DE2306073A1

DE2306073A1 - Zentrifugalpumpe

Info

Publication number: DE2306073A1
Application number: DE2306073A
Authority: DE
Inventors: Hasan F Onal
Original assignee: HYDRO JET CORP
Current assignee: HYDRO JET CORP
Priority date: 1972-02-10
Filing date: 1973-02-08
Publication date: 1973-08-16
Also published as: GB1419548A; US3817653A; JPS4889401A; CA998879A

Description

Z entrifugalpumpe

diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden Anmeldung in den V.St.A. Ser.JTo. 229 096 vom 1o. Februar 1972

beansprucht.

Die Erfindung betrifft eine Zentrifugalpumpe für hohe Drehzahlen mit in einem Pumpengehäuse angeordneten Einlaßöffnungen zum Einlaß von Flüssigkeiten aus einer Saugleitung und Auslassen zum Auslaß der Flüssigkeit in eine Druckleitung, mit einer Pumpenwelle, die drehbar im Pumpengehäuse angeordnet ist, und einem auf der Pumpenwelle befestigten Pumpenrad zur Ausführung von Drehbewegungen innerhalb des Pumpengehäuses.

Die vorliegende Patentschrift beschreibt eine Zentrifugalpumpe, insbesondere eine einstufige Hochleistungspumpe, die besonders geeignet ist für große Fördermengen und große Förderhöhen. Allgemein bestehen Zentrifugalpumpen aus zwei G-ruTidelementen, einem stationären und einem drehenden Teil.

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Die Funktion des stationären Teiles besteht -"darin, eine passende Lagerung und Umhüllung für den Drehteil zu schaffen. Im allgemeinen besteht der stationäre Teil aus einem Pumpengehäuse, Packungen oder Stoffbüchsen, Verschlüssen und Lagern. Der Drehteil besteht im allgemeinen aus einer Welle, auf der ein mit Schaufeln versehenes Rad befestigt ist, das im allgemeinen als Pumpenrad bekannt ist«, Der Drehteil setzt die eingeleitete mechanische Energie des Pumpenantriebes in kinetische Energie um und teilt die Energie der Flüssigkeit mit. Die kinetische Energie wird dann in einem sich gleichmäßig öffnenden Kanal oder in der sogenannten Spirale des Pumpengehäuses in potentielle Energie umgesetzt_β

Die üblicher Weise in Pumpen dieser Art verwendete Methode, hohe Drücke zu erreichen, besteht in der Anordnung von zusätzlichen, in Serie geschalteten Pumpenrädern. In einer solchen Serie oder Mehrstufenanordnung addieren sich die Förderhöhen, die von jedem der in Serie geschalteten Pumpenrädern erzeugt wird. Es gibt jedoch mehrere Nachteile bei diesen mehrstufigen Pumpen. Mehrstufige Pumpen benötigen ei.n in axialer Richtung geteiltes Gehäuse. Bei Drucken über 70,3 kg/cm wird es schwierig, bei/ einem solchen Gehäuse„Leckverluste und Korrosionen an der in axialer Richtung verlaufenden Trennfuge zu vermeiden«, Dies wird insbesondere schwierig, wenn eine Pumpe eine Zeit lang in Betrieb gewesen ist und aus Wartungsgründen das Gehäuse geöffnet werden musste» Um diese

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Schwierigkeiten zu umgehen, wird üblicherweise bei mehrstufigen Hochdruckpumpen ein äußeres oder zylindrisches Gehäuse verwendet, das insgesamt das axial geteilte Gehäuse umgibt. Die Verwendung eines zylindrischen Gehäuses ist teuer und vergrößert ganz wesentlich das Gesamtgewicht der Pumpe. Darüber hinaus ist eine mehrstufige Pumpe sehr schwierig auszugleichen' und das Gewicht des mehrstufigen Pumpenrades hat eine beachtliche Durchbiegung der Pumpenwelle zur Folge. Die Durchbiegung der Pumpenwelle und der mangelnde Ausgleich rufen während des Betriebes der Pumpe Schwingungen hervor und verursachen eine merkliehe Belastung für die Lager der Pumpe. Dadurch steigt der TJnterhaltungsaufwand, während die Lebensdauer erheblich sinkt.

Bei der Pumpe der vorliegenden Erfindung wird eine völlig andere Methode zur Erzielung der gewünschten !Förderhöhe angewendet, um die Probleme zu vermeiden, die im Zusammenhang mit mehrstufigen Pumpen auftreten. Diese Methode besteht in einer Vergrößerung der Drehzahl des Drehteiles oder - genauer gesagt - in einem Anwachsen der Drehzahl des Pumpenrades auf Geschwindigkeiten von über 2o ooo Umdrehungen pro Minute. Diese Methode ist erfolgreich in Zentrifugalpumpen mit kleinen Strö-}'ungsmengen angewendet worden. Sie wurde jedoch bisher für Z-rrerifugalpumpen mit großer Strömungsmenge für undurchführbar gehalten.

Ein großer Störfaktor bei solchen hohen Geschwindigkeiten ist a.ie Kavitation. Der Ausdruck Kavitation wird unscharf

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gebraucht, um die Ausbildung und das heftige Zusammenbrechen von Dampf oder von Dampf- und Gasblasen zu beschreiben, die sich innerhalb der Flüssigkeit infolge des großen Abbaues des absoluten statischen Druckes ausbilden. Bei Zentrifugalpumpen geschieht dieser Abbau des Druckes auf der Saugseite des Pumpenrades. Zum befriedigenden Betrieb jeder Zentrifugalpumpe, die bei einer-bestimmten Geschwindigkeit und leistung arbeitet, gibt es einen benötigten Minimaldruck an diesem Punkt, der im allgemeinen ausgedrückt wird durch die Beizeichnung Vakuummetrische Saughöhe hgs (net positive suction head (NPSH)). Die vorliegende Zentrifugalpumpe, die bei Geschwindigkeiten bis zu 3600 Umdrehungen läuft, arbeitet frei von Kavitation. Jedoch bei höheren Geschwindigkeiten kann die benötigte Saughöhe hgs (NPSH) schwer eingehalten werden. Bei den Geschwindigkeiten, die für die vorliegende Pumpe vorgesehen sind, wurden die Schwierigkeiten mit der Kavitation bisher als extrem angesehen, da zerstörerische Löcher und ein wesentlicher Leistungsabfall der Pumpe auftraten«,

Bin anderer. Faktor, der dem Gebrauch von Hochgesehwindigkeitspumpenrädern entgegenstand ₉ ergibt sich aus den Beanspruchungen, die von den Zentrifugalkräften bei diesen hohen Geschwindigkeiten auf das Pumpenrad ausgeübt werden· Ähnliche Bedenken sind auch schon hinsichtlich der Kräfte geäußert worden, die auf dae Prapengehäuee bei großen Förderhöhen ausgeübt werden«, Ee let auch sefooB festgestellt worden, daß die Hitze, die von einem Pumpenrad bei Geschwindigkeiten bis zu

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und über 2o ooo Umdrehungen pro Minute erzeugt werden, an dere Probleme von beachtlicher Größe hervorruft. Dazu gehört auch das Problem, daß einige !Deile nach einer bestimmten Betriebsdauer zusammenfrieren oder zusammenschmelzen·

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine einstufige Zentrifugalpumpe in einer einzigartigen und neuen Gestaltung so zu schaffen, daß sie bei großen Geschwindigkeiten des Pumpenrades mit gutem Wirkungsgrad arbeitet, um eine große Fördermenge und eine Förderhöhe zu erreichen.

ÜELese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Pumpenrad einen Nabenteil auf mindestens einer Seite aufweist, der in Verbindung mit dem Einlaßkanal steht und das Pumpenrad sich im allgemeinen radial nach außen von der Pumpenwelle aus erstreckt und eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, die sich ihrerseits auf mindestens einer Seite des Pumpenrades erheben und sich in Längsrichtung vom Nabenteil zur Umfangskante erstrecken, die mit dem Auslaßkanal in Verbindung steht _t und jede Schaufel einen veränderlichen Neigungswinkel bezüglich der Seite des Pumpenrades aufweist, in Längsrichtung gebogen ist und eine kontinuierliche schraubenförmige Oberfläche zum stoßfreien Transport der Flüssigkeit von der Saugleitung zu der Druckleitung aufweist,und daß in Verbindung mit dem Einlaßkanal stehende Leitvorrichtungen vorgesehen sind, die sich mit der Pumpenwelle drehen und mindestens eine spiralförmig gebogene Schaufel aufweisen, die sich konzentrisch um die Welle in der Drehrichtung der Schaufeln windet und unmittelbar

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benachbart des Anfangs der Schaufeln am Nabenteil des Pumpenrades endet, wobei die leitvorrichtung die Flüssigkeit in Richtung auf die.Schaufeln beschleunigt und ei%n positiven Druck gegen die schraubenförmigen Oberflächen der Schaufeln während der hohes Geschwindigkeit· des Pumpenrades aufrechterhält. V-';-'- ' -

Die 'Zentrifugalpumpe der vorliegenden Erfindung hat einen stationären !Seil und einen Drehteils deren Teile aus einem Material hergestellt sind₉ das eine große !Festigkeit besitzt und gegen'Korrosionen beständig ist,Der stationäre Teilj der den Drehteil trägt und umgibt₉ besteht aus einem radial geteilten #umpengehäuse_s das zwei gleiche Druckkanäle oder Spiralen aufweist, deren Auslaßöffnungen um 180° versetzt sind. Das Pumpenrad des Drehteils wird umschlossen und hat eine Abdeckung oder Sei^enwandung an jeder Seite der Schaufeln. Es ist zum doppelten Saugen ausgebildet und hat beidseits Einlaßöffnungen. Die Schaufeln des Pumpenrades sind vom Francis-Typ und haben eine schraubenförmige Oberfläche und einen Eintrittswinkel, der sich mit den Radien und dem Abschnitt ändert* Jedem Einlaß benachbart und auf der Welle befestigt, ist eine Leitvorrichtung, die spiralförmig gebogene Schaufeln aufweist, Diese erstrecken sich in radialer Richtung von der Welle und fördern die Flüssigkeit, die gepumpt werden soll_rzu den Schaufeln des Pumpenrades.

Bisiiör misste in den Fällen, wo eine Turbine mit hohen Drehzahlen für öeti Antrieb einer Zentrifugalpump© benutzt

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•wurde, zum Antrieb jeder Pumpe vom hier beschriebenen Typ ein Getriebe benutzt werden, das die Drehzahlen der Turbine heruntersetzte. Ein solches Getriebe ist teuer und benötigt eine ständige Unterhaltung. Daher ist es eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, eine Zentrifugalpumpe zu schaffen, die direkt an die Welle einer Hochgeschwindigkeitsturbine angekuppelt werden kann.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Zentrifugalpumpe mit hohem Durchfluß und großer Förderhöhe so zu gestalten, daß möglichst, wenig Material für die Konstruktion verwendet wird, ohne daß die strukturelle Festigkeit oder die Stabilität verlorengeht.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt das Pumpengehäuse und seine Verbindung mit der Saug- und Druckseite.

Fig. 2 ist ein Teil-Längsschnitt, der im wesentlichen entlang der Schnittlinie II-II- in Fig. 1 verläuft und die Lage der Pumpenwelle und des Pumpenrades innerhalb des Pumpengehäuses zeigt.

Fig. 2a ist ein Teil-Längsschnitt und vervollständigt nach links die Fig. 2 im vergrößerten Maßetab, wobei sie die Befestigung des angetriebenen Endes der Pumpenwelle zeigt.

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Pig. 2b ist ein Teil-Längsschnitt und setzt nach rechts die Fig. 2 fort, wobei sie im vergrößerten Maßstab die Befestigung des anderen Endes der Pumpenwelle zeigt.

Fig. 3 ist eine zum. Teil aufgebrochene, zum Teil als Explosionszeichnung dargestellte perspektivische Darstellung des Pumpenrades mit den Schaufeln und der Leitschaufel und ihre gegenseitige Stellung zueinander.

Pig. 4 ist ein Teilsehnitt₉ in dem eine andere Art von mechanischer Abdichtung zum Gebrauch in der Pumpe dargestellt ist«,

Bevor auf Einzelheiten in den Zeichnungen eingegangen wird, sollte festgestellt werden, daß die bestimmte Form jeder Pumpe beeinflußt wird durch hydraulische, mechanische und metallurgische Überlegungen_β Die hydraulische Formgebung einer Pumpe betrifft die Anforderungen an die Förderhöhe, die Leistung und die Geschwindigkeit und die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit, die gepraapt werden solle Die mechanische oder strukturelle Form muß den Anforderungen genügen, die von der· hydraulischen Leistungsfähigkeit und vom Material her gestellt werden. Sie muB die Beschränkungen bezüglich der Form und der Proportionen berücksichtigen, die sich aus den charakteristischen M@rlmalen des für» die Konstruktion verwendeten Materials ergeben und gleichseitig die Formbeständigkeit und Stabilität berücksichtigen. Die metallur-

gischen Probleme betreffen die Temperatur und die chemischen Eigenschaften der Flüssigkeit und darüberhinaus die physikalischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit des für die Konstruktion verwendeten Materials·

Die besondere und neue Form der vorliegenden Erfindung berücksichtigt diese hydraulischen, mechanischen und metallurgischen Erfordernisse, um auf diese Weise eine Zentrifugalpumpe mit hoher Leistung, hoher Strömung und einer großen Förderhöhe zu schaffen. Es ist anzunehmen, daß diese Pumpe eingesetzt werden wird zu vielen verschiedenen Einsatzzwecken. Ein bevorzugter Gebrauch wird aber sicherlich bei wassergeflutetem Betrieb auf Ölfeidern gemacht, wobei die Drücke von 77,3 kg/cm' bis 246,1 kg/cm² und hohe Durchflußmengen benötigt werden und im allgemeinen auch korrodierende Flüssigkeiten gepumpt werden müssen.

In Fig. 1 ist die Verbindung eines Pumpengehäuses mit der Einlaß- oder Saugleitung 11 und der Auslaß- oder Druckleitung 12 dargestellt. Das Pumpengehäuse 10 ist aus Titan hergestellt, das ein günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht aufweist. Darüberhinaus ist Titan im wesentlichen korrosionsfest und erlaubt deswegen eine große Anpassungsfähigkeit in bezug auf die zu pumpenden Flüssigkeiten. Es hat sich herausgestellt, daß das Pumpengehäuse 10 wesentliche Korrosionen verhinderte beim Pumpen von Salzwasser mit Temperaturen bis zu 2<40° Celsius. Es muß

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jedoch festgestellt werden, daß in den meisten Anwendungsfällen, z.B, "bei mehrstufigen Pumpen, die Kosten die Anwendung von Titan verbieten. Die kompakte Bauweise der Pumpe nach de? vorliegenden Erfindung macht die Anwendung von Titan wirtschaftlieh. ; λ

Das Pumpengehäuse IQ ist radial entlang der Linie 13 geteilt, so wie es in Fig. 2 zu sehen ist« Das bedeutet, daß das Pumpengehäuse 10 im wesentlichen aus zwei Gußteilen besteht, einem Körperteil 10a und einem eingeschobenen Teil 10b_e Die eine Seite des Gußteiles 10a ist mit einer sich in axialer Richtung erstreckenden Bohrung 15a versehen, die sich zu eiiäer Öffnung 14 erweitert, von der der Drehteil der Pumpe aufgenommen wird. Das andere Gußstück 10b erstreckt sich in den Bohrungsteil 14 und verschließt, das offene Ende der Bohrung mit dem Drehteil, das zwischen dem eingeschobenen Teil 10b und dem Ende des vergrößerten Teils der Bohrung angeordnet ist. Die Gußteile 10a und 10b sind entlang der Trennungslinie 13 durch Schrauben 15 miteinander verbunden und mit einer passenden Dichtung 16 versehen, die Undichtigkeiten zwischen den beiden Teilen vermeidet. Ein radial geteiltes Pumpengehäuse muß im allgemeinen einem axial geteilten bevorzugt werden, wie es bei mehrstufigen Pumpen Verwendung findet. Bei diesen ist das Pumpengehäuse entlang einer horizontalen Mittellinie in zwei Halften unterteilt.siiie obere Hälfte wird entfernt, um an. den Drehteil zu gelangen*: Bei Hochdruekpumpen ist die Abdichtung

zur Verhinderung von Undichtigkeiten an der axialen Trennfuge schwierig. Dies gilt insbesondere, wenn verschiedene Demontagen zur Wartung der Pumpe notwendig werden·

- Das Pumpengehäuse 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist im allgemeinen doppelspiralig ausgebildet. In einem doppelspiraligen Pumpengehäuse sind zwei gleiche, sich gleichmäßig öffnende Flutkanäle oder Durchgänge 20 und vorgesehen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Diese weisen Öffnungen 22 und 23 auf, die um 180° versetzt die vom Pumpenrad abströmende Flüssigkeit aufnehmen. Diese Flutkanäle rufen einander entgegenwirkende Drucke von nahezu gleicher Größe über den Umfang des Pumpenrades hervor. Dadurch entsteht eine fühlbare Verminderung in den nicht ausgeglichenen radialen Kräften, die auf die Welle und die lager einwirken. Die Spiralen 2o und 21 gehen in einen Auslaßkanal über, der durch die gestrichelte Linie 25 in Fig. 1 dargestellt ist und mit der Druckleitung 12 übereinstimmt. Das Pumpengehäuse 10 ist auch mit einem Einlaß versehen, der in Fig. 1 durch die gestrichelte linie 26 dargestellt ist und mit der Saugleitung 11 übereinstimmt. Der Einlaßkanal ist in zwei nicht dargestellte Kanäle aufgeteilt, der die Einlaßströmung in zwei Einlasse 27 und texlt xmü lenkt. Diese verlaufen auf je einer Seite des Pumpenrades, das allgemein mit 30 bezeichnet ist. Da die ankommende Flüssigkeit auf diese Weise geteilt wird, wird

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die Pumpe, typischer Weise als doppelt ansaugende Pumpe bezeichnet. Die Symmetrie der doppelten Ansaugung sorgt dafür, daß überall Gleichgewicht herrscht. Auf diese Weise ist eine Ausgleichsleitung nicht notwendig, die üblicherweise bei" anderen Pumpentypen benötigt wird.

Das Pumpenrad 30 mit dem die !Flüssigkeit durch die Pumpe bewegt wird und das die Förderhöhe erzeugt, weist auf beiden Seiten eine mittlere Nabe 30a und eine Mittelbohrung auf, durch die sich eine Pumpenwelle erstreckt, die im allgemeinen mit 40 bezeichnet ist. Das Pumpenrad 30 ist für dop- ^v pelte Ansaugung ausgebildet« Es weist deswegen die Schaufelgruppen 32 und 33 auf, die voneinander durch die sich in radialer Richtung erstreckende mittlere !Brennfläche 34 getrennt sind. Die Schaufelgruppen 32 ₉ 33 erstrecken sich von den äußeren

Oberflächen 35 und 36 der Trennfläche 34 auf deren beiden Seiten nach außen« Die äußeren Oberflächen 35,36 verlaufen symmetrisch zur radialen Mittellinie des Pumpenrades 3o und jede ist eine konkave Rotationsoberfläche ₉ die durch Drehung um die Achse der Bohrung 31 zustande kommt. Jede Oberfläche "erstreckt sich von einem Punkt auf dem äußeren Umfang 37 zuerst radial nach innen und dann axial nach außen zur Kante 37a der Bohrung« Das Pumpenrad ist auch mit zwei Einlaßöffnungen 38,39 versehen, von denen je eine an jeder Nabe 30a des Pumpenrades 30 vorgesehen ist, so daß si© mit je_ einer Schaufelgruppe 32,33 .zusammenarbeiten kann» 3)1© Syssmetri® dieses, doppeltsaugenden Pumpenrades schafft ©issen hydraulischen' Ausgleich in der Pumpe und auf dies© Weis© ©im©& guten Wirlnmgegrad„

Das Pumpenrad 30 ist bevorzugt geschlossen ausgebildet und hat eine seitliche Wandung oder Verkleidung 39a ausserhalb jeder Schaufelgruppe 32,33 mit einem angefügten zylindrischen Seitenteil 40a, das sich axial um die Pumpenwelle erstreckt und damit konzentrisch verläuft. Geschlossene Pumpenräder verringern die Verluste durch Flüssigkeitsströmungen von der Druckseite auf der Rückseite des Pumpenrades zu der Saugseite und vergrößern, auf diese Weise den
Pumpenwirkungsgrad. Grundsätzlich sind solche geschlossenen Pumpenräder, die erfindungsgemäß benutzt werden, für hohe
Drehzahlen nicht geeignet wegen ihres Gewichtes und der dadurch auftretenden Zentrifugalkräfte. Da jedoch das Pumpenrad 30 der vorliegenden Erfindung relativ leicht ist - es
ist auch aus Titan hergestellt - und wegen des Kräfteausgleichs in der Pumpe, auf den im folgenden noch eingegangen werden wird, können hohe Drehzahlen zugelassen werden·

Die Oberflächenform der Schaufeln des Pumpenrades
hat auch einen wichtigen Einfluß auf die Kenndaten einer Zentrifugalpumpe. Die Schaufeln 32 der vorliegenden Pumpe sind als Francis-Schaufeln ausgebildet, die sich von der äußeren Oberfläche des Pumpenrades mit einem veränderlichen Neigungswinkel erstrecken und in Längsrichtung gebogen sind, so daß auf jeder Schaufel eine schraubenförmige Oberfläche 32a entsteht. Der Winkel dieser Schaufeln ändert sich abhängig
von der Flüssigkeitsströmung mit dem Radius und dem Ausschnitt, so daß eine gleichbleibende Absolutgeschwindigkeit über dem Schaufelkanal entsteht. Diese hat eine voll ausge-

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lastete Strömung ohne unerwünschten Stoß surJOlge. Torzugsweise kann sich die Sehaufelgruppe auf einer Seite des Pumpenrades im Bezug auf die Schaufelgruppe auf der anderen Seite unterscheiden,, wie es in .Fig.- 3 gezeigt ist■'« Dadurch wird die Frequenz, mit der die Schaufeln an den Öffnungen der Spirale vorbeilaufen, vergrößert« Auf diese Weise wird die Größe der erzeugten Schwingungen herabgesetzte 7"En der gezeigten Ausführungsform der Pumpe "besitzt jede Schaufelgruppe drei Schaufeln, Es ist jedoch wünschenswert₉ in bestimmten Fällen eine größere Anzahl von Schaufeln zu benutzen,, Die Beschreibung der speziellen Einzelheiten der Pumpe

beginnt mit der Fig. 2a» Das angetriebene Ende der Pumpenwelle 40 ist mit einer Kupplung 41 Versehens die als Paßfederkupplung ausgebildet sein kann. Der nicht dargestellte Antrieb ist vorzugsweise eine Hochleistungsgasturbine mit hoher Drehzahl. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf einen bestimmten Antrieb begrenzt. Zwischen der Turbine und der Pumpenwelle 40 ist eine direkte Verbindung über die Kupplung 41 vorgesehen. Das bedeutet, daß ein Getriebe, wieves üblicherweise zwischen dem Antrieb und einer mehrstufigen Hochleistungszentrifugalpumpe benötigt wird, nicht notwendig ist und daher vorzugsweise weggelassen wird.

Das angetriebene Ende der Pumpenwelle läuft in einer Anordnung von Radiallagern, die allgemein mit 50 bezeichnet sind. Die Lageranordnung umfaßt ein Gehäuse 51» das für Vertragszwecke axial geteilt ist, so daß die obere Hälfte ent·= ferat werden kans. Das Gehäuse ist mit dem Pumpengehäuse 10

an den Flanschen 52 verbunden, wobei eine Bolzenverbindung Verwendung finden kann. Das Gehäuse 51 ist bevorzugt aus gezogenem Stahl hergestellt, damit es die notwendige Korrosionsfestigkeit besitzt und relativ hohe Pestigkeitseigenschäften aufweist. Diese sind notwendig wegen der hohen Temperaturen, die im Betrieb infolge der hohen Drehzahlen eintreten. Ein offenes Ende 54 des Gehäuses 51 ist dtföckdicht bei 57 mit dem Antrieb oder anderen Teilen verbunden. In dem Gehäuse 51 ist eine innere Kupplungskammer 55 und ein Lagersitz 56 ausgebildet, die beide mit einem Schmiermittel wie Öl gefüllt Bind. Das Öl steht unter dem Druck eines niehtdargestellten Öldrucksystems. Vorzugsweise wird das Öldrucksystem der Antriebsturbine, falls eine Hochgeschwindigkeitsturbine als Antriebsmittel benutzt wird, für die Pumpenlagerung und die Kupplung benutzt. Bisher waren mehrflutige Zentrifugalpumpen nicht in der lage, den Öldruck der Turbine zu benutzen, weil das Getriebe das Austrittsö'l des Öldrucksystems benutzte. Auf diese Weise wurde ein besonderes Öldrucksystem für die Pumpe, die Kupplung und die Lager benötigt, das den Kosten für die Pumpe hinzugerechnet wurde.

^T*iiS öl in der Kupplungskammer 55 steht über die Öffnung 54 i.Ki direkter Verbindung mit dem Ölbehälter eines Öldrucksystems. Das öl im Lagersitz 56 steht über einen flexiblen Schlauch oder andere vergleichbare Mittel mit einer Ablaßcffnung 58 in Verbindung. Ein Bronzering 59 stellt eine

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ringförmige Abdichtung der Pumpenwelle 40 dar und verhindert eine Verbindung zwischen dem Öl der beiden Kammern

55 und 56.

Die Lageranordnung, in der das angetriebene Ende der Pumpenwelle läuft, ist ein sich selbst ausrichtendes, kippbares Achslager, das radiale Drücke von 24,6 kg/cm bei voller Drehzahl von 18 000 bis 22 000 Touren aushält. Das Lager, das allgemein mit 60 bezeichnet ist, ist an einem umlaufenden Plansch 61 gehalten, der sich von einer seitlichen Wandung 62 des Lagersitzes 56 nach innen erstreckt. Der Flansch 61.nähert sich dem Mittelpunkt des Lagersitzes

56 und ist mit einem Durchlaß 63 versehen, der für die Verbindung sorgt, durch die das Öl auf beide Seiten des Lagers 60 treten kann» Dieses besteht aus einer zylindrischen Außenschale 64, die mit dem !Plansch 61 des Gehäuses verbunden ist. Dazu kann eine nicht dargestellte Bolzenverbindung benutzt werden. Auf der inneren Wandung 65 der Schale 64 sind fünf am Umfang verteilte Lagerstücke 66 durch Stifte 67 oder andere entsprechende Mittel befestigt. Diese erlauben eine begrenzte Schwenkbewegung der Lagerstücke in Umfangsrichtung um die Welle 40«, Auf diese Weise können sich die Lagerstücke beim Betrieb, der Pumpe selbst ausrichten. Die Schale 64 und die Lagerstücke 66 bestehen bevorzugt aus Bronze» Jedes Lagerstück 66 ist auf seiner inneren Oberfläche 68 mit einem Lagermetall überzogen«, das gegen-Verformungen unter dem Einfluß der hohen Drehzahlen- und der hohen

Semperatur schützt. Während des Betriebes der Pumpe ist die Pumpenwelle 40 nicht in Verbindung mit dem Lagermetall auf der inneren Oberfläche 68 des Lagerstückes. Sie dreht sich dann in einem Ölfilm· , der in dem Raum zwischen den Lagerstücken 66 und der Welle 40 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen der Pumpenwelle 40 und den Lagerstücken 66 ungefähr 0,043 mm; dieser Abstand ist klein genug, um Schwingungen zu vermeiden.

Ein Paar zylindrischer Seiten- oder Abdeckplatten 69, die bei 70 auf jeder Seite der Außenschale 64 befestigt sind, weisen eine zentrale Bohrung 71 auf, durch die sich die Pumpenwelle 40 erstreckt. Außerdem haben sie eine ringförmige Hut 72 in der Wandung, durch die die Bohrung verläuft₀ Diese Hut 72 steht mit einer Auäaßöffnung 73 in Verbindung. Die Abdeckplatten 69 schützen die Lagerstücke 66 vor kleinen !!Fremdkörpern, die in den Hüten 72 festgehalten werden. Anschließend fließen die !fremdkörper durch die Auslaßöffnung 73 ab.

Zum weiteren Schutz des Lagers 60 ist die gesamte Lagerkonstruktion 50 mit einem Luftverschluß 80 versehen, der einen Ringkanal 81 mit einem Paar ringförmiger Hüten 82 aufweist, die beidseits des größeren Ringkanals 81 angeordnet sind. Der Kanal 81 und die Hüten 82 umgeben ringförmig die Pumpenwelle 40. Während des Betriebes der Pumpe wird Druckluft durch einen Einlaß 83 in den Kanal 81 eingespeist. Der Einlaß 83 ist in Verbindung mit einem Luftschlauch, der

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bei 8.4 mit der Lagerstelle verbunden ist_e Die Nuten 82 bilden Taschen, in denen sich ein Luftdruck ausbilden kann, wobei die Luft ν on dem Kanal 81 übertreten kann„ Auf diese Weise wird um die Welle ein Verschluß geschaffen_f der .den Ölaustritt aus der Kammer 56 und den Eintritt tob Fremdkörpern in die Kammer 56 verhindert« '

Eine zweite Lageranordnung, die allgemein mit 100 bezeichnet ist, ist für das freie Ende der Pumpenwelle 40 vorgesehen und kann am deutlichsten in S¹Xg₀ 2b gesehen werden. die Lageranordnung 100 besteht aus einem Gehäuse IQI₅, das.an Flanschen 102 über eine Bolzenverbindung 103 mit dem Pumpengehäuse 10 verbunden ist. Als Werkstoff wird bevorzugt dehnbarer Stahl benutzte Dieser weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit und große !Festigkeit bei hohen Temperaturen auf«, Das Gehäuse 101 weist eine innere.Axiallagerkammer 104 und eine Schublagerkammer 105 auf _r die beide mit Öl des nicht dargestellten Öldrucksystems gefüllt sind« Die Verbindung mit dem Behälter des Öldrucksystems wird für die Kammer 104 über die Abflußöffnung 106 und für die Kammer 105 durch die Abflußöffnung 10? hergestellt. Das Axiallager der Lageranordnung 100 ist allgemein mit 60a bezeichnet. Es ist auch ein sich selbst ausrichtendes Gleitlager mit kippbaren Lagerstücken und gleicht im wesentlichen dem Lager 60. Daher kann eine Detailbeschreibung der Bestandteile des Axiallagers als eine bloße Wiederholung aufgefaßt werden. Stattdessen werden die gleichen Bezugsziffem, die

bei der Beschreibung des Lagers 60 verwendet wurden, "benutzt, um die identischen Einsseiheiten des Lagers 60a zu "bezeichnen.

Das Schublager, das allgemein mit 130 "bezeichnet ist, wird typischerweise als ein serbstausgleichendes Schublager "bezeichnet und ist so ausgelegt, daß die Pumpenwelle 40 auf eine "begrenzte Axialverschiebung und einen Schub von etwa 1135 Kg wirklicher Axialkraft festgelegt ist. Das Schublager 110 weist eine Schubscheibe 111 auf, die auf einem Sitz 112 der Pumpenwelle 40 befestigt ist. Der Sitz 112 ist mit einer Paßnut 113 versehen. Eine Kappe 114, die bei 115 über ein Schraubengewinde auf dem Ende der Pumpenwelle befestigt ist, grenzt an die Schubscheibe 111 an und hält sie in ihrer genauen axialen Lage auf der Pumpenwelle fest. Die Kappe 114 ist auf der Pumpenwelle durch eine Madenschraube 116 befestigt, die relative Drehbewegungen zwischen der Welle und der Kappe verhindert. Ein Justierring 117a auf der anderen Seite der Schubscheibe 111 legt die axiale Lage der Pumpenwelle 40 gegenüber dem Pumpenrad mit den Schaufeln genati fest, wie sich aus den nachfolgenden Betrachtungen erkennen läßt. Beidseits der Schubseheibe 111 sind sechs Schuhe 117 befestigt. Auf jedem dieser Schuhe 117 ist ein knopfförmiges Druckstück befestigt» Die knopfförmigen Druckstücke weisen eine konvexe Oberfläche 119 auf, die sich auf einer Vielzahl von sich rechtwinklig einstellenden Lagerstücken 120 abstützen. Diese beschränkt beweglich innerhalb eines kreisförmigen

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Kanals 122 einer Lagerstück-Tragscheibe 123 über Schraubenbolzen 121 befestigt. Die Tragscheiben 123 auf jeder Seite der Schubscheibe 111 sind im Gehäuse 101 durch nichtdargestellte Verbindungen, wie Bolzen oder Schrauben, befestigt.

Ringförmige Öffnungen 124 sind zur Herstellung von Verbindungen für das Öl in der Kammer 105 vorgesehen. Sie verlaufen beidseits des Lagers 110. Ein Bronzering 125, der am Gehäuse 101 durch eine Madenschraube 126 befestigt ist, bildet einen ringförmigen Verschluß um die Welle 40 und verhindert, daß das Öl der Kammern 104 und 105 in Verbindung tritt/Eine Endplatte 127 verschließt das wirkliche Ende der Kammer 105. Sie ist über Schraubenbolzen 126 abnehmbar am Gehäuse 101 befestigt und erlaubt eine Inspektion und Einstellung der Anordnung 100.

Die Anordnung 100 ist auch mit einem Luftversehluß versehen, der allgemein bezeichnet ist mit 127· Dieser gleicht im wesentlichen dem Verschluß 80 der lageranordnung 50. Der Luftverschluß 127 verhindert einen Ölverlust aus. der Kammer 104 und das Eindringen von Fremdkörper» in die Lagerkammern.

Jetzt sollen die Bestandteile der Pumpe beschrieben werden, die sich innerhalb des Pumpengehäuses 10 "befinden und am besten in 3?ig_e 2 eingesehen werden können_e An jedem Ende des Pumpengehäuses ist bekanntlich um die Pumpenwelle eine mechanische Abdichtung vorgesehen, die allgemein mit

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150 bezeichnet ist und als Stopfbuchse ausgebildet sein kann. Die Stopfbuchsen an jedem Ende sind sich gleich und deswegen wird nur eine im Detail beschrieben. Die Stopfbuchse 150 befindet sich in der Endkammer 151 des Pumpengehäuses und wird umschlossen durch eine Endplatte 152, die durch Schraubenbolzen 153 am Pumpengehäuse befestigt ist. Die Stopfbuchse ist mit einer Hülse 154 versehen, die konzentrisch auf der Welle 40 sitzt und sich aus der Endplatte 152 heraus erstreckt, so daß sie von einer Endkappe 155 aufgenommen werden kann. Diese ist mit Schrauben 156 auf der Pumpenwelle befestigt, so daß auf diese Weise die Hülse 154 auf der Welle 40 durch die Madenschraube 157 befestigt ist· Diese sichert die Hülse gegenüber der Endkappe 155. Der mechanische Verschluß verhindert das Austreten von Flüssigkeit aus der Saugseite der Pumpe und verteilt die auf den Kontaktflächen zwischen den Drehteilen und den Ruheteilen entstehende Hitze. Die Hülse 154 ist mit einem O-Ring oder einer Gummipackung 159 versehen, die Leckverluste zwischen der Hülse und der Welle 40 verhindert. Ein Enddeckel 160 ist mit Bolzen 159a am Ende der Hülse 154 befestigt. Er hat zylindrische Seitenflächen 161, die sich in axialer Richtung erstrecken und davon erheben. Ein 0-Ring 161a verhindert Leckverluste zwischen der Endwandung und der äußeren Oberfläche der Hülse 154. Die zylindrische Seitenfläche 161 bildet einen ringförmigen Kanal 162 zwischen der Seitenfläche 161 und der äußeren Seiten-

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wandung der Hülse 154. Im Kanal 162 wird durch einen Verschluß 162a ein zylindrischer Einsatz 163 aus Wolframkarbid festgehalten. Zwischen der Seitenfläche 161 und dem Einsatz 163 ist eine Packung 164 eingesetzte

Gegen die Oberfläche am Ende des Einsatzes 163 stützt sich bei 158 ein Kohlenstoffverschlußring oder Paßring 166." Während des Betriebes der Pumpe dreht sich der Einsatz 163 mit der Pump.enwelle 40, während der Verschlußring 166 fest mit dem Pumpengehäuse verbunden ist. Die Kontaktoberflachen zwischen dem Einsatz 163 und dem Verschlußring 166 bilden den mechanischen Verschluß. Der Verschlußring) 166 stütze sich in einer ringförmigen Nut oder einem -ti- , -

Ringkanal 167l§nd an der Endplatte 152 ab. Ein Distanzring' 167a, der über einen Ring 168a an dem Verschlußring anliegt, ist zwischen dem Verschlußring 166 und einer Feder 168 angeordnet. Eine Packung 169a liegt zwischen dem Distanzring 167a und dem Verschlußring 166. Die Feder 168 stützt sich auf der Endplatte 152 ab und wirkt auf den Distanzring 167a und*damit auf den Verschlußring 166 ein, damit eine vorbestimmte Kraft auf den Abstützring 158 eingehalten werden kann. Ein O-Ring 170 verhindert Leckverluste zwischen, der Endplatte 152 und dem Pumpengehäuse, Durch einen Einlaß 172 wird Kühlflüssigkeit zur Stopfbuchse oder zum Verschluß geleitet. Dieser Einlaß 172 steht in Verbindung mit der ringförmigen Nut 167, um die sich berührenden Oberflächen am Abstützring 158 mit Kühlflüssigkeit zu versorgen. Die Kühlflüssigkeit für den

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mechanischen Verschluß wird vorzugsweise auf der Druckseite der Pumpe durch einen mit gestrichelten Linien dargestellten Zapfanschluß 174 abgenommen. Von diesem wird die Kühlflüssigkeit durch eine nicht dargestellte Leitung zum Einlaß 172 geleitet. Diese Leitung kann von einem flexiblen Schlauch gebildet werden. Wenn das Kühlmittel auf der Druckseite der Pumpe abgenommen wird, hat es am Einlaß 172 einen höheren Druck von etwa 1,05 kg/cm als auf der Saugseite der Pumpe. Auf diese Weise kommt ein Flüssigkeitsstrom aufgrund von Leckstellen in Richtung auf die Saugseite der Pumpe zustande.

Das Pumpenrad ist auf der Welle 40 mit Hilfe einer nicht dargestellten Gleitfederkupplung befestigt, durch die Torrosionsschwingungen vermieden werden. Die Zentrierung oder Festlegung des Pumpenrades 30. bezüglich des Pumpengehäuses erfolgt über einen Justierring 117a, wie es bereits früher beschrieben worden ist. Wenn das Pumpenrad 30 genau ausgerichtet ist, läuft es - wie es in Fig. 2 dargestellt ist während des Betriebes auf einem Paar Tragringen 180, die über Schraubenbolzen 181 mit dem Pumpengehäuse verbunden sind und zwischen diesem und der äußeren Manteloberfläche ces Pumpenrades angeordnet sind. Die Tragringe 180 verringern die Leckverluste beim Abfluß der Flüssigkeit von der Rückseite des Pumpenrades zur Saugseite bzw. zum Einlaß 2? und 28. Sowohl die äußere Oberfläche der zylindrischen OlK33Släelie 40a des Pumpenradmantels als auch die Oberfläche

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des Tragringes, der damit in Berührung steht« sind mitgegensinnig angeordneten SpiraHenäeln 182 versehen« Das bedeutet, daß die !Tragringe mit linksgängigsn SpiralwendeIn und die äußeren Oberflächen des Mantels mit rechtsgängigen Spirale en ds Ia versehen sind oder umgekehrt· Pie se SpirslöB adeln verhindern ein Zusammenfrieren der !Heile an den sich berührenden Oberflächen, wenn die Pumpe abgeschaltet ist.

Hunmehr wird eine Komponente betrachtet_f die einen entscheidenden Einfluß auf den gesamten Betrieb dieser mit hoher Geschwindigkeit und einer hohen Burehflußmenge arbeitenden Zentrifugalpumpe hat« Eine leitvorrichtung_t die allgemein mit 200 bezeichnet &et_g weist einen eylindrischen Abschnitt 201 auf, der konzentrisch sin? Pumpenwelle 40 angeordnet ist und mit ihr über eine leder 202 und Verbindungsschrauben 203 verbunden ist. Ton dem zylindrischen Abschnitt 201 erstreckt sich im wesentlichen in Richtung auf die innere Oberfläche der sylindrisohen Umfangsfläche 40a des Mantels bei 205 ein Paar von mit axialem Abstand angeordneten Spiral&chmifelfläcsen 206 und 2O?_f die sich * um den zylindrischen Abschnitt 201 in der gleichen Richtung winden wie die Schaufeln 32. Die !»Bitkanten 208 der Sohauf elf lachen 207 *md 206 sind um etwa 180® versetzt. Jede leitkante hat einen Anströmwinkel bezüglich der einströmenden flüssigkeit von etwa 7*5°* DarUberhinaus ist die An-

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stellung der Flächen so gewählt, daß die Flüssigkeit von ihnen beschleunigt wird in Richtung auf die Schaufeln und in eine Richtung, die insbesondere an der Pumpenradnabe tangential zur Richtung der Schaufeln verläuft und in Richtung der Pumpenraddrehung. Auf diese Weise sind die Schaufelflächen 206 und 207 so ausgelegt, daß ein positiver Flüssigkeitsdruck auf der Rückseite der Schaufeln 32 und 33 während des Betriebes der Pumpe mit hoher Geschwindigkeit entsteht. Außerdem wird auf diese Weise das Problem der Kavitation wesentlich herabgemindert.

In Fig.4 ist eine andere Form des mechanischen Verschlusses oder der Stopfbuchse abgebildet, die für die Erfindung Verwendung finden können. Die Stopfbuchse, die in Fig. 4 gezeigt ist und im allgemeinen mit 250 bezeichnet ist, ist in einer Endkammer 251 des Pumpengehäuses angeordnet und von einer Platte 252 abgeschlossen, die am Pumpengehäuse mit Bolzen 253 befestigt ist. Die Stopfbuchse ist mit einer Hülse 254 versehen, die konzentrisch zur Welle 40 verläuft und aus der Endplatte 252 herausragt, so daß sie eine Endkappe 255 aufnehmen kann. Diese ist gegenüber der Pumpenwelle durch Schrauben 256 gesichert, mit denen gleichzeitig die Hülse 254 an der Welle 40 über eine Madenschraube 257 befestigt wird, mit der die Hülse gegenüber der Endkappegesichert wird. Die Hülse 254 ist mit einem O-Ring oder einer

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(kunmipaekung 259 versehen, die Leckverluste zwischen der Hülse und der Welle 40 verhindert. Eine Wandung: 260 am . Ende erstreckt sich in radialer Richtung vom Ende der Hülse aus und hat eine sich in axialer Richtung erstreckende zylindrische Oberfläche 261, die von der Wandung 260 aus-<■ geht. Zwischen der Oberfläche 261 und der äußeren Wandung der Hülse 254 ist eine ringförmige Nut 262 vorgesehen. In dieser ist ein zylindrischer Verschluß 265aus Wolframkarbid vorgesehen. Zwischen der Oberfläche 261 und dem Verschluß 263 ist ein Teflon-Ring und eine Packung 265 angeordnet. Eine nicht dargestellte Befestigung halt den Verschluß in der Hut 262 fest.

Ein Kohlenstoffverschlußring oder Paßring 266 stützt sich gegen die Endoberfläche des Verschlusses 263 bei 258 ab. Während des Betriebes der Pumpe dreht sich der Verschluß 263 mit der Pumpenwelie, während der Verschlußring 266 fest mit dem Pumpengehäuse verbunden ist. Die Kontaktoberfläche zwischen dem Verschluß 263 und dem Verschlußring 266 bildet bei 258 den mechanischen Verschlußring. Der Verschlußring 266 liegt in einer ringförmigen Nut oder Ringöffnung 267 in der Endwandung 252. Eine Eeder 268, die sich in der Endwandung 252 abstützt, wirkt auf ein Ende des Versehlußringes 256, damit eine genaue Kraft auf die Oberfläche 258 des Verschlusses ausgeübt werden kann. Eine Scheibe 269 ist zwischen dem Verschlußring 266 omd der ν ■ Peeler-268 angeordnet und ein Q-Ring 270 und ein Teflon'- >

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Ring 271 liegen zwischen dem Verschlußring 266 und der inneren Wandung der ringförmigen Nut 267.

Kühlflüssigkeit wird durch einen Einlaß 272 in die Stopfbuchse oder den Verschluß eingeleitet. Der Einlaß 272 steht mit der ringförmigen Hut 267 und einer Vielzahl von Durchlässen 273 in Verbindung, durch die Kühlflüssigkeit zu den Kontaktflächen 258 geleitet wird. Ein Durchlaß 275 erstreckt sich durch die Oberfläche 261 zu dem Berührungsabschnitt zwischen dem Verschluß 263 und dem Verschlußring 266, um einen Rückfluß der heißen Flüssigkeit zu ermöglichen, die von der auf den Kontaktflächen 258 entstehenden Reibungswärme aufgeheizt worden ist.

Die Erfindung schafft eine relativ kompakte und wirtschaftliche Pumpe, die insbesondere für große Förderhöhen und hohe Leistungsanforderungen geeignet ist. Sie kann in vielen Fällen angewendet werden, in denen bisher die Verwendung einer weniger leistungsfähigen, weniger wirtschaftlichen Mehrstufen-Zentrifugalpumpe für notwendig angesehen wurde.

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Claims

Patentansprüche

1.j Zentrifugalpumpe für hohe Drehzahlen mit in einem Pumpengehäuse angeordneten Einlaßöffnungen zum Einlaß von Flüssigkeiten aus einer Saugleitung und Auslässen zum Auslaß der Flüssigkeit in, eine Druckleitung, mit einer Pumpenwelle, die drehbar im Pumpengehäuse angeordnet ist, einem auf der Pumpenwelle befestigten Pumpenrad zur Ausführung von Drehbewegungen innerhalb des , Pumpengehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (30) einen Nabenteil auf mindestens einer Seite aufweist, der in Verbindung mit dem Einlaßkanal (26) steht, und das Pumpenrad (30) sich im allgemeinen radial nach außen von der Pumpenwelle (40) aus erstreckt und eine Vielzahl von Schaufeln (32,33) aufweist, die sich ihrerseits auf mindestens einer Seite des Pumpenrades (30) erheben und sich in Längsrichtung vom Nabenteil zur Umfangskante erstrecken, die mit dem Auslaßkanal (25) in Verbindung steht, und jede Schaufel einen veränderlichen Neigungswinkel bezüglich der Seite des Pumpenrades (30) aufweist, in Längsrichtung gebogen ist und eine kontinuierliche -schraubenförmige Oberfläche zum stoßfreien Transport der Flüssigkeit von der Saugleitung (11) zu der Druckleitung (12) aufweist, und daß in Verbindung mit dem Einlaßkanal (26) stehende Leitvorrichtungen

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(200) vorgesehen sind, die sich mit der Pumpenwelle (4o) drehen und mindestens eine spiralförmig gebogene Schaufel (2o6, 2o7) aufweisen, die sich konzentrisch um die Welle (40) in der Drehrichtung der Schaufeln (32,33) windet und unmittelbar "benachbart dem Anfang der Schaufeln (32,33) am Nabenteil des Pumpenrades 30 endet, wobei die Leitvorrichtung (200) die Flüssigkeit in Richtung auf die Schaufeln (32,33) beschleunigt und einen positiven Druck gegen die schraubenförmigen Oberflächen der Schaufeln (32,33) während der hohen Geschwindigkeit des Pumpenrädes (3o) aufrechterhält·

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Schaufeln (32,33) auf jeder Seite des Pumpenrades (30) vorgesehen sind und gesonderte Leitvorrichtungen (200) auf jeder Seite des Pumpenrades (30) vorgesehen sind, die zumindestens eine Schaufelfläche aufweisen, die sich bis unmittelbar an den Anfang einer Schaufelgruppe (32,33) erstreckt.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Leitvorrichtungen (200) ein Paar von mit axialem Abstand angeordneten Schaufelflächen (206,207) aufweist, von denen jede unmittelbar am Beginn einer Schaufelgruppe (32,33) endet.

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4. Pumpe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (32) auf einer Seite des Pumpenrades (30) gegenüber den Schaufeln (33) auf der anderen Seite des Pumpenrades (30) unterschiedlich sind.

5. Pumpe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet.,-

. daß die Schaufeln (32,33) von einer Umhüllung umgeben sind, die eine sich in axialer Richtung erstreckende

. vollständige zylindrische Umfangsfläche (4oa) aufweist., die konzentrisch zur Leitvorrichtung (200) verläuft,

. und eine Belegung zur Verhinderung des Festfrierens des Pumpenrades (30) am Pumpengehäuse (10) beim Stillstand

• des Pumpenrades (30) aufweist.

6. Pumpe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (30) und das Pumpengehäuse (10) aus !Ditan hergestellt sind.

7. Pumpe nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Flüssigkeit in Richtung auf die Schaufeln (32,33) und in Drehrichtung der Schaufeln (32,33) beschleunigender Kanal von den Schaufelflächen (2o6,2o7). gebildet wird. <

8. Pumpe nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (10) radial geteilt ist und eine

für hohe Drehzahlen geeignete Pumpenwelle (40) sich in axialer Richtung durch das Pumpengehäuse (10) erstreckt, daß das Pumpenrad (30) geschlossen und mit Schaufeln (32,33) vom Francis-Typ auf beiden Seiten bestückt ist, daß das Pumpengehäuse (10) einen geteilten Einlaßkanal (26) zur Lenkung der Flüssigkeit auf jede Seite des Pumpenrades (30) und einen Auslaßkanal (25) mit zwei Spiralen aufweist, die sich am Außenrand des Pumpenrades zur Aufnahme der abströmenden Flüssigkeit erstrecken, daß die Schaufeln (32,33) zur Bewegung der Flüssigkeit von dem Einlaßkanal (26) zu den Spiralen sich im wesentlichen vom Nabenmittelpunkt auf jeder Seite des Pumpenrades (30) zur Umfangskante des Pumpenrades (30) erstrecken und der Flüssigkeit Energie mitteilen, daß Leitvorrichtungen (200) auf jeder Seite des Pumpenrades (30) nahe der Radnabe zur Erzeugung eines positiven Druckes auf die Schaufeln (32,33) vorgesehen sind, und jede der Leitvorrichtungen (200) mindestens eine spiralförmig geformte Schaufelfläche (206,207) aufweist, die sich in radialer Richtung im wesentlichen zwischen der Pumpenwelle (40) und der Umfangsfläche (4Oa) des geschlossenen Pumpenrades (30) zu erstreckt, daß sich die Schaufelflächen (206,207) konzentrisch von einer mit dem Einlaßkanal (26) in Verbindung stehenden Leitkante um die Pumpenwelle windet und den Schaufeln (32,33) benachbart an der Radnabe endet, daß eine Ver-

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bindung der Schaufelfläche (2o6,2o7) mit der Pumpenwelle (40) vorgesehen ist und "bei der Umdrehung der Schaufelflächen (2o6,2o7) eine Förderung von Flüssigkeit vom Einlaßkanal (26) in Richtung auf die Schaufeln (32,33) vorgesehen ist.

9. Pumpe nach Anspruch 1 Ms 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufelfläche (206,207) sich konzentrisch um die Pumpenwelle (40) in Drehrichtung des Pumpenrades (30) windet. '

10. Pumpe nach Anspruch 1 Ms 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tragring (180) konzentrisch und "benachbart zur Umfangsflache (4Oa) im Pumpengehäuse (10) befestigt ist und die äußere Umfangsflache (4Oa) und die innere Oberfläche der Tragringe (180) mit gegensinnigen Spiral· nuten (182) zur Verhinderung des Festfrierens der Tragringe (180) auf der Umfangsflache (40a) vorgesehen sind. ■ · " *

11. Pumpe nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein vollständig gegossenes Körperteil (1Oa) und ein vollständig gegossener Einschubteil (10b) vorgesehen sind und der Körperteil (10a) eine sich in Axialrichtung erstreckende Bohrung aufweist, die an einem Ende einen vergrößerten Teil aufweist, und der Einschub-

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teil (10b) sich zum Teil in dem vergrößerten !Beil der Bohrung (14) erstreckt und eine sich in Axialrichtung erstreckende Bohrung (31) aufweist, die konzentrisch in paralleler Ausrichtung zu einer Bohrung (13a) im Körperteil (1Oa) verläuft und auf diese Weise eine durchgehende, sich in axialer Richtung erstreckende Bohrung durch das Pumpengehäuse (10) vorgesehen ist, daß das Körperteil (1Oa) und das Verschlußteil (10Td) entlang einer ringförmigen, sich in radialer Richtung erstreckenden Oberfläche (14) abgedichtet aufeinander stoßen, daß im Pumpengehäuse (10) eine Kammer für das Pumpenrad (30) zwischen dem sich nach innen erstreckenden Ende des Einschubteils (10b) und dem Ende des vergrößerten leils der Bohrung im Körperteil (10a) vorgesehen ist, daß sich durch die Bohrung des gesamten Pumpengehäuses eine Pumpenwelle (40) erstreckt und in der Bohrung zur Durchführung von Drehbewegungen befestigt ist, daß auf der Pumpenwelle (40) konzentrisch ein Pumpenrad (30) zur Ausführung von Drehbewegungen innerhalb der Pumpenradkammer befestigt ist und das Pumpenrad (30) eine zentrale Wandung (34) aufweist, die sich radial nach außen zum Umfang des Pumpenrades (30) von der Radnabe aus auf jeder Seite erstreckt und die sich im allgemeinen radial nach außen erstreckenden Seiten symmetrisch konkave Rotationsoberflächen bezüg-

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lieh der Pumpenwelle (40) aufweisen, daß an jeder Seite der Trennfläche (34) und in einem Abstand davon ein Mantel mit einer vollständigen zylindrischen Oberfläche vorgesehen ist, der sich in axialer Richtung und konzentrisch zur Pumpenwelle (40) erstreckt, daß ein Einlaßkanal (26) im Pumpengehäuse (10) durch den Körperteil (10a) und den Einschubteil (10b) zur Beförderung von Flüssigkeit von einer Einlaßseite ausgebildet ist, und der Einlaßkanal (26) ein Paar von Kanälen (27,28) zur Beförderung der Flüssigkeit zu jeder Radnabe aufweist, daß ein Auslaßkanal im Pumpengehäuse (17) durch den'Körperteil (10a) und äen Einschubteil (10b) zur Beförderung von Flüssigkeit zur Auslaßseite ausgebildet ist und der Auslaßkanal (25) ein Paar von spiralförmigen. Kanälen (20,21) aufweist, die sich von dem Umfang des Pumpenrades (30) erstrecken, wobei jeder spiralförmige Kanal (20,21) eine Öffnung zur Aufnahme der vom Pumpenrad (30) abfließenden Flüssigkeit aufweist und die Öffnungen der spiralförmigen Kanäle um etwa 180° versetzt sind, daß eine Gruppe von Schaufeln (32,33) auf jeder Seite des Pumpenrades (30) vorgesehen sind, die sich seitwärts von einer Seite zur Umfatigsf lache (40a) erstrecken und sich in Längsrichtung von der Radnabe zum Umfang des Pumpenrades (30) erstrecken, daß jede.Schaufel (32,33) einen sich

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verändernden Neigungswinkel "bezüglich der Seiten des Pumpenrades (30) aufweist, in Längsrichtung gebogen ist und auf diese Weise eine gleichmäßige schraubenförmige Oberfläche zur Bewegung der Flüssigkeit von der Radnabe zur Öffnung der Spirale aufweist, daß die Leitvorrichtung (200) fest mit der Pumpenwelle zur Ausführung von Drehbewegungen verbunden ist, auf jeder Seite des Pumpenrades (30) im wesentlichen innerhalb der zylindrischen Umfangsflache (4Oa) angeordnet ist und in Verbindung mit dem Einlaßkanal (26) steht, daß jede Leitvorrichtung (200) mindestens eine spiralförmige Schaufelfläche (206,207) aufweist, die sich im wesentlichen zwischen der Umfangsflache (40a) und der Pumpenwelle (40) erstreckt, sich von einer Leitkante konzentrisch um die Pumpenwelle (40) in Richtung der Krümmung der Schaufeln (32,33) windet und dem Anfang der Schaufeln (32,33) benachbart an der Radnabe endet, daß die Leitvorrichtung (200) die Flüssigkeit von den Kanälen (26) in Richtung auf die Schaufeln (32,33) bewegt und einen positiven Druck auf die schraubenförmigen Oberflächen der Schaufeln (32,33) während des hochtourigen Betriebes der Pumpe ausübt.

12. Pumpe nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkante zur Erzeugung eines Eintrittswinkels

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in Bezug auf den aus dem Kanal (26) austretenden
Flüssigkeitsstrom ungefähr um 7-1/2 G-rad geneigt ist.

13. Pumpe nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkanten der Schaufelflächen (2o6,2o7) um
einen Winkel von etwa 180° gegeneinander versetzt
sind.

14. Pumpe nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tragring (180) konzentrisch und benachbart
jeder TJmfangsflache (40a) im Pumpengehäuse befestigt ist, und die äußere Umfangsflache (4Oa) und die innere Oberfläche der Tragringe (180) mit gegensinnigen Spiralnuten zur. Verhinderung des Zusammenfrierens der Tragringe (180) und der umfangsflache (40a) versehen sind.

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Le e rs'e t te