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Kreiselgebläse mit Hilfsflüssigkeit. @Mit einer Hilfsflüssigkeit arbeitende
Kreiselgebläse, bei denen die Lauft o. dgl. durch die Geschwindigkeit der Hilfsflüssigkeit
mitgerissen und die Druckerhöhung durch Geschwindigkeitsabnahme in Düsen angestrebt
wird, weisen in ihrer Wirkung und im Betrieb eine große Unsicherheit auf, weil sich
der Mischungsvorgang zwischen Luft und Wasser nicht im einzelnen überwachen läßt.
Es ist dahex vorgeschlagen worden, die Hilfsflüssigkeit -in der Weise als Verdrängungskörper
zu benutzen, daß die Luft, welche einem Kreiselrede zugeführt wird, aus den einzelnen
Schaufelräumen durch einen Flüssigkeitsstrahl verdrängt wird, welcher durch die
Schaufelkanäle des Laufrades hindurchgeführt wird. Zu diesem Zweck wurde im Innern
eines Kreiselrades ein Leitapparat angeordnet, der den Schaufeln des Kreiselrades
von innen einen Wasserstrom zuführt, während an anderer Stelle des Kreiselrades
von außen den Schaufelräumen die zu verdich-
Lende Luft zuströmt,
die durch den das Laufrad durchsetzenden Wasserstrahl nach außen gedrängt und hierbei
verdichtet wird.
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Diese Anordnung hat jedoch den wesentlichen Nachteil, daß sie den
Ansaugraum der Luft vom Druckraum nur in ungenügender Weise abzudichten gestattet.
Die einzige Dichtung kann in. diesem Falle ausschließlich aus einer Anzahl .von
Schaufelräumen bestehen, ,wobei die selbstverständlich notwendigen Spalte zwischen
Laufrad und Gehäuse dem Rücktritt der Druckluft in den Saugstutzen vollkommen frei
zur Verfügung stehen.
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Diesen Nachteil vermeidet die Erfindung dadurch, daß dem bekannten
feststehenden inneren Leitapparat nicht nur .das Druckwasser, sondern auch, getrennt
hiervon, die Saugluft zugeführt wird, und zwar in der Weise, daß sowohl das Wasser
wie besonders auch die Luft in das den Leitapparat umgebende Kreiselrad von innen
eintreten. Dadurch, daß die Luft von innen in das Kreiselrad eingeführt wird, ist
es möglich, stets eine Sperrschicht der Hilfsflüssigkeit zwischen dem Druckraum
und dem Ansaugraum der Luft zu halten, so daß eine gute Dichtung dauern.? gewährleistet
ist. Ferner ergibt diese Angewährleistet einen sehr gedrungenen Aufbau .des Kreiselverdichters,
durch den es möglich wird, den Verdichter als Hilfsvorrichtung auf dem Rücken eines
Kreiselpumpenlaufrades so anzuordnen, daß .der Luftzutritt zur Vorrichtung mit dem
Pumpensaugrohr in Verbindung steht. Hierdurch kann jede Kreiselpumpe selbstansaugend
gemacht -werden.
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Die Zeichnungen lassen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
sowie eine Anwendung desselben auf Kreiselpumpen erkennen, zum Zweck, diese Pumpen
selbstansaugend zu machen. Das Laufrad a, in welchem die Verdichtung der Luft durch
die Hilfsflüssigkeit - in der Regel Wasser -vor sich geht, besitzt in dem dargestellten
Beispiel Schaufeln b, die an der Eintrittsseite a, des Laufradkanals sich der relativen
Eintrittsgeschwindigkeit anpassen, um dann gemäß dem Beispiel mehr oder weniger
scharf nach rückwärts gekrümmt zu verlaufen. Die Hilfsflüssigkeit durchsträmt vor
dem Eintritt in die Schaufelung a eine sich ;zweckmäßig gleichfalls drehende Zuführungsschaufelung
c, durch welche eine ordnungsgemäße Füllung der Verdichtungsschaufel a .gewährleistet
wird.
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Zwischen beiden umlaufenden Schaufelungen befindet sich ein stillstehender
Verteiler d, der durch entsprechende Formgebung mittels der Kanäle d,. dem Wasser
und mittels der Ausschnitte d2 der Luft Zutritt zu der,Schaufelung a gewährt. 'Zwischen
den Durchbrechungen dl und d2 besitzt der Verteiler d Wandungen d3 und d4, -welche
gemäß der Erfindung als steuernde Flächen die Laufradschaufelkanäle a auf ihrer
Eintrittsseite begrenzen. Die bei den Laufradschaufelkanälen a bei a2 austretende
verdichtete Luft wird nach Durchströmen des Sammelraumes e (Abb.3) durch einen Stutzen
e1 abgeführt, während .die Hildsflüssigkeit, die im Sammelraum e @zu Boden sinkt,
durch die Saugöffnung c,. der ,Zuführungsschaufelung c zufließt, um ihren :Kreislauf
von neuem zu beginnen.
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In ähnlicher Weise wie die Wandungen d" und d4 die Zuführung des Wassers
und der Luft zu der Schaufelung a an der Eintrittsseite überwachen, wird zweckmäßig
auch der Austrittsumfang der Laufradschaufelung a an bestimmten .Stellen abgedeckt,
beispielsweise durch stillstehende Wandungen f, welche zur ordnungsgemäßen Wasserströmung
in den Schaufelkanälen a beitragen und den Durchfluß des Wassers durch diese Schaufeln
steuern.
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Die Arbeitsweise der neuen Vorrichtung; zur Luftverdichtung ist die
folgende: In :dem dargestellten Ausführungsbeispiel (Abt. z), das acht Laufradschaufeln
besitzt, die mit I bis IV bezeichnet sind, durchläuf t diese Schaufel während einer
Umdrehung des Rades :zweimal den Arbeitsvorgang. Der Schaufelkanal I ist bis auf
einen kleinen, in den Außenschaufeln a2 liegenden Teil vollständig mit der zu verdichtenden
Luft angefüllt, während der .Zutritt .des als Verdrängungskörper dienenden Wassers
durch die Abdeckung d, des Verteilers d am Eintritt noch verhindert ist. Dreht sich
dieser Schaufelkanal in der Pfeilrichtung, bis er in die ,Stellung II gelangt, so
hat das von .den Zuführungsschaufeln c angesaugte Wasser durch den Eintrittskanal
dl des Verteilers d ungehinderten Zutritt izur Eintrittsseite a1 der Laufradschaufeln
a. Das Wasser treibt die Luft im Schaufelkanal a vor sich her, ohne daß eine Mischung
der Luft mit dem Wasser eintritt. Diese Verdrängung -der Luft schreitet bei der
.weiteren Drehung unter der Wirkung der Zentrifugalkraft immer weiter fort, wobei
zweckmäßig die Führung des Wassers und die vollständige Vertreibung der Luft durch
die steuernde Innenfläche der Abdeckung f erzwungen wird.
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In der Stellung III ist der Schaufelkanal a vollständig mit Wasser
gefüllt. Der Zutritt ist durch die Wandung d3 :des Verteilers d abgesperrt, während
die Steuerfläche f, die ,den Kanal nach außen absperrt, im Begriff steht, den Austritt
freizugeben. Durch die Zentrifugalkraft wird bei der weiteren Umdrehung das Wasser
nach außen geschleudert, wobei es die neue Luft durch die Durchbrechung -dz des
Verteilers in den Schaufelkanal
a. nachsangt. In der nun folgenden
Stellung I hat das Wasser den Schaufelkanal a bis auf einen Reststreifen am äußeren
Radumfange verlassen, während der nach innen gelegene Teil :des Schaufelkanals a
gänzlich mit der zu verdichtenden Luft angefüllt ist. Der Arbeitsvorgang .wiederholt
sich dann in der beschriebenen Weise.
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Wie ersichtlich, kann die Ausführung des Schaufelrades a ohne weiteres
so ge`vählt werden, daß der Wasseraustritt aus dem Schaufelraum so lange anhält,
als die innere Eintrittsseite :des Schaufelraumes mit dem Luftsaugraum d, in Verbindung
steht. Dies wird dadurch möglich, daß gemäß der Erfindung sowohl das Wasser als
auch besonders die Saugluft dem Schaufelrade von innen aus zugeführt wird. Es ergibt
sich der Vorteil, daß die Abdichtung der zu verdichtenden Luft in jedem Augenblick
des Arbeitsvorganges vollkommen gewahrt ist.
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Wie Abb. 3 erkennen läßt, ist :die neue Vorrichtung außer zur Verdichtung
von Luft auch besonders gut geeignet, um. Kreiselpumpen beliebiger Art, die bekanntlich
nicht von selbst anspringen, selbstansaugend zu machen. Die beschriebene Vorrichtung
wird zu diesem Zweck vorteilhaft auf dem Rücken des Kreiselpumpenlaufrades in der
Weise angeordnet, wie dies Abb. 3 erkennen läßt. Das Kreiselpumpenlaufrad g, das
seinen Antrieb durch die lotrecht stehende Welle g, erhält, ist gemäß der Erfindung
glockenförmig ausgebildet, derart, daß der Saugmund g2 des Rades höher liegt als
die Austrittsstelle g3 der Laufradschaufeln. Hierdurch wird erreicht, daß in dem
Schaufelkanal auch bei Stillstand :der Pumpe stets Wasser stehenbleibt, welches
selbsttätig einen Abschluß zwischen dem Druckraum k und dem Saugrohr i der Kreiselpumpe
-bildet. Dieser selbsttätige Abschluß bleibt auch während des ersten Betriebsabschnittes
bestehen, in welchem die Luftverdichtungsvorrichtung a, d, c das Saugrohr
i von Luft leerpumpt, bis schließlich das angesaugte Wasser durch den. Saugmund
g2 in die Pümpenschaufelung g .dringt. Das währenddes Stillstandes in dieser .Schaufelung
verbliebene Wasser wird nämlich beim Inbetriebsetzen ,durch die Schaufelung g mitgenommen
und in den Raum h geschleudert. jedoch kann dieses Wasser nicht gänzlich in den
Raum h übertreten, sondern nur insoweit, als die nach außen wirkende Schleuderkraft
der Schaufelung g durch den nach innen wirkenden Unterdruck im Saugrohr i im Gleichgewicht
gehalten wird. Es bildet sich also an der Stelle g3 ein Wasserring, der den Saugraum
i vom Druckraum vollständig absperrt.
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Indessen wird die im Saugrohr i angesammelte Luft durch einen oder
mehrere Kanäle h der L aufradwand und durch Bohrungen d. im stillstehenden Verteiler
d der Verdichtungsvorrichtung den Ausschnitten d, (Abb. i) zugeführt und gelangt
von hier in der-beschriebenen Weise durch die Verdichtungsschaufelung
a in den Raum e und den Ausflußstutzeni e, Die Luft wird auf diese
Weise in äußerst kurzer Zeit vollständig aus dem Saugrohr i entfernt, so daß die
Hauptkreiselpumpe g wenige Augenblicke nach der Inbetriebsetzung ihre normale Förderung
annimmt.
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Das im vorstehenden beschriebene Ausführungsbeispiel kann natürlich
im Rahmen der Erfindung verschiedentlich Abänderungen erfahren, beispielsweise kann
bei richtiger Lage des Wasseraustritts auf der Außenseite des Laufrades a zum Wassereintritt
von der besonderen Form der Schaufelung b abgesehen werden; ebenso kann die Abdeckwand
f dazu dienen, einen absperrenden Wasserwulst an der Austrittsseite der Laufradschaufeln
zu halten, solange die Schaufeln an ihrer Innenseite mit der Luft im ,Saugraum in
Verbindung stehen.