DE1063033B

DE1063033B - Two-stage centrifugal pump composed of standard parts of a single-stage series

Info

Publication number: DE1063033B
Application number: DEK19911A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Honold
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1953-10-23
Filing date: 1953-10-23
Publication date: 1959-08-06

Description

Aus Normteilen einer einstufigen Reihe zusammengesetzte zweistufige Kreiselpumpe Es ist im Kreiselpumpenbau bekannt, aus Wirtschaftlichkeitsgründen die wichtigsten Teile einstufiger Pumpen in genormten Serien herzustellen, d. h. Laufradaußendurchmesser und Stutzenlichtweiten bezüglich Förderhöhe und Fördermenge nach Normzahlen so zu staffeln, daß jeweils einige Typen der Reihe verschiedene Förderhöhen bei etwa gleicher Fördermenge bzw. gleicher Stutzenlichtweite erbringen. Bei der Aufstellung einer solchen Pumpenserie besteht die Forderung, einerseits einen möglichst großen Leistungsbereich mit möglichst wenig Pumpengrößen zu überdecken, andererseits keine zu große Durchmesserstaffelung der Laufräder zuzulassen, da eine solche sich auf den Wirkungsgradabfall in den sogenannten Abdrehbereichen, d. h. den Bereichen, wo Abweichungen von den vorgegebenen Betriebspunkten durch Abdrehen der Laufräder korrigiert werden, ungünstig auswirken würde. Für die Unterteilung von Förderhöhe und Fördermenge eines Leistungsfeldes nach Normzahlen hat sich erfahrungsgemäß die Zehnernormreihe mit dem Zehnersprung am günstigsten erwiesen, da ein Durchmessersprung von s:e3 1,26 der Forderung nach möglichst kleiner Pumpenzahl und nur geringem Wirkungsgradabfall in den Abdrehbereichen am besten gerecht wird.Two-stage centrifugal pump composed of standard parts of a single-stage series It is known in centrifugal pump construction to produce the most important parts of single-stage pumps in standardized series for reasons of economy, i.e. to stagger the impeller outer diameter and nozzle clearances with regard to delivery height and delivery rate according to standard numbers so that each type of the series has different delivery heights at about provide the same delivery rate or the same nozzle clearance. When setting up such a pump series, there is a requirement on the one hand to cover the largest possible performance range with as few pump sizes as possible, and on the other hand not to allow too large a graduated diameter of the impellers, since this affects the decrease in efficiency in the so-called calibration areas, i.e. the areas where deviations from the specified operating points are corrected by turning off the impellers, would have an unfavorable effect. For the subdivision of the delivery head and delivery volume of a performance field according to standard numbers, experience has shown that the standard ten series with the ten jump has proven itself proved to be the most favorable, as a diameter jump of s: e3 1.26 best meets the requirement for the smallest possible number of pumps and only a slight decrease in efficiency in the calibration areas.

Die Laufradaußendurchmesser für Spiralgehäusepumpen gleicher Stutzenlichtweiten werden somit bei der Aufstellung einer einstufigen Pumpenserie im Verhältnis 1': 1,26 gestaffelt. In bestimmten Betriebsfällen ist es nun zweckmäßig, an Stelle solcher einstufiger Pumpen mehrstufige Pumpen einzusetzen, da bei diesen die spezifische Drehzahl der einzelnen Laufräder und damit der Wirkungsgrad gegenüber einer für den gleichen Betriebsfall bemessenen einstufigen Pumpe nennenswert höher liegt.The impeller outer diameter for volute casing pumps with the same nozzle clearance When installing a single-stage pump series in a ratio of 1 ': 1.26 staggered. In certain operating cases it is now appropriate to replace such single-stage pumps to use multi-stage pumps, as the specific Speed of the individual impellers and thus the efficiency compared to one for the same operating case sized single-stage pump is significantly higher.

Mit der bekannten Anordnung mehrerer gleicher Laufräder bei mehrstufigen Kreiselpumpen ist jedoch bei Aufstellung einer Normreihe der für einstufige Kreiselpumpen günstige Förderhöhensprung nicht zu verwirklichen, da mehrere gleiche Räder nur ein ganzzahliges Vielfaches der Förderhöhe des einzelnen Rades bzw. der einstufigen Pumpe ergeben. In diesem Zusammenhang ist das sogenannte Baukastensystem gleicher Teile bekannt, nach welchem sich die bei Kreiselpumpen bekannte Q-H-Linie bei Mehrstufigkeit in der Förderhöhe um das i-fache bei konstanter Fördermenge verschiebt, wenn i die Stufenzahl bedeutet. Auch ist darüber hinaus ganz allgemein die Typisierung und Normung im Pumpenbau üblich, wobei jedoch immer die Verwendung gleicher Bauteile, auch bei Mehrstufigkeit, zugrunde liegt und sich somit keinerlei Erweiterungsmöglichkeit des Leistungsfeldes einer einstufigen Pumpenreihe in das Gebiet kleiner spezifischer Drehzahlen bei wirtschaftlichem Durchmessersprang der Laufräder bzw. wirtschaftlichem Förderhöhenspning bietet.With the known arrangement of several identical impellers in multi-stage Centrifugal pumps, however, is the one for single-stage centrifugal pumps when a standard series is drawn up favorable jump in head cannot be realized, since several wheels of the same type are only possible an integer multiple of the delivery head of the individual wheel or the single-stage Pump result. In this context, the so-called modular system is the same Parts known, according to which the Q-H line known in centrifugal pumps is in the case of multi-stage in the delivery head by i times at a constant delivery rate, if i the Number of stages means. In addition, the typing and Standardization is common in pump construction, although the same components are always used, even in the case of multi-level, it is based on and therefore no possibility of expansion of the power field of a single-stage series of pumps in the area of less specific Speeds with economical diameter jump of the impellers or economical Förderhöhenspning offers.

Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil bei zweistufigen Kreiselpumpen durch Verwendung einer Pumpe, die aus Bauteilen selbständig arbeitsfähiger einstufiger Kreiselpumpen zusammengesetzt ist, deren Förderhöhe bzw. Laufraddurchmesser bei etwa gleicher Fördermenge nach Normzahlen der Zehnernormreihe im Verhältnis von annähernd 1 : 1,26 aufeinanderfolgend gestaffelt sind, wobei gemäß der Erfindung für die zweite Stufe ein Laufrad der gleichen Normreihe, jedoch mit größerem Austrittsdurchmesser als dem des Laufrades der ersten Stufe gewählt und das Spiralgehäuse der ersten Stufe durch eine zur zweiten Stufe führende Leitvorrichtung ersetzt ist.The invention avoids this disadvantage in two-stage centrifugal pumps by using a pump, which is made up of components that are independently capable of working single-stage Centrifugal pumps is composed, their delivery head or impeller diameter at approximately the same delivery rate according to norm numbers of the ten-norm series in the ratio of approximately 1: 1.26 are successively staggered, according to the invention for the second stage an impeller of the same standard series, but with a larger outlet diameter chosen as that of the impeller of the first stage and the volute casing of the first Stage is replaced by a guide device leading to the second stage.

Mit einer derart kombinierten Pumpe, bei welcher also der Laufraddurchmesser der zweiten Stufe ungefähr das 1,26fache des Laufraddurchmessers der ersten Stufe beträgt bzw. welche aus einer einstufigen Fumpe mit einer in ihrer Förderhöhe gemäß der Normzalt11,26 gestuften Kennlinie als ersten Stufe und aus einer zweiten einstufigen Pumpe als zweiten Stufe mit einer in der Förderhöhe gemäß der Normzahl 1,26 gestuften nächsthöheren Kennlinie besteht, wird das nächsthöhere Leistungsfeld einer dritten einstufigen Pumpe erreicht, jedoch mit besserem Wirkungsgrad.With such a combined pump, in which the impeller diameter of the second stage approximately 1.26 times the impeller diameter of the first stage is or which from a single-stage pump with a head according to the Normzalt11,26 stepped characteristic as a first step and from a second single-step Pump as a second stage with a head stepped according to the standard number 1.26 next higher characteristic, the next higher power field becomes a third single-stage pump achieved, but with better efficiency.

Die zweistufige Pumpe nach der Erfindung ersetzt also eine einstufige Pumpe desselben Leistungsfeldes, welche einen entsprechend größeren Laufraddurchmesser haben müßte und damit außer einem schlechteren Wirkungsgrad auch eine weniger stabile Kennlinie hätte.The two-stage pump according to the invention thus replaces a single-stage Pump of the same power field, which has a correspondingly larger impeller diameter would have to have and thus, in addition to a poorer degree of efficiency, also a less stable one Would have characteristic.

Ein weiterer Vorteil der Pumpe nach der Erfindung besteht in einer weit besseren Einregulierungsmöglichkeit, welche sich dadurch ergibt, däß ein gegebenenfalls in, beschränktem Maße nötiges Abdrehen nur beim. Laufrad der zweiten Stufe, welche hierfür unempfindlicher ist, vorgenommen werden braucht, und zwar unter- Beibehaltung eines immer noch besseren Wirkungsgrades als bei einer eistufigen Einheitskreiselpumpe desselben Leistungsfeldes; Des weiteren ergibt sich bei der Pumpe gemäß der Erfindung eine kleinere Typenzahl *an Gnßteilen und damit wesentlich geringere Lagerhaltungskosten.Another advantage of the pump according to the invention is one far better adjustment options, which results from that twisting, which may be necessary to a limited extent, is only possible during. Wheel the second stage, which is less sensitive to this, needs to be carried out, and while still maintaining an efficiency that is still better than that of one single stage centrifugal pump of the same power range; Furthermore it results in the pump according to the invention a smaller number of types * of fittings and thus significantly lower storage costs.

Abb. 1 zeigt ein vorgegebenes Leistungsfeld, auf dem die Leistungsdaten einer nach Normzahlen aufgebauten einstufigen Kreiselpumpenreihe aufgetragen sind. Auf Vertikalen liegen Pumpen gleicher Stutzenlichtweite, auf Horizontalen liegen die Pumpen gleichen Laufraddurchmessers und damit gleicher Förderhöhe .(die Änderung der Druckziffer mit der spezifischen Drehzahl ist hierbei vernachlässigt). Die Betriebspunkte besten Wirkungsgrades von Pumpen gleicher spezifischer Drehzahl liegen auf Geraden, deren Steigung 2/3 ist.Fig. 1 shows a given performance field on which the performance data a series of single-stage centrifugal pumps built according to standard numbers. Pumps with the same nozzle clearance lie on verticals and on horizontal ones the pumps of the same impeller diameter and thus the same delivery head (the change the pressure coefficient with the specific speed is neglected here). The operating points the best efficiency of pumps with the same specific speed are on straight lines, whose slope is 2/3.

Drei in Abb. 1 unmittelbar übereinanderliegende Pumpen haben die Förderhöhen Ho, Hl, H2 und die Laufraddurchmesser Do, Dl, D2. Für Normzahlen gilt die Gleichung wobei n die Zahl der Sprünge, i die Nummer des Sprunges ist, d. h., jede Normzahl geht aus der vorhergehenden durch Multiplikation mit dem Ausdruck hervor. Da die Laufraddurchmesser nach einer Normreihe gestuft sind, gilt Aus beiden Gleichungen ergibt sich Für H2 gilt analog: H2=Hl-x2=Ho-x4. Es soll nun die Förderhöhe H2 durch zwei Stufen erreicht werden. Dies verwirklicht man dadurch, daß die Laufräder D, und Dl hintereinandergeschaltet werden. Es soll sein 1,2 = Ho -I- HI Nach obigem ist dann Ho . x4 = Ho -I- Ho x2. Lösung für x: x4-x2-1=0, x = 1,27. Wie bereits dargelegt, ist die Zehnernormreihe, d. h. ein Sprung von für die Laufraddurchmesser günstig. Die Werte von x und x1 stimmen genügend genau überein, so daß für den Fäll der obigen Rechnung eine Pumpe, die aus dem Laufrad von Pumpe 0 in der ersten Stufe und denn Laufrad sowie Spiralgehäuse von Pumpe 1 in der zweiten Stufe besteht, denselbenBetriebspunkt erreichtwie eine Pumpet mit einem Laufraddurchmesser D2 und dazugehörigem Spiralgehäuse. Die Pumpe kann in der ersten Stufe auch ohne Leitapparat gebaut werden.Three pumps lying directly above one another in Fig. 1 have the delivery heads Ho, Hl, H2 and the impeller diameters Do, Dl, D2. The equation applies to standard numbers where n is the number of jumps, i is the number of the jump, ie each standard number is derived from the previous one by multiplication with the expression. Since the impeller diameter is based on a standard series are graded, applies From both equations we get The same applies to H2: H2 = Hl-x2 = Ho-x4. The head H2 should now be reached through two stages. This is achieved in that the wheels D, and Dl are connected in series. It should be 1,2 = Ho -I- HI According to the above then Ho. x4 = Ho -I- Ho x2. Solution for x: x4-x2-1 = 0, x = 1.27. As already stated, is the ten-norm series, that is, a jump from favorable for the impeller diameter. The values of x and x1 coincide sufficiently precisely that, for the case of the above calculation, a pump consisting of the impeller of pump 0 in the first stage and the impeller and volute casing of pump 1 in the second stage will reach the same operating point as one Pumps with an impeller diameter D2 and a corresponding volute casing. In the first stage, the pump can also be built without a distributor.

Abb:2 zeigt einen axialen Längsschnitt durch eine zweistufige Spiralgehäusepumpe, die gemäß der Erfindung aus Normteilen zweier"einstufiger Pumpen zusammengebaut ist, wobei die Normteile kreuzweise schraffiert sind. 1 ist die Laufradachse; 2 das Laufrad mit dem Durchmesser Do, 3 das Laufrad mit dem Durchmesser Dl, 4 das Spiralgehäuse, 5 ist der Saugdeckel der Pumpe und 6 der Leitapparat. _Fig: 2 shows an axial longitudinal section through a two-stage volute casing pump, assembled according to the invention from standard parts of two "single-stage pumps where the standard parts are cross-hatched. 1 is the wheel axle; 2 the impeller with the diameter Do, 3 the impeller with the diameter Dl, 4 the Volute casing, 5 is the suction cover of the pump and 6 is the diffuser. _

Claims

PATENT CLAIM: Two-stage centrifugal pump, which is made up of components independently working 'single-stage centrifugal pumps is composed, the delivery head or impeller diameter with approximately the same delivery rate according to standard numbers of the ten-standard series are successively staggered in the ratio of approximately 1: 1.26, thereby characterized that for the second stage an impeller of the same standard series, however selected a larger outlet diameter than that of the impeller of the first stage is, wherein the volute of the first stage through a leading to the second stage Guide device is replaced. Publications considered: Pfleiderer, centrifugal pumps, 1949, p.

2, paragraph 3; Haimerl, centrifugal pumps, 1949, pp. 114, 115; »Mechanical engineering«, September 1952, No. 6, pp. 243, 244; "Die Technik", 1951, No. 6, pp. 259 to 266; Prospectus No. 6438 from Sulzer, 1949, pp. 2, 4.