DE102005060895B4

DE102005060895B4 - Kreiselpumpe zur Förderung heißer und/oder leicht ausgasender und/oder gasbeladener Medien

Info

Publication number: DE102005060895B4
Application number: DE200510060895
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Sander Andreas
Original assignee: Sero Pumpsystems GmbH
Current assignee: Sero Pumpsystems GmbH
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2025-12-21
Also published as: DE102005060895A1

Abstract

Kreiselpumpe (1) zur Förderung von heißen und/oder leicht ausgasenden und/oder gasbeladenen Medien, mit einer saugseitig angeordneten ersten normalsaugenden Kreiselpumpenstufe (25), einem axial auf der Höhe der horizontalen Pumpenwelle (16) liegenden Pumpensaugstutzen (2) und mindestens einer nachgeschalteten selbstansaugenden mit Hilfsflüssigkeit arbeitenden Seitenkanalpumpenstufe (26), wobei das Stufengehäuse (5) der Kreiselpumpenstufe (25) mit der Saugseite einer ersten Seitenkanalpumpenstufe (26) zu einem eine Zwischenstufe (28) aufnehmenden Bauteil zusammengefasst sind, so dass sich die Zwischenstufe (28) zwischen einem Kreiselrad (3) und einem Flügelrad (4) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenstufe (28) als ein eine axiale Spirale bildendes Leitrad (6) ausgebildet ist, und dass der Endquerschnitt (6b) der Spirale des Leitrades (6) direkt in den Eintritt des Flügelrades (4) der ersten Seitenkanalpumpenstufe (26) mündet, so dass das axial ausschüttende Kreiselrad (3) einen maximalen Vordruck vor der ersten Seitenkanalpumpenstufe (26) erzeugt, dass sich der Querschnitt des Leitrades (6) von einem Anfangsquerschnitt (6a) in Strömungsrichtung (6c) des Mediums...

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe zur Förderung von heißen und/oder leicht ausgasenden und/oder gasbeladenen Medien, mit einer saugseitig angeordneten ersten normalsaugenden Kreiselpumpenstufe, einem axial auf der Höhe der horizontalen Pumpenwelle liegenden Pumpensaugstutzen und mindestens einer nachgeschalteten selbstansaugenden mit Hilfsflüssigkeit arbeitenden Seitenkanalpumpenstufe, wobei das Stufengehäuse der Kreiselpumpenstufe mit der Saugseite einer ersten Seitenkanalpumpenstufe zu einem eine Zwischenstufe aufnehmenden Bauteil zusammengefasst sind, so dass sich die Zwischenstufe zwischen einem Kreiselrad und einem Flügelrad befindet.
Eine derartige Pumpe ist in der DE 888 207 beschrieben. Bei dieser Pumpe ist das Kreiselrad als Hauptförderelement und das Flügelrad als Hilfsförderelement ausgebildet. Die Zwischenstufe zwischen dem Kreiselrad und dem Flügelrad bildet mit einer zusätzlichen Trennwand einen Vorratsraum, in dem das Medium unkontrolliert rotiert. Die radialen Ausschüttungen des Mediums aus dem Kreiselrad und der Trennwand bewirken eine mehrfache Umlenkung des Mediums und dadurch einen großen Strömungsverlust. Insbesondere die undefinierte Strömung des Mediums in dem Vorratsraum und die undefinierten Umlenkungen des Mediums in die Seitenkanalpumpenstufe verringern den Wirkungsgrad der Gesamtpumpe.
Aus der CH 416 332 A ist eine Strömungsmaschine bekannt, die aus einer mehrstufigen Kreiselpumpe besteht. Zwischen den einzelnen Pumpenstufen sind schraubenflächenartige Formflächen vorgesehen. Eine Sammelkammer vor den Formflächen und eine Austrittskammer hinter den Formflächen verursachen mehrfache Umlenkungen der Förderflüssigkeit, die hohe Turbulenzen erzeugen und damit den Wirkungsgrad der Gesamtpumpe verschlechtern. Der Fachmann kann der Entgegenhaltung keinen Hinweis entnehmen, dass der Wirkungsgrad einer kombinierten Kreisel-Seitenkanal-Pumpe durch Übertragung der Pumpe nach der CH 416 332 A auf eine Pumpe nach DE 888 207 B verbessert wird.
Des weiteren ist es aus der DE 42 27 249 C2 bekannt, die Förderflüssigkeit auf dem Weg vom Saugstutzen zum Druckstutzen einen höheren Druck zu verleihen, so dass ein maximaler Druck der Flüssigkeit erst hinter der letzten Seitenkanalpumpenstufe ansteht. Eine Optimierung des NSPH-Wertes der Gesamtpumpe ist hier nicht gegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Nachteile der bekannten Pumpe zu vermeiden, den NPSH-Wert der Gesamtpumpe zu senken und den Wirkungsgrad der Gesamtpumpe bei einer einfacheren Konstruktion zu verbessern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Zwischenstufe als ein eine axiale Spirale bildendes Leitrad ausgebildet ist, und dass der Endquerschnitt der Spirale des Leitrades direkt in den Eintritt des Flügelrades der ersten Seitenkanalpumpenstufe mündet, so dass das axial ausschüttende Kreiselrad einen maximalen Vordruck vor der ersten Seitenkanalpumpenstufe erzeugt, dass sich der Querschnitt des Leitrades von einem Anfangsquerschnitt in Strömungsrichtung des Mediums bis zum Endquerschnitt stetig und gleichmäßig vergrößert, und dass die Austrittsöffnung des Leitrades ohne Querschnittssprung direkt in den Eintritt der ersten Seitenkanalstufe mündet.
Mit dieser Kombination werden die beiden hydraulischen Konzepte, Kreiselpumpenstufe und Seitenkanalpumpenstufe mit zwischengeschaltetem spiralförmigen Leitrad, optimal miteinander zu einer einfachen und hydraulisch widerstandsarmen Verbindung verbunden, wodurch die hydraulischen Verluste stark minimiert sind.
Die axiale Ausschüttung des Mediums direkt in das als axiale Spirale ausgebildete Leitrad mit einer zwangsgeführten Strömung des Mediums durch das Leitrad und einem direkten Eintritt in die Seitenkanalpumpenstufe bewirkt, dass die als Vorstufe arbeitende Kreiselpumpenstufe den NPSH-Wert der Gesamtpumpe absenkt. Die erfindungsgemäße Kombination verringert die Strömungsverluste und verbessert den Gesamtwirkungsgrad der Gesamtpumpe, was wiederum die benötigte Antriebsleistung verringert. Dadurch können die Antriebe gegenüber vergleichbaren Pumpen verkleinert werden.
Von einem unabhängigen Institut einer deutschen Technischen Universität wurde die erfindungsgemäße Kombination geprüft, vermessen und mit herkömmlichen Pumpen gleicher Bauart verglichen. Dabei wurde festge- stellt, dass bei der geprüften, erfindungsgemäßen Pumpe der NPSH-Wert wesentlich abgesenkt und der Wirkungsgrad deutlich verbessert wurde.
Wenn das Stufengehäuse der Kreiselpumpenstufe mit der Saugseite der Seitenkanalpumpenstufe zu einem Bauteil zusammengefasst ist, wird die Lagerhaltung der Einzel- und Ersatzteile verringert und die Montage der Pumpe vereinfacht. Ein Ausführungsbeispiel der Kreiselpumpe ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:
1 einen Längsschnitt durch die Kreiselpumpe und
2 einen Schnitt gemäß der Linie A-B in 1.
In der Kreiselpumpe 1 mit dem Pumpensaugstutzen 2 und der axialen Eintrittsöffnung 14 sowie dem Druckstutzen 22 ist die in Lagern 17 und 18 abgestützte Pumpenwelle 16 mit dem Anschluss 19 für den nicht dargestellten Pumpenmotor gelagert. Die Pumpenwelle 16 trägt einmal für die Kreiselpumpenstufe 25 ein vollbeaufschlagtes normalsaugendes Kreiselrad 3 als NPSH-Vorstufe und zum anderen die Flügelräder 4, 9 und 11 der Seitenkanalpumpenstufen 26. Das Kreiselrad 3 und das erste Flügelrad 4 sind in einem gemeinsamen Stufengehäuse 5 untergebracht. Mit 7, 10 und 13 sind die Seitenkanalgehäuse und
mit 8 und 12 die Stufenmäntel für die Seitenkanalpumpenstufen 26 bezeichnet. Die axiale Eintrittsöffnung 14 des Pumpensaugstutzens 2 weist einen Durchmesser auf, deren Durchmesser dem Saugmund 15 des Kreiselrades 3 entspricht. Im Anschluss an die Seitenkanalstufen 26 ist das Pumpendruckgehäuse 22 mit dem Fuß 27 vorgesehen. Das Gesamtgehäuse der Kreiselpumpe 1 ist mit Gehäusestützen 20 und 21 versehen.
Zwischen dem Kreiselrad 3 und dem ersten Flügelrad 4 ist als Zwischenstufe 28 ein gemeinsames Stufengehäuse 5 mit der Öffnung 23 für die Lagerung 17 vorgesehen, das ein als axiale Spirale ausgebildetes Leitrad 6 vorsieht, dessen Querschnitt sich vom Anfangsquerschnitt 6a in Strömungsrichtung 6c des Mediums bis zum Endquerschnitt 6b stetig und gleichmäßig vergrößert und dann direkt mit definierter, verlustarmer Umlenkung in die Austrittsöffnung 24 zum ersten Flügelrad 4 mündet. Infolge des sich stetig vergrößernden Querschnittes 6a bis 6b des Leitrades 6 verringert sich die Geschwindigkeit des Mediums, wodurch die Druck- und Geschwindigkeitsverhältnisse beim zwangsgeführten Eintritt in die Austrittsöffnung 24 optimal verbessert werden. Das bei 29 axial aus dem Kreiselrad 3 ausschüttende Medium strömt direkt in das Leitrad 6 und bewirkt einen strömungsgünstigen Übergang. Der Austrittsöffnung 24 des Leitrades 6 ist gleichzeitig Eintrittsquerschnitt in die erste Seitenkanalstufe 26. Mit der gleichmäßigen Strömung innerhalb des Leitrades 6 ohne wesentliche Umlenkungen in die Seitenkanalpumpenstufe 26 wird ebenfalls ein strömungsarmer Fluss des Mediums sichergestellt.

Claims

Kreiselpumpe (1) zur Förderung von heißen und/oder leicht ausgasenden und/oder gasbeladenen Medien, mit einer saugseitig angeordneten ersten normalsaugenden Kreiselpumpenstufe (25), einem axial auf der Höhe der horizontalen Pumpenwelle (16) liegenden Pumpensaugstutzen (2) und mindestens einer nachgeschalteten selbstansaugenden mit Hilfsflüssigkeit arbeitenden Seitenkanalpumpenstufe (26), wobei das Stufengehäuse (5) der Kreiselpumpenstufe (25) mit der Saugseite einer ersten Seitenkanalpumpenstufe (26) zu einem eine Zwischenstufe (28) aufnehmenden Bauteil zusammengefasst sind, so dass sich die Zwischenstufe (28) zwischen einem Kreiselrad (3) und einem Flügelrad (4) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenstufe (28) als ein eine axiale Spirale bildendes Leitrad (6) ausgebildet ist, und dass der Endquerschnitt (6b) der Spirale des Leitrades (6) direkt in den Eintritt des Flügelrades (4) der ersten Seitenkanalpumpenstufe (26) mündet, so dass das axial ausschüttende Kreiselrad (3) einen maximalen Vordruck vor der ersten Seitenkanalpumpenstufe (26) erzeugt, dass sich der Querschnitt des Leitrades (6) von einem Anfangsquerschnitt (6a) in Strömungsrichtung (6c) des Mediums bis zum Endquerschnitt (6b) stetig und gleichmäßig vergrößert und dass die Austrittsöffnung (24) des Leitrades (6) ohne Querschnittssprung direkt in den Eintritt der ersten Seitenkanalstufe (26) mündet.