DE2414406A1

DE2414406A1 - Centrifugal pump with relief impeller - allowing higher feed level without leakage, and higher suction level without air res

Info

Publication number: DE2414406A1
Application number: DE2414406A
Authority: DE
Inventors: Adolf Merkel
Original assignee: Rheinhuette Vorm Beck & Co
Current assignee: Rheinhuette Vorm Beck & Co
Priority date: 1974-03-26
Filing date: 1974-03-26
Publication date: 1975-10-23

Abstract

Centrifugal pump comprises a balanced relief impeller mounted on the side of the main impeller remote from the inlet opening, with discharge blades on the side remote from the main impeller. The main impeller has rear blades on its side remote from the inlet opening, which are of reduced dimensions and which cause a sealing ring of liquid to form about the shaft inside the discharge blades at a given pumping level, max. feed level and mas. suction level. The rear blades may be of reduced dia., height, or number, or there may be a larger gap between their surfaces and the wall between the two impellers.

Description

Kreiselpumpe Die Rückschaufeln auf der der Saugöffnung abgekehrten Seite des Laufrades von Kreiselpumpen dienen nicht nur in Verbindung mit den Vorderschaufeln dem Ausgleich des Achsialschubes, sondern auch der Verlneidung von Leckverlusten am Wellendurchtritt. Die Bemessung der Rückschaufeln erfolgt so, daß der Wellendurchtritt durch das Laufradgehäuse vom Pumpendruck entlastet ist. Durch entsprechende Bemessung des Verhältnisses des Durchmessers cler Rückschaufeln zum Durchmesser der Vorderschaufeln ist es möglich, nicht nur den Wellenciurchtritt von der Pumpenförderhöhe, sondern auch von einer @eringen Zulaufhöhe zu entl--lstell. Centrifugal pump The back blades on the one facing away from the suction opening Side of the impeller of centrifugal pumps are not only used in connection with the front blades the compensation of the axial thrust, but also the avoidance of leakage losses at the shaft passage. The rear blades are dimensioned in such a way that the shaft penetrates is relieved of pump pressure through the impeller housing. By appropriate dimensioning the ratio of the diameter of the back blades to the diameter of the front blades it is possible not only for the shaft to pass through from the pump head, but also can also be vented from a low inlet height.

Bei größeren Zulaufhöhen ist es des weiteren bekannt, im ',piralgehäuse auE der der Zulauföffnung ahgekehrten Seite des Laufrades auf der Welle ein, auf der dem Laufrad abgekehrten Seite Entlastungsschaufeln aufweisendes Entlastungsrad anzuordnen. Durch eine solche Gestaltung ist es möglich, den Wellendurchtritt auch von größeren Zulaufhöhen zu entlasten.In the case of larger inlet heights, it is also known in the '' piral housing '' auE the side of the impeller on the shaft facing away from the inlet opening the side facing away from the impeller having relief blades to arrange. Such a design makes it possible for the shaft to pass through as well to relieve of larger inlet heights.

Kreiselpumpen werden vielfach zum Fördern von Flüssigkeiten aus allseitig geschlossenen Behältern eingesetzt, z.B. in der chemischen Industrie zum Fördern aggressiver oder leicht verdampfender Flüssigkeiten. Bei Beginn der Förderung ist die Zulaufhöhe entsprechend der Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Behälter, aus dem gefördert wird a beim Fördern oberhalb des FlüssigkeiL-sspiegels Unterdruck entsteht, muß die Pumpe nach relativ kurzer Förderzeit Saughöhen auf nehmen. Die bekannten Kreiselpumpen, die neben der Pumpenförderhöhe auch Zulaufhöhen auFnehmen können, sind zur Föderung bei Saughöhen nich-t geeignet. Durch die Saughöhe wird durch den Wellendurchtritt Luft in das Spiralgehäuse yesaugt und mit der zu fördernden Flüssicikeit vermischt. Abgesehen davon, daß das Flüssigkeits-Luftgemisch leichter ist als die zu fördernde Flüssigkeit, können auch chemische Umwandlungen lldgl. eintreten,- die vermieden werden müssen. Auch die Kreiselpumpen mit dem genannten Entlastungsrad sind ungeeignet. Bereits bei geringen Saughöhen bewegt sich der Flüssigke itsdichtring aus den Entlastungsschaufeln des Entlastungsrades heraus, sodaß auch bei solchen Pumpen die geförderLe FLüssigkeit innig mit Luft vermischt werden kann.Centrifugal pumps are often used for pumping liquids from all sides used in closed containers, e.g. in the chemical industry for conveying aggressive or easily evaporating liquids. At the start of the promotion is the inlet height according to the height of the liquid level in the Container from which it is conveyed a when conveying above the liquid level If there is negative pressure, the pump has to raise suction heights after a relatively short delivery time to take. The well-known centrifugal pumps, which, in addition to the pump head, also supply heights are not suitable for pumping at suction heights. Through the suction lift air is sucked into the volute casing through the shaft passage and closed with the promoting liquid mixed. Apart from the fact that the liquid-air mixture is lighter than the liquid to be pumped, chemical conversions can also occur lldgl. occur - which must be avoided. Even the centrifugal pumps with the aforementioned Relief wheels are unsuitable. The liquid moves even at low suction heights its sealing ring out of the relief blades of the relief wheel, so that too With such pumps, the liquid being pumped can be intimately mixed with air.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Kreiselpumpe mit Entlastungsrad derart zu gestalten, daß sie nicht nur die Pumpenförderhöhe und größere Zulaufhöhen aufnehmen kann, ohne Leckage zu erhalten, sondern auch Saughöhen aufnehmen kann, ohne daß Luft in der geförderten Flüssigkeit enthalten ist und zwar auch dann, wenn tlie Welle keine besollelereIl Dichtungen gegenüber dem Gehäuse wie Gleitringdichtungen od. dgl.The object of the present invention is to provide a centrifugal pump with a relief wheel to be designed in such a way that they not only reduce the pump head and larger inlet heights can absorb without getting leakage, but can also absorb suction heights, without air being contained in the pumped liquid, even if The shaft does not have any special seals against the housing such as mechanical seals or the like

aufweist.having.

Diese Aufgabe wird im wesentlichen durch eine Kreiselpumpe mit einem im Spiralgehäuse auf der der Zulauföffnung abgekehrten Seite des Laufrades angeordneten, auf der dem Laufrad abgekehrten Seite Entlastungsschaufeln aufwelsendes Entlastungsrad gelöst mit verkleinerten,bei gegebener Förderhöhe, maximaler Zulaufhöhe und maximaler Saughöhe einen Flüssigkeitsdichtring in den Entlastungsschaufeln s icherstellende Rückschaufeln am Laufrad.This task is essentially carried out by a centrifugal pump with a arranged in the volute casing on the side of the impeller facing away from the inlet opening, on the side facing away from the impeller, relief blades flaring up relief wheel solved with reduced, at a given delivery head, maximum inlet head and maximum Suction lift creating a liquid sealing ring in the relief vanes Back blades on the impeller.

Die Entlastungsschaufeln auf dem Entlastungsrad und die Rückschaufeln auf dem Laufrad ermöglichen gemeinsam größere Zulaufhöhen für die Pumpe, ohne daß die Flüssigkeit an den Wellendurchtritt gelangt. Es bildet sich vielmehr ein Flüssigkeitsdichtring im inneren Durchmesser des Kranzes der Entlastungsschaufeln, also in Abstand von der Welle und vom Wellendurchtritt. Wird mit der Pumpe aus einem geschlossenen Behälter gefördert,-entsteht oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in diesem Behälter nach relativ kurzer Zeit Unterdruck und die Pumpe muß die Flüssigkeit saugen, sodaß Saughöhen für die Pumpe entstehen. Der Flüssigkeitsdichtring wandert jetzt in den Entlastungsschaufeln nach außen. Er wandert jedoch nicht um den äußeren Durchmesser des Entlastungsrades herum, sondern bleibt in den Entlastungsschaufeln. Der Flüssigkeitsring wirkt jetzt als Dichtring und verhindert, daß bei Saufhöhen durch den Wellendurchtritt angesogene Luft in die geförderte Flüssigkeit gelangt.The relief vanes on the relief wheel and the back vanes on the impeller jointly allow greater inlet heights for the pump without the liquid reaches the shaft opening. Rather, a liquid sealing ring is formed in the inner diameter of the ring of the relief blades, i.e. at a distance of the shaft and the shaft passage. Comes with the pump from a closed container promoted, - arises relative to above the liquid level in this container a short time under pressure and the pump must suck the liquid, so that suction heights for the pump. The liquid sealing ring will now migrate in the relief vanes outward. However, it does not migrate around the outer diameter of the relief wheel around but stays in the relief vanes. The liquid ring is now effective as a sealing ring and prevents sucking in through the shaft opening when there is a swell Air gets into the pumped liquid.

Die Verkleinerung der Rückschaufeln kann dabei durch Verkürzung der Rückschaufeln gegenüber dem Außendurchmesser des Laufrades geschehen, aber auch durch eine Verkleinerung der Höhe der Rückschaufeln, durch eine Vergrößerung des Abstandes zwischen der Oberfläche der Rückschaufeln und der Wand zwischen Laufrad und Entlastungsrad, durch eine Verringerung der Anzahl der Rückschaufeln bis zu einem völligen Verzicht auf diese od.The reduction in size of the back blades can be achieved by shortening the Back blades happen against the outer diameter of the impeller, but also by reducing the height of the back vanes, by increasing the Distance between the surface of the back vanes and the wall between the impeller and relief wheel, by reducing the number of back vanes up to a complete renunciation of this od.

dgl.like

Durch entsprechende Bemessung des Außendurchmessers, Innendurchmessers, Schaufelhöhe und Abstand von der feststehenden Wand der Entlastungsschaufeln und der Rückschaufeln ist es ohne weiteres möglich, das Verhöltnis der Entlastungsschaufeln zu den Rückschaufeln so zu bemessen, daß bei gegebener Pumpenförderhöhe, maximaler Zulaufhöhe und maximaler Saughöhe der Flüssigkeitsdichtring sich immer in den Entlastungsschaufeln befindet.By appropriately dimensioning the outside diameter, inside diameter, Blade height and distance from the fixed wall of the relief blades and of the back vanes it is easily possible, the ratio of the relief vanes to the back blades to be dimensioned so that with a given pump head, the maximum Inlet height and maximum suction height of the liquid sealing ring are always in the relief vanes is located.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figur und in den Unteransprüchen dargestellt¢ oe bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.Further features of the invention are in the description of the figure and in the subclaims it is noted that all individual features and all combinations of individual features are essential to the invention.

In der Figur ist die Erfindung an einer Ausführungsform beispielsweise dargestelltg ohne auf diese Ausführungsform beschränkt zu sein.In the figure, the invention is exemplified in one embodiment shown without being limited to this embodiment.

In der Figur ist die Pumpenwelle 7 in üblicher, nicht dargestellter Weise im Lagerträger 9 gelagert. Der Lagerträger 9 ist unten geschnitten. An der Kupplung 10 greift der Antrieb der Pumpe in an sich bekannter; nicht dargestellter Weise an.In the figure, the pump shaft 7 is conventional, not shown Way stored in the bearing bracket 9. The bearing bracket 9 is cut below. At the Coupling 10 engages the drive of the pump in a per se known; not shown Way on.

Am der Kupplung 10 abgekehrten Ende besitzt der Lagerträger 9 das Spiralgehäuse 1 mit der achsial angeordneten Zulauföffnung 2 und der seitlich, zweckmäßig tangential angeordneten Drucköffnung 11. Im Spiralgehäuse 1 befindet sich die Laufradkammer 12. In der Laufradkammer 12 ist auf das dem Antrieb abgekehrten Ende der Welle 7 das Laufrad 3 befestigt.At the end facing away from the coupling 10, the bearing bracket 9 has the Spiral housing 1 with the axially arranged inlet opening 2 and the side, expedient tangentially arranged pressure opening 11. The impeller chamber is located in the volute casing 1 12. The end of the shaft 7 facing away from the drive is located in the impeller chamber 12 the impeller 3 attached.

Auf der der Zulauföffnung zugekehrten Seite besitzt das Laufrad 3 die Vorderschaufel 13 und auf der der Zulauföffnung 2 abgekehrten Seite die Rückschaufeln 8. Auf der Welle 7 ist in der Laufradkammer 12 auf der der Zulauföffnung 2 abgekehrten Seite des Lauf rades 3 das Entlastungsrad 5 angeordnet. Dieses Entlastungsrad 5 besitzt auf der dem Laufrad 3 abgekehrten Seite Entlastungsschaufeln 4. Der Raum zwischen Laufrad 3 und Entlastungsrad 5 ist zweckmäßig durch die Wand 6 zweigeteilt.The impeller 3 has on the side facing the inlet opening the front blade 13 and, on the side facing away from the inlet opening 2, the rear blades 8. On the shaft 7 is in the impeller chamber 12 on the one facing away from the inlet opening 2 Side of the running wheel 3, the relief wheel 5 is arranged. This relief wheel 5 has relief blades 4 on the side facing away from the impeller 3. The space between the impeller 3 and the relief wheel 5 is expediently divided into two by the wall 6.

Bei in Betrieb befindlicher Pumpe fließt durch die Zulauföffnung 2 Flüssigkeit zu oder wird durc]z dic angesaugt und dann mittels des Laufrades 3 und der Vorderschaufeln 13 durch die Drucköffnung 11 an deii gewünschten Ort gedrückt. Ein Teil der Flüssigkeit fließt um den äußeren Umfang d(s Laufrades 3 durch den Spalt zwischen diesem und dem Gehäuse in die Rückschaufeln 8 und weiter durch den Spalt zwischen Weile 7 und Wand 6 um das Entlastungsrad 5 bis in die Entlastungsschaufeln 4. Durch entsprechende Bemessung des radialen Durch@essers der Rückschaufeln 8 und der En@lastungsschaufeln 4 ist es ohne Schwierigkeiten möglich, sicherzustellen, daß sich in den Entlastungsschaufeln 4 um die Welle 7 in Abstand von dieser ein Flüssigkeitsring bildet und die Flüssigkeit nicht bis an den Wellendurchtritt gelangt. Auch bei erheblichen Förderhöhen und Zulaufhöhen wird es so sichergestellt, daß bei Pumpen, bei denen für den WeliendurchLritL keine besondere Dichtung, z.B. Stoffbuchsen, vorgesehen ist, die Flüssigkeit nicht an den Wellendurchtritt gelangt und keine Leckage eintritt. Durch den in den Entlastungsschaufeln gebildeten Flüssigkeitsring wird des weitere aber sichergesLellL, daß auch bei Saughöhen keine Luft durch den Wellenclurchtritt in die zu Fördernde Flüssigkeit gelangt, weil solches durch die in den Entlastungsschaufeln gebildete Flüssigkeitssperre nicht möglich ist. Bei entsprechender Gestaltung der Entlastungsschaufeln 4 kann gegebenenfalls auf die Rückschaufeln 8 am Laufrad 3 verzichtet werden. Die Welle 7 ist, insbesondere wenn aggressive Flüssigkeiten gefördert werden solleii, noch mit einer Schutzhülse 15 versehen. Auf der der Kupplung 10 abgekehrten Seite des Laufrades 3 kann das Spiralgehäuse 1 noch einen Heizmantel 17 besitzen.When the pump is in operation, it flows through inlet opening 2 Liquid to or is sucked in by means of the impeller 3 and the front blades 13 pressed through the pressure opening 11 at the desired location. Part of the liquid flows around the outer circumference of the impeller 3 through the Gap between this and the housing in the back blades 8 and further through the Gap between shaft 7 and wall 6 around the relief wheel 5 up to the relief blades 4. By appropriately dimensioning the radial diameter of the back blades 8 and of the discharge scoops 4 it is without difficulty possible, ensure that in the relief vanes 4 around the shaft 7 at a distance from this a liquid ring forms and the liquid does not reach the shaft passage got. Even with considerable delivery heads and inlet heights, it is ensured that that in pumps in which there is no special seal for the shaft through LritL, e.g. Fabric bushings, is provided, the liquid does not reach the shaft passage and no leakage occurs. Through the liquid ring formed in the relief vanes it is also ensured that no air can flow through the Wave passage gets into the liquid to be conveyed, because such through the Liquid barrier formed in the relief vanes is not possible. at Appropriate design of the relief blades 4 can optionally be on the Back blades 8 on the impeller 3 can be dispensed with. The shaft 7 is, especially if aggressive liquids should be conveyed, still with a protective sleeve 15 Mistake. On the side of the impeller 3 facing away from the coupling 10, the spiral housing can 1 still have a heating jacket 17.

A u ii f ii h r u n cj 5 b e i s p i e l: Mit der Pumpe muß bei gegebener Förderhöhe aus einem allseitig geschlossenen Behälter Flüssigkeit gefördert werden, wobei bei Beginn der Föderung die Zulaufhöhe 3 m beträgt und am Ende der Föderung die Saughöhe 4 m. A u ii f ii h r u n cj 5 e i s p i e l: With the pump must be given Delivery head liquid can be conveyed from a container closed on all sides, where at the beginning of the federation the inlet height is 3 m and at the end of the federation the suction height 4 m.

Unter diesen Gegebenheiten beträgt der Durchmesser des Laufrad des 198 mm. Die Vorderschaufeln des Laufrades reichen bis an den Außendurchmesser des Laufrades. Der Außendurchmesser des Kranzes der Rückschaufeln ist auf 162 mm zurückgeschnitten.Under these circumstances, the diameter of the impeller is 198 mm. The front blades of the impeller extend to the outer diameter of the Impeller. The outer diameter of the ring of the rear blades has been cut back to 162 mm.

Der Durchmesser des Entlastungsrades beträgt 130 mm. Die Entlastungsschaufeln reichen bis an den Außendurchmesser des Entlastungsrades. Bei Beginn der Föderung bei einer Zulaufhöhe von 3 m liegt der Flüssigkeitsring am inneren Ende der Entlastungsschaufeln in Abstand von der Welle. Der Radius des Flüssigkeitsringes beträgt 56 mm. Am Ende der Föderung bei der Saughöhe von 4m ist der Flüssigkeitsring nach außen gewandert.The diameter of the relief wheel is 130 mm. The relief vanes extend to the outside diameter of the relief wheel. At the start of the promotion at an inlet height of 3 m, the liquid ring is on the inside End of the relief vanes away from the shaft. The radius of the liquid ring is 56 mm. At the end of the delivery at the suction height of 4m is the liquid ring migrated outwards.

Sein innerer Radius beträgt 114 mm. Bei maximaler Zulaufhöhe liegt der Flüssigkeitsring also in Abstand von der Welle, sodaß keine Flüssigkeit an den Wellendurchtritt gelangt. Am Ende der Förderung bei maximaler Saughöhe liegt der Flüssigkeitsring immer noch in den Entlastungsschaufeln. Durch den Wellendurchtritt gesogene Luft wird von diesem Fiiissigkeitsring zurückgehalten und gelangt nicht in die geförderte Flüssigkeit.Its inner radius is 114 mm. At the maximum inlet height the liquid ring so at a distance from the shaft, so that no liquid at the Shaft penetration. At the end of the delivery at the maximum suction lift, the Liquid ring still in relief vanes. Through the shaft passage sucked air is held back by this liquid ring and does not get through into the pumped liquid.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e:

1. Centrifugal pump with a spiral housing on the inlet opening remote side of the impeller arranged on the side facing away from the impeller Relief wheel with relief blades characterized by reduced, a liquid sealing ring for a given delivery head, maximum inlet head and maximum suction head in the relief blades (4) ensuring back blades (8) on the impeller (3).

2.) Centrifugal pump according to claim 1 marked by compared to the Outside diameter of the impeller (3) shortened back blades (8).

3) centrifugal pump according to claim 1 characterized by in height reduced back vanes (8).

4) centrifugal pump according to claim 1 characterized by a reduced Number of or missing rear blades (8).

5.) Centrifugal pump according to claim 1, characterized by an enlarged Distance between the surface of the back vanes (8) and the wall (6) between Impeller (3) and relief wheel (5).

6.) Centrifugal pump according to one or more of claims 1 to 5 characterized by a liquid sealing ring in the relief vanes (4) ratio of Outside diameter, inside diameter, blade height and distance from the fixed wall (6) between relief vanes (4) and the back blades (8).