DE2609595A1 - Pumpvorrichtung - Google Patents

Description

Patentanwalt
Kleinosllipim hei Aschaffeiiburg

rlirschpiad 3 "$? 06027-8825/8032

5. März 1976

7188/K-ho

Eryx Corporation, I5898 Via Pinale, San Lorenzo, CaI₀ 94580

Pumpvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Pumpvorrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruck- und Hochgeschwindigkeitspumpe mit hoher Fördermenge zu schaffen, durch welche die üblichen Zentrifugalpumpen vorteilhaft ersetzt werden können, beispielsweise im Hinblick auf die erforderliche Antriebsleistung, die Verhinderung von Kavitationserscheinungen und weitere Abnutzungsprobleme, sowie auch im Hinblick auf öie Verhinderung des Eindringens von Umgebungsluft in die Pumpe im Betrieb und Stillstand.

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Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der gesamten Pumpe,

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische

Ansicht des Transportrings der Pumpe,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Transportrings,

Fig. 4 eine vergrößerte Detailansicht im Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 und

Fig. 5 eine vergrößerte Detailansicht im

Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 1.

Wie in Fig.1 gezeigt, weist die Pumpe ein toroidförmiges Gehäuse 10 auf, welches eine entsprechende toroidförmige Kammer 12 umschließt. Ein mit 14 bezeichneter Transportring ist gleitend bzw. drehbar innerhalb der Kammer 12 angeordnet. Der Ring 14 weist eine Evolventenverzahnung 16 und Dichtscheiben 18 auf, die ausdehnbare Dichtringe 20 tragen. Die Scheiben 18 und Ringe 20 teilen die Kammer 12 in eine aufeinander folgende Reihe volumetrischer Pumpenkammern ein.

Der Transportring 14 wird von einem Stirnrad 20 in Drehung versetzt, welches selbst von einem nicht gezeigten, geeigneten Motor oder mechanischen Antrieb getrieben wird. Das GetriQbe 22 ist innerhalb des Gehäuses 24 angeordnet.

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Die Pumpe ist mit einer Füllstation 26 versehen, mit welcher die volumetrisehen Kammern über Fülleinlässe in Verbindung stehen. Beispielsweise kann der Füllstation 26 Wasser eingespeist werden, welches während .seines Durchlaufs durch die Pumpe auf Druck gebracht wird und dann von der Pumpe am Speisewassereinlaß eines Dampfkessels abgegeben wird.

Durch eine gegen den Uhrzeigersinn gerichtete Umdrehung des Transportrings in Fig. 1 bewegen sich die volumetrischen Kammern von der Füllstation 26 zur Auslaßstation 28, die eine Auslaßleitung 30 aufweist. Die Flüssigkeit der mit der Auslaßleitung 30 jeweils in Verbindung stehenden volumetrischen Kammer wird durch Fluiddruck, mit welchem die volumetrische Kammer über Leitung 32 beaufschlagt wird, auf Auslaßdruck gebracht. Das Druckmedium, welches über Leitung 32 aufgebracht wird, kann beispielsweise der Dampf eines vorher erwähnten Dampfkessels sein. Dieser Dampf bringt daher einerseits das Speisewasser auf Druck und führt es andererseits in die Speisewasserseite des Dampfkessels ein. Eine solche Pumpe kann daher mit hoher Geschwindigkeit arbeiten, wobei die Pumpflüssigkeit durch Leitung 30 unter der kombinierten Wirkung des Druckmediums, welches über Leitung 32 aufgebracht wird und der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Transportrings 14- entsteht, ausgetragen wird.

Eine weitere Drehung des Transportrings 14 bringt die volumetrischen Kammern über die Öffnungen 34 und die Auslaßleitung 36 mit einem geeigneten Leitungssystem in

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Verbindung. Über das nicht gezeigte Leitungssystem wird das sich in den volumetrisehen Kammern befindliche Hochdruckgas abgezogen und. wiedergewonnen.

Eine weitere Drehung des Rings 14 bringt die Kammern über öffungen 38 mit einem weiteren. Wiedergewinnungs-Leitungssystem in Verbindung, welches r"ie Leitung 40 aufweist. Durch diese wird das restliche Niefler^ruckgas aus den Ringkammern abgezogen. Dieses Restgas kann zum Getriebegehäuse 24 und dem Gehäuse der Füllstation 26 geführt werden, um dort eine Atmosphäre geringen Überdrucks des zu pumpenden Mediums herzustellen und ein Eindringen von Giftstoffen und Umgebungsluft zu verhindern.

Die äußeren Enden der Scheiben 18 sind bearbeitet, um ihre Form der Verzahnung 16 anzugleichen. Die Dicht- oder Kolbenringe 20 sind daher teilweise innerhalb des Umrisses der Verzahnung angeordnet. Das beschriebene Pumpensystem hat u.a. die folgenden Merkmale und Vorteile:

Die Flüssigkeitsabdichtung erfolgt einfach und wirksam durch ausdehnbare Ringe, die ihren Wert bereits in einer anderen Umgebung und anderen Anwendungen unter Beweis gestellt haben;

Der Aufbau des statischen Druckes wird durch eine Beaufschlagung der die Pumpflüssigkeit transportierenden Abteilungen der Pumpe mit Druckdampf bewirkt.

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Infolge der Zentrifugalkraft, welche bei der Drehung des Transportrings bei höheren Umdrehungszahlen auftritt, wird der statische Druck noch erhöht. Das Eindringen von Umgebungsluft in das System wird sowohl im Betrieb als auch Stillstand vollkommen vermieden, da in allen Bereichen des Ringes und der Kammer ein Dampfdruck oberhalb des Umgebungsdrucks aufrecht erhalten wird;

Die Antriebskraft zum Pumpen ist verglichen mit üblichen Zentrifugalpumpen deutlich reduziert, da eine vergrößerte Fördermenge hauptsächlich auf den Abgleichdruck beispielsweise des Dampfes vom Dampfkessel zurückzuführen ist;

Niederdruckdampf von bestimmten Druckhöhen unterhalb des Abgleichdampfdrucks in Leitung 32 kann an den Auslässen 36 und 40 abgenommen werden, wodurch besondere Aufwendungen für Reduzierstationen entfallen und in vielen thermischen Anlageverfahren günstigere Wirkungsgrade erzielbar sind;

Die Unabhängigkeit von Kessel- und Verarbeitungsanlagen von externen Energiequellen ist entweder beim Einsatz als Reserveeinheit oder für den Start vom vollständigen Stillstand aus zweckmäßig.

Der hohe Druck der gepumpten Flüssigkeit wird in einer einzigen Umdrehungsstufe erhalten, im Gegensatz zu Zentrifugalpumpen, wo eine Vielzahl solcher Stufen bzw. Umdrehungen nötig sind, um einen solch hohen Druck zu erreichen.

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Erosionsschäden Infolge Kavitation werden vollständig vermieden.

Es ist ein ganzer Bereich von Arbeitsgeschwindigkeiten, angefangen von O bis zur Maximalgeschwindigkeit möglich, wobei es keine Kinimalgeschwindigkeit gibt, um ein wirksames Funktionieren sieherzustel-len.

Zur Abdichtung oder zur Rückführung bei niedrigen Fördermengen werden keinerlei Hilfsflüssigkeiten oder Fluids benötigt, wie -ies bei Zentrifugalpumpen der Fall ist.

Weder für der Abnutzung unterliegende Flächen, noch zur Verhinderung von Kavitationsschäden brauchen teure Legierungen eingesetzt zu werden.

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Claims (4)

Patentansprüche

1.jPumpvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (10), welches eine toroidförmige Kammer (12) umschließt, und an der Kammer (12) Einlaß- und Auslaßöffnungen (8) mit einem Winkelabstand zueinander angeordnet sind und innerhalb der Kammer (12) ein Transportring (14-) mit verkleinertem Querschnitt angeordnet ist, und auf dem Ring (14) Dichtscheiben (18) mit Abstand zueinander angeordnet sind, die ausdehnbare Dichtringe (20) tragen und mit der Innenfläche der Kammer (12) in Eingriff stehen und die Scheiben (18) und Hinge (20) die Kammer (14) in mehrere getrennte Abteilungen aufteilen und weiterhin durch eine Einrichtung zum Drehantrieb des Ringes (14) in der Kammer (12), bestehend aus einer umlaufenden Verzahnung (16) an einer Seite des Rings (14), wobei jede der Scheiben (18) teilweise von einem oder mehreren der Zähne der Verzahnung (16) gebildet ist und die ausdehnbaren Ringe (20) innerhalb von Nuten in denjenigen Zähnen (16) angeordnet sind, die Teil der Scheiben (18) sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Antriebsgehäuse (24) mit dem Gehäuse(10) verbunden ist und innerhalb des Gehäuses (24) ein Antrieb drehbar angeordnet ist, der in Eingriff mit der Verzahnung (16) des Ringes (14) steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine Flüssigkeitseinlaßleitung

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vorgesehen ist, die einen Winkelabstand von dem Gehäuse (24) aufweist und in Verbindung mit den Einlaßöffnungen ( 8) der Kammer (12) und nacheinander mit den Abteilungen steht, wenn diese sich daran vorbeibewegen, daß weiterhin eine Flüssigkeitsauslaßleitung (30) vorgesehen ist, die einen Winkelabstand von der Einlaßleitung aufweist und in Verbindung mit der Auslaßöffnung der Kammer (12) und nacheinander mit den Abteilungen steht, wenn sich diese daran vorbeibewegen, und daß eine Druckflüssigkeitslieferleitung (32) vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie durch die aufeinander folgenden Abteilungen in Verbindung mit der Auslaßleitung gebracht werden kann, um so die Flüssigkeitsmengen auszupumpen, die von der Einlaßleitung stammen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß ein oder mehrere Flüssigkeits auslaßleitungen (30, 36, 40) mit Winkelabstand von der Flüssigkeitseinlaßleitung vorgesehen sind und in Verbindung mit der Kammer (12) und nacheinander mit den Abteilungen stehen, wenn sich diese daran vorbeibewegen, wodurch das Ausblasen der Druckflüssigkeit, welche von der Einlaßleitung stammt, durch die Abteilungen ermöglicht wird.

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