DE2900095A1

DE2900095A1 - AXIAL PUMPS

Info

Publication number: DE2900095A1
Application number: DE19792900095
Authority: DE
Inventors: Hugh Douglas Nelson
Original assignee: Mono Pumps Ltd
Current assignee: NOV Process and Flow Technologies UK Ltd
Priority date: 1978-01-06
Filing date: 1979-01-03
Publication date: 1979-07-19
Also published as: GB2012361A; GB2012361B; IN150721B; ATA9979A; SE7900078L; ZA787315B; CS207738B2; BR7900053A; AT360345B; JPS54101502A; DK147187B; FR2414129A1; DK147187C; NL7900114A; DK5079A

Description

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Firma MONO PUMPS LIMITED,Company MONO PUMPS LIMITED,

Arnfield Works, Audenshaw, Manchester / GrossbritannienArnfield Works, Audenshaw, Manchester / Great Britain

AxialpumpenAxial pumps

Die Erfindung betrifft Axialpumpen und Pumpen mit gemischter Durchflussrichtung, bei denen der Flüssigkeitsstrom nur teilweise axial gerichtet ist.The invention relates to axial pumps and pumps with mixed Direction of flow in which the liquid flow is only partially is directed axially.

Derartige Pumpen sind entweder einstufige Pumpen oder mehrstufige Pumpen, bei denen die Stufen in axialer Richtung miteinander fluchten, wobei ein die Stufen umgebender Mantel das Pumpgehäuse bildet. Die Stufe bzw. die Stufen bestehen jeweils aus einer Pumpeinheit, die einen Rotor bzw. ein Flügelrad aufweisen. Der Rotor drückt die Flüssigkeit in einen mit Flügeln versehenen Stator, mit dessen Hilfe der Flüssigkeitsstrom wieder axial oder nahezu axial zum Gehäuse ausgerichtet und verlangsamt wird, um mindestens einen Teil seiner Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie umzuwandeln. Such pumps are either single-stage pumps or multi-stage pumps, in which the stages in the axial direction with one another align, with a jacket surrounding the steps forming the pump housing. The level or levels exist in each case from a pump unit, which have a rotor or an impeller. The rotor pushes the liquid into a stator provided with vanes, with the help of which the liquid flow again is aligned axially or almost axially to the housing and slowed down in order to convert at least part of its speed energy into pressure energy.

In den beiliegenden Figuren 1 und 2 ist ein Äusführungsbeispiel einer bekannten einstufigen Axialpumpe dargestellt. Figur 1 zeigt einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel, während im oberen Teil der Figur 2 zwei benachbarte Flügel des in FigurIn the accompanying Figures 1 and 2 is an embodiment a known single-stage axial pump shown. Figure 1 shows a section through the embodiment, while in upper part of Figure 2, two adjacent wings of the in Figure

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gezeigten Stators und die zugehörigen Strömungslinien dargestellt sind. Der untere Teil der Figur 2 zeigt die Hälfte eines Aufrisses des oberen Teiles dieser Figur.stator shown and the associated flow lines are shown. The lower part of Figure 2 shows half of one Elevation of the upper part of this figure.

Die bekannte in den Figuren 1 und 2 dargestellte Pumpe weist ein Gehäuse auf, das durch einen sich nach aussen erweiternden Einlass-Schurz 7, einen rohrförmigen Diffusorabschnitt 8 und einen Zwischenabschnitt 9 gebildet wird, der einen Rotor 10 und einen Stator 11 umschliesst. Der Rotor 10 ist mit einer Antriebswelle 12 verkeilt, die von einem unteren Lager 13 und einem oberen Lager 14 gehalten wird. Der Diffusorabschnitt 8 bewirkt eine Zerstreuung der ausströmenden Flüssigkeit aufgrund seiner Divergenz in der Strömungsrichtung und der in der gleichen Richtung gegebenen Konvergenz eines Fortsatzes 15 des Lagers'14.The known pump shown in Figures 1 and 2 has a housing which is expanded by an outwardly Inlet skirt 7, a tubular diffuser section 8 and an intermediate section 9 is formed, which is a rotor 10 and a stator 11 encloses. The rotor 10 is with a Drive shaft 12 keyed by a lower bearing 13 and an upper bearing 14 is held. The diffuser section 8 causes the outflowing liquid to be dispersed due to its divergence in the direction of flow and that in the in the same direction given convergence of an extension 15 of the bearing 14.

Axialpumpen dieser Art sind in vieler Hinsicht zufriedenstellend. Jedoch treten wesentliche Energieverluste aufgrund der Kavitation und/oder den Turbulenzen innerhalb des Stators auf. Dies ist teilweise mit den Strömungslinien 16 dargestellt, die zwischen einem Paar benachbarter Flügel 17 auftreten. Teil 18 zeigt die vorhandene Neigung für eine Umkehrung der Durchflussrichtung an, die die Ursache für die Entstehung von Kavitation und Turbulenzen ist.Axial pumps of this type are satisfactory in many ways. However, significant energy losses occur due to cavitation and / or turbulence within the stator. This is illustrated in part with the flow lines 16, which occur between a pair of adjacent wings 17. Part 18 shows the existing tendency for a reversal of the flow direction which is the cause of cavitation and turbulence.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die oben angesprochene Schwierigkeit zu beseitigen.The invention is based on the object addressed above Eliminate difficulty.

Ausgehend von einer Axialpumpe oder einer Pumpe mit zum Teil axialer Durchflussrichtung, bei der der Stator gegenüberliegende, den Einlass und den Auslass bildende Endflächen, eine mittig angeordnete Befestigungsnabe und eine Vielzahl von Flügeln aufweist, die sich in radialer Richtung von der Befestigungsnabe weg erstrecken, wobei die zugeordneten FlächenBased on an axial pump or a pump with partially axial flow direction, in which the stator is opposite, end surfaces defining the inlet and outlet, a centrally located mounting hub, and a plurality of Has wings which extend in the radial direction away from the mounting hub, the associated surfaces

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von jedem benachbarten Paar von Flügeln einen Strömungsmittel-Durchgang bestimmen, der sich von der einlasseitigen Endfläche des Stators zur auslasseitigen Endfläche des Stators erstreckt, wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Strömungsmittel-Durchgang einen ersten Abschnitt aufweist, der sich von der einlasseitigen Endfläche 20 geradlinig und in divergierender Weise weg erstreckt und dann tangential in einen gebogenen zweiten Abschnitt 23 übergeht, der an der auslasseitigen Endfläche endet und im wesentlichen senkrecht zu dieser Fläche steht.a fluid passage from each adjacent pair of vanes determine which extends from the inlet-side end surface of the stator to the outlet-side end surface of the stator extends, this object is achieved according to the invention solved that the fluid passage has a first portion, which extends from the inlet-side end surface 20 extends away in a straight line and in a diverging manner and then merges tangentially into a curved second section 23, which ends at the outlet-side end face and essentially is perpendicular to this surface.

In den UnteranSprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.The subclaims contain further advantageous refinements specified of the invention.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, anhand der beiliegenden Figuren 3 bis 6 erfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. In diesen Figuren stellen dar: Further advantages, details and features of the invention emerge from the following with reference to the accompanying figures 3 to 6 description of several exemplary embodiments. In these figures represent:

Figur 3 eine der Figur 2 entsprechende Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung undFIG. 3 shows a view corresponding to FIG. 2 of a first Embodiment of the invention and

Figurencharacters

4 bis 6 weitere Ausführungsformen der Erfindung.4 to 6 further embodiments of the invention.

Es wird Bezug auf Figur 3 genommen. Ein Paar benachbarter Statorflügel 19 erstreckt sich' zwischen einer einlasseitigen Endfläche 20 und einer gegenüberliegenden auslasseitigen EndflächeReference is made to FIG. A pair of adjacent stator blades 19 extends between an inlet-side end surface 20 and an opposite outlet-side end surface

21. Die Achse des Strömungsmittel-Durchganges verläuft geradlinig, wobei die den Strömungsmittel-Durchgang bildenden Flächen21. The axis of the fluid passage is straight, wherein the surfaces forming the fluid passage

22, die sich von der Endfläche 20 erstrecken, ebenfalls geradlinig verlaufen, aber unter einem geeigneten Diffusionswinkel, der etwa zwischen 2 und 8° schwanken kann, divergieren, um einen wirksamen geradlinigen Diffusor zu bilden, bei dem die Umwandlung der Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie maximal ist. Nachdem diese Energieumwandlung stattgefunden hat, wird22, which extend from the end face 20, are also rectilinear run, but at a suitable diffusion angle, which can vary between about 2 and 8 °, diverge to form an effective rectilinear diffuser in which the Conversion of speed energy into pressure energy is maximum. After this energy conversion has taken place, will

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die Strömungsrichtung aufgrund der Tatsache geändert, dass die geradlinigen Oberflächen 22 tangential in einen gebogenen Abschnitt 23 münden, der an der auslasseitigen Endfläche 21 endet.the direction of flow changed due to the fact that the rectilinear surfaces 22 tangentially into a curved one Open into section 23, which ends at the outlet-side end surface 21.

Bei diesem Stator kann das Strömungsbild der das Flügelrad verlassenden Flüssigkeit, wie es mit den Strömungslinien 24 angedeutet ist, als eine Gruppe von geraden Linien angesehen werden, die tangential zu den Spitzen der Rotorflügel am auslasseitigen Ende des zugehörigen Rotors verlaufen.In the case of this stator, the flow pattern of the liquid leaving the impeller, as shown by the flow lines 24 is indicated, to be viewed as a group of straight lines tangential to the tips of the rotor blades on the outlet side Run at the end of the associated rotor.

Figur 4 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen zwischengeschalteten Stator in einer mehrstufigen Pumpe. Die gestrichelten Linien 25 veranschaulichen die geradlinigen, jedoch divergierenden Abschnitte der Strömungsmittel-Durchgänge, die tangential in gebogene Abschnitteübergehen, die an der auslassseitigen Endfläche 26 enden.Figure 4 shows the application of the invention to an intermediary Stator in a multistage pump. The dashed lines 25 illustrate the straight lines, however diverging portions of the fluid passages that merge tangentially into curved portions on the outlet side End face 26 ends.

Figur 5 zeigt eine der Figur 4 ähnliche Darstellung bei einem auslasseitigen bzw. stromabwärts angeordneten Stator, der abgesehen von den im wesentlichen anhand der Figur 3 beschriebenen Eigenschaften im Hinblick auf die Korrektur des Strömungsmitteldurchflusses auch als Enddiffusor wirkt, so dass auf die in Figur 2 mit den Bezugszeichen 8 und 15 versehenen Teile zur Erzeugung der Diffusion verzichtet werden kann. In Figur 5 ist mit gestrichelten Linien 27 die geradlinigen,jedoch divergierende Form des Eintrittsendes eines Zwischenflügel-Durchganges dargestellt, der in tangentialer Richtung in gekrümmte Abschnitte ausläuft, die an der auslasseitigen Endfläche 28 enden.FIG. 5 shows a representation similar to FIG of the properties essentially described with reference to FIG. 3 with regard to the correction of the fluid flow also acts as an end diffuser, so that the parts provided with the reference numerals 8 and 15 in FIG Generation of diffusion can be dispensed with. In FIG. 5, dashed lines 27 indicate the straight but diverging lines Shown shape of the entry end of an intermediate vane passage, which in the tangential direction in curved sections runs out, which end at the outlet-side end surface 28.

Figur 6 zeigt eine zu den Figuren 4 und 5 ähnliche Ansicht, wobei die Anwendung der Erfindung auf eine Pumpe mit seitlichem Auslass dargestellt ist. Wie zuvor ist mit gestrichelten Linien 29 der Verlauf benachbarter Flügel dargestellt, die sich gerad-Figure 6 shows a view similar to Figures 4 and 5, the application of the invention to a pump with lateral Outlet is shown. As before, the course of adjacent wings is shown with dashed lines 29, which are straight

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linig, aber in divergierender Weise von der einlasseitigen Endfläche 30 weg erstrecken und dann tangential in gekrümmte Abschnitte auslaufen, die an der auslasseitigen Endfläche 31 enden. linear, but diverging from the inlet end face 30 extend away and then run out tangentially into curved sections which terminate at the outlet-side end surface 31.

Ein Vergleich der Figuren 4 und 5 ergibt, dass bei der Ausführungsform der Figur 4 der maximale Querschnitt der Kanäle in dem Bereich auftritt, in dem die geradlinig verlaufenden, jedoch divergierenden Abschnitte des Durchganges in die gekrümmten Abschnitte übergehen, während in Figur 5 der maximale Querschnitt der Kanäle an der auslasseitigen Endfläche des Stators auftritt.A comparison of FIGS. 4 and 5 shows that in the embodiment of Figure 4, the maximum cross section of the channels occurs in the area in which the rectilinear, however diverging sections of the passage merge into the curved sections, while in Figure 5 the maximum cross section of the channels occurs on the outlet-side end face of the stator.

In den Figuren 4 und 5 liegen die einlasseitige und die auslassseitige Endfläche des Stators parallel, während in Figur 6 diese Endflächen zueinander geneigt sind.In FIGS. 4 and 5, the inlet-side and the outlet-side are located End face of the stator parallel, while in Figure 6 these end faces are inclined to each other.

Es sind noch weitere Abwandlungen der Erfindung möglich. So können z.B. die Wandungen des geradlinig verlaufenden Abschnittes des Durchganges in einer gekrümmten Weise, etwa nach Art einer Glocke oder einer Trompete, divergieren.Other modifications of the invention are also possible. So can e.g. the walls of the rectilinear section of the passage in a curved manner, for example in the manner of a Bell or trumpet, diverge.

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Claims

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Company MONO PUMPS LIMITED,

Arnfield Works, Audenshav;, Manchester / Great Britain

Expectations:

f 1 ..) Axial pump or pump with partially axial flow direction, with the stator opposite, the inlet and having end surfaces forming the inlet, a centrally located mounting hub, and a plurality of vanes, extending in the radial direction away from the mounting hub, the associated surfaces of define a fluid passage extending from the inlet end face for each adjacent pair of vanes of the stator extends to the outlet-side end face of the stator, characterized in that the fluid passage a first section (22) which extends from the inlet-side end face (20) in a straight line and in diverging manner Way extends away and then merges tangentially into a curved second portion (23) which is attached to the outlet-side end surface (21) ends and is substantially perpendicular to this surface.

2. Pump according to claim 1, characterized in that the parts of the blades (19) which the first portion (22) of the Determine passage, extending in a straight line from the inlet-side end surface (20) away.

3. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that the divergence angle of the first section (22) of each Passage or channel of the stator is in the range of 2 to 8 °.

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BATH ORIGINAL

4. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum cross section of each
Passage occurs through the stator at the location where
its first section (22) in its second section
(23) passes.

5. Pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the maximum cross section of each passage occurs at the outlet end face (21) of the stator.

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