DE2262883A1

DE2262883A1 - Zentrifugalpumpe mit variablem diffusor

Info

Publication number: DE2262883A1
Application number: DE2262883A
Authority: DE
Inventors: Donald Yates Davis
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-12-29
Filing date: 1972-12-22
Publication date: 1973-07-05
Also published as: BE793550A; NL7217857A; CH547956A; JPS4881107A; FR2167163A5; GB1412150A; DE2262883C2; IL40881A; US3784318A; JPS5542277B2; SE388251B; IL40881A0; CA962894A; IT973131B

Description

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21. Dezember 1972

2252-13DV-5863

GENERAL ELECTEIC COMPANY

1 River Road
Schenectady, N.Y,, U.S.A.

Zentrifugalpumpe mit variablem Diffusor

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Kreisel- oder Zentrifugalpumpen und insbesondere auf einen variablen Diffusorausgangskanal für eine derartige Pumpe.

Viele Anwendungen des Putnpens von Strömungsmitteln erfordern einen sehr großen Strömungsbereich mit einem niedrigen Pumptemperaturanstieg über dem Strömungsbereich. Beispielsweise erfordern gegenwart ige und fortgeschrittene Gasturbinentriebwerke und Flüssigkeitsraketentriebwerke mit variablem Schub sehr große Treibstoffströmungsbereiche mit einem minimalen Treibstofftemperaturanstieg aus dem Pumpsyste:n. Dieses Erfordernis des minimalen Treibstofftemperaturanstieges ist ziemlich einfach zu erreichen bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten wegen der großen Strömungen und den kurzen Verweilzeiten innerhalb des Pumpsystems. Das Er—

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fordernis des geringen Pumptemperaturanstieges ist jedoch bei einem Betrieb mit kleiner Strömung nicht so einfach zu erzielen. In der Tat zeigen Betrachtungen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit von Treibstoffpumpen, daß das Erfordernis eines großen Treibstoffströmungsbereiches (großer Strömungsabdrehbereich) nicht in Übereinstimmung steht mit dem Erfordernis des kleinen Treibstofftemperaturanstieges über der Pumpe bei kleinen Förderleistungen der Pumpe.

Als Folge der vorstehenden Betrachtung verwenden traditionelle Treibstoffsysteme für Gasturbinentriebwerke und Flüssigkeitsraketentriebwerke mit variablem Schub Kombinationen von mehreren Treibstoffpumpelementen, die parallel arbeiten, um das Problem des Strömungsbereiches zu lösen. Die Anzahl der Pumpelemente, die zu irgendeiner Zeit arbeiten, hängt von der erforderlichen Ausgangsströmung ab, wobei die übrigen Pumpen stillgelegt sind, bis sie wieder gebraucht werden. Diese Lösung zur Erzielung eines weiten Treibstoffströmungsbereiches ist zwar erfolgreich im Hinblick auf einen niedrigen Treibstofftemperaturanstieg bei kleinen Pumpströmungen, stellt aber Probleme dar hinsichtlich der zusätzlichen Größe, Komplexität und Steuerung.

Kreisel- oder Zentrifugalpumpen, die zwar in der Lage sind, die erforderlichen hohen Ausgangsleistungen von Systemen für Gasturbinentriebwerke und Flüssigkeitsraketentriebwerke mit variablem Schub zu liefern, sind in der Vergangenheit auf relativ enge Strömungsbereiche begrenzt gewesen wegen des übermässigen Temperaturanstieges und der damit verbundenen Stabilitätsprobleme bei niedrigen Prozentsätzen der Nennströmung. Bisherige Versuche bei der Schaffung einer Zentrifugalpumpe mit einem relativ weiten Strömungsbereich hatten unterschiedliche Erfolgsgrade. Beispielsweise können Zentrifugalpumpen mit einem Antrieb variabler Drehzahl die erforderlichen großen Abdrehbereiche erreichen, aber die verminderte Geschwindigkeit führt zu einem wesentlichen Druck- oder Säulenabfall (head dropoff) aus der Pumpe. Die Dros-

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seiung des Pumpeneinlasses, indem beispielsweise die Lösung mit dem Einlaßdampfkern verwendet wird, oder die Drosselung des Pumpenausstoßes mit einem Diffusoreinlaß-Schließventil kann jeweils verwendet werden, um für den verminderten Temperaturanstieg bei kleiner Strömung zu sorgen. Jede dieser Lösungen führt jedoch auch zu einem signif iksntenjÄbf all der Druckerhöhung (head, rise dropoff) bei großen Abdrehverhältnissen für die Strömung.

Eine weitere vorgeschlagene Lösung besteht darin, eine Pumpe mit einer einen variablen Winkel aufweisenden Diffusorschaufel zu schaffen, die zwar mit Erfolg für den niedrigen Temperaturanstieg sorgen kann, ohne einen besonderen Abfall des Druckanstieges zu bewirken. Die Komplexität einer derartigen Pumpe überwiegt jedoch in den meisten Fällen die daraus gewonnenen Vorteile.

Es .ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zentrifugalpumpe mit einem relativ großen Strömungsbereich zu schaffen, die über dem gesamten Betriebsbereich einen kleinen Temperaturanstieg aufweist. Weiterhin soll eine derartige Pumpe ohne das Erfordernis der Diffusorschaufein mit variablem Winkel geschaffen werden.

Diese und andere damit in Beziehung stehende Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Zentrifugalpumpe mit einem variablem Diffusor gelöst, der ein geschlitztes Ventil verwendet, um Diffusorschaufel-Eintrittskanäle selektiv zu verschließen, wenn die Treibstoffleistung der Pumpe vermindert wird. In einem Ausführungsbeispiel nimmt das geschlitzte Ventil die Form einer mit Schlitzen versehenen zylinderförmigen Hülse an, die in radialer Richtung zwischen der Spitze des Pumpenlaufrades und den Eintritts· kanälen des Pumpdiffusors angeordnet ist. Es sind Mittel vorgesehen, um das Ventil in axialer"Richtung als eine Funktion der von der Pumpe gelieferten Strömung in einer solchen Weise zu bewegen, daß gewählte Diffusorschaufel-Eintrittskanäle vollständig

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verschlosen v/erden, während die gewünschte Strömung durch die verbleibenden, vollständig offenen Diffusorschaufel-Eintrittskanäle geliefert wird. Die resultierende WirkunEdes geschlitzten Ventiles besteht darin, den Gesamtwirkungsgrad bei geringen geförderten Strömungen zu vergrößern, während nahezu der Druckanstieg der Pumpe über ihrem Betriebsbereich beibehalten wird.

T)- r» Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 ist im großen und ganzen eine Querschnittsansicht, in der gewisse Teile weggelassen sind und die eine in bekannter Weise aufgebaute Kreisel- oder Zentrifugalpumpe beschreibt.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilschnittsansicht von einer Zentrifugalpumpe, ähnlich wie Fig. 1, die eine erfindungsgemäß aufgebaute Pumpe beschreibt.

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, in der gewisse Teile weggelassen sind und die den Querschnitt der Pumpe gemäß Fig. 2 zeigt, wobei sich das mit Schlitzen versehene Ventil in einer seiner Betriebsstellungen befindet.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des geschlitzten Ventiles gemäß den Figuren 2 und 3.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung und zeigt die Ausgangsgrößen der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Pumpen.

In den verschiedenen Figuren entsprechen gleiche Bezugszahlen gleichen Elementen. Es wird zunächst auf Fig. 1 eingegangen. Dort

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ist eine in bekannter ϊ/eise aufgebaute Kreisel- oder Zentrifugalpumpe insgesamt mit der Bezugszahl iO versehen. Die'Pumpe IO ist in der Weise gezeigt, daS sie einen axialen Einlaß 12, ein rotierendes Laufrad 14, das zahlreiche Laufradschaufelη 16 umfaßt, und ein Gehäuse IS aufweist, das einen radialen Auslaß 20 bildet, der die Spitzen der Laufradschaufeln 16 umgibt. Ein Diffusor 22 umgibt den radialen Auslaß 20 und weist an seinem Einlaß eine Vielzahl feststehender Diffusorschaufeln 24 auf. Jedes Paar der Diffusorschäüfeln 24 begrenzt einen Diffusoreintrittskanal 26 von dem radialen .Auslaß der Pumpe 10 zu einem ringförmigen Kollektor oder Ringraum 27. Das Laufrad 14 geht von einer Drehwelle 28 aus, die für eine Rotation in Lagern 30 gehalten ist.

Wie bereits ausgeführt wurde, sind die oben beschriebenen Slemen·* te typisch für bekannte Zentrifugalpumpen. Aus diesem Grunde ist der Aufbau der Zentrifugalpumpe 10 in'Fig. 1 etwas schematisch gezeigt, Wie aus der folgenden Beschreibung noch deutlich werden wird, ist die vorliegende Erfindung auf jeden Typ einer Zentrifugalpumpe anwendbar,und der in Fig. 1 gezeigte Aufbau ist lediglich als Beispiel anzusehen und soll in keiner Weise eine Beschränkung darstellen.

Kreiselpumpen, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind, sind wegen des übermäßigen Temperaturanstieges und der Stabilitätsprobleme bei geringen Prozentsätzen der Nennströmung auf relativ enge Strömungsbereiche begrenzt gewesen. Diese Probleme können wesentlich reduziert oder eliminiert werden, indem der Leistungsverlüst bei geringer Strömung vermindert wird. Aus diesem Grund ist es bekannt, die Zentrifugalpumpe 10 mit einem Diffusoreinlaßschieber 32 zu versehen, der den Pumpenausflüß drosselt» indem alle DiMusoreintrittskanäle 26 teilweise geschlossen werden, itt seinem einfachsten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist, nimmt der Diffusoreinlaßschieber 32 die Form eines hohlen Zylinders an, der zwischen dem radialen Auslaß 20 der Pumpe 10 und den

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Diffusorschaufel 24 angeordnet ist, wie es in Fig.l gezeigt ist. Der Zylinder 34 ist mit irgendeinem Betätigungsmechanismus versehen, wie z. B. einem Kolben 36, der rait einem Snde des Zylinders 34 einstückig ausgebildet ist. Der Kolben 36 ist in einer Kammer 38 angeordnet, die über Öffnungen 4O bzw. 42 mit einem betätigenden Strömungsmittel gespeist wird.

Im Betrieb wird das Strömungsmittel der Zentrifugalpumpe 10 am Einlaß 12 in irgendeiner bekannten Weise zugeführt, während die Welle 28 und das Flügelrad 14 durch einen gewissen geeigneten Antriebsmechanismus angetrieben werden, der nicht dargestellt ist. Durch die Laufradschaufeln 16 wird auf das Strömungsmittel eingewirkt, und dieses wird durch den radialen Auslaß 20 hindurch mit einem viel höheren Druck und Geschwindigkeit abgegeben als dessen Einlaßdruck und -geschwindigkeit. Das Strömungsmittel tritt dann durch die Diffusoreintrlttskanäle 26 des Diffusors hindurch, wo dessen Geschwindigkeitsdruck in statischen Druck umgewandelt wird. Von dem Diffusor 22 wird das Strömungsmittel in den Sammler 27 geleitet. Dann kann das Strömungsmittel zu einer geeigneten Steuereinrichtung (nicht gezeigt) oder zu irgendeiner anderen Komponente geleitet werden, was von der Verwendung der Pumpe 10 abhängt.

In Fällen, wo die maximale Ausgangsgröße der Pumpe 10 gewünscht wird, wird dem Stangenende des Kolbens 36 durch die Öffnung 42 genügend Servomittel zugeführt, um den Zylinder 34 vollständig außerhalb der Diffusoreinlaßkanäle 26 anzuordnen.

Da sie eine dynamische Strömungsvorrichtung ist, die von der Strömungsmittelgeschwindigkeit und Geschwindigkeitsvektoren für eine angemessene Strömung, Druck und Druckstabilität abhängig ist, kann die Zentrifuge 1pumpe 10 nur in der Weise gestaltet sein, daß sie einen optimalen Wirkungsgrad nur bei einem einzigen Wert

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der Ausgangsströmung erzeugt. Dieser optimale oder beste Wirkungsgradpunkt wird über1icherweise an oder nahe dem maximalen Strömuhgspunkt erhalten, um den erforderlichen Druckanstieg mit minimaler Laufradgröße zu erfüllen. Dieses Erfordernis der Bemessung der Pumpe für eine große Strömung führt zu einem schlechten Wirkungsgrad bei geringen Strömungen, da die Pumpe stark überbemessen ist in bezug auf das Strömungsmittelvolumen während geringer Strömungen. Zusätzlich sind die Blatt- und Diffusorformen für einen Betrieb bei geringer Strömung fehlangepaßt. Bei diesen geringen Strömungen kann ein übermäßiger Energieverlust des Treibstoffes zu einem großen Temperaturanstieg des Treibstoffes führen, und es können zahlreiche Formen von Druckinstabilitäten der Pumpe und des damit in Beziehung stehenden Pumpsystemes auftreten.

Aus diesem Grund wird immer dann, wenn die besondere Applikation der Pumpe kleine Ausgangsleistungen erfordert, Servomittel durch die Öffnung 40 hindurch zum Kopfende des Kolbens 36 geleitet, um diesen teilweise in den radialen Auslaß 20 zu schieben. Indem somit der Pumpenausfluß gedrosselt wird, können die Leistungsverluste bei geringer Strömung wesentlich reduziert und der mit den Leistungsverlusten verbundene Temperatuanstieg des Strömungsmittels auf ein Minimum herabgesetzt werden. Durch die Teilblockierung jedes der Diffusoreintrittskanäle 26 wird unglücklicherweise jedoch der Wirkungsgrad des Diffusors 22 vermindert, woraus
ein signifikanter Abfall des Druckanstieges bei großen Abdrehverhältnissen resultiert. Dieser Nachteil bei der Verwendung des
Diffusoreinlaßschiebers ist graphisch durch die gestrichelten
Kurven in Fig. 5 gezeigt. Wie dort gezeigt ist, vermindert, wenn der, Prozentsatz der Nennströmung abnimmt, der Effekt der teilweisen Schließung der Diffusoreinlaßkanäle 26 etwas die Wellenleistung, aber die Wirkung auf die Q-H-Kurven ist ebenfalls signifikant, wobei der Prozentsatz des Abfalles der Nenndruckerhöhung nahe dem unteren Ende des Nennströmungsspektrums wesentlich abfällt.

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Es wird nun anhand der Figuren 2 bis 4 das erfindungsgemäße Prinzip beschrieben, um den Temperaturanstieg des Strömiingsmittels zu vermindern, während über dem gesamten Betriebsbereich einer Pumpe 10· nahezu der Nennwert des Druckanstieges beibehalten wird. Der Grundaufbau der Pumpe 10* bleibt gegenüber dem vorstehend beschriebenen unverändert. Das bedeutet, daß auch die Pumpe 10* einen Einlaß 12, ein Laufrad 14, einen Diffusor 22, zahlreiche Diffusorschaufeln 24, die die Diffusoreinlaßkanäle 26 begrenzen, und einen Kollektor oder Ringraum 27 aufweist. Der Hauptunterschied zwischen der Pumpe 10, die in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde, und der verbesserten Pumpe 10*, die in den Figuren 2 bis 4 gezeigt ist, liegt in der Tatsache, daß der Diffusoreinlaßschieber 32 der Pumpe 10 durch ein variables Diffusorventil 50 ersetzt ist.

Das variable Diffusorventil 50, das am deutlichsten in Fig. 4 gezeigt ist, besteht aus einem Zylinder 52, in dem zahlreiche Schlitze 54, 56 und 58 verschiedener Länge angeordnet sind. Der Zylinder 52 ist ferner mit einem Kolbenteil 60 dargestellt, der dem Kolben 36 in Fig. 1 ähnlich ist und der mit dem Zylinder 52 einstückig ausgebildet oder in irgendeiner bekannten Weise mit diesem verbunden sein kann.

Jeder der Schlitze 54 - 58 beginnt an dem dem Kolben 60 gegenüberliegenden Ende des Zylinders 52 und erstreckt sich in axialer Richtung auf den Kolben 60. Die Schlitze 54 - 58 weisen eine etwa gleiche Breite aber verschiedene axiale Längen auf, wobei die Schlitze 54 die kürzesten und die Schlitze 58 die längsten sind,

I.

wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Die Schlitze 54 - 58 sind um den Umfang des Zylinders 52 herum im Abstand und in der Weise angeordnet, daß jeder der Schlitze zwischen einem der Diffusoreinlaßkanäle 26 und den Spitzen der Laufradschaufeln 16 liegt. Diese Anordnung ist in der perspekti-

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vischen Ansicht gemäß Fig. 4 gezeigt, wobei die acht Schlitze so angeordnet sind, als wären zwölf gleich beanstandete Schlitze vorhanden, d.h. die Mittellinien der Schlitze liegen im Abstand von 3O°. Da zwölf Diffusorkanäle 26 und nur acht Schlitze 54 - 58 vorhanden sind, gibt es vier massive Abschnitte des Zylinders 52, die allgemein mit der Bezugszahl 59 versehen sind und die vier der Diffusorkanäle 26 absperren, sobald das Ventil 50 in eine erste Betriebsstellung innerhalb des radialen Auslasses 20 geschoben ist. Der Zylinder 52 ist zwar in. der Weise dargestellt, daß er insgesamt acht Schlitze von drei verschiedenen Längen aufweist. Selbstverständlich hängt aber die Gesamtzahl der Schlitze und deren Bemessung von der Zahl der Diffusorkanäle und der Gestaltung der Zentrifugalpumpe ab, was aus der folgenden Beschreibung des Betriebes der Zentrifugalpumpe 10* mit variablem Diffusor deutlich werden wird. .

Der Grundbetrieb der Pumpe 10· ist identisch mit dem Betrieb der Pumpe 10, d.h. es wird ein Strömungsmittel durch den Einlaß 12 hindurch zum Laufrad 14 geliefert und radial nach außen geleitet, wobei von den Laufradschaufeln 16 auf das Strömungsmittel eingewirkt wird. Das Strömungsmittel wird dann durch den radialen Auslaß 2O hindurch zu den Diffusoreintr$tskanälen 26 geleitet, wo sein Geschwindigkeitsdruck in statischen Druck umgewandelt wird. Dann gelangt das Strömungsmittel in den Kollektor oder Ringraum»

Wenn die Pumpe 1O* nahe ihrer maximalen Kennausgangsgröße arbeitet, wird das variable Diffusorventil 5O in einer inoperativen Stellung gehalten, so daß alle Diffusoreintrittskanäle vollständig offen sind, um Strömungsmittel von dem radialen Auslaß 2O aufzunehmen und dieses zum Kollektor 27 zu fördern. Wenn die gewünschte Ausgangsströmung der Pumpe vermindert wird, wird das Ventil 50 axial in eine erste Betriebsstellung zwischen den Spit* zen der Laufradschaufeln 16 und den Diffusorschaufel^ 24 ge- U:

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schoben. Das Diffusorventil 5O wird in dieser ersten Stellung angehalten, in der jeder der Schlitze 54, 56 und 58'zwischen den Spitzen der Laufradschaufelη 16 und eine« der Diffusorelnlaßkanäle 26 liegt. Da acht Schlitze gegenüber den zwölf Diffusor-Schaufelkanälen 26 angeordnet sind, bleiben auf diese Weise acht der Kanäle 26 vollständig offen, während die übrigen vier Diffusorkanäle 26 durch den massiven Teil 59 des Zylinders 52 vollständig geschlossen sind. In dieser Weise arbeiten die acht vollständig geöffneten Diffusorelnlaßkanäle 26 als würde die Pumpe 10* ihre gesamte Nennströmung liefern, während die übrigen vier Kanäle absolut keinen Einfluß auf die Ausgangsgröße der Pumpe haben."Das bedeutet, daß die acht Diffusoreinlaßkanäle 26 weiterhin nahe ihrem Spitzenwirkungsgrad arbeiten, im Gegensatz zum Aufbau gemäß Fig. 1, bei dem jeder der Diffusoreinlaflkanäle teilweise geschlossen wird, wodurch eine Drosselung hervorgerufen wird und infolgedessen ein Verlust des Druckrflckgewinns des DIf f άβατε entsteht.

Wenn die gewünschte Ausgangsströmung aus der einen variablen Diffusor aufweisenden Zentrifugalpumpe 1O* weiter abnimmt, wird das Diffusorventil 5O weiter nach links (bei den in Fig. 2 gezeigten Relationen) in eine zweite Stellung geschoben, in der die Schlitze 54 nicht mehr zwischen den Laufradspitzen und den Diffusorschaufeln 24 angeordnet sind. Das heißt, daß das Diffusorventil 5O in eine zweite Betriebsstellung gebracht wird, in der derjenige Teil des Zylinders 52,der die Schlitze 54 enthalt, in einer Nut oder Vertiefung 62 liegt (siehe Fig. 2), die in dem Gehäuse 18 ausgebildet ist. In dieser Stellung sind nur die Schlitze 56 und 58 zwischen dem Laufrad 14 und den Diffusorschaufeln 24 angeordnet und somit sind nur vier von den Diffusorschaufelkanälen 26 vollständig offen, während die übrigen acht vollständig geschlossen sind. Die vier völlig offenen Kanäle 26 arbeiten weiterhin nahe ihrem Sollwirkungsgrad, aber die erforderliche

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Wellenleistung der Pumpe ist entscheidend reduziert. Fig. 3 ist eine Schnittansicht von der Pumpe, in der das Diffusorventil 50 in dieser zweiten Stellung angeordnet ist. Wie in dieser Ansicht deutlich gezeigt ist, liefern die Schlitze 56 und 58 Strömungsmittel von den Laufradschaufeln 16 zu vier der Diffusorschaufelkanäle 26, während die übrigen ach;t Kanäle vollständig blockiert sind.

Wenn in ähnlicher Weise die gewünschte Ausgangsgröße der Zentrifugalpumpe 10* mit dem variablen Diffusor weiter, vermindert wird, Wird das Diffusorventil 50 in axialer Richtung in eine dritte Betriebsstellung bewegt, in der nur die Schlitze 58 zwischen dem Laufrad 14 und den Diffusorschaufel» 24 liegen. In dieser Stellung nehmen nur zwei der Diffusorschaufelkanäle 26 Strömungsmittel von dem Lauf_wrad 14 auf, während die übrigen zehn Kanäle vollständig gesperrt sind.

Die Ausgangsgröße einer Pumpe, die gemäß den Figuren 2-4 aufgebaut ist, ist in Fig. 5 in ausgezogenen Linien dargestellt. Wie dort gezeigt ist, besteht die resultierende Wirkung des Varia blen Diffusors darin, den Gesamtwirkungsgrad bei geringen geförderten Strömungen zu vergrößern, während der Nenndruckanstieg nahezu beibehalten wird. Das bedeutet, daß die Wellenleistungskurven für die vollständig offenen und die drei alternativen Stellungen des Diffusorventiles identisch sind mit denjenigen für die Zentrifugalpumpe 10. Die Druckerhöhungskurven zeigen jedoch, daß der Prozentsatz des Nenndruckanstieges tatsächlich zunimmt, wenn die Anzahl der offenen Diffusoreinlaßkanäle 26 abnimmt, was im Gegensatz steht zu den gestrichelten Druckanstiegskurven, die signifikante Abfälle im Druckanstieg für die Pumpe 10 gemäß Fig. 1 bei niedrigen Nennströmungswerten zeigen. Die Vergrößerung des Druckanstieges wird durch den zunehmenden Druck bewirkt, wenn die Anzahl der Diffusoreinlaßkanäle verkleinert wird.

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Wie vorstehend beschrieben wurde^ ist eine verbesserte Kreiseloder Zentrifugalpumpe geschaffen worden, die eine Reihe grundlegender Vorteile aufweist. Der Hauptvorteil dieser Pumpe ist der große Druckanstieg über dem vollen Betriebsbereich der Pumpe. Diese Erscheinung, verbunden mit dem weiteren Vorteil des kleinen Temperaturanstieges des Strömungsmittels aufgrund des kleinen Leistungsverlustes bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten, sorgt für eine Zentrifugalpumpe, die in vielen Bereichen benutzbar ist, die bisher für unmöglich gehalten wurden. Andere Vorteile werden auf einfache Weise deutlich, wenn man die Einfachheit der beschriebenen Gestaltung mit der Komplexität bisher bekannter geometrieartiger Pumpen mit variablem Diffusor vergleicht. Weiterhin bietet die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Pumpe die Möglichkeit, einen stabilen Pumpbetrieb bei kleineren geförderten Strömungsleistungen als bei der Pumpe IO beizubehalten.

Selbstverständlich sind im Rahmen der gegebenen Lehren bei dem in den Figuren 2-4 gezeigten Aufbau verschiedene Abänderungen möglich. Beispielsweise könnte die Vorrichtung zur Herbeiführung der Axialbewegung des Diffusorventiles 50 viele Formen annehmen, die sich von dem oben beschriebenen Kolben 60 unterscheiden. Beispielsweise könnte das Diffusorventil 50 auf mechanische Weise durch irgendeine Gelenkanordnung verstellt werden. In ähnlicher Weise könnten die Form und Anzahl der Schlitze in dem Zylinder 52 gegenüber den gezeigten wesentlich verändert werden, während sie trotzdem die Grundfunktion ausüben, eine gewisse Zahl der Einlaßdiffusorkanäle vollständig zu schließen, während die übrigen Kanäle vollständig offen gelassen werden.

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Claims

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P a t e η t a η s ρ r ü c h e

Zentrifugalpumpe mit einem Laufrad zur Förderung eines Strömungsmittels durch einen radialen Auslaß zu einem Diffusor, der zahlreiche feststehende Diffusorschaufeln aufweist, die zwischen sich Diffusorkanäle begrenzen, ge kennzeichnet du r c h ein Schließventil (50) mit variabler Ausströmung, das zwischen dem Laufrad (14) und den Diffusorschaufeln {24) angeordnet, zwischen einer Ruhestellung und wenigstens einer Betriebsstellung verschiebbar ist und Wandungsmittel (54, 56, 58, 59) aufweist, derart, daß in einer Betriebsstellung die Einlasse zu einzelnem Diffusorkanälen (26) vollständig verschließbar sind, während die Einlasse zu den übrigen Diffusörkanälen vollständig offen gelassen sind.
2. Zentrifugalpumpe nach Anspruch X₃ d a d u r c ti g e kennzeichnet , daß das Ventil (50) anen Hohlzylimder <52) aufweist.
3. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 2, d a d ü r c jh g e kennzeichnet , daß der Hohlzylinder^ (532) zahlreiche darin angeordnete und axial verlaufende Schlitze (54, 56, 58) aufweist, die durch massive Abschnitte (59) des Zylinders (52) getrennt sind.
4·. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 3, dadurch g e kennzeichnet , daß jeder der Schlitze (54, 56, 58) gegenüber dem Einlaß von einem der,Diffusorkanäle (26) angeordnet ist. - .

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5. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens einer der Schlitze eine unterschiedliche axiale Länge gegenüber den übrigen Schlitzen aufweist.
6. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil (50) eine Betätigungsvorrichtung zur Bewegung des Zylinders (52) zwischen seinen Betriebs- und Ruhestellungen aufweist.
7. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Betätigungevorrichtung einen Kolben (60), der von dem einen Ende des Zylinders (52) ausgeht, eine Kammer (38) zur Aufnahme des Kolbens (60) und Mittel (40, 42) zur Zuführung von Servomittel zu entgegengesetzten Seiten des Kolbens (60) umfaßt.
8. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -

k e nnzeichnet , daß die Schlitze (54, 56, 58) von demjenigen Ende des Zylinders (52) ausgehen, das dem Sude gegenüberliegt, welches den Kolben (60) aufweist, und daß sich die Schlitze (54, 56, 58) in Richtung auf den Kolben (GO) erstrecken.

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L e e r s e i t e