DE2352641B2

DE2352641B2 -

Info

Publication number: DE2352641B2
Application number: DE2352641A
Authority: DE
Inventors: Scott J. Fullerton Shuey; Wallace L. Santa Ana Smith; Harold G. Los Angeles Wilk
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: BW IP International Inc
Priority date: 1972-11-06
Filing date: 1973-10-19
Publication date: 1979-10-11
Also published as: CA983318A; BR7308612D0; NL7315050A; IT995941B; JPS4978202A; AU6080873A; JPS5325122B2; FR2205951A5; DE2352641C3; NL176094C; DE2352641A1; US3788764A; GB1421807A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zwischenanzapfung für eine mehrstufige Zentrifugalpumpe gemäß dem Oberbegriff den Anspruchs 1.

Eine derartige Zwischenanzapfung ist in der US-PS 29 25 042 beschrieben. Bei ihr gehen an einander diametral gegenüberliegenden Stellen des Gehäuses der Zwischenstufe Auslaßkanäle von dem eine gerade Anzahl von Schaufeln aufweisenden Laufrad aus, welche zum Ansaugraum der nächstfolgenden Pumpenstufe führen, und die Anzapfleitung kommuniziert mit einem dieser Auslaßkanäle. Es treten daher in der Anzapfleitung Druckstöße auf, wenn die Schaufeln des Laufrades an der Einmündung des mit der Anzapfleitung in Verbindung stehenden Auslaßkanals in die Laufradkammer vorbeilaufen. Diese Druckstöße haben insbesondere bei solchen Zentrifugalpumpen, die mit hoher Drehzahl und unter hohem Druck betrieben werden, ganz beachtliche Größe, z. B. bei Kesselspeisepumpen, die mit Drehzahlen von mehr als 4000 U/min, und Drücken von über 29,5 MPa (300 kg/cm²) betrieben werden. Durch diese Druckstöße, die noch durch Resonanzerscheinungen verschlimmert werden können, können an die Anzapfleitung angeschlossene Verbraucher beschädigt werden.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Zwischenanzapfung für eine mehrstufige Zentrifugalpumpe geschaffen werden, über die von der Zwischenstufe Druckmittel frei von Druckstößen abgezogen werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Zwischenanzapfung gemäß Anspruch 1.

Da bei der erfindungsgemäßen Zwischenanzapfung das Laufrad eine ungerade Anzahl von Schaufeln hat, werden die beiden Auslaßkanäle und damit auch die beiden mit ihnen verbundenen Anzapfleitungen gegenphasig mit Druck beaufschlagt. Da die beiden Anzapfleitungen gleiche Länge aufweisen, erhält man an den Einmündungsstellen der Anzapfleitungen in die Druckausgleichskammer ebenfalls gegenphasige Druckstöße, welche sich dann in der Druckausgleichskammer gegenseitig herausheben, so daß in der in der Mitte zwischen den Einmündungsstellen der Anzapfleitungen in die Druckausgleichskammer liegenden Abgabeleitung ein konstanter Druck erhalten wird. In dem Buch »Die Pumpen« von Mathiszen-Fuchslocher, 1948, ist auf S. 79 in Abbildung 158 zwar eine Kreiselpumpe beschrieben, deren Laufrad eine ungerade Anzahl von Schaufeln aufweist Damit soll ein Aufbau einseitiger Drücke am Umfang des Laufrades verhin dert werden. Da getrennte Auslaßkanäle, welche von der Laufradkammer zum Auslaßstutzen der Kreiselpumpe führen, unterschiedliche Länge haben, heben sich die Druckstöße nicht gegenseitig weg, man erhält im geförderten Druckmittel weiterhin Pulsationen des Druckes.

In der US-PS 8 90 355 ist eine mehrstufige Zentrifugalpumpe beschrieben, deren Laufrad eine ungerade Anzahl von Hauptschaufeln und eine gleiche Anzahl dazwischenliegender Hilfsschaufel aufweist Die Lauf radkammer einer Stufe ist über eine gerade Anzahl von symmetrisch verteilten Auslaßkanälen mit dem Einlaßleitkranz der nachfolgenden Pumpenstufe verbunden.

In der US PS 9 75 623 ist eine mehrstufige Zentrifugalpumpe offenbart, welche Laufräder mit gerader Schaufelanzahl hat Die Laufradkammer einer Stufe ist an diametral gegenüberliegenden Stellen über gleich lange Verbindungskanäle mit dem Einlaß der nachfolgenden S'aife verbunden. In diese Verbindungskanäle sind zusätzlich Rückschlagventile geschaltet Auf diese

jo Weise erhält man keinen Ausgleich von Druckstößen.

Gleiches gilt für eine in der US-PS 26 25110 offenbarte einstufige Tauchkreiselpumpe, bei der getrennte, von diametral gegenüberliegenden Stellen der Laufradkammer ausgehende Abgabeleitungen bis zur Erdoberfläche hochgeführt sind und dort mit einem gemeinsamen Auslaßstutzen verbunden sind.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

Fig.! einen Längsschnitt durch eine mehrstufige Zentrifugalpumpe mit Zwischenanzapfung; F i g. 2 einen transversalen Schnitt durch die Zentrifu galpumpe nach F i g. 1 längs der Linie 2-2;

F i g. 3 einen transversalen Schnitt durch die Zentrifugalpumpe von F i g. 1 längs der Linie 3-3.

In der Zeichnung ist eine mehrstufige Zentrifugalpumpe wiedergegeben, welche sich als Kcsselspeise- pumpe mit einem hohen Förderdruck von etwa 29,5 MPa eignet. In eine Bohrung 11 eines Zylinders 10 ist ein aus zwei Hälften bestehendes Doppelspiralgehäuse 12 eingesetzt. Die Zylinderenden sind durch Stirnwände 15,16 abgeschlossen. In den Stirnwänden ist eine Welle 19 gelagert. Der Zylinder 10 ist mit einem Einlaß 22 und einem Auslaß 23 versehen.

Die in der Zeichnung dargestellte Zentrifugalpumpe weist fünf Stufen 51—55 auf. Zur ersten Stufe 51 gehört ein Doppellaufrad 24, welches Strömungsmittel aus dem Einlaß 22 ansaugt und an zwei einander diametral gegenüberliegende Auslaßkanäle 30 abgibt Über diese und sich anschließende Kanalabschnitte 30a gelangt das Strömungsmittel zum Einlaß der zweiten Stufe 52, welche ein Laufrad 33 aufweist Dieses gibt

6^r. das Strömungsmittel an wieder einander diametral gegenüberliegende Auslaßkanäle 35 weiter, welche über sich anschließende Kanalabschnitte 35a mit dem Einlaß der dritten Stufe 53 verbunden sind. Letztere hat ein

Laufrad 36, welche das Strömungsmittel in zwei einander gegenüberliegenden Auslaßkanäle 37 abgibt. Diese stehen Ober iange axiale Kanalabschnitte 37a, weiche die vierte und fünfte Stufe der Pumpt; umgehen, mit dem Einlaß der vierten Stufe 54 in Verbindung, zu welcher ein Laufrad 39 gehört Über zwei einander diametral gegenüberliegende Auslaßkanäle 40 und sich anschließende Kanalabschnitte 40a gelangt das Strömungsmittel zum Einlaß der fünften Stufe 55 mit einem Laufrad 41 und von dort über zwei einander diametral gegenüberliegende Auslaßkanäle 42 und sich anschließende Kanalabschnitte 42a zu einem Ringraum 60 und von dort über Kanäle Sl, 62 zu einem ringförmigen Auslaßraum 63, welcher mit dem Auslaß 23 in Verbindung steht

Bei der zweiten Stufe 52 ist eine Zwischenanzapfung vorgesehen, welche z. B. zur Kühlwasserversorgung eines Dampfkessels dient, um die Dampftemperatur zu steuern.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind Vorderkanten 351 der spiralförmigen Auslaßkanäle 35 um 180° gegeneinander versetzt Das Laufrad 33 hat fünf unter gleichem Winkelabstand angeordnete Laufradschaufeln. Wenn eine der Laufradschaufeln an einer der Vorderkanten 351 vorbeiläuft, ist somit der Abstand der Laufradschaufeln von der diametral gegenüberliegenden Vorderkante 351 am größten, d. h. an den beiden Vorderkante η 351 der Auslaßkanäle 35 werden gegenphasige Druckstöße gleicher Amplitude erhalten.

Wie aus den F i g. 1 und 3 ersichtlich ist, zweigen von den Auslaßkanälen 35 an äquivalenten, um 180° gegeneinander versetzten Stellen Anzapfkanäle 51 ab, welche mit einer zugehörigen Anzapfleitung 52 verbunden ist Die Anzapfleitungen 52 sind am anderen Ende mit Einlassen 53 einer ringförmigen Druckausgleichskammer 54 verbunden. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, liegen die beiden Einlasse 53 zur Druckausgleichskammer 54 einander diametral gegenüber. Die Durch-

lasse 50, die Anzapfkanäle 51 und die Anzapfleitungen 52 stellen gleich lange Strömungswege zur Druckausgleichskammer 54 dar, welche in der Stirnwand 16 vorgesehen ist Eine Abgabeleitung 55 mündet an einer Stelle in die ringförmige Druckausgleichskammer 54

ein, welche gleich weit von den beiden Einlassen 53 entfernt ist

Aus der obigen Beschreibung der Zwischenanzapfung ist klar, daß die Länge der beiden Strömungswege von den beiden Vorderkanten 351 der Auslaßkanäle 35 bis zum Vereinigungspunkt dieser Strömungswege vor der Abgabeleitung 55 gleich lang ist Da man an den Vorderkanten 351 — wie oben schon dargelegt — um 180° gegeneinander phasenverschobene Druckstöße erhält, mitteln sich diese beim Auslaß der Ausgleichs-

kammer 54 heraus. Man erhält also in der Abgabeleitung 55 nicht mehr die großen Druckstöße, welche bei den Vorderkanten 351 der Auslaßkanäle 35 beobachtet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zwischenanzapfung für eine mehrstufige Zentrifugalpumpe, deren Zwischenstufe zwei symmetrisch zur Pumpenachse in einer radialen Ebene liegende Auslaßkanäle aufweist, mit einer vom Gehäuse der Zwischenstufe ausgehenden Anzapfleitung, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (34) der Zwischenstufe (S 2) eine ungerade Anzahl von Schaufeln hat; daß von den beiden Auslaßkanälen (35) jeweils eine Anzapfleitung (52) ausgeht, daß die beiden Anzapfleitungen gleiche Länge haben und in eine ringförmige Druckausgleichskammer (54) einmünden; und daß eine Abgabeleitung (55) in der Mitte zwischen den Einmündungsstellen (53) der Anzapfleitungen (52) von der Druckausgleichskammer (34) ausgeht.

2. Zwischenanzapfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichskammer (54) in einer Stirnplatte (16) des Pumpengehäuses (10) angeordnet ist.

3. Zwischenanzapfung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündungsstellen (53) einander diametral gegenüberliegen.