DE1728005B2

DE1728005B2 - Rotorkörper für Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE1728005B2
Application number: DE1728005A
Authority: DE
Inventors: John Lanfear Bulkington Scott-Scott; David John Bedworth Sweetland
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1967-08-11
Filing date: 1968-08-12
Publication date: 1974-04-04
Also published as: DE1728005A1; FR1576894A; DE1728005C3; GB1195993A; US3588266A

Description

mig ausgebildete Kavitationshohlräume erzeugen.

Bei einer Pumpe gemäß der Erfindung wird also

55 bewußt Kavitation in einem solchen Maße erzeugt,

Die Erfindung betrifft einen Rotorkörper zum ko- daß sich hinter den Stiften ein geschlossener, ringför-

axialen und drehfesten Anbau stromaufwärts an das miger Raum ausbildet, der dampferfüllt ist. Dieser

Laufrad einer Kreiselpumpe, die bei kleinen Ein- Kavitationsraum stromabwärts der Stifte stellt gewis-

trittswinkeln, einem geringen Saugdruck und hohen sermaßen eine Sperre dar und verhindert die strom-

Drehzahlen betrieben wird. 60 aufwärts gerichtete Rückbeeinflussung des Strö-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mungsmittels, so daß die Neigung der Strömung zur

Saugfähigkeit der Kreiselpumpe zu verbessern. Vorwirbelung oder Vorturbulenz, die eine weitere

Es ist bekannt, daß die Saugfähigkeit einer Pumpe Abnahme der ohnedies geringen Eintrittsenergie zur

durch die Erzeugung eines Vordralls der Strömung Folge hätte, entscheidend verringert wird. Gleichzei-

im Einlauf verbessert werden kann. Zur Drallerzeu- 65 tig übt der Kavitationsraum einen stabilisierenden

gung können feststehende Einbauten im Einlaßkanal Einfluß auf die Strömung durch das Laufrad aus.

dienen. Diese Maßnahme setzt voraus, daß ein aus- Insgesamt kann somit die erfindungsgemäße Pumpe

reichender dynamischer Druck im Einlaßkanal zur unter erschwerten Bedingungen bei extrem niedrigen

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Saugdrücken und gleichzeitig hohen Drehzahlen be- der federnd hinter den Rin_fe<vorsprung 12 des Bloktrieben werden. kes7 einschnappenden Ringlippe 10 erfolgt. Die Die Ausbildung des gewünschten Kavitationsrau- Laufradkappe 9 bildet im aufgesetzten Zustand zumes läßt sich gut mit zylindrisch geformten Bolzen sammen mit dem zylindrischen Block 7 mehrere Ta- oder Stiften erreichen, die zweckmäßig eine Länge 5 sehen, die im gleichen Abstand in Umfangsnchtung von mindestens 30 °/o der im Bereich der Stifte quer angeordnet sind und jeweils den erweiterten Fuß^" über die Strömung gemessenen Breite des Einlaßka- 13 eines zylindrisch ausgeführten Stiftes 14 aufnehnals besitzen. Vorteilhaft ist ein Verhältnis von men. Die Stifte 14 erstrecken sich von innen durch Länge zu Durchmesser zwischen 1 und 6. Die Stifte entsprechende Bohrungen in der Laufradkappe 9 sind im wesentlichen senkrecht zu den Tangenten an io hindurch und besitzen bei einer vorteilhaften Ausdie Umfangsfläche des Rotorkörpers ausgerichtet, sie führungsform der Erfindung eine über die Laufradkönnen aber auch in axialer oder Umfangsnchtung kappe hinausgehende wirksame Länge von mmdegeneigt angeordnet sein. Die Größe des Kavitations- stens 30 % der im Bereich der Stifte quer über die raumes läßt sich den gegebenen Bedingungen anpas- Strömung gemessenen Breite des stromaufwärts vor sen, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausführung*- 15 dem Einlaufbereich 15 des Laufrades 1 liegenden form der Erfindung die wirksame Länge der Stifte Einlaßkanals 5. In dem dargestellten Ausführungseinstellbar ist. beispiel sind vier in gleichem Abstand am Umfang

Bei den Kreiselpumpen des bekannten Typs wird des Rotorkörpers, d. h. der Lauf radkappe 9 befestigte der erfindungsgemäß mit Stiften versehene Rotorkör- Stifte 14 vorgesehen, selbstverständlich können auch per zweckmäßig durch die sich stromaufwärts er- ao mehr oder weniger Stifte am Umfang des Rotorkorstreckende Laufradkappe gebildet. Diese Laufrad- pers angeordnet werden.

kappe kann vorteilhaft vermittels einer federnd hin- In Fig.2 ist in perspektivischer Darstellung der

ter einem Ringvorsprung an dem Laufrad oder der Rotorkörper9 der Kreiselpumpe gemäß Fig. 1 ge-

Laufradwelle einschnappenden Ringlippe befestigt zeigt. Zu erkennen sind die aus dem Rotorkörper 9

sein, wobei sich die Stifte von innen durch entspre- a₅ herausragenden Stifte 14. Während des Betriebes der

chende Bohrungen in der Laufradkappe hindurch er- Kreiselpumpe erzeugen die Stifte 14 bei entspre-

strecken und mit erweiterten Fußteilen versehen chend geringem Saugdruck, z. B. in der Größenord-

sind, die zwischen der Laufradkappe und dem Lauf- nung von etwa 0,07 oder 0,14kp/cm² über dem

rad oder der Laufradwelle gehalten sind. Dampfdruck der zu pumpenden Flüssigkeit, und bei

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Er- so hohen Drehzahlen Kavitation, die in der Darstellung

findung an Hand der Zeichnungen näher beschrie- für jeden Stift 14 durch einen nachlaufenden Kavita-

ben. Es zeigt tionshohlraum 16 angedeutet ist Die Hohlräume

F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsge- sind zunächst schrauben- oder wendelförmig ausgemäße Kreiselpumpe, bildet, verflechten sich jedoch stromabwärts und

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung die Wir- 35 werden schließlich ineinander übergehen und sich zu

kungsweise des erfindungsgemäß mit Stiften ausgerü- einem geschlossenen, ringförmigen Kavitationsraum

steten Rotorkörpers. 17 vereinigen, der sich stromabwärts wenigstens bis

In dem Gehäuse 4 ist das Laufrad 3 vermittels der in den Einlaßbereich 15 des Laufrades 1 erstreckt.

Welle 2 und dem Lager 3 rotierbar angeordnet. Das Der Kavitationsraum 17 verhindert im wesentli-

Laufrad 1 fördert das Strömungsmittel von dem Ein- 40 chen eine stromaufwärts gerichtete Rückbeemflus-

laßkanal 5 in die ringförmige Kammer 6. sung des Strömungsmittels, vermeidet dadurch uner-

Auf das freie Ende der durch die Laufradnabe wünschte Turbulenz und Verwirbelung des Strohindurchgeführten Welle 2 ist ein zylindrischer mungsmittels vor dem Laufradeintritt und ermöglicht Block 7 aufgesetzt und vermittels einer Schraube 8 es, daß die erfindungsgemäße Kreiselpumpe auch ungehalten. Der Block 7 trägt die Laufradkappe 9, de- 45 ter erschwerten Bedingungen stabil betrieben werden ren Befestigung in zweckmäßiger Weise vermittels kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Verfügung steht, der zum Erzeugen eines merkbaren Patentansprüche: Dralls ausgenutzt werden kann, ohne daß dabei der Gesamtdruck der Strömung zu stark absinkt. Eine

1. Rotorkörper zum koaxialen und drehfesten solche Maßnahme verbietet sich aber, wenn der EinAnbau stromaufwärts an das Laufrad einer 5 trittsdruck bereits sehr gering ist und beispielsweise Kreiselpumpe, die bei kleinen Eintrittswinkeln, nur 0,07 oder 0,14kp/cm² über dem Dampfdruck einem geringen Saugdruck und hohen Drehzahlen des Strömungsmittels liegt Gemäß C. P f 1 e ι d e r e r, betrieben wird, dadurch gekennzeich- »Die Kreiselpumpen«, 5. Auflage, S. 200, wird net, daß der Rotorkörper (9) eine Mehrzahl daher vorgeschlagen, den Drall mit Hilfe des Laufravon auf seinem Umfang im Abstand voneinander io des zu erzeugen, um den Verlust an Stromungsenerangeordneten, in den Einlaßkanal (5) der Pumpe gie, die sonst hierfür aufgewendet werden muß, zu vorstehenden Stiften (14) aufweist, die in ihrem verringern. Zu diesem Zweck ist es bekannt, die EinNachlauf schraubenförmig ausgebildete Kavita- laufwand des Rades in genügendem Abstand vom tionshohlräume (16) erzeugen. Schaufelkranz mit Einkerbungen oder Stiften zu ver-

2. Rotorkörper nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 sehen, durch die Tangentialkräfte zur Erzeugung des kennzeichnet, daß die Stifte (14) zylindrisch aus- Vordralls auf die Strömung übertragen werden,
gebildet sind. Aus der schweizerischen Patentschrift 426 496 ist

3. Rotorkörper nach Anspruch 2, dadurch ge- eine Vorpumpenvorriuhtung bekannt, vermittels der kennzeichnet, daß jeder Stift (14) eine Länee von ebenfalls eine tangential Beschleunigung auf dieEinmindestens 30 % der im Bereich der Stifte quer 20 trittsströmung ausgeübt und dabei gleichzeitig eine über die Strömung gemessenen Breite des Einlaß- Beruhigung der Strömung selbst erreicht wird. Die kanals (5) besitzt. Vorrichtung besteht aus mehreren Ringscheiben mit

4. Rotorkörper nach Anspruch 2 oder 3, da- zentraler öffnung, die im Abstand zueinander, kodurch gekennzeichnet, daß jeder Stift (14) ein axial und drehfest stromaufwärts an dem Laufrad beVerhältnis von Länge ?u Durchmesser zwischen 1 25 festigt sind, wodurch rotierende, ringförmige Zwi- und 6 aufweist. schenkanäle gebildet werden, durch die das durch die

5. Rotorkörper nach einem der vorhergehen- zentralen öffnungen einströmende Medium den Laufden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radschaufeln mit dem gewünschten Vordrall zuge-Rotorkörper durch eine sich stromaufwärts er- iührt wird. Diese Vorpumpenvorrichtung arbeitet bei streckende Laufradkappe (9) gegeben ist. 30 geringen Zulaufhöhen und hohen Drehzahlen kavita-

6. Rotorkörper nach Anspruch 5, dadurch ge- tionsfest.

kennzeichnet, daß die Laufradkappe (9) vermit- Aus der französischen Patentschrift 752 623 ist tels einer federnd hinter einen Ringvorsprung eine Vorschalteinrichtung bekannt, die aus profilier-(12) an dem Laufrad oder der Laufradwelle ein- ten, propellerähnlichen Flügeln besteht, die stromschnappenden Ringlippe (10) befestigt ist. 35 aufwärts vor dem Laufrad an der Verlängerung der

7. Rotorkörper nach Anspruch 2 und 6, da- Pumpenwelle befestigt sind und sich über die gedurch gekennzeichnet, daß sich die Stifte (14) sarnte Breite des Einlaßkanals erstrecken. Diese Vorvon innen durch eritsprechende Bohrungen in der richtung dürfte jedoch nur durch die damit erzwun-Laufradkappe (9) hindurch erstrecken und mit er- »ene Gleichrichterwirkung einen Vorteil bringen und weiterten Fußteilen (13) versehen sind, die zwi- 40 sich im Vergleich zu Kreiselpumpen radialer Bauart sehen der Laufradkappe und dem Laufrad oder ohne vorgeschaltetes Strömungsorgan mehr im Wi rder Laufradwelle gehalten sind. kungsgrad ais in der zulässigen Saughöhe auswirken

8. Rotorkörper nach einem der vorhergehen- Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe, die Saugden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fähigkeit einer unter den einleitend definierten BeStifte (14) im wesentlichen senkrecht zu den Tan- 45 dingungen arbeitenden Kreiselpumpe zu verbessern, genten an die Umfangsfläche des Rotorkörpers dadurch gelöst, daß ein stromaufwärts vor dem Lauf-(9) angeordnet sind. rad angeordneter Rotorkörper — das ist bei einer

9. Rotorkörper nach einem der vorhergehen- zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung die den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradkappe — mit mehreren auf seinem Umfang in den Einlaßkanal (5) sich erstreckende wirk- 50 im Abstand voneinander angeordneten Stiften versesame I^nge der Stifte (14) einstellbar ist. hen ist, die sich in den Einlaßkanal der Pumpe hinein erstrecken und in ihrem Nachlauf schraubenför-