DE1912623A1

DE1912623A1 - Vorsatzlaeufer fuer eine Pumpe oder einen Verdichter

Info

Publication number: DE1912623A1
Application number: DE19691912623
Authority: DE
Inventors: Clive Jackson
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1968-03-12
Filing date: 1969-03-12
Publication date: 1969-10-09
Also published as: GB1257567A; US3504986A; FR2003743A1

Description

Dr. Ing. H Negendank * Dipl. Ing. H. Hsuck Dipl. Pl.ys. V.. Schmitz 8 München ί 5,; · ioertrfM Tel. 5380*8*

The Bendix Corporation

Fisher Building München, IX. März I969

Detroit, Michigan-, USA (Anwaltsakte M-646)

Vorsatzläufer für eine Pumpe oder einen Verdichter

Bti schnellaufenden Kreiselpumpen, die in einem großen Betriebsbereich bei niedrigem Einlaßdruck und/oder hohen Temperaturen arbeiten, ist es häufig erforderlich, Vorsatzläufer zu verwenden, die das Pumpenlaufrad mit einem Strömungsmittel versorgen, dessen Druck groß genug ist, um den Dampfdruck des Strömungsmittels zu überwinden.

Ein Vorsatzläufer, der in einem großen Betriebsbereioh bei hoher Drehzahl arbeiten muß, kann bei niedrigem Durchsatz einen Zustand zyklischer atrömungsinstabilität hervorrufen. Dies rührt daher, daß das Strömungsmittel stromaufwärts von der Vorsatzläufereintrittaebene in Drehung versetzt wird, wodurch ein zylindrischer Kern aus Dampf im Eintrittsbereich des Vorsatzläufers entstehen kann. In diesem hohlen Raum können erzwungene Radialschwingungen auftreten, deren Frequenz von der Konfiguration der Anlage

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abhängt. Die am Pumpenauslaß erzeugten Drucklmpulse können so heftig sein, daß die Anlage zerstört wird, wenn nicht "die Pumpen drehzahl verringert oder der Durchsatz vergrößert wird,; bis wieder ein stabiler Betriebszustand erreicht ist.

Dies gilt Insbesondere in denjenigen Fällen, In denen die Drehzahl des Vorsatzläufers proportional oder gleich der Pumpendr eilzahl ist, wie das beispielsweise bei Anwendungen in einem Flugzeugnachbrenner der Fall ist,, wo ein unabhängiger Antrieb des " Vorsatzläufers eine Gewichtsvergrößerung und/oder eine Verringerung der zur Verfugung stehenden Leistung bedeutet, -

Durch die Erfindung soll daher ein Vorsatzläufer geschaffen werden der diese Nachteile vermeidet. Dabei wird ausgegangen von einem Vorsatzläufer für eine Pumpe oder einen Verdichter mit einem In einem Hauptströmungskanal drehbar gelagerten Laufrad. Der Vorsatzläufer ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine gleitbar gelagerte Hülse mit einem das Laufrad umgebenden .Flansch der mit der den Hauptströmungskanal bildenden Viand in Reibunüseingriff steht, wobei die Hülse von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung gleitend bewegbar ist und von einer Feder in die erste Stellung gedrückt wird, während der Flansch der Hülse in einer Ausnehmung der Wand gleitbar gelagert ist und die Feder, die In dieser Ausnehmung, angeordnet ist, am Flansch d'er* Hülse- anliegt, mindestens einen KüefcstrÖmkanal mit einem stromabwärts vom Laufrad angeordneten Einlaß und einem stromaufwärts

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vom Laufrad angeordneten Auslaß, die beide in den Hauptströmungskanal münden, wobei der Einlaß in der ersten Stellung der Hülse . geschlossen ist, einen ersten Kanal, der den Hauptströmungskanal stromaufwärts vom Laufrad mit der Ausnehmung verbindet, wodurch der Flansch der Hülse in Richtung der Kraft der Feder mit Druck beaufschlagt wird, und einen zweiten Kanal, der den Hauptströmungskanal stromabwärts vom Laufrad mit der Ausnehmung verbindet, wodurch der Flansch der Hülse entgegen der Kraft der Feder mit Druck beaufschlagt und die Stellung des Flansches gesteuert wird.

Der erfindungsgemäße Vorsatzläufer sorgt für einen stabilen Betriebszustand der Pumpe in einem großen Durchsatzbereich, ohne da3 ein unabhängiger Antrieb für den Vorsatzläufer erforderlich ist. Erfindungsgemäß sind also stromaufwärts und stromabwärts vom Vorsatzläufer Mittel zum Messen eines Druckgradienten vorgesehen, die bei hohem Druck stromabwärts vom Vorsatzläufer anzeigen, daß der Durchsatz durch die Pumpe sehr gering ist; dieser hohe Druck wird dazu benutzt, einen Rückströmkanal zu öffnen, so dai3 Strömungsmittel von der stromabwärtigen Seite des Vorsatzläufers zur stromaufwärtigen Seite zurückströmen kann.

Anhand der einzigen Figur wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erüäutert.

Die Zeichnung zeigt eine schnell laufende Radialpumpe 10. Der Vorsatzläuferabschnitt 11 besteht aus schraubenförmigen Schaufelr 12, die auf einer Welle 14 gebildet sind, die Teil der Welle 16

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der Pumpe bildet.. Radialschaufeln 18 und 20 gehen strahlenförmig von der Welle 16 weg. Die Schaufeln 12 sind von einer gleitbaren Hülse 22 umgeben, durch die der Einlaß 24 eines Rückströmkanals 26 geöffnet oder geschlossen werden kann. Der Rückströmkanal 2β steht mit dem Hauptströmungskanal 34 an einer Stelle, die stromaufwärts von den Schaufeln 12 liegt, in Verbindung.

Die Hülse 22 weist einen Plansch 28 und eine Dichtung 30 auf, die in einer ringförmigen Ausnehmung 32 angeordnet sind. Der Kanal j6 verläuft von der Ausnehmung 32 zum Hauptströmungskanal 34, während der Kanal ^8 von der Ausnehmung 32 zu einer Stelle des Hauptströmungkanals 34 verläuft, die stromabwärts von den Schaufeln 12 liegt. Die Feder 4o ist derart vorgespannt, daß sie die Hülse 22 in ihre Schließstellung, in der sie den Einlaß 24 schließt, drückt.

Die Strömungseigenschaften des Vorsatzläufers sind derart, daß der Druck im Austrittsbereich des Vorsatzläufers größer als im Eintrittsbereich ist, und der Druck im Austrittsbereich des Vorsatzläufers ist außerdem umgekehrt proportional dem Strömungsdurchsatz durch den Vorsatzläufer.

Die Kanäle 36 und 38 sind dem Druckanstieg in den Schaufeln 12 ausgesetzt, und die Feder 40 übt auf den Flansch 28 eine solche Kraft aus, daß die Hülse 22 in ihrer Schließstellung bleibt, bis der im Austrittsbereich des Vorsatzläufers herrschende Druck einen Wert erreicht hat, der anzeigt^ daß der Durchsatz des Vorsatz-

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läufers den für den Vorsatzläufer kritischen Minimalwert hat. An dieser Stelle wird der Flansch 28 und die Hülse 22 entgegen der Vorspannung der Feder 40 durch den im Kanal j58 herrschenden Druck verschoben, und der Einlaß24 beginnt sich zu öffnen.

Wenn sich der Einlaß 24 öffnet, bewirkt der stromabwärts von den Schaufeln 12 herrschende statische Druck, daß Strömungsmittel in den Einlaß 24 eintritt und durch den Rückströmkanal 26 zurück in den Hauptströmungskanal 34 an eine Stelle oberhalb des Vorsatzläufers 11 strömt. Wenn sich das Ventil 22 zu öffnen beginnt, bleibt der Durchsatz des Vorsatzläufers 11 im wesentlichen konstant, während der Durchsatz der Pumpe weiter abnimmt. Bei einer bestimmten Kombination von Vorsatzläufer und Pumpe kann der Punkt bei dem das Rückströmen beginnt, derart gewählt werden, daß ein optimaler Kompromiß zwischen dem Energieverbrauch des Vorsatzläufers und dem durch das Bückströmen bedingten Temperaturanstieg geschlossen wird.

Claims

Patentanwalt· 1912823

Dr. ing. H Hegenden»

Dipl. Ing- H. Heuck
Dipl. Plr/s. W. Schmiti SisrWra*

Dp
iMUndhen iS^

T.I. 53805S4

The Bendix Corporation

Fisher Building München, 11.März I969

Detroit, Michigan, USA (Anwaltsakte M-646)

Patentansprüche

l) Vorsatzläufer für eine Pumpe oder einen Verdichter mit einem in einem HauptStrömungskanal drehbar gelagerten Laufrad,, gekennzeichnet durch eine gleitbar gelagerte Hülse (22) mit einem das Laufrad (12) umgebenden Flansch (28), der mit der den Hauptströmungskanal (j54) bildenden Wand in Reibungseingriff steht, wobei die Hülse (22) von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung gleitend bewegbar ist und von einer Feder (4o) in die erste Stellung gedrückt wird, während der Flansch der Hülse in einer Ausnehmung (32) der Wand gleitbar gelagert ist und die Feder (40), die in dieser Ausnehmung angeordnet ist, am Flansch der Hülse anliegt, mindestens, einen Rückströmkanal (26) mit einem stromabwärts vom Laufrad angeordneten Einlaß und einem stromaufwärts vom Laufrad-', an- geordneten Auslaß, die beide in den Haupfcgteömungskanal mün~

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den, wobei der Einlaß in der ersten Stellung der Hülse geschlossen ist, einen ersten Kanal (56), der den Hauptströmungskanal (JJ¹O stromaufwärts vom Laufrad mit der Ausnehmung (J2) verbindet, wodurch der !flansch (28) der Hülse in Richtung der Kraft der Feder mit Druck beaufschlagt wird, und einen zweiten Kanal (38), der den Hauptströmungskanal stromabwärts vom Laufrad mit der Ausnehmung verbindet, wodurch der Flansch (28) der Hülse entgegen der Kraft der Feder mit Druck beaufschlagt und die Stellung des Flansches gesteuert wird.
2. Vorsatzläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (10) bzw. der Verdichter eine Radialpumpe bzw. ein Radialverdichter ist.
3. Vorsatzläufer nach Anspruch 1 oder 2_S dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsdrehzahl des Laufrads (12) des Vorsatzläufers proportional der Betriebsdrelizahl der Pumpe (10) bzw. ü&b Verdichters ist.
4. Vorsatzläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (12) des Vorsatzläufers antriebsmäßig mit der Pumpe (10) bzw. dem Verdichter verbunden ist.

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