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Kreiselpumpe Vorliegende Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe und
bezweckt die Beseitigung bzw. Verminderung der Kavitationsgefahr bei solchen Maschinen.
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Um möglichst schnellaufende und damit relativ kleine und billige Maschinen
zu erhalten, werden im Kreiselpumpenbau einerseits Räder möglichst großer spezifischer
Drehzahl verwendet, anderseits möglichst wenige Stufen und damit große Stufendrücke
vorgesehen. Eine wesentliche, unter anderem bezüglich Geräusch, Anfressung, Leistungsabnahme,
nachteilige Folge hiervon ist die Vergrößerung der Kavitationsgefahr, d. h. die
Gefahr der Hohlraumbildung infolge tiefer, dem Verdampfungsdruck der Flüssigkeit
sich nähernder Unterdrücke.
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Man ist daher gezwungen, die Maschinen mit kleiner Saughöhe und gegebenenfalls
mit Zulaufhöhe arbeiten zu lassen, d. h. die Maschine möglichst tief zu setzen,
was eine wesentliche Verteuerung der Fundamente verursachen kann.
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Bis zu einem gewissen Grade läßt sich die Kavitationsgefahr durch
entsprechend große Durchflußquerschnitte, durch passende Eintrittswinkel und Kopfformen
der Laufradschaufeln beherrschen, darüber hinaus jedoch nur auf Kosten des Wirkungsgrades
der Maschine. Als ein weiteres brauchbares Mittel zur Verminderung der Kavitationsgefahr
hat sich fernerhin bei Wasserturbinen die Einführung von Luft in die Maschine erwiesen.
Gemäß vorliegender Erfindung wird nun letztere Maßnahme auch bei Kreiselpumpen angewendet.
Dies ist keineswegs selbstverständlich, da man bis jetzt stets ängstlich dafür Sorge
getragen hat, die Luft möglichst sorgfältig aus der Pumpe fernzuhalten. Führt man
nämlich die Luft, wie bei Wasserturbinen üblich, durch feststehende Kanäle in der
Nähe des Laufrades in das Saugrohr ein, so strömt die mit Luft vermischte Flüssigkeit
auch an solchen Stellen des Laufrades vorbei, die gar nicht der Kav itationsgefahr
ausgesetzt sind. Es ist also eine größere Luftzufuhr erforderlich, als wenn nur
die durch Kav itation gefährdeten Zonen von der lufthaltigen Flüssigkeit durchströmt
werden, was eine wesentliche Beeinträchtigung des Wirkungsgrades sowie des stetigen
Ganges zur Folge hat. Weiterhin ist die Luftzufuhr ins Saugrohr durch feststehende
Kanäle nur möglich, solange an der Zufuhrstelle Unterdruck herrscht: bei Überdruck
müßte ein besonderes Gebläse oder ein Injektor aufgestellt werden.
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Die vorliegende Erfindung beseitigt die erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten
bei einer Kreiselpumpe dadurch, daß zum Zuführen von Luft oder Gas mit der Welle
der Pumpe sich drehende Kanäle vorgesehen sind, die bis zu den durch Kavitation
gefährdeten Stellen reichen. Solche Stellen sind insbesondere der nächste Bereich
der relativ von der Flüssigkeit unter mehr oder
weniger großem Anstellwinkel
angeströmten Laufradschaufeln, insbesondere deren Rückseite (sogenannte nicht arbeitendd
Seite).
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Durch Vorsehen der erwähnten Kanäle wird die benötigte Luft- oder
Gasmenge auf ein Minimum begrenzt, so daß der Wirkungsgrad der Pumpe sowie ihr stetiger
Gang praktisch nicht beeinträchtigt werden; weiterhin wird selbst bei unter Druck
zulaufender Flüssigkeit ein zum Ansaugen von Luft oder Gas genügend großer Unterdruck
vorhanden sein, da dieser ja die Voraussetzung für das Auftreten von Kav itation
ist.
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Das Verdienstliche vorliegender Erfindung ist darin zu erblicken,
daß Schwierigkeiten, die der Beseitigung der Kavitation bei Kreiselpumpen entgegenstanden,
in Widerlegung eines herrschenden Vorurteils, insbesondere der allgemein bestehenden
Auffassung von der Untauglichkeit des Zuführens von Luft in das Innere einer Pumpe,
gerade durch das Einführen von Luft oder Gas an ganz bestimmten Stellen der Punrpe
behoben werden.
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Auf der Zeichnung ist eine- Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeiht; Fig. i einen axialen Längsschnitt
durch eine Kreiselpumpe, bei der die Erfindung angewandt ist, und Fig. 2 einen Schnitt
nach der Linie A--B der Fig. i in größerem Maßstab durch eine Laufradschaufel und
die an derselben angebrachten Teile eines Kanals zum Zuführen von Luft, i ist das
Saugrohr einer Kreiselpumpe und 2 der Raum, in welchen die durch das Laufrad 3 geförderte
Flüssigkeit hineingedrückt wird. Das Laufrad 3 wird durch eine nicht dargestellte
Maschine über die Welle q. angetrieben. Die einzuführende Luft gelangt durch ein
feststehendes Luftzuführungsrohr 5 in den Hohlraum einer mit dem Laufrad 3 sich
drehenden Haube 6. An diesem Raum sind mehrere mit dem Laufrad 3 sich drehende Luftzuführungsrohre
7 (nur eins ist in Fig. i gezeigt) angeschlossen, die zum Zuführen von Luft zu den
durch Kavitation gefährdeten Teilen des Laufrades 3, die je nach Bauart in der Nähe
der Nabe, an den Schaufeln 8 selbst oder in der Nähe des Kranzes i i liegen können,
dienen. Die Rohre 7 weisen ein Stück auf, das sich längs der Eintrittskante der
ihnen zugeordneten Laufradschaufeln 8 erstreckt. Ein an diesem Rohrstück und an
der betreffenden Lauf radschaufel befestigtes Leitblech io begrenzt mit letzterer
einen Spalt, der durch Bohrungen g mit dem Innern des Rohres 7 verbunden ist und
an der durch Kavitation gefährdeten Stelle des Laufrades endigt. Hier herrscht als
Voraussetzung für die Kavitationsgefahr ein genügend großer Unterdruck, um die erforderliche
Luftmenge durch die Kanäle 5, 7 ansaugen zu können. Weiterhin wird die Luftzufuhr
noch durch die Zentrifugalwirkung der sich drehenden Luftzuführungsrohre 7 begünstigt.
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In Fig. 2 zeigen die Pfeile W die Richtung des relativ zur Schaufel
8 strömenden Fördermittels und die Pfeile L die Strömungsrichtung der eingeführten
Luft.
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An Stelle von Luft kann auch ein beliebiges Gas in die Maschine eingeführt
werden. Zur Unterstützung der Luftzufuhr kann gegebenenfalls ein Gebläse, Injektor
o. dgl. aufgestellt werden. Die Zufuhr der Luft oder des Gases kann anstatt, wie
im Beispiel gezeigt, durch eine Rohrleitung im Saugrohr auch auf andere Art, z.
B. durch eine Bohrung in der Welle, erfolgen.