
The invention is based on the object of further improving the efficiency of known pumps through a flow-correct design of the catching tube. This object is achieved in pumps of the type mentioned at the outset in that the section of the collecting channel running in the circumferential direction is designed as a diffuser which widens in the direction of flow. In this way, it is possible to slow down the speed of the conveying medium in the collecting channel as much as possible over a relatively short distance before the flowing medium is deflected towards the center of the machine.
The length of the duct section pointing in the circumferential direction can be shortened if the diffuser is subdivided by internals with walls running in the direction of flow.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments.
Fig. 1 shows schematically a skiving pump in an axial section;
Fig. 2 is section II-II of Fig. 1;
Fig. 3 shows the section III-III of Fig. 2 again;
Fig. 4 shows a further embodiment of the collecting channel, which is provided with internals, while the
FIGS. 5-7 show various cross-sections of the channel according to FIG. 4 as examples.
A rotating housing 1 (FIG. 1) of the pump is seated on a drive shaft 2, one of which bearings is indicated and denoted by 3. On its side facing away from the shaft 2, the housing 1 is closed by a cover 4. This is supported in the bearing 5 and encloses two non-rotating channels 7 and 8, which are arranged concentrically to the housing 1 and to the shaft 2. The ring channel 7 serves as a suction-side feed channel for the conveyed medium; it ends in a radially extending annular space 9 of the housing 1, which is separated from the main space of the housing interior by a partition wall 10 reaching up to the outer circumference of the housing 1 and is provided with radial ribs 17.
A sealing element, for example a mechanical seal 6, seals the inlet channel 7 or the annular space 9 from the atmosphere.
The channel 8 is arranged centrally in the ring channel 7 and serves as a pressure pipe for the medium; it arises in a pressure chamber 11 located in the center of the housing 1, to which the pressurized conveying means flows through a pressure channel 14 inside a catching tube 12. At the outer end of the catching tube 12, in the region of the highest pressure, a collecting channel 13 is provided which runs essentially in the circumferential direction; According to the invention, the collecting channel 13 has the shape of a diffuser that widens in the direction of flow. The diffuser 13, the outlet cross section F2 of which can be up to ten times its inlet cross section Fi, for example, has a length L before it merges via the curve 16 into the channel 14 leading radially inward and ending in the pressure chamber 11.
Diffuser 13 and catch tube 12 are fixedly arranged in housing 1; since the conveying medium rotating with the housing flows around their outer sides, the outer shapes are streamlined in a known manner (FIG. 3) in order to keep the flow losses small.
In order to be able to shorten the effective length of the diffuser 13, which is advantageously up to twenty times the hydraulic diameter - which is known to be the ratio of the cross-sectional area / circumference of a flow channel -, internals 15 (FIG. 4) can be provided in the collecting channel or diffuser 13 be which have walls running in the direction of flow and which increase the hydraulic diameter in a known manner. The diffuser 13 can have any cross section; so it is possible, as shown in Fig. 5-7, to make this cross-section circular, square or rectangular. Of course, the cross section of the diffuser is not limited to the options shown in the figures.
PATENT CLAIM
Skiving pump with a collecting pipe stationary in the rotating housing, the collecting channel of which is arranged near the inner circumference of the housing, initially runs essentially in the circumferential direction and, after a curve, merges into a pressure channel leading radially to the center of the housing, characterized in that the section of the collecting channel ( 13) is designed as a diffuser that widens in the direction of flow.
SUBClaim
Skiving pump according to claim, characterized in that the diffuser (13) is subdivided by internals (15) with walls running in the direction of flow.
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