DE2238103A1

DE2238103A1 - CENTRIFUGAL IMPELLER

Info

Publication number: DE2238103A1
Application number: DE19722238103
Authority: DE
Inventors: Leonard Jay
Original assignee: Roy E Roth Co
Current assignee: Roy E Roth Co
Priority date: 1971-08-02
Filing date: 1972-08-02
Publication date: 1973-02-15
Also published as: IT961787B; JPS4825204A; AU4506672A; NL7210590A; GB1379115A; BE787094A; CH556973A; ES405423A1; CA964115A

Description

ROY E. ROTH COMPANY, 525 W,Fourth Street, Milan, Illinois/V.St.A.ROY E. ROTH COMPANY, 525 W, Fourth Street, Milan, Illinois / V.St.A.

Unser Zeichen; R 779Our sign; R 779

ZentrifugalschaufelradCentrifugal paddle wheel

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zentrifugalschaufelrad, welches in einer Flüssigkeitspumpe verwendet wird, mit der Flüssigkeiten gepumpt werden, deren Temperatur im Siedepunkt liegt oder in der Nähe des Siedepunktes, und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Zentrifugalschaufelräder, die zur Erhöhung des Druckes einer Flüssigkeit verwendet werden, deren Temperatur im Siedepunkt oder in der Nähe des Siedepunktes liegt.The invention relates to a centrifugal paddle wheel, which is used in a liquid pump with which liquids are pumped whose temperature is at the boiling point or near the boiling point, and in particular refers to the Invention on centrifugal paddle wheels, which are used to increase the pressure of a liquid, its temperature is at or near the boiling point.

Die Probleme, die beim Pumpen einer Flüssigkeit auftreten, deren Temperatur im Siedepunkt oder in der Nähe des Siedepunktes liegt, werden in der US-Patentanmeldung Serial No. 20 881 vom 19. März 1970 erörtert. In dieser Patentanmeldung wird eine neue verbesserte Zentrifugalschaufelrad-Verstärkerstufe beschrieben, die ganz wirksam die positive Netto-Saugdruckhöhe einer Pumpe erniedrigt. Die positive Netto-Saugdruckhöhe ist gleich der Summe der äusseren Kräfte minus des Dampfdruckes bei der Pumpensaugwirkuhg, Die positive Netto-Saugdruckhöhe ist deshalb im wesentlichen gleich der senkrechten Flüssigkeitshöhe oder der Druckhöhe für eine Flüssigkeit, die mit einer Temperatur des Siedepunktes gepumpt wird. Der minimale positive Netto-Saugdruckhöhenwert ein-The problems encountered when pumping a liquid whose temperature is at or near the boiling point, are disclosed in U.S. patent application serial no. 20 881 of March 19 Discussed in 1970. In this patent application a new improved centrifugal impeller booster stage is described which is entirely effectively lowers the positive net suction head of a pump. The positive net suction pressure level is equal to the sum of the external ones Forces minus the vapor pressure at the pump suction effect, the positive net suction pressure head is therefore essentially equal to the vertical liquid height or the pressure height for a liquid which is pumped at a temperature of the boiling point will. The minimum positive net suction head value

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zelner Pumpenmodelle ist ein wesentliches Kriterium zum Auswählen einer Pumpe zum Pumpen von Flüssigkeiten mit einer Temperatur des Siedepunktes oder in der Nähe des Siedepunktes.Individual pump models is an essential criterion for choosing a pump for pumping liquids with a temperature the boiling point or near the boiling point.

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Zentrifugalschaufelrad zu schaffen, welches derart gestaltet ist, daß es in einer Verstärkerstufe arbeiten kann und zwar so, daß es mit niedrigeren positiven Netto-Saugdruckhöhenwerten arbeitet, als es bisher möglich war.It is an object of the invention to provide a centrifugal paddle wheel which is designed to be used in a booster stage can operate in such a way that it operates with lower positive net suction head values than has previously been possible was.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein Zentrifugalschaufelrad zu schaffen, welches so gestaltet ist, daß mit diesem große Volumina einer Flüssigkeit gepumpt werden können, deren Temperatur sich im Siedepunkt und in der Nähe des Siedepunktes befindet, wobei die Flüssigkeit in eine zweite Pumpenstufe eingeführt wird, die eine große Drehzahl aufweist. .Another object of the invention is to provide a centrifugal paddle wheel which is designed to accommodate large volumes therewith a liquid can be pumped, the temperature of which is at and near the boiling point, wherein the liquid is introduced into a second pump stage which has a high speed. .

Erfindungsgemäß ist ein Zentrifugalschaufelrad so gestaltet, daß es an der Antriebswelle einer Pumpe montiert ist, um den Druck von Flüssigkeiten zu erhöhen, deren Temperatur im Siedepunkt liegen oder in der Nähe des Siedepunktes, wobei die Saugdruckhöhe nicht größer ist als ein Fuß. Dieses Schaufelrad weist zwei miteinander zusammenarbeitende Abschnitte auf, und zwar einen vorderen und einen hinteren Abschnitt, die in einem einteiligen Gehäuse miteinander verbunden sind. Der vordere Abschnitt ist in einem zylindrischen Körperabschnitt angeordnet, wobei eine axiale kreisförmige Bohrung vorgesehen ist, um einen Pumpeneinlaß am inneren Ende auszubilden. Der hintere Abschnitt weist einen Randabschnitt auf, der sich axial' vom zylindrischen Körperabschnitt aus erstreckt und der nach außen von diesem zylindrischen Körperabschnitt fort divergiert, wobei ein ringförmiger Abschnitt am äußeren Ende des Randabschnittes vorgesehen ist. Eine kreisförmige Platte, die senkrecht zur Zylinderachse des einstückigen Gehäuses verläuft, schließt das äußere Ende des hinteren Abschnittes undAccording to the invention, a centrifugal impeller is designed so that it is mounted on the drive shaft of a pump to increase the pressure of liquids whose temperature is at the boiling point or near the boiling point, with the suction head not exceeding a foot. This paddle wheel has two cooperating sections, namely a front and a rear section, which are in one piece Housing are interconnected. The front portion is arranged in a cylindrical body portion, one being axial circular bore is provided to form a pump inlet at the inner end. The rear portion has an edge portion which extends axially 'from the cylindrical body portion and which extends outward from this cylindrical body portion continues to diverge, with an annular portion being provided at the outer end of the edge portion. A circular one Plate, which is perpendicular to the cylinder axis of the one-piece housing, closes the outer end of the rear section and

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weist eine mittlere Bohrung auf, mit der das Schaufelrad an der Antriebswelle der Pumpe montiert wird. Eine Anzahl von im gleichen Abstand voneinander angeordneten radialen öffnungen ist im äußeren Randabschnitt vorgesehen und diese bilden Auslaßöffnungen für das Schaufelrad. Eine flache Schaufel ist axial in einer Spiralkonfiguration in der kreisförmigen Bohrung des vorderen Abschnittes angeordnet, um glatt und stoßfrei die Geschwindigkeit und den Druck der Flüssigkeiten zu erhöhen. Der hintere Abschnitt weist eine Anzahl von im gleichen Abstand voneinander angeordneten Schaufeln auf, die einen äußeren gekrümmten Abschnitt von konstanter axialer Breite haben und einen inneren gekrümmten Abschnitt, dessen axiale Breite von der Mitte der kreisförmigen Platte ausgehend allmählich zunimmt und zwar in einer nach außen, divergierenden Richtung zu den gegenüberliegenden Enden des äußeren gekrümmten Abschnittes hin. Jeder der äußeren gekrümmten Abschnitte weist ein erstes gebogenes oder gewölbtes Segment auf, welches mit dem äußeren Randabschnitt zusammenfällt und ein zweites gebogenes oder gewölbtes Segment, welches sich vom Ende des ersten gewölbten Segmentes aus nach innen erstreckt.has a central hole with which the impeller is mounted on the drive shaft of the pump. A number of in the same Spaced radial openings is in the outer Edge portion provided and these form outlet openings for the impeller. A flat vane is axially in a spiral configuration placed in the circular bore of the front section to smoothly and bump the speed and the To increase pressure of the fluids. The rear portion has a number of equidistantly spaced from one another Vanes on which have an outer curved section of constant have axial width and an inner curved portion, the axial width of which starting from the center of the circular plate gradually increasing in an outward, divergent direction towards the opposite ends of the outer curved Section. Each of the outer curved portions has a first curved or domed segment, which coincides with the outer edge portion and a second curved one or curved segment extending inward from the end of the first curved segment.

Ein Zentrifugalschaufelrad zur Erhöhung des Druckes von Flüssigkeiten, deren Temperaturen im Siedepunkt liegen oder in der Nähe des Siedepunktes weist erfindungsgemäß zwei aufeinanderfolgende Abschnitte auf, um glatt und stoßfrei den Druck der Flüssigkeit zu erhöhen. Der vordere Abschnitt ist in einem zylindrischen Körperteil ausgebildet, der eine axiale Bohrung aufweist und einen Flügel, der axial längs der Bohrung angeordnet ist. Der hintere Abschnitt weist einen Rand auf, der sich axial vom zylindrischen Körperabschnitt aus erstreckt und von diesem aus nach außen divergiert. Eine kreisförmige Platte schließt das äußere Ende des hinteren Abschnittes ab und weist eine mittlere öffnung auf, mit der das Schaufelrad an einer Antriebswelle einer Pumpe montiert wird. Eine Anzahl von im gleichen Abstand voneinander angeordneten Schaufeln ist im hinteren Abschnitt angeordnet und diese Schaufeln sind so geformt, daß sie glatt und stoßfrei denA centrifugal paddle wheel to increase the pressure of liquids, whose temperatures are at the boiling point or in the vicinity of the boiling point, according to the invention, has two successive ones Sections to smooth and bump the pressure of the liquid to increase. The front portion is formed in a cylindrical body part that has an axial bore and a wing disposed axially along the bore. The rear portion has an edge extending axially from the cylindrical Body portion extends from and diverges outward therefrom. A circular plate closes the outer one End of the rear section and has a central opening on, with which the impeller on a drive shaft of a pump is mounted. A number of equally spaced blades are arranged in the rear portion and these blades are shaped so that they are smooth and bump-free

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Druck der Flüssigkeit erhöhen. Auslaßöffnungen für das Schaufelrad sind zwischen der äußeren ürafangskante benachbarter Schaufeln vorgesehen.Increase the pressure of the liquid. Outlet openings for the paddle wheel are between the outer urethrust edge of adjacent blades intended.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es 2eigenThe invention is to be explained in the following description with reference to the figures of the drawing. Own it

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Zentrifugal-Turbinenpumpe, die ein erfindungsgemäßes Zentrifugalschaufelrad aufweist, 1 shows a longitudinal sectional view of a centrifugal turbine pump which has a centrifugal impeller according to the invention,

Fig. 2 eine Schnittansicht des Zentrifugalschaufelrades, genommen längs der Linie 2-2 der Fig. 1,FIG. 2 is a sectional view of the centrifugal paddle wheel taken along line 2-2 of FIG. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht des Zentrifugalschaufelrades, genommen länge der Linie 3-3 der Fig. 1 undFIG. 3 is a sectional view of the centrifugal paddle wheel, taken along the line 3-3 of FIG. 1 and

Fig. 4 eine Schnittansicht des Zentrifugalschaufelrades, genommen längs der Linie 4-4 der Fig. 2.Fig. 4 is a sectional view of the centrifugal impeller taken along the line 4-4 of FIG. 2.

In Fig. 1 ist eine Zentrifugal-Turbinenpumpe dargestellt, die ein Gehäuse 10 aufweist, wobei diese Pumpe an einem Rahmen 12 montiert ist. Ein Gehäusekopf 14 ist an einem Hauptgehäuseabschnitt 15 des Gehäuses 10 mittels einer Anzahl von Muttern 16 befestigt. Ein innerer Deckel 20 ist zwischen dem Hauptgehäuseabschnitt 15 und einer Gehäuseverlängerung 17 mittels Schrauben 18 befestigt.1 shows a centrifugal turbine pump which has a housing 10, this pump being mounted on a frame 12 is. A housing head 14 is on a main housing section 15 of the housing 10 by means of a number of nuts 16. An inner lid 20 is between the main housing portion 15 and a housing extension 17 attached by means of screws 18.

Eine Welle 22 ist drehbar in der Gehäuseverlängerung 17 gelagert. Ein Zentrifugalschaufelrad 21*und ein Turbinenschaufelrad 26 sind mittels Nuten oder Federn 28 und 30 an der Welle 22 befestigt und drehen sich mit dieser. Die Welle 22 ist drehbar im Gehäuseabschnitt 17 mittels eines Lagers 32 und eines Innenlagers 34 gelagert. Diese Lager werden über Fettmittel 36 und 38 geschmiert, Eine Einstellmutter 39 und eine Verriegelungsmutter 40 dienen zur positiven Einstellung der Wellen-Schaufelradbaugruppe.A shaft 22 is rotatably supported in the housing extension 17. A centrifugal impeller 21 * and a turbine impeller 26 are attached to the shaft 22 by means of grooves or springs 28 and 30 and rotate with it. The shaft 22 is rotatable in the housing section 17 supported by a bearing 32 and an inner bearing 34. These bearings are lubricated via grease agents 36 and 38, An adjusting nut 39 and a locking nut 40 are used for positive adjustment of the shaft impeller assembly.

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Eine innere Einstellhülse ^l ist in eine innere GehäusekappeAn inner adjustment sleeve ^ l is in an inner housing cap

43 eingeschraubt und wird mittels Madenschrauben 45 der Gehäusekappe 43 gehalten. Eine Feder 47 drückt gegen den äußeren Laufkranz 49 des Lagers 3**, um die Wellen-Schaufelradbaugruppe zum Verlängerungsende hin vorzuspannen. Eine Lippendichtung 51 ist vorgesehen, um das Lager gegen Schmutz und Flüssigkeiten zu schützen.43 and is screwed into the housing cap by means of grub screws 45 43 held. A spring 47 presses against the outer race 49 of the bearing 3 ** to the shaft impeller assembly for To pretension the extension end. A lip seal 51 is provided to protect the bearing against dirt and liquids protection.

Das Turbinenschaufelrad 26 weist Schaufeln 42 auf, die sich von beiden Seiten und vom Umfang her öffnen und die in einem KanalThe turbine impeller 26 has blades 42 which open from both sides and circumferentially and which are in a channel

44 arbeiten. Das Turbinenschaufelrad 26 rotiert zwischen inneren und äußeren Teilen 46 und 53, die mit den gegenüberliegenden Seiten des Schaufelrades 26 zusammenarbeiten, um Dichtungsoberflächen 48 zu bilden. Eine Wellenhülse 50 umgibt die Welle 22 und liegt gegen das innere Ende der Nabe 53 des Turbinenschaufelrades 26 an. Eine Stopfbüchse 56 ist zwischen der Welle 22 und dem inneren Deckel 20 angeordnet.44 work. The turbine blade wheel 26 rotates between inner and outer parts 46 and 53, which with the opposite Sides of the impeller 26 work together to form sealing surfaces 48. A shaft sleeve 50 surrounds the shaft 22 and rests against the inner end of the hub 53 of the turbine impeller 26. A stuffing box 56 is between the shaft 22 and the inner lid 20 is arranged.

Um die Verwendung verschiedener Dichtungen und/oder Dichtungspackungen zu ermöglichen, ist eine Hülse 50 zwischen dem Schaufelrad 26 und einer Wellenschulter angeordnet und arbeitet mit einer Mutter 76, einem Distanzstück 74 und dem Schaufelrad 72 zusammen, um die Mitte der Welle in einen Spannungszustand zu versetzen und die Hülse, die Schaufelräder, die Distanzstücke in einen Kompressionszustand. Es sind, keine Beilagscheiben zur Abdichtung an der Hülsen-Wellenschulterstoßstelle erforderlich, da eine gute Bearbeitung an der Wellenhülse und an der Wellenschulter zusammen mit einer hohen Spannungsbelastung ein Durchlecken von Flüssigkeiten oder Gasen an dieser Stoßstelle verhindern. Die dargestellte Dichtung ist eine abgeglichene Dichtung, jedoch können andere Dichtungen oder Packungen verwendet werden.To enable the use of different seals and / or seal packings, a sleeve 50 is between the impeller 26 and a shaft shoulder and works with a nut 76, a spacer 74 and the paddle wheel 72 together to put the center of the shaft in a state of tension put and the sleeve, the paddle wheels, the spacers in a state of compression. There are, no washers for Sealing at the sleeve-shaft shoulder joint is required because the shaft sleeve and the shaft shoulder are well machined together with a high voltage load, prevent liquids or gases from leaking at this joint. The seal shown is a balanced seal, however other seals or packings could be used will.

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Eine ringförmige stationäre Buchse 70 ist im Gehäuse 10 angeordnet und umgibt die Nabe 72 des Zentrifugalschaufelrades 24 und des Distanzstückes 7¹I. Das Zentrifugaischaufelrad 24 wird am Ende der Welle 22 mittels einer Mutter 76 gehalten. Die stationäre Buchse 70 arbeitet mit einem Ring 77 zusammen, der von Zapfen 78 angetrieben wird, die sich in das Turbinenschaufelrad 76 hinein erstrecken, um ein Durchlecken von Hochdruckflüssigkeit in das Niederdruckzentrifugalgehäuse hinein zu verhindern. Eine Ringnut 6$ ist in den inneren Umfang der Buchse 70 eingeschnitten, und diese Nut ist über einen Kanal 71 des Deckels mit einer Niederdruckstelle im Turbinenarbeitskanal verbunden und zwar etwa 15 vom Saugeintritt in die Turbinenstufe entfernt. Diese Nut 69 führt Flüssigkeit ab, die durch den Ring 77 und durch· die Buchse 70 hindurchgetreten ist, und zwar zu einem leicht unter Druck stehenden Abschnitt der Turbinenstufe, wo diese Flüssigkeit keinen schädlichen Einfluß auf die Turbinenstufe oder auf die Zentrifugalstufe ausüben kann. Diese Dichtungsanordnung ist im einzelnen in der US-Patentschrift 3 15¹I beschrieben.An annular stationary sleeve 70 is arranged in the housing 10 and surrounds the hub 72 of the centrifugal impeller 24 and the spacer 7 ¹ I. The centrifugal impeller 24 is held at the end of the shaft 22 by means of a nut 76. The stationary sleeve 70 cooperates with a ring 77 driven by pins 78 which extend into the turbine impeller 76 to prevent high pressure fluid from leaking into the low pressure centrifugal housing. An annular groove 6 $ is cut into the inner circumference of the bushing 70, and this groove is connected to a low-pressure point in the turbine working duct via a duct 71 in the cover, approximately 15 from the suction inlet into the turbine stage. This groove 69 discharges liquid which has passed through the ring 77 and through the bushing 70 to a slightly pressurized section of the turbine stage where this liquid cannot exert any harmful influence on the turbine stage or on the centrifugal stage. This sealing arrangement is described in detail in US Patent 3 15 ¹ I.

Die Turbinenschaufelradstufe bildet keinen Teil der Erfindung und stellt lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Anwendung der Erfindung dar. Aus der folgenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß die Erfindung als Verstärkerstufe für andere Pumpentypen verwendet werden kann, wie beispielsweise für Zentrifugalpumpen, für Drehkolben-und Axialkolbenpumpen u. dgl.The turbine impeller stage does not form part of the invention and merely represents a preferred embodiment for the application of the invention. From the following description it can be seen that the invention as an amplifier stage for Other types of pumps can be used, such as for centrifugal pumps, for rotary lobe and axial lobe pumps and the like.

Das erfindungsgemäße Zentrifugalschaufelrad ist allgemein mit bezeichnet und weist ein einteiliges Gehäuse 80 auf, welches einen vorderen Abschnitt 81 und einen hinteren Abschnitt 83 hat. Der vordere Abschnitt 81 ist ein zylindrischer Gehäuseabschnitt 82. Der hintere Abschnitt 83 weist einen sich verbreiternden Randabschnitt 84 auf, der vom zylindrischen Körperabschnitt aus divergiert und dieser Randabschnitt 84 endet in einem äußeren Bordrand 86. Eine Einlaßöffnung 88 ist am inneren Ende des Ge-The centrifugal impeller according to the invention is generally denoted by and has a one-piece housing 80 which has a front portion 81 and a rear portion 83. The front section 81 is a cylindrical housing section 82. The rear portion 83 has a flared rim portion 84 extending from the cylindrical body portion diverges from and this edge portion 84 ends in an outer rim 86. An inlet opening 88 is at the inner end of the device

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häuses 80 vorgesehen und steht in direkter Verbindung mit der Einlaßöffnung 90 des Gehäusekopfes 14. Es sei bemerkt, daß die Einlaßöffnung 88 lediglich etwas kleiner ist als der Außendurchmesser des Schaufelrades 24. Der zylindrische Körperabschnitt 82 wird von einer Buchse 92 umgeben, die in einer Ringnut 94 am äußeren Ende der Zylinderwandung 96 sitzt, welche die Einlaßöffnung 90 begrenzt. Das äußere Ende des Gehäuses 80 ist von einer kreisförmigen Wandung 98 abgeschlossen, die integral mit der Nabe 72 ausgebildet ist.Housing 80 is provided and is in direct communication with the inlet port 90 of the housing head 14. It should be noted that the Inlet opening 88 is only slightly smaller than the outside diameter of the paddle wheel 24. The cylindrical body portion 82 is surrounded by a bushing 92 which sits in an annular groove 94 at the outer end of the cylinder wall 96, which the Inlet opening 90 is limited. The outer end of the housing 80 is closed by a circular wall 98 which is integral is formed with the hub 72.

Der hintere Abschnitt 83 des Zentrifugalschaufelrades 24 weist drei im gleichen Abstand voneinander angeordnete AüslaßÖffnungen 100 auf, die in der ümfangsoberflache des äußeren Bordrandabschnittes 86 des Gehäuses 80 ausgebildet sind. Diese Auslaßöffnungen 100 stehen in direkter Verbindung mit einem Sammelkanal 102, der sich um den Umfang des Zentrifugalschaufelrades 24 herumThe rear section 83 of the centrifugal impeller 24 has three equally spaced outlet openings 100 in the circumferential surface of the outer rim section 86 of the housing 80 are formed. These outlet openings 100 are in direct communication with a collecting channel 102, which extends around the circumference of the centrifugal impeller 24

und zwar außerhalb dieses Rades erstreckt. Eine Anzahl tiefer Schaufeln 104 (Fig. 3) sind im gleichen Abstand um die Mitte der Wandung 98 und die Achse der Welle 22 herum angeordnet. Die Schaufeln 104 haben gleiche Formen und weisen einen äußeren gekrümmten Abschnitt 106 auf, der sich senkrecht von der Platte 98 aus erstreckt und der eine konstante axiale Breite hat und einen inneren gekrümmten Abschnitt 108, dessen axiale Breite von der Mitte des Zentrifugalschaufelrades 24 in einer nach außen divergierenden Richtung zu den gegenüberliegenden Enden des äusseren gekrümmten Abschnittes IO6 zu allmählich zunimmt. Der äussere gekrümmte Abschnitt 106 weist ein erstes gewölbtes Segment 107 auf, welches konzentrisch zur Mitte des Schaufelrades 24 verläuft.und ein zweites gekrümmtes Segment 109, welches sich von einem Ende des ersten gekrümmten Segmentes IO7 um eine kurze Strecke aus nach innen erstreckt, so daß ein Raum zwischen seinem innersten Ende und der Mitte des Schaufelrades 24 frei bleibt. Auf diese Weise bildet die äußere Oberfläche der drei gekrümmten Segmente 107 den äußeren ringförmigen Bordrand 86 des Gehäuses 80 und der Raum zwischen den benachbarten Segmenten 107 bildetand that extends outside of this wheel. A number of deep paddles 104 (Fig. 3) are equally spaced around the center of the Wall 98 and the axis of the shaft 22 arranged around. The blades 104 have the same shape and an outer one curved portion 106 which extends perpendicularly from the plate 98 and which has a constant axial width and an inner curved portion 108 the axial width of which is outwardly from the center of the centrifugal impeller 24 diverging direction to the opposite ends of the outer curved portion IO6 gradually increases. The outer curved section 106 has a first curved segment 107, which runs concentrically to the center of the impeller 24. And a second curved segment 109, which extends inwardly a short distance from one end of the first curved segment IO7 so that a space between its innermost end and the middle of the paddle wheel 24 remains free. In this way forms the outer surface of the three curved Segments 107 form the outer annular rim 86 of the housing 80 and the space between the adjacent segments 107

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- 8 die Auslaßöffnungen 100 für das Zentrifugalschaufelrad 24.8 the outlet openings 100 for the centrifugal impeller 24.

Durch die speziell gestalteten Schaufeln 104 trifft die Flüssigkeit, die in den hinteren Abschnitt 83 eintritt, auf die sich drehende kreisförmige Platte 98 auf und wird glatt und stoßfrei nach außen längs der inneren gekrümmten Abschnitte 108 und der äußeren gekrümmten Abschnitte der Schaufeln 104 zu den drei Auslässen 100 hin gerichtet und zwar in den Kanal 102 hinein. Die Radschaufeln 104 sind derart angeordnet, daß die Flüssigkeitsströmung, die die Auslässe 100 verläßt, mehr beschränkt ist oder eingeengter ist als die Flüssigkeitsströmung, die durch den Einlaß 88 eintritt, so daß an keiner Stelle im Schaufelrad 24 ein Druckabfall auftritt sondern vielmehr eine stetige Druckzunahme und zwar mit den geringstmöglichen Störungen. Die spezielle Verwendung der Schaufeln 104, bei der der innere gekrümmte Abschnitt 108 sich nach unten zur Mitte des Schaufelrades 24 verjüngt, unterstützt den Druckaufbau im Schaufelrad.The specially designed blades 104 allow the liquid to hit entering the rear portion 83, hits the rotating circular plate 98 and becomes smooth and bump-free outwardly along the inner curved portions 108 and the outer curved portions of the blades 104 to the three Outlets 100 directed towards and into the channel 102. The wheel blades 104 are arranged in such a way that the liquid flow, that exits the outlets 100 is more restricted or more constricted than the flow of liquid passing through the inlet 88 enters, so that at no point in the impeller 24 there is a pressure drop, but rather a steady pressure increase with the least possible disruption. The special use of the blades 104, in which the inner curved Section 108 tapers down to the center of the paddle wheel 24, supports the pressure build-up in the paddle wheel.

Der Spiralgehäusekanal 102 weist einen speziell gestalteten Innenraum auf, um ein großes Flüssigkeitsvolumen, dessen Temperatur sich beim Siedepunkt befindet, von den drei Auslässen 100 des Zentrifugalschaufelrades 24 in den Kanal 44 der Turbinenstufe zu führen. Um ein Sieden der Flüssigkeit, die gepumpt wird, zu verhindern, ist es wesentlich, daß der Kanal 102 so gestaltet ist, daß alle Störungen, die in die Flüssigkeit eingeführt werden können, ausgeschaltet werden.The volute casing channel 102 has a specially designed interior to ingest a large volume of liquid, the temperature of which is at the boiling point, from the three outlets 100 of the Centrifugal impeller 24 to lead into the channel 44 of the turbine stage. To cause the liquid that is being pumped to boil To prevent it, it is essential that the channel 102 be designed so that all disturbances are introduced into the liquid can be turned off.

Der Spiralgehäusekanal 102 ist im Gehäusekopf 14 ausgebildet und wird am äußeren Ende vom Hauptgehäuseabschnitt 15 des Gehäuses eingeschlossen und vom äußeren Deckel 103. Kin Hohlraum 116 (Fig. 3) ist im Gehäusekopf 14 ausgebildet, um den Spiralkanal 102 zu schaffen und dieser erstreckt seitwärts vom Deckel 103 und außerhalb der Auslaßöffnunnen 100 des Zcntrifupalschaufelrades 24. Senkrecht von der Wandung 114 des Hohlraumes 116 er-The volute casing channel 102 is formed in the casing head 14 and is at the outer end from the main casing section 15 of the casing enclosed and by the outer cover 103. Kin cavity 116 (Fig. 3) is formed in the housing head 14 to create the spiral channel 102 and this extends sideways from the cover 103 and outside of the outlet openings 100 of the central impeller 24. Vertically from the wall 114 of the cavity 116

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strecken sich drei im gleichen Abstand voneinander angeordnete Diffusorschaufeln 118 (Fig. 3). Diese Schaufeln 118 haben an ihren äußeren Enden 117 (Pig. I) einen im allgemeinen elliptischen Querschnitt mit einem Ausschnitt 120. Die Basis 119 der drei Schaufeln 118 wird von einer geneigten Wandung 122 (Fig. 1) getragen, die von der Rückwandung 114 aus nach außen divergiert.three equally spaced diffuser blades 118 extend (FIG. 3). These blades 118 have on their outer ends 117 (Pig. I) are generally elliptical Cross-section with a cutout 120. The base 119 of the three blades 118 is supported by an inclined wall 122 (FIG. 1) carried, which diverges from the rear wall 114 outward.

Wie in der US-Patentanmeldung Serial No. 20 881 ausgeführt wird, nimmt das Volumen des Hohlraumes 116 allmählich vom geschlossenen Ende 124 (Fig. 3) aus bis zu einem offenen Ende zu. An diesem offenen Ende des Hohlraumes 116 ist ein geneigter Block vorgesehen, der sich von der Rückwandung 114 des Hohlraumes 116 aus erstreckt, um die Flüssigkeit von der Schaufelradstufe nach vorn zur Eingangsöffnung des Kanals 44 der Turbinenstufe zu leiten.As disclosed in U.S. Patent Application Serial No. 20 881 is executed, the volume of the cavity 116 gradually increases from the closed end 124 (FIG. 3) to an open end. At this At the open end of the cavity 116, an inclined block is provided which extends from the rear wall 114 of the cavity 116 extends to direct the liquid from the impeller stage forward to the inlet opening of the channel 44 of the turbine stage.

Der vordere Abschnitt 81 des Zentrifugalschaufelrades 24 weist eine flache Schaufel 130 auf, die axial nach innen oder hinten von der Einlaßöffnung 88 des Schaufelrades aus spiralförmig verläuft. Diese Schaufel kann eine oder mehrere Windungen aufweisen. Die Schaufel 130, die in der Zeichnung dargestellt ist, verläuft spiralförmig über einen Winkel von 360° und erstreckt sich über die Länge des vorderen Abschnittes 8l hinweg. Die äußere Umfangskante der Schaufel 130 liegt gegen die innere zylindrische Bohrung 132 des zylindrischen Gehäuses 82 an und es ist eine zentrale axiale Öffnung 134 (Fig. 2) vorgesehen.The front portion 81 of the centrifugal paddle wheel 24 has a flat blade 130 that extends axially inward or rearward spirals from inlet port 88 of the paddle wheel. This blade can have one or more turns. The blade 130, which is shown in the drawing, spirals over an angle of 360 ° and extends extends over the length of the front section 8l. The outer peripheral edge of the blade 130 lies against the inner one cylindrical bore 132 of the cylindrical housing 82 and there is a central axial opening 134 (Fig. 2) is provided.

Die axiale Öffnung 134 dient zu zwei Zwecken. Sie ermöglicht einmal einen Zugang zur Mutter 76 und bildet eine Entlüftungs-Öffnung, damit irgendwelcher Dampf, der sich im vorderen Abschnitt 81 ausgebildet haben könnte, durch die Öffnung 88 austreten kann.The axial opening 134 serves two purposes. It enables once access to nut 76 and forms a vent to allow any steam to settle in the front section 81 could have formed through the opening 88 can exit.

Beim Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Pumpe tritt die Flüssigkeit in den Einlaß 88 des Zentrifugalschaufelrades 24 ein und wird im vorderen Abschnitt 81 in eine Drehbewegung versetztWhen operating the pump shown in Fig. 1, the liquid occurs into the inlet 88 of the centrifugal impeller 24 and is set in a rotary motion in the front section 81

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und zwar durch die Windungen der Spiralschaufel 130. Wenn die Flüssigkeit in den hinteren Abschnitt 83 eintritt, ist deren Drehgeschwindigkeit gleich der des zweiten Abschnittes 130. Der vordere Abschnitt hat zusätzlich der Flüssigkeit eine axiale Geschwindigkeitskomponente erteilt und deren Druck erhöht. Die Kräfte wirken zusammen, um zu verhindern, daß durch die hohe Drehgeschwindigkeit des hinteren Abschnittes 83 die Flüssigkeit verdampft.through the turns of the spiral vane 130. When the liquid enters the aft section 83, it is theirs The rotational speed is the same as that of the second section 130. The front section also has an axial direction for the liquid Speed component granted and its pressure increased. The forces work together to prevent getting through the high Rotation speed of the rear portion 83, the liquid evaporates.

Die Flüssigkeit, die in den hinteren Abschnitt 83 des Zentrifugalschaufe.\rades 2k eintritt, wird durch die Auslässe 100 vom äußeren Bordwand 86 mit einem weiteren erhöhten Druck in den Kanal 102 abgegeben. Die aus den Auslassen 100 austretende Flüssigkeit trifft auf die Schaufeln 118 auf, die dazu dienen, deren Strömung zu glätten. Die Flüssigkeit wird zuerst zur hinteren Wandung 11Ί des Hohlraumes 118 geleitet und dann nach innen zum Eingang der Turbinenstufe, wo dann die Flüssigkeit in den Ringkanal M gelangt. Die regenerative Pumpenwirkung des Pumpenschaufelrades 26 erzeugt einen ausreichenden Druck, um die Flüssigkeit dem Auslaß 15¹J der Turbinenstufe zuzuführen und zwar durch eine konstante Rezirkulation der Flüssigkeit durch die Schaufeln Ό und den Ringkanal kk. The liquid which enters the rear section 83 of the centrifugal vane 2k is discharged through the outlets 100 from the outer side wall 86 at a further increased pressure into the channel 102. The liquid emerging from the outlets 100 impinges on the blades 118, which serve to smooth their flow. The liquid is first directed to the rear wall 11Ί of the cavity 118 and then inward to the inlet of the turbine stage, where the liquid then enters the annular channel M. The regenerative pumping action of the pump impeller 26 generates sufficient pressure to feed the liquid to the outlet 15 ¹ J of the turbine stage, namely through constant recirculation of the liquid through the blades Ό and the annular channel kk.

Untersuchungen haben gezeigt, daß ein Zentrifugalschaufelrad-Druckerhöher, der gemäß der Erfindung ausgebildet ist, einen Betrieb reit hoher Kapazität bei einer positiven Netto-Saugdruckhöhe von einem Fuß ermöglicht. Zum Vergleich sei bemerkt, daß ein Zentrifugalschaufelrad, wie es in der oben erwähnten Patentanmeldung beschrieben wird, eine positive Netto-Saugdruckhöhe von 9 Fuß benötigt, um mit voller Kapazität arbeiten zu können. Wenn die Zentrifugalschaufelradstufe vollständig beseitigt wird, ist eine positive Netto-Saugdruckhöhe von 30 Fuß oder mehr erforderlich, um die Pumpe zu betreiben, ohne daß Dampfsperren oder Gassperren auftreten.Investigations have shown that a centrifugal impeller booster, which is designed according to the invention, a high capacity operation at a positive net suction head made possible by one foot. For comparison, it should be noted that a centrifugal impeller, as it is in the above-mentioned patent application described requires a net positive suction head of 9 feet to operate at full capacity. If the centrifugal paddle stage is completely eliminated, a net positive suction head of 30 feet or more is required, to operate the pump without vapor or gas barriers occurring.

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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wurde zusammen mit einer regenerativen Turbinenpumpe gezeigt, und es sei bemerkt, daß das erfindungsgemäße Zentrifugalschaufelrad als Verstärkerstufe alle Arten von Zentrifugalpumpen, Drehkolbenpumpen und Axialkolbenpumpen verwendet werden kann. Die Erfindung ist.besonders wirksam, wenn große Volumina von Flüssigkeit gepumpt werden sollen, deren Temperatur sich dicht beim Siedepunkt oder im Siedepunkt befindet, wobei beim Pumpenbetrieb eine hohe Drehzahl verwendet wird.A preferred embodiment has been shown in conjunction with a regenerative turbine pump, and it should be noted that the centrifugal impeller according to the invention as a booster stage all types of centrifugal pumps, rotary lobe pumps and axial piston pumps can be used. The invention is particularly effective when large volumes of liquid are to be pumped, whose temperature is close to the boiling point or in the boiling point, with a high speed during pump operation is used.

Es können Abänderungen und Veränderungen vorgenommen werden, die im Rahmen der Erfindung liegen.Modifications and changes can be made that are within the scope of the invention.

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Claims

- 12 claims

1. Centrifugal impeller, which can be mounted on the drive shaft of an S pump and which is used to increase the pressure of liquids whose temperatures are: ... at or near the boiling point, with suction pressures that are not greater as a foot, characterized in that this impeller has front and rear sections, that the front section has a cylindrical housing section with an axial bore which forms the pump inlet, that the rear section has an edge section which extends axially from the cylindrical body section extends from and diverges outwardly therefrom, an annular edge portion being provided at the outer end of the edge portion, that a circular plate is provided which is perpendicular to the cylindrical axis of the housing and which closes the other end of the rear portion, this plate a central opening has, which is used to mount the impeller on the drive shaft, that a number of equally spaced radial openings are provided in the outer portion, which form the outlet openings for the impeller, that the front portion has a blade that axially in a spiral shape in the bore of the front section is arranged so that the rear section has a number of equally spaced blades which have an outer curved section of constant axial width and an inner curved section whose axial width is from the center of the circular plate gradually increasing, diverging in an outward direction towards the opposite ends of the outer curved portion, so that each of the outer curved portions has a first curved segment which coincides with the outer rim portion and a second curved segment which extends from an end de of the first curved segment extends inward.

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2. paddle wheel according to claim 1, characterized in that the The blade extends substantially the length of the cylindrical body portion and spirals around it turns at least a full 360 threat.

3. paddle wheel according to claim 1, characterized in that the outer edge of the blade against the inner cylindrical surface which forms the cylindrical bore in the cylindrical body portion and that an axially extending opening is provided in the center of this helical vane which is of sufficient size to allow vapors from the pump outlet can escape to the outside.

4. paddle wheel according to claim 1, characterized in that the surface of this vane is flat.

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