DE308138C

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Publication number: DE308138C
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KAISERLICHES

PATENTAMT;

Trotz der Vorzüge, welche, außen beaufschlagte Laufräder für Kreiselpumpen haben, scheiterten die bisher in dieser Richtung gemachten Vorschläge daran, daß die Laufräder infolge unrichtiger Anordnung ihrer Schau-. fein und des Fehlens von Leitkanälen am Eintritt in das Laufrad keine Drucksteigerung aufwiesen.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Energieumsetzung in dem außen beaufschlagten Lauf-. _:rade dadurch,-daß die Tangentialkomponente der absoluten Geschwindigkeit am Eintritt gegenläufig zur Umlaufgeschwindigkeit an ·■ dieser Stelle ist und daß das Produkt aus diesen beiden Größen kleiner ist als das entsprechende Produkt am Austritt. Zur Erreichung der angestrebten Wirkung werden die Laufradschaufeln zweckmäßig zum Umfange des Laufrades in einem spitzen Winkel angeordnet, der sich in Richtung der Laufradumdrehung verjüngt, während die Leitradschaufeln vorteilhaft mit dem Umfange des Laufrades einen entgegen dem Drehsinne des ' ^: letzteren gerichteten spitzen Winkel bilden. Der Vorteil der außen beaufschlagten Laufräder, der in einer geringen Radreibung im Verhältnis zur erzielten Leistung besteht, -kann dadurch gemäß der Erfindung noch er- "■ höht werden,' daß jedes Laufrad außer der üblichen von innen beaufschlagten Schaufe-.lung mit einer von außen beaufschlagten, eine Drucksteigerung erzeugenden Schauf elung versehen ist.

^r ■ ■: " -Einige Ausführungsformell des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung veranschaulicht, auf der

Fig. ι im Schnitt eine Kreiselpumpe mit einem einzigen Verbundlaufrad gemäß der Erfindung, und

Fig. 2, in gleicher Weise eine Pumpe mit Verwendung eines inneren Leitapparates veranschaulicht, während

Fig. 3 eine Ausführungsform des Laufrades einer mehrstufigen Pumpe ohne inneren Leitapparat, und

Fig. 4 eine ähnliche Ausführungsform mit innerem Leitapparat zeigt. '

Fig. S stellt einen radialen Schnitt durch eine Pumpe mit besonderer Ausbildung des äußeren Leitapparates, und

Fig. O₁ einen Schnitt in Richtung A-A der Fig. 5 dar.

Die einstufige Pumpe mit doppeltem Laufschaufelsatz nach Fig. 1 besitzt ein Laufrad a, das in üblicher Weise seine Drehbewegung durch die Welle b erhält. Das Wasser 0. dgl. wird der Pumpe durch den Saugstutzen c zugeführt und strömt in die übliche Schaufelung d in der Richtung des eingezeichneten Pfeiles, d. h. vom Laufradinnern her, ein. Nachdem das Wasser in dem Leitapparat e umgelenkt worden ist, wobei es auch teilweise die ihm innewohnende Geschwindigkeit in Druck umgewandelt haben kann, wird es in die auf der anderen Stirnseite des Laufradkörpers α befestigte Schaufelung / von außen hineingelenkt, durchströmt nun diese Schaufelung / von außen nach innen und tritt durch den Druckstutzen g aus der Pumpe aus. Erfindungsgemäß erfolgt nun die Einführung des Wassers in die Leitschaufelung f durch besondere Leitschaufeln in dem Teil u der Leit-

vorrichtung, die, wie in Fig."5, mit dem Umfang des Laufrades einen entgegen dem Drehsinn des letzteren gerichteten spitzen Winkel bilden. Die Schaufeln der außen beaufschlagten Schaufelung f des Laufrades bilden mit dem Umfange des Laufrades einen spitzen Winkel, der sich in Richtung der Laufradumdrehung zuspitzt, und sind im übrigen so geformt, daß die eingangs angegebenen Geschwindigkeitsbedingungen erfüllt werden. Ein Beispiel ihrer Gestaltung ,ist in Fig. 5 bei k dargestellt.

Erfolgt bei einem derartigen Laufrade der Austritt aus den von außen beaufschlagten Schaufeln des Laufrades radial, so ist ein Leitapparat am Austritt überhaupt überflüssig. Soll dagegen mit dieser einstufigen Pumpe eine möglichst große Förderhöhe erzielt werden, so wählt man die von außen beaufschlagte Schaufelung des Laufrades derart, daß das Wasser o. dgl. nicht radial austritt: In diesem Falle wird zweckmäßig die dem austretenden Wasser noch innewohnende kinetische Energie in einem innenliegenden Leitapparat h (Fig. 2) in Druck umgesetzt.

Natürlich kann sowohl die Bauart der Pumpe gemäß Fig. 1 als diej enige der Fig. 2 mehrstufig ausgeführt werden. Eine derartige mehrstufige Ausführungsform der Pumpenbauart gemäß Fig. 2 ist in Fig. 4 teilweise zur Darstellung gekommen. Auf einer Welle b sitzen die verschiedenen Lauf räder O₁, a₂ usf., die abwechselnd von außen und innen beaufschlagt werden. Zwischen jeder außen beaufschlagten Schaufelung Z₁ und der folgenden innen beaufschlagten Schaufelung d₂ ist ein Leitapparat h geschaltet, der die kinetische Energie, weiche die Flüssigkeit beim Austritt aus der Schaufelung Z₁ besitzt, in Druck umsetzt und sie zugleich in geeigneter Weise zum Eintritt in die Schaufelung d₂ ablenkt. Bei einer derartigen Ausführungsform vermindert sich gegenüber den jetzt üblichen Pumpen die gesamte Baulänge der Maschine auf etwa die· Hälfte.

Wesentlich einfacher und. auch betriebs-' sicherer wird der Lauf radsatz einer mehrstufigen' Pumpe gemäß der Erfindung, wenn der innere Leitapparat h in Fortfall kommt.

In diesem Falle können die abwechselnd von innen und außen beaufschlagten Laufräder, beispielsweise nach Art der Fig. 3, zu einem einzigen, trommeiförmigen Radkörper vereinigt werden, der derart in sich' versteift ist, daß seine kritische Umdrehungszahl außerordentlich hoch liegt. Ein weiterer Vorteil dieser Bauart besteht darin, daß die Laufradschaufeln bei i und k (Fig. 3) offen gegossen und infolgedessen gut bearbeitet werden können. Die beiden Schaufelungen werden dann durch den- Doppelkegelkörper «, der sich ebenfalls sehr gut und vollkommen bearbeiten läßt, verschlossen. Soll sich ein derartiger Laufradkörper mit sehr hoher' Umdrehungsgeschwindigkeit drehen, so werden. zweckmäßig (radial zu stellende) Stege η angeordnet, die an einer je zwei Laufradkörper a_lt 'a₂ verbindenden Hülse 0 sitzen, und die Festigkeit des Doppelkegelkörpers m ganz erheblich unterstützen. Diese Stegen können. als Schraubenflächen ausgebildet werden und verteilen alsdann die von dem Doppelrade insgesamt geleistete Arbeit je nach der Neigung der Schraubenfläche auf die benachbarten innen und außen beaufschlagten Schaufeiungen. Durch diese Bauart kommen auch die sonst zwischen den einzelnen Stufen notwendigen Dichtungsbuchse'n in Fortfall, wodurch sich die Betriebssicherheit wesentlich erhöht.

Zweckmäßig wird auch zur Vermeidung weiterer Dichtungsflächen und Spaltverluste der Spaltdruck am äußeren -Rädumfang des Laufradkörpers α im die Schaufelungen i und k gleich groß gemacht. . Dies kann dadurch erreicht. werden, daß das aus der ■■ Schaufelung d austretende Wasser in dem Leitapparat e (Fig. 1 und 2) ohne Druckumsetzüng lediglich umgelenkt wird. Es kann jedoch auch zur Verringerung der Reibung des strömenden Wassers im Gehäuse der Leitvorrichtung das Wasser nach Verlassen des Laufradschaufelkanals i (vgl. Fig. 5 und 6) in einem düsenförmigen Teil p des Leitapparates r in Druck umgesetzt, alsdann in dem Teil s umgelenkt und vor Eintritt in den von außen beaufschlagten Schaufelkanal k des Laufrades wieder auf die Geschwindigkeit gebracht werden, die es bei Eintritt in dem Leitkanal p besaß. Auch hier werden, wie stets, bei der außen beaufschlagten Schaufelung des Laufrades Leitschaufeln (vgl. t, Fig. 6) angeordnet, die mit dem Umfange des Laufrades einen entgegen dem Drehsinne des letzteren gerichteten spitzen Winkel bilden. Die Laufradschaufeln k des von außen beaufschlagten Rades sind derart gekrümmt, daß ihre Bewegung infolge der Drehung gegenläufig' zum einströmenden Wasser erfolgt. Die Schaufeln'bilden demnach mit dem no Umfange des Laufrades einen spitzen Winkel, der sich in Richtung der Laufradumdrehung zuspitzt. Auf diese Weise ist es möglich, dem Wasser, obwohl es von außen in die Laufschaufelkanäle k eintritt, und 'scheinbar die Zentrifugalkräfte zu überwinden hat, innerhalb dieser Schaufelung Energie zuzuführen. Es ist hierbei nur stets zu beachten, daß das ' Produkt aus der Tangentialkomponente der gegenläufig zur Umfangsgeschwindigkeit liegenden absoluten Eintrittsgeschwindigkeit und der Umlaufgeschwindigkeit am Eintritt

kleiner ist, als das entsprechende Produkt am Austritt.

Claims

Pa tent-An Sprüche:
5

ι. Kreiselpumpe o. dgl. mit außen beaufschlagtem Laufrade, dadurch gekennzeichnet, daß die Tangentialkomponente der absoluten Geschwindigkeit am Eintritt

ίο gegenläufig zur Umlaufgeschwindigkeit an dieser Stelle ist und daß das Produkt aus diesen beiden Größen kleiner ist als das entsprechende Produkt am Austritt.
2. Kreiselpumpe o. dgl. nach Anspruch i, j

dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrad- j schaufeln mit dem Umfange des Laufrades einen spitzen Winkel bilden, der sich in Richtung der Laufradumdrehung zuspitzt. i
3. Kreiselpumpe o. dgl. nachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln mit dem Umfang des Laufrades einen entgegen dem Drehsinn des letzteren gerichteten spitzen Winkel bilden.
4. Kreiselpumpe o. dgl. nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Laufrad außer mit der üblichen von innen beaufschlagten Schaufelung mit einer von außen beaufschlagten, eine Drucksteigerung erzeugenden Schaufelung versehen ist.
5. Kreiselpumpe ο. dgl. nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Größe derjenigen Absolutgeschwindigkeitskomponente der Flüssigkeit im von außen beaufschlagten Laufrade, die' in der Umfangsrichtung des Laufrades, liegt, bei der Strömung nach innen vollkommen oder nahezu bis auf Null verringert, so daß ein Leitapparat beim Austritt der Flüssigkeit aus diesem Rade überflüssig wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.