DE219901C

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Publication number: DE219901C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 59 b. GRUPPECLASS 59 b. GROUP

(Stafford, Engl.).(Stafford, Engl.).

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. September 1906 ab.Patented in the German Empire on September 20, 1906.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schleuderpumpen für unzusammendrückbare Flüssigkeiten, bei denen eine Pumpe und eine Turbine hintereinandergeschaltet in einem Laufrade vereinigt sind, derart, daß der als Pumpe wirkende Teil des Laufrades die Flüssigkeit an den als Turbine wirkenden Teil abgibt und in letzterem eine Umwandlung eines Teiles der Geschwindigkeit der Flüssigkeit in mechanische Umdrehungsenergie stattfindet. Die Schleuderpumpe gemäß vorliegender Erfindung kennzeichnet sich wesentlich dadurch, daß zwischen dem als Pumpe wirkenden Laufradteil und dem als Turbine wirkenden und als Reaktionsrad ausgebildeten Laufradteil ein umlaufender Flüssigkeitsbehälter von bedeutendem Fassungsvermögen eingeschaltet ist. In diesem Behälter wird eine beträchtliche Flüssigkeitsmenge unter hohem und für verschiedene Leistung der Pumpe annähernd gleichbleibendem Druck erhalten. Die Flüssigkeit tritt unter diesem Druck durch kurze, verengte und nach rückwärts gerichtete Kanäle aus dem Behälter in ein festes Gehäuse beliebiger bekannter Bauart aus, in welchem die Geschwindigkeit in Druck umgewandelt wird.The present invention relates to centrifugal pumps for incompressible liquids, in which a pump and a turbine are connected in series and combined in one impeller are in such a way that the part of the impeller acting as a pump transfers the liquid to the as Turbine acting part emits and in the latter a conversion of part of the speed the liquid takes place in mechanical rotational energy. The centrifugal pump according to the present invention is essentially characterized in that between the as Pump acting impeller part and acting as a turbine and designed as a reaction wheel Impeller part a revolving liquid container of significant capacity is switched on. There is a considerable amount of liquid in this container high and approximately constant pressure for different pump outputs. The liquid enters under this pressure through short, narrowed and backward-facing Channels from the container into a solid housing of any known type, in which the speed is converted into pressure.

Der umlaufende Flüssigkeitsbehälter erhält vorteilhafterweise ein so großes Fassungsvermögen, als es die Größe des Laufrades zuläßt.The circulating liquid container advantageously has such a large capacity, than the size of the impeller allows.

Die Stirnwand des Laufrades ist mit einer Anzahl von kurzen, nach rückwärts gerichteten Düsen versehen, deren Gesamtquerschnitt an der engsten Stelle klein ist im Verhältnis zur Umfangsfläche des Flüssigkeitsbehälters, von dem die Düsen ausgehen.The front wall of the impeller has a number of short, rearward-facing ones Nozzles are provided, the total cross-section of which at the narrowest point is small in relation to the Circumferential surface of the liquid container from which the nozzles extend.

Da bei dieser Bauart des Laufrades die Geschwindigkeit der Flüssigkeit beim Eintritt in das Rad sofort verringert wird, ist es nicht erforderlich, die Flüssigkeit zu den Austrittsdüsen mittels glatter Schaufeln oder Flügel zu leiten. Es sind daher Schaufeln nur in dem Maße vorgesehen, als sie zur Aufnahme der eintretenden Flüssigkeit, ihrer Beförderung in den Fluss gkeitsbehälter und zu ihrer Mitnahme, d. i. zur Erteilung der Drehbewegung, erf orderlieh sind.Because with this type of impeller the speed of the liquid on entry in the wheel is reduced immediately, it is not necessary to bring the liquid to the outlet nozzles by means of smooth blades or vanes to direct. There are therefore blades only provided to the extent that they are used to accommodate the entering liquid, its transport into the liquid container and its removal, d. i. for granting the rotary movement are required.

Da das Laufrad nur aus einem trommel- oder faßförmigen Körper besteht, an dessen Umfang kurze Düsen ausgebildet sind, so kann dasselbe Laufrad für verschiedene Leistungen bei derselben Förderhöhe durch einfache Änderung des Düsenquerschnittes an der engsten Stelle brauchbar gemacht werden.Since the impeller consists only of a drum-shaped or barrel-shaped body, on its circumference short nozzles are formed, so the same impeller for different performances with the same Delivery head by simply changing the nozzle cross-section at the narrowest point be made useful.

Die mittels eines Laufrades gemäß vorliegender Erfindung erreichbare Selbstregelung der 55 Pumpe ermöglicht es, die Pumpe mit konstanter Geschwindigkeit mittels eines Elektromotors zu treiben. Die Pumpe arbeitet bei allen Förderhöhen, vom Maximum bis herunter auf Atmosphärendruck und selbst darunter, ohne daß eine Regelung des Motors nötig ist, oder eine Überlastung des Motors stattfindet, und zwar, ohne daß der Wirkungsgrad oder die Leistung der Pumpe verringert wird.The self-regulation of the 55th, which can be achieved by means of an impeller according to the present invention Pump enables the pump to be operated at a constant speed by means of an electric motor to drive. The pump works at all delivery heads, from maximum down to atmospheric pressure and even below that, without the need to regulate the motor or overload the motor, namely, without reducing the efficiency or the performance of the pump.

Die Selbstregelung der Pumpe wird durch die Schaulinien in Fig. 1 und 2 veranschaulicht,The self-regulation of the pump is illustrated by the visual lines in Fig. 1 and 2,

welche wirklichen Versuchen mit einer Pumpe entnommen sind, die bei konstanter Umlaufzahl auf verschiedenen Förderhöhen arbeitete. Aus den Linien geht hervor, daß für alle Förderhöhen unterhalb der normalen, d. h. der Förderhöhe, . für die die Pumpe gebaut wurde, und welche, wie die Linie zeigt, dem höchsten Nutzeffekt entspricht, im wesentlichen kein höherer Kraftverbrauch stattfand, daß sogar für die kleinerenwhich real tests have been taken with a pump that have a constant number of revolutions worked at different funding levels. The lines show that for all heads below normal, i.e. H. the head,. for whom the pump was built, and which ones, as the line shows, corresponds to the highest efficiency, essentially no higher power consumption that took place even for the smaller ones

ίο Förderhöhen der Kraftverbrauch abnimmt. Es ist auch zu erkennen, daß dieses Ergebnis nicht auf Kosten des Nutzeffektes erzielt wurde, sondern daß die Pumpe nicht nur für ihre normale Förderhöhe, sondern auch in weiten Grenzen darüber und darunter einen guten Nutzeffekt ergibt.ίο delivery heights the power consumption decreases. It it can also be seen that this result was not achieved at the expense of the efficiency, but that the pump is not only suitable for its normal head, but also within wide limits above and below it gives a good efficiency.

Fig. 3 und 4 sind ein Quer- bzw. Längsschnitt eines gemäß der Erfindung gebauten Laufrades. Die in der Mitte des Laufrades zugeführte Flüssigkeit wird von den Schaufeln C mitgenommen und mit abnehmender Geschwindigkeit und steigendem Druck in den Druckbehälter A gefördert, dessen Rauminhalt so groß wie möglich gemacht wird. Rings um den Behälter A stehen die Düsen B, deren Querschnitt sich beiderseits von dem kleinsten Querschnitt an vergrößert. Der kleinste Querschnitt kann auch nahe am Umfang des Behälters öder direkt in seinem Umfang liegen. Die Wände der Kammer A sind nach den Düsen hin schroff eingezogen. Da der Gesamtquerschnitt der Düsen an der engsten Stelle im Verhältnis zur Umfangsfläche des Behälters klein ist, so muß die Flüssigkeit aus den Düsen mit hoher Geschwindigkeit austreten.Figures 3 and 4 are cross and longitudinal sections, respectively, of an impeller constructed in accordance with the invention. The liquid supplied in the middle of the impeller is carried along by the blades C and conveyed with decreasing speed and increasing pressure into the pressure vessel A , the volume of which is made as large as possible. Around the container A there are nozzles B, the cross-section of which increases on both sides from the smallest cross-section. The smallest cross section can also be close to the circumference of the container or directly in its circumference. The walls of chamber A are steeply drawn in towards the nozzles. Since the total cross-section of the nozzles at the narrowest point is small in relation to the circumferential surface of the container, the liquid must emerge from the nozzles at high speed.

Zum Zwecke der bereits besprochenen selbsttätigen Regelung der Pumpe sind die Düsen B gegen den Umlaufssinn des Rades gerichtet; demnach st die Geschwindigkeit der austretenden Flüssigkeit in bezug auf das Gehäuse verhältnismäßig gering. Wenn in Fig. 3 α δ nach . Größe und Richtung die aus der Drehung mit dem Laufrad sich ergebende Tangentialgeschwindigkeit der Flüssigkeit bedeutet und α c die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit aus den Düsen B des Laufrades austritt, so wird die Resultierende α d, welche nach Größe und Richtung die Geschwindigkeit der Flüssigkeit unmittelbar nach dem Verlassen des Laufrades angibt, verhältnismäßig klein sein, und ihre Richtung wird annähernd radial zum Laufrad. Richtung und Größe der Resultierenden hängen natürlich von der Richtung und den Abmessungen der Düsen ab. Für gewöhnlich wird das Laufrad so berechnet, daß bei normaler Leistung der Pumpe die Geschwindigkeit a c annähernd halb so groß wie die Umfangsgeschwindigkeit des Rades ausfällt.For the purpose of the automatic control of the pump already discussed, the nozzles B are directed against the direction of rotation of the wheel; accordingly, the speed of the exiting liquid in relation to the housing is relatively low. If in Fig. 3 α δ after. Size and direction is the tangential speed of the liquid resulting from the rotation with the impeller and α c is the speed at which the liquid emerges from the nozzles B of the impeller, then the resultant is α d, which is the speed of the liquid according to size and direction immediately after leaving the impeller indicates to be relatively small, and its direction is approximately radial to the impeller. The direction and size of the resultant naturally depend on the direction and dimensions of the nozzles. Usually the impeller is calculated in such a way that with normal pump output the speed a c is approximately half as great as the peripheral speed of the wheel.

Da die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit im festen Gehäuse strömt, gering und trotz stark schwankender Förderhöhen annähernd gleich gerichtet bleibt, so ist es nicht nötig, die Leitschaufeln im Gehäuse dicht an den Umfang des Laufrades heranzurücken, vielmehr könnten diese Leitschaufeln um einen gewissen Betrag abstehen, ohne daß dadurch ihre Wirkung beeinträchtigt wird und ohne daß schädliche Wirbel- oder Wasserschläge eintreten.Because the speed at which the liquid flows in the solid housing is low and despite strongly fluctuating delivery heads remains approximately the same direction, so it is not necessary to move the guide vanes in the housing close to the circumference of the impeller, rather these guide vanes could protrude by a certain amount without thereby reducing their effect is impaired and without damaging eddy or water hammer occurring.

Die Möglichkeit, die Richtung und Größe der resultierenden Geschwindigkeit der austretenden Flüssigkeit zu bestimmen, welche durch den mit einer Anzahl kleiner Düsen versehenen Flüssigkeitsbehälter gegeben ist, erleichtert und vereinfacht in bisher unerreichter Weise die Konstruktion mehrstufiger Pumpen.The possibility of the direction and magnitude of the resulting speed of exiting Liquid to determine which one is provided with a number of small nozzles Liquid container is given, facilitates and simplifies in a previously unattainable way Construction of multi-stage pumps.

Claims

Patent claim:

Centrifugal pump for incompressible liquids with a pump and a turbine connected in series are combined in one impeller, thereby characterized in that between the impeller part acting as a pump and the turbine part designed as a reaction wheel Impeller a rotating liquid container is switched on, the capacity of which is considerably larger than the cross section of the outflow nozzles of the reaction wheel.

1 sheet of drawings.