DE3900623A1 - Kreiselpumpenstufe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Förderstufen mehrstufiger Kreisel- Pumpen zur Förderung von Flüssigkeiten und Gasen nach der Offen­ legungsschrift DE 37 21 378 A1.

Die Förderstufen der Kreiselpumpe gemäß Hauptanmeldung bestehen paarweise aus je einem Zentripetal- und einem Zentrifugal-Lauf­ rad. Der erzielbare Wirkungsgrad des Zentripetal-Laufrades ist relativ niedrig. Dies liegt daran, daß bei absinkendem statischen Druck infolge abfallenden Rotations-Radius Geschwindigkeitshöhe in Druck umgewandelt werden muß, was zu Reibungs- und Ablösungs­ verlusten führt. Diese Verluste verringern einerseits die erziel­ bare Förderhöhe und vergrößern andererseits die Entwicklung von Verlustwärme.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, beide Mängel zu vermeiden.

Die Lösung besteht darin, daß die zwischen den Laufschaufeln des Zentripetal-Laufrades liegenden Strömungskanäle als Venturi- Diffusor ausgebildet sind.

Eine weitere Verbesserung liegt darin, daß die Erweiterung der Strömungskanäle nur in den nicht gekrümmten Umrandungsflächen erfolgt.

Die so erzielten Strömungskanäle übernehmen an ihren Eintritten am Laufradaußendurchmesser die Radumfangsgeschwindigkeit als Relativgeschwindigkeit für den Eintritt des jeweiligen Strömungs­ kanals. Die Venturi-Diffusoren wandeln mit dem Quadrat der Flä­ chenvergrößerung die Relativgeschwindigkeit mit gutem Wirkungs­ grad in statischen Druck um.

In den Zeichnungen wird die Erfindung näher beschrieben. Die Fig. 1 entspricht im wesentlichen der Fig. 1 der Hauptanmeldung. Auf der Pumpenwelle 1 sitzen die Scheiben 2 und die Laufradpaare 3 mit den Zentripetal-Schaufeln 3 a, den Verbindungsöffnungen 3 b und den Zentrifugal-Schaufeln 3 c, 3 d. Diese Teile bilden den Rotor 4.

Im Pumpenmantel 5 sind die Trennwände 6 mit den Verbindungsöff­ nungen 7 und die Leiträder 8 mit den Rückführschaufeln 8 a und dem Diffusor 8 b, der hier als Radialdiffusor dargestellt ist, angeordnet, die den Stator 9 bilden.

Die Fig. 2 zeigt die Beschaufelung der Zentripetal-Seite. Durch die Verbindungsöffnungen 7 gelangt das Fördermittel zwischen Trennwand 6 und Leitrad 8 und wird durch die Rückführschaufeln 8 a umgelenkt, daß es etwa radial den Zentripetal-Schaufeln 3 a zugeführt wird. Diese sind im Bereich ihrer Krümmung so ge­ staltet, daß sich zwischen ihnen die Strömungskanäle 3 e mit etwa konstanter Kanalbreite 3 f ergeben. Die Zentripetal-Schaufeln nehmen mit kleinem Eintrittswinkel die nahezu rotationsfreie Strömung auf und bringen sie auf die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 4. Durch die Verbindungsöffnungen 3 b gelangt das Fördermittel zu den Zentrifugal-Schaufeln 3 c, 3 d. Bei gleich­ bleibender Winkelgeschwindigkeit wird infolge der Zunahme des Durchmessers die Absolutgeschwindigkeit der Strömung erhöht.

Die Fig. 3 zeigt in Abwicklung entlang der Kurve 3 g den Ver­ lauf der seitlichen Begrenzung der Strömungskanäle 3 e. Die Querschnittserweiterung verläuft gemäß den bekannten Regeln für Venturi-Diffusoren.

In den Strömungskanälen 3 e, die Venturi-Diffusoren sind, findet in Pfeilrichtung die Umwandlung der relativ hohen Relativgeschwin­ digkeit in statischen Druck statt. Dies gilt für den Durchsatz gemäß der Auslegung der Pumpenstufe. Bei zum Stator 9 versetztem Rotor 4 treten am Eintritt der Strömungskanäle 3 e Unstetigkeiten auf, die einen Teil der Relativgeschwindigkeit durch Impulsaus­ tausch in statischen Druck umwandeln, wobei der Wirkungsgrad et­ was beeinträchtigt wird, solang mit Teillast gefahren wird. Der Wirkungsgrad ist aber bei Teillast mit den Strömungskanälen 3 e immer noch wesentlich besser als bei Verwendung der Zentripetal- Schaufeln gemäß Hauptanmeldung.

Claims (2)

1. Mehrstufige Kreiselpumpe nach Offenlegungsschrift DE 37 21 378 A1, bei der auf der gemeinsamen Pumpen­ welle (1) paarweise in Strömungsrichtung Zentripetal- (3 a) und Zentrifugal-Laufräder (3 c) angeordnet sind, die zusammen einen Rotor (4) bilden, in dem Verbindungs­ öffnungen (3 b) für das Fördermittel von jedem Zentri­ petal- (3 a) zum zugehörigen Zentrifugal-Laufrad (3 c) vorhanden sind, und der Rotor (4) in einem Stator (9) steckt, der paarweise Zuführschaufeln für das jeweilige Zentripetal-Laufrad (3 a), sowie einen Diffusor (8 b) für das jeweilige Zentrifugal-Laufrad (3 c) aufweist und im Pumpenmantel (5) steckt, wobei Verbindungsöff­ nungen (7) von den Diffusoren (8 b) zu den nächsten Zu­ führschaufeln (8 a) vorhanden sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zwischen den Laufschaufeln (3 a) des Zentripetal-Laufrades liegenden Strömungskanäle (3 e) als Venturi-Diffusor ausgebildet sind.

2. Mehrstufiges Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strömungskanäle (3 e) nur im Bereich ihrer ungekrümmten Umrandungsflächen erweitert sind.