DE3435656C1 - Einstufige Kreiselpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine einstufige Kreiselpumpe mit Leitrad und diesem nachgeordneten Ringraum, wobei kranzförmig angeordnete Leitschaufeln den Durchflußquerschnitt innerhalb des Leitrades gestalten.

Derartige Kreiselpumpen finden z. B. in Kraftwerken häufig Anwendung als Kühlmittelpumpen. Um ihre Lebensdauer zu erhöhen und die Störanfälligkeit zu verringern, werden vielfältige Anstrengungen unternommen, um unzulässige Belastungen einzelner Bauteile zu verhindern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine ausgeglichene Kraftverteilung an den strömungsführenden Pumpenteilen sicherzustellen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches.

Durch die ganze oder teilweise Versperrung eines Leitradsektors kann der größten Komponente des Radialschubes entgegenwirkt und auf eine vernachlässigbare Größe reduziert werden. In denjenigen Fällen, in denen störende umlaufende Radialkräfte vorliegen, kann durch die erfindungsgemäße Gestaltung eine definierte Lagerbelastung erlangt werden. Dazu wird dann der ganz oder teilweise versperrte Leitradsektor in eine die Radialkraft vergrößernde Position gebracht. Durch Messungen lassen sich die auf das Laufrad und somit auf die damit verbundene Welle einwirkenden Radialkräfte ermitteln und mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung verringern. Mit der Beeinflussung der auf das Laufrad bzw. die Welle einwirkenden Querkraft ist in einfacher Weise eine ausgeglichene Kraftverteilung erlangbar.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen, eine Durchflußquerschnitt-Vergrößerung ermöglichenden Verlauf einer oder mehrerer strömungsführender Begrenzungswände des ganz oder teilweise versperrten Leitradsektors. Diese Maßnahme schließt aus, daß z. B. bei einem nur teilweise versperrten Durchflußquerschnitt an dessen Austritt eine zu hohe Austrittsgeschwindigkeit vorliegt. Eine negative Beeinflussung der zwischen Leitrad und Ringraumgehäuse strömenden Flüssigkeit wird damit vermieden.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die innerhalb eines teilweise versperrten Leitradsektors angeordneten Leitradschaufeln eine größere Schaufelstärke und/oder eine andere Schaufelform aufweisen. Anstelle von versperrenden Einsätzen, Ansätzen oder dergleichen, können somit strömungsgünstige Leitradschaufeln größeren Querschnitts Anwendung finden. Die restlichen Leitradschaufeln weisen den für den Betrieb der Kreiselpumpe berechneten Verlauf auf.

Noch eine andere Ausgestaltung sieht vor, daß der ganz oder teilweise versperrte Leitradsektor innerhalb des vom Druckstutzen projizierten und diesem zugekehrten Bereiches angeordnet ist. In vielen Fällen ergibt sich in diesem Bereich, bezogen auf das Laufrad, eine in Richtung Druckstutzen verlaufende Radialkraft. Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung wird diesem entgegengewirkt und ein Kräftegleichgewicht wiedererlangt. Somit kann die Querkraft auf das Laufrad bzw. die Pumpenwelle verringert werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Gestaltung ist eine Minderung der Kavitationsgefährdung der im ganz oder teilweise versperrten Leitradbereich angeordneten Leitschaufeln.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt die

Fig. 1 einen im Druckstutzenbereich vollständig geschlossenen Leitradsektor und die Fig.2 an entsprechender Stelle einen nur teilweise geschlossenen Leitradsektor.

Das Ringraumgehäuse 1, welches auch Bestandteil eines kugelförmigen Pumpengehäuses sein kann, ist mit einem Leitrad 2 versehen, dessen Schaufeln 3 die einzelnen Leitradkanäle 4 bilden. Der hier im Durchflußquerschnitt ganz versperrte Leitradsektor 5 ist gegenüber dem Druckstutzen 6 angeordnet und weist einen Sektorwinkel oc von 60° auf, der am Austrittsdurchmesser Dl des Leitrades gemessen wird. Der versperrte Leitradsektor 5 liegt in dem vom Druckstutzen 6 projizierten und diesem zugekehrten Bereich des Leitrades 2. Der mit ω versehene Pfeil zeigt die Drehrichtung eines hier nicht dargestellten Laufrades.

In der F i g. 2 ist ein im Durchflußquerschnitt teilweise versperrter zweiteiliger Leitradsektor 5 dargestellt, wobei zwischen den beiden Leitradsektorteilen ein schmaler Leitradkanal 7 vorhanden ist. Die vordere Begrenzungswand 8 des, in Drehrichtung ω gesehenen, ersten versperrten Leitradsektors 5, kann gegenüber der Form der Leitschaufeln 3 einen Verlauf aufweisen, der, in Strömungsrichtung gesehen, eine stärkere Erweiterung des Durchflußquerschnittes des Leitkanales zur Folge hat. Die gleiche Maßnahme kann an der ebenfalls in Drehrichtung ω gesehenen hinteren Begrenzungswand 9 des zweiten versperrten Leitradsektors 5 erfolgen.

Somit wird in einfacher Weise eine Störung der im Ringraum 10 zirkulierenden Flüssigkeit verhindert. Der teilweise versperrte Leitradsektor 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls in dem vom Druckstutzen 6 projizierten und diesem zugekehrten Bereich 11 angeordnet. Anstelle der hier gegossenenen versperrten Leitradsektorteile 5 können auch entsprechend dicker ausgebildete Leitradschaufeln Anwendung finden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einstufige Kreiselpumpe mit Leitrad und diesem nachgeordneten Ringraum, wobei kranzförmig angeordnete Leitschaufeln den Durchflußquerschnitt innerhalb des Leitrades gestalten, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußquerschitt in einem Leitradsektor, dessen am Außendurchmesser des Leitrades gemessener Sektorwinkel Oi zwischen 20° und 70° liegt, ganz oder teilweise versperrt ist.

2. Einstufige Kreiselpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen, eine Durchflußquerschnitt-Vergrößerung ermöglichenden Verlauf einer oder mehrerer strömungsführender Begrenzungswände (8, 9) des ganz oder teilweise versperrten Leitradsektors (5).

3. Einstufige Kreiselpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb eines teilweise versperrten Leitradsektors (5) angeordneten Leitradschaufeln eine größere Schaufelstärke und/oder eine andere Schaufelform aufweisen.

4. Einstufige Kreiselpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ganz oder teilweise versperrte Leitradsektor (5) innerhalb des vom Druckstutzen (6) projizierten und diesem zugekehrten Bereiches des Leitrades (2) angeordnet ist.