DE2538162C3

DE2538162C3 - Ansaugvorrichtung für eine Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE2538162C3
Application number: DE2538162A
Authority: DE
Inventors: Akihiko Agata; Tomomitsu Hamaguchi; Akira Oyamada; Toshiaki Tsutsui
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1975-03-13
Filing date: 1975-08-27
Publication date: 1980-01-03
Also published as: IT1043574B; DE2538162B2; CA1041834A; FR2303975A1; SE7509953L; NL175093B; BR7507097A; GB1523893A; NL7509973A; CH606804A5; NL175093C; DE2538162A1; SE418890B; FR2303975B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ansaugvorrichtung für eine Kreiselpumpe der im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Art,

Bei einer derartigen Kreiselpumpe für hydraulische Medien ist es bekannt, zur Verbesserung des Wirkungsgrades« insbesondere bei großer Förderhöhe, ein axiales Vorlaufrad vorzusehen. Dadurch wird die Ansaugcha^ rakteristik verbessert Ein derartiges Axialvorlaufrad hat jedoch den Nachteil, daß ein starkes Pulsationsgeräusch in dem Ansaugrohr bei Teillastbetrieb auftreten kann. Diese Pulsation wird erhöht, wenn der Ansaugdruck der Pumpe verringert wird, bis ein Stoß in dem Ansaugrohr auftritt, der zu Schäden an dem Rohr führen kann. Die Pulsation bei Teillastbetrieb ergibt sich auch dadurch, daß die Auslegungsmenge des Vorlaufrades gewöhnlich etwa dreimal größer als die des Hauptlauf-

rades gewählt wird und dadurch der Gegenstrom im Bereich des Vorlaufrades bei Teillastbetrieb erheblich ansteigt Um diesen Nachteil wenigstens teilweise auszuschalten, wurde die Auslegungsmenge des Vorlaufrades auf einen Wert reduziert, der etwa 1,0- bis

is 2ma! so groß ist wie die Auslegungsmenge des Hauptlaufrades.

Die DE-OS 19 31 527 zeigt für Kreiselpumpen eine Ansaugvorrichtung mit einer konischen Kammer, die vom Einlaß zum Auslaß hin konvergiert, wobei das äußere Ende der Axialschaufel bei der Drehung einen Kegel bestimmt, dessen Konizitätswinkel im wesentlichen gleich dem der konischen Kammer ist. Die Axialschaufel hat einen aerodynamischen Schlitz, eine aerodynamische Klappe oder einen aerodynamischen Hilfsflügel. Hierdurch sollen zwei Verteile erreicht werden. Erstens soil die konvergierende Art der Strömung das Hohlraumbildungsverhalten der Ansaugvorrichtung, insbesondere an den Spitzen oder äußeren Enden der Schaufel wo die Gefahr der Hohlraumbildung am größten ist, verbessern. Zweitens soll ermöglicht werden, daß die Ansaugvorrichtung für eine abnehmende axiale Geschwindigkeit und infolgedessen für ein abnehmendes Niveau der kinematischen Energie am Einlaß der Ansaugvorrichtung ausgebildet wird.

Dadurch soll die bekannte Pumpe in jedem Betriebsstadium einen minimalen Geräuschpegel aufweisen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, an der Einlaßseits bzw im Bereich des Vorlaufrades, das Auftreten von Geräuschen, und zwar über den gesamten Arbeitsbereich der Kreiselpumpe, auszuschalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 vorgeschlagen.

Gemäß DE-OS 15 28 836 ist zwar vorgesehen, daß der Schaufelwinkel in Bezug auf eine quer /ur Drehachse des Rades liegende Ebene längs der Nabe ansteigt, doch soll hierdurch nur die Pumpe mit höherer Geschwindigkeit betrieben und eine größere Strömungsabgabe erhalten werden können, ohne daß am P"mpeneingang Kavitation bzw. Hohlraumbildung auftritt. Die US-PS 33 84 022 beschreibt eine Kreiselpumpe, bei der die Auslegungsmenge des Vorlaufrades 2,5- Isis 4mal größer ist als die des Hauptlaufrades und bei der vor dem Vorlaufrad an dem Gehäuse eine Blende vorgesehen ist, doch soll hierbei lediglich die Bildung eines Gegenstroms unterbunden werden. Dieses ist besonders deshalb wichtig, da das Verhältnis der Auslegungsmengen groß gewählt ist und in spezieller Weise gebogene Eingangsleitschaufeln vorgesehen sind, die die Strömung in Drehung versetzen sollen, Hierbei ist das Problem der Geräuschminderung nicht angesprochen,
Durch die Blende bei der erfindungsgemäßen Pumpe wird der Vorteil erreicht, daß der Gegenstrom genau auf den Bereich des Vorlaufrades bzw. den unmittelbar vor diesen! liegenden Bereich begrenzt werden kann. Die Erzeugung der Strömungsmittelpulsation und damit

das Geräusch in dem Ansaugrohr wird über den gesamten Arbeitsbereich der Kreiselpumpe verhindert Die Begrenzung des Gegenstroms kann durch eine Blende zwischen dem Pumpenansaugteil des Pumpengehäuses und dem Ansaugrohr erfolgen. Alternativ besteht die Möglichkeit, daß eine Hülse mit einem Ende an dem äußeren Umfangsrand des Vorlaufrades befestigt ist unJ das gegenüberliegende freie Ende der Hülse zur Bildung einer Blende nach innen gebogen ist Dadurch, daß der Durchmesser der hinteren Schaufel kleiner ist als der Außendurchmesser der vorderen Schaufel des Vorlaufrades wirkt die vordere Schaufel als zusätzliche Sperre, die den Gegenstrom daran hindert, in das Pumpenansaugrohr zu gelangen, was ebenfalls zu einer Verhinderung der Strömisngsmittelpulsation in dem Ansaugrohr beiträgt und gleichzeitig das Auftreten von Geräuschen während des Betriebes der Kreiselpumpe zuverlässig verhindert

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen angegeben.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeis^iele der Erfindung wiedergegeben, die anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 und 2 jeweils einen Längsschnitt zweier Kreiselpumpen mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Ansaugvorrichtung.

Gemäß der beiden Figuren ist innerhalb eines Pumpengehäuses 10 auf einer Welle 12 ein Hp.uptlaufrad 14 angeordnet. In Strömungsrichtung vor dem Hauptlaufrad 14 ist koaxial ein Vorlaufrad 16 angeordnet, dessen Auslegungsmenge etwa 1,0- bis 2mal so groß ist wie die des Hauptlaufrades 14. Diese Auslegungsmenge des Vorlaufrades 16 ermöglicht es, das Auftreten eines Gegenstroms in dem das Vorlaufrad umschließenden Einlaßteil der Kreiselpumpe zu verhindern, wenn die Pumpe derart betrieben wird, daß die Strömungsmenge etwas größer als die Auslegungsmenge des Vorlaufrades 16 ist, so daß das Auftreten von Kavitation verhindert Wird.

Bei der Kreiselpumpe gemäß Fig. 1 ist eine Blende 22 zwischen dem Pumpenansaugtei! 18 und dem Ansaugrohr 20 angeordnet. Die Blende 22 dient dazu, den Gegenstrom, der entlang der nach innen weisenden Oberfläche des Pumpenansaugteils 18 erzeugt wird, daran zu nindern, das Ansaugrohr 20 zu erreichen, wodur.h ein durch den Gegenstrom hervorgerufenes Geräusch verhindert wird.

Bei der Kreiselpumpe gemäß F i g. 2 ist eine Hülse 26 vorgesehen, die mit eimern Ende an dem äußeren Umfangsrand einer vorderen Axialschaufel 16a befestigt ist unii deren gegenüoerliegcndes, freies Ende zur Bildung einer Blende 28 nach innen gebogen ist. Die Anordnung der Blende 28 vor der Ansaugseite des Vorlaufrades 16 und deren Befestigung an diesem machen es möglich, den Gegenstrom, der an der Seite des Hauptlaufrades 14 erzeugt wird, im Bereich einer hinteren Schaufel 166 umzulenken und damit den Gegenstrom auf diesen Bereich zu beschränken, sowie den innerhalb der vorderen Schaufel 16a erzeugten Gegenstrom aufgrund der Wirkung der Blende 28 der Hülse 26 in die Hülse 26 hinein umzulenken. Durch diese erzwungene Umlenkung des Gegenstroms wird eine Pulsation des Strömungsmittels in dem Ansaugrohr

ίο verhindert Durch die gewählte Auslegungsmenge des Vorlaufrades wird zusätzlich eine Geräuschminderung erreicht

Bei der Kreiselpumpe gemäß F i g. 1 sind die beiden Stufen des Vorlaufrades Vorlaufrades 16 gezeigt, die durch die vordere Axialschaufel 16a und die hintere Axialschaufel 166 gebildet sind und ehen unterschiedlichen Neigungswinkel haben. Der Neigungswinkel der vorderen Schaufel 16a an der Einlaßseite ist extrem klein, während der Neigunfswinl -! der hinteren

2» Schaufel !66 groß ist. Vorzugsweise ist ein Spalt C zwischen dem äußeren Umfang der vorderen Schaufel 16a und der nach innen weisenden Oberfläche des Pumpenansaugteils 18 so klein wie möglich gewähk. Ein axialer Abstand /zwischen der vorderen Schaufel 16a und der hinteren Schaufel 166 ist 0,05- bis 0,15mal kleiner als der Durchmesser D der Axialschaufeln des Vorlaufrades 16. Um den axialen Abstand / genau festlegen zu können, wird die vorder⁰ Schaufel 16a getrennt von der hinteren Schaufel 166 hergestellt und

jo ist lösbar mit letzterer verbunden. Wenn das von der vorderen Schaufel 16a in den Pumpenansaugteil 18 eingeleitete Strömungsmittel einen Gegenstrom zwischen der hinteren Schaufel 166 und dem Hauptlaufrad 14 erzeugt, kann der Gegenstrom in den Raum zwischen

η der vorderen Schaufel 16a und der hinteren Schaufel 166 gesaugt werden, wodurch eine Umlenkung des Strömungsmittels eintritt. Auch hierdurch wiH ein durch den Gegenstrom verursachtes Geräusch in einem weiten Lastbereich der Kreiselpumpe verhindert.

4i) E?i der Kreiselpumpe gemäß F i g. 2 ist der Außendurchmesser th. der hinteren Schaufel 166 kleiner als der Außendurchmesser D\ der vorderen Schaufel 16a, wodurch der Gegenstrom in einen Raum gesaugt wird, der zwischen den beiden Schaukln liegt. Auch

4", dieses verursacht eine Geräuschverminderung. Gemäß F i g. 2 ist das Vorlaufrad 16 mit den Schaufeln 16a und 166 einstückig hergestellt. Die Differenz der Außendurchmesser D₁ - D₂ = (0.03 bis O₁I)Di.

Durch die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. I und 2 ist es möglich, alle Arten von Gegenströmen auf den Bereich des Vorlaufrades 16 zu begrenzen und dies übei alle Lastbereiche zu ermöglichen. Auf diese Weise ergibt sich die Geräuschausschaltung für alle Lastbereiche gleichermaßen

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ansaugvorrichtung für eine Kreiselpumpe, bestehend aus einem Gehäuse, einer in diesem gelagerten Welle, einem auf dieser befestigten Hauptlaufrad und einem ebenfalls auf dieser befestigten Axialvorlaufrad mit mindestens zwei Axialschaufeln, die so ausgebildet und angeordnet sind, daß die Auslegungsmenge des Vorlaufrades etwa 1,0- bis 2mal so groß wie die Auslegungsmenge des Hauptlaufrades ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung vor den Axialschaufeln (16a, 16b) eine Blende (22, 28) angeordnet ist, die Axialschaufeln (16a, 16Z>) mindestens zwei Stufen mit einer vorderen Schaufel (16a,) an der Einlaßseite und einer hinteren Schaufel (16b) bilden und der Neigungswinkel der vorderen Schaufel kleiner als der der hinteren Schaufel ist, um einen Gegenstrom, der durch die Drehung des Hauptiaufrades (i4) erzeugt wird, durch die hintere Schaufel (i6b) anzusaugen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (22) zwischen dem Pumpenansaugteil (18) des Pumpengehäuses (10) und dem Ansaugrohr (20) angecrdnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülse (26) mit einem Ende an dem äußeren Umfangsrand des Vorlaufrades (16) befestigt ist und das gegenüberliegende freie Ende der Hülse (26) zu Bildung einer Blende (28) nach innen gebogen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß de^r Spalt (C) zwischen dem äußeren Umfang der vorderen Schaufel (16a,} und der nach innen weisenden Oberfläche des Pumpenansaugteils (18) so klein wie möglich ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein axialer Abstand (I) zwischen der vorderen Schaufel (16a,} und der hinteren Schaufel (166J 0,05- bis 0,15mal kleiner als der Durchmesser (D) von Axialschaufeln vo-. gleichem Durchmesser ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Schaufel (16a,) getrennt von der hinteren Schaufel (166^ hergestellt und lösbar mit dieser verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (Dt) der hinteren Schaufel (166,) kleiner als der Außendurchmesser (D\) der vorderen Schaufel (16a,) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Außendurchmesser (D\) der vorderen Schaufel (16a,J und der Außendurchmesser (Di) der hinteren Schaufel (16/?; durch die Beziehung D₁-D₁ = (0,03 bis 0,1) D\ bestimmt ist.