DE203832C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 203832 KLASSE 59 b. GRUPPE L.

Bei Turbinen .ist es üblich und vollkommen berechtigt, an das Ende der Leitschaufel eine sogenannte »Parallelführung« anzuschließen, die die Arbeitsflüssigkeit mit Sicherheit gleich gerichtet dem Laufrade zuführen soll. Will man bei Zentrifugalpumpen (bzw. -geblasen) das Gleiche erzielen, so ist die Parallelführung an das Laufradende zu verlegen, und es sollte direkt der Teil der Leitschaufel, der bis jetzt

ίο der Parallelführung diente, ganz oder teilweise abgeschnitten und durch ein gleichwertiges Stück Laufschaufel ersetzt werden, das der Arbeitsflüssigkeit dieselbe Absolutbahn vorschreibt. Damit wäre dann für Zentrifugalpumpen (bzw. -gebläse) wie seither schon für Turbinen eine geordnete Strömung im Spalt erzwungen, die auf dem ganzen Umfang kongruent zur Schaufel verläuft.

Die Vorteile der neuen Laufradform sollen im folgenden entwickelt werden.

Wird bei einer Zentrifugalpumpe durch Drosseln des Stromes in der Druckleitung die Fördermenge Q bei unveränderter Umlaufszahl verringert, so verändert sich gleichzeitig die erreichbare Förderhöhe H. Die Kennlinie K der Maschine gibt für eine bestimmte Umlaufszahl die Beziehung zwischen Q und H wieder. Die Kennlinie pflegt mit wachsender Wassermenge zunächst etwas zu steigen und schließlich wieder zu fallen; ihr Gepräge wird in hohem Maße vom Verhältnis der Anlaufförderhöhe H₀ (bei der Fördermenge Q, O) zur normalen Förderhöhe abhängen.

Die Widerstandshöhe, die die Pumpe überwinden soll, setzt sich zusammen aus einer statischen Druckhöhe H₁ und den Strömungsverlusten H₂ ; die letzteren wachsen etwa proportional dem Quadrat der Fördermenge. Die Widerstandshöhe wird also im Verhältnis zur Fördermenge durch eine Parabel W dargestellt, deren Scheitel bei Q, 0 und H gleich der statischen Druckhöhe H₁ liegt, und deren Mittellinie die H-Achse ist. Der Schnitt der Kennlinie der Pumpe mit der Widerstandsparabel der Leitung gibt den Betriebszustand an, der sich bei der bestimmten Umlaufszahl einstellen wird. Damit die Maschine bei dieser normalen Umlaufszahl ohne Anwendung besonderer Hilfsmittel, wie Umlaufschieber, anspringt, muß die statische Förderhöhe kleiner sein als die erreichbare Anlaufförderhöhe. Diese Forderung ist beim Arbeiten gegen bloße Strömungswiderstände immer erfüllt; anders bei Maschinen, die wesentlich eine statische Förderhöhe zu überwinden haben, wie alle Zentrifugalpumpen. Für diese Maschinen läßt die Bedingung sich auch aussprechen: »Die normale Widerstandshöhe soll nicht höher als die Anlaufförderhöhe sein.« Denn die statische Druckhöhe, die immer kleiner als die Anlaufförderhöhe sein muß, ist ja hier auch nur wenig kleiner als die gesamte Widerstandshöhe. Die Anlaufförderhöhe hat sich bei vielen Versuchen mit Zentrifugalpumpen übereinstimmend als unabhängig von der Schaufelform und abhängig lediglich von der größten Umfangsgeschwindigkeit U₁ der Schaufeln erwiesen, und zwar "beträgt sie etwa —

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Die

Betriebsförderhöhe hängt dagegen von der Schaufelform in hohem Maße ab und kann in weiten Grenzen durch die Konstruktion be-

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liebig verändert werden. Sie muß jedoch mit Rücksicht auf die Betriebseigenschaften ins Verhältnis zur Anlaufförderhöhe gesetzt werden, und ist, wie oben gezeigt, für die große Klasse von Maschinen, die im wesentlichen gegen statischen Druck arbeiten, etwa gleich

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der Anlaufhöhe —— zu machen.

Das ist insofern unerwünscht, als damit

ίο dem Konstrukteur die sonst vorhandene Möglichkeit genommen wird, die in einem Laufrad im Betrieb erzielte Druckhöhe zu steigern, um dadurch die Nutzarbeit im Verhältnis zu den Spaltverlusten und den Wirbelverlusten in den Ringräumen zu beiden Seiten der Laufradteller zu vergrößern.

Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß bei unveränderter Schaufelform und unverändertem Durchmesser der Laufradteller die Laufschaufeln in den Leitapparat hinein verlängert werden.

Fig. 2 stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar. Die Laufschaufeln c sind über die seitlichen Teller α und b hinaus in den Leitapparat d verlängert. Der für die Anlaufförderhöhe maßgebende Halbmesser r_x ist dadurch vergrößert, und es steht nun nichts im Wege, auch die Form der Schaufeln c so zu wählen, daß die Betriebsförderhöhe hoch wird. Da an der Gestalt des Spaltes und der seitlichen Ringräume e und f nichts geändert ist, bleiben die Verluste trotz erhöhter Gesamtleistung unverändert, und der Wirkungsgrad wächst damit.

Diese Vorteile ergeben sich unabhängig von der Gestaltung der vorragenden Schaufelenden. Die Verwendung von Schaufelenden, die keine Arbeit übertragen, ergibt noch einige weitere Vorteile. Solche Schaufelenden können mit Vorteil die erste Strecke der feststehenden Leitschaufeln ersetzen; denn die Geschwindigkeit und somit auch die Reibung der Arbeitsfiüssigkeit relativ zu den rotierenden Schaufeln ist geringer als die absolute Geschwindigkeit, und der Übergang in das ruhende Rad erfolgt erst bei kleineren Geschwindigkeiten und nach vollkommener Gleichrichtung aller auf dem Umfang austretenden Flüssigkeitsstrahlen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Laufrad für Zentrifugalpumpen oder -gebläse, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradschaufeln (c) über die seitlichen Begrenzungswände (a, b) hinaus- und in den Leitapparat (ä) hineinragen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.