DE555035C

DE555035C - Positive displacement pump with circulating auxiliary fluid

Info

Publication number: DE555035C
Application number: DES96893D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-02-22
Filing date: 1931-02-22
Publication date: 1932-07-18

Description

Verdrängerpumpe mit umlaufender Hilfsflüssigkeit Die Erfindung bezieht sich auf eine Verdrängerpumpe mit umlaufender Hilfsflüssigkeit und umlaufenden Kammern, mit welcher Wasser und andere Flüssigkeiten sowie auch Gase gefördert werden können.Positive displacement pump with circulating auxiliary liquid The invention relates a positive displacement pump with circulating auxiliary liquid and circulating chambers, with which water and other liquids as well as gases can be conveyed.

Die bisher bekannten Verdrängerpumpen haben zum größtenTeil dieMerkmale gemeinsam, daß eine Hilfsflüssigkeit, mit welcher gearbeitet wird, an das Prinzip der Fliehkraft gebunden ist. Sie sind dadurch in ihrer Wirkungsweise nach den Gesetzen der Fliehkraft-%virkung begrenzt.The previously known positive displacement pumps for the most part have the features in common that an auxiliary liquid, with which one works, on the principle the centrifugal force is bound. As a result, they are in their mode of action according to the laws the effect of the centrifugal force is limited.

Durch die neue, in Abb. r bis 8 dargestellte Pumpe soll in dieserHinsicht eine wesentliche Verbesserung herbeigeführt werden, und zwar durch die nachstehend geschilderten Vorgänge: Es bilden sich in den einzelnen Radkammern: a des umlaufenden Laufrades b (Abb.6) relative Kanalwirbel, nachstehend kurz Kanalwirbel genannt, durch welche sich die in jeder einzelnen Kammer a befindliche Hilfsflüssigkeit um ihre eigene Achse dreht. Die Kanalwirbel in den Radkammern a entstehen durch die Abwälzung an den feststehenden Wänden d und e. Sie werden durch die Abwälzung in Rotation versetzt und drehen sich in den Kammern a um ihre eigene Achse mit einer Geschwindigkeit, welche theoretisch gleich der Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades b ist. Diese in jeder einzelnen Radkammer a um ihre eigene Achse rotierenden Kanalwirbel haben naturgemäß dasBestreben, sich infolge. der Fliehkraft in radialer Richtung zu ihrer Achse auszudehnen. Sie können aber in dieserRichtung nicht ausweichen, und so erzeugt diese Ausdehnung eine Pressung in axialer Richtung zurPumpe zwischen dem umlaufenden Laufrad b und den seitlich an-.geordneten feststehenden Wänden d und e, die um so wirksamer ist, je näher die Wand am Laufrad liegt. Diese entstehende Pressung wird nun im Sinne der Erfindung zur gegenseitigen Abdichtung der nebeneinander auf dem Umfange des Laufrades b verteilten Kammern a gegen die Wände d und e ausgenutzt, so daß jede Radkammer vollkommen abgeschlossen arbeitet. Es entsteht hierdurch eine reibungsfreie Abdichtung zwischen dem Laufrad b und den Wänden d und e, wie sie durch keine andere Dichtungsweise erreicht wird.The new pump shown in Fig. R to 8 is intended to bring about a significant improvement in this regard, namely through the processes described below: The following are formed in the individual wheel chambers: a of the rotating impeller b (Fig. 6) relative channel vortices, hereinafter referred to as channel vortices for short, through which the auxiliary liquid located in each individual chamber a rotates around its own axis. The channel eddies in the wheel chambers a are created by rolling on the fixed walls d and e. They are set in rotation by the rolling and rotate in the chambers a around their own axis at a speed which is theoretically equal to the peripheral speed of the impeller b. These channel eddies rotating about their own axis in each individual wheel chamber naturally tend to move as a result. the centrifugal force to expand in the radial direction to its axis. But you cannot evade in this direction, and so this expansion creates a pressure in the axial direction towards the pump between the rotating impeller b and the laterally arranged fixed walls d and e, which is the more effective the closer the wall is to the impeller . This resulting pressure is now used in the sense of the invention for the mutual sealing of the chambers a distributed side by side on the circumference of the impeller b against the walls d and e , so that each wheel chamber works completely closed. This creates a friction-free seal between the impeller b and the walls d and e that cannot be achieved by any other type of seal.

Abb. 7 stellt den aufgerollten Umfang eines Laufrades mit den seitlich angeordneten Wänden d und e dar.Fig. 7 shows the rolled up circumference of an impeller with the side arranged walls d and e.

Wenn nun ein solcher sich in den Radkaminern a bildender Kanalwirbel c in seiner veränderlichen Form näher betrachtet wird, so ergibt sich folgende Wirkung: Die Kanalwirbel kommen durch die Abwicklung ihres Umfanges auf den feststehenden Seitenwänden d und e in hohe Rotation und drehen sich um ihre eigene Achse mit hoher Tourenzahl. Dadurch entsteht in jedem dieser einzelnen Kanalwirbel ein Hohlraum i., ein sogenanntes Rotationsparaboloid mit dem wie in Abb. 8 ersichtlich ist. Diese Rotationsparaboloide müssen sich, da die Kanalwirbel infolge der Fliehkraft außen am Gehäuseumfang anliegen, an der inneren, dem Grunde der Radkammer a zugekehrten Seite -bilden, -so daß die mit der Flüssigkeit gegebenenfalls mitgeführte .Luft darin gefangen bleibt. Diese wird bei dem Vorbeilaufen der Radkammern an der Saug-oder Drucköffnung der Pumpe dann zuerst eingezogen oder ausgestoßen, so daß dadurch auch Luft gefördert werden kann, denn die Hilfsflüssigkeit selbst wird infolge ihrer Schwerkraft immer nach außen streben, und die Luft wird in dem durch das Rotationsparaboloid gebildeten Hohlraum i bleiben.If such a canal vortex c forming in the wheel chimneys a is examined more closely in its variable form, the following effect results: The canal vortices come into high rotation due to the development of their circumference on the stationary side walls d and e and turn around their own Axle with high number of revolutions. This creates a cavity i., A so-called paraboloid of revolution with the as can be seen in Fig. 8. These paraboloids of revolution have to form on the inner side facing the bottom of the wheel chamber a, so that the air carried along with the liquid, if necessary, remains trapped in it, since the duct eddies rest against the circumference of the housing as a result of the centrifugal force. As the wheel chambers run past the suction or pressure opening of the pump, this is then first drawn in or ejected, so that air can also be conveyed as a result, because the auxiliary liquid itself will always strive outwards due to its gravity and the air will flow through it the paraboloid of revolution i remain.

. Da nun die Umfangsgeschwindigkeit des die Kanalwirbel antreibenden Laufrades b nach der Laufradmitte zu abnimmt und die Angriffspunkte der seitlichen Begrenzungen der gegenüberliegenden Wände d und e auf Kreisen verschiedener Durchmesser liegen, müssen sich, um eine möglichst reibungsfreie Abwälzung der Kanalwirbel zu erreichen, die Durchmesser der letzteren im gleichen Verhältnis zu den Durchmessern der verschiedenen Angriffspunkte nach der Radmitte zu verjüngen. Dadurch bekommen die Kanalwirbel c die in Abb. I, 3, 4, 5 und 8 dargestellte konische Form, welcher natürlich auch die Wände d und e und die einzelnen Radkammern a in ihrer Ausgestaltung anzupassen sind. Die Wirkungsweise bleibt hierbei die gleiche, wie vorher beschrieben.. Since the circumferential speed of the impeller b driving the channel vortices decreases towards the center of the impeller and the points of application of the lateral boundaries of the opposite walls d and e are on circles of different diameters, the diameter of the latter must be in order to achieve the most friction-free rolling of the channel vortices to taper towards the center of the wheel in the same proportion to the diameters of the various points of application. This gives the channel vortices c the conical shape shown in Fig. I, 3, 4, 5 and 8, to which of course the walls d and e and the individual wheel chambers a have to be adapted in their design. The mode of action remains the same as previously described.

Das Laufrad b kann auch so ausgeführt werden, daß eine Zwischenwand k die zu beiden Seiten angeordnetenKammern a scheidet; hierbei arbeitet jede Radseite für sich (Abb. I).The impeller b can also be designed so that an intermediate wall k divides the chambers a arranged on both sides; each side of the wheel works here for itself (Fig. I).

Die beiderseits angeordneten Kammern können aber auch gemeinsam arbeiten, indem am Kammergrunde die Zwischenwand k durchbrochen wird. Die Pumpe kann dabei auf einer Seite saugen und auf der anderen Seite drücken (Abb. 3).The chambers arranged on both sides can also work together, by breaking through the partition k at the bottom of the chamber. The pump can do this suck on one side and press on the other side (Fig. 3).

Ferner kann das Laufrad b auch so ausgebildet werden, daß die mittlere Zwischenwand k überhaupt wegfällt, so daß sich die Kanalwirbel c aufeinander abwälzen (Abb.4). Die Wirkungsweise ist hierbei dieselbe wie bei den übrigen Ausführungsbeispielen. Die in Abb. a dargestellteAusführungsform unterscheidet sich von den übrigen Ausführungsbeispielen dadurch, daß die Kanalwirbel zylindrische Form haben. Die Pumpe arbeitet auch in dieserAusführung zuverlässig, jedoch mit einem ungünstigeren Wirkungsgrad.Furthermore, the impeller b can also be designed so that the middle Partition k is omitted at all, so that the channel eddies c roll over one another (Fig.4). The mode of operation here is the same as in the other exemplary embodiments. The embodiment shown in Fig. A differs from the other embodiments in that the channel vortices have a cylindrical shape. The pump also works in this version is reliable, but with a less favorable degree of efficiency.

Es sind natürlich noch andereAusführungsmöglichkeiten gegeben, beispielsweise kann man Arbeitsräume in und n außerhalb des Laufraddurchmessers anordnen (Abb. 5). Durch die Ouerschnittsveränderung dieser Arbeitsräume verändern die Kanalwirbel in den Luftradkammern ihre Lage und werden, nachdem sie in axialer Richtung nicht ausweichen können, in radialerRichtung zumLaufrad nach außen gedrückt, so daß die Gewähr gegeben ist, daß sie an der äußeren Begrenzung der Arbeitsräume anliegen. Die vorerwähnte Veränderung der Lage der Kanalwirbel wirkt sich in der Erscheinung aus, daß sich am Grunde der Laufradkaminern d gegen die Mitte des Laufrades Hohlräume bilden, welche Fördergut aufnehmen und ausstoßen. Dieses eingezogene Fördergut vereinigt sich, sofern es sich um flüssiges Fördergut handelt, nach dem Eintritt in die Radkammern a mit den darin befindlichen Kanalwirbeln und wird als Verlängerung derselben ebenfalls in Rotation versetzt, um die vorher beschriebene reibungsfreie Dichtung auszuüben. Die durch die Kanalwirbel erzeugte Pressung axial zum Laufrad so@vie die damit bewirkte Abdichtung zwischen Gehäuse und Laufrad verhindert nach der Erfindung ein Insichzusammenstürzen der außerhalb des Laufrades arbeitenden Hilfsflüssigkeit, was sich bei hohem Vakuum besonders vorteilhaft auswirkt. Bei den bisher bekannten Verdrängerpumpen, welche mit Hilfsflüssigkeit arbeiten, wird der von der Fliehkraft abhängige Flüssigkeitsring beiÜberlastung nach derLaufradmittezurücl:-gezogen, er sfürzt in sich zusammen, und die Pumpe versagt. Um das zu vermeiden, mußte bei den bisherigen Ausführungen die Fliehkraftwirkung erhöht werden, und die Laufräder solcher Pumpen sowie die Pumpen selbst bekamen dadurch größere Außenabmessungen.There are of course other possible embodiments, for example one can arrange working spaces in and n outside the impeller diameter (Fig. 5). By changing the cross-section of these working spaces, the canal eddies change in the air wheel chambers their position and after they are not in the axial direction can evade, pressed outwards in the radial direction towards the impeller, so that the It is guaranteed that they rest on the outer boundary of the work space. The aforementioned change in the position of the canal vortices affects the appearance from that there are cavities at the bottom of the impeller chimneys d towards the center of the impeller form which pick up and eject the conveyed goods. These conveyed goods are united if it is liquid conveyed, after entering the wheel chambers a with the canal vertebrae located therein and is also used as an extension of the same rotated to apply the frictionless seal previously described. The axial pressure generated by the canal eddies to the impeller as @ much as that caused by it According to the invention, the seal between the housing and the impeller prevents them from collapsing the auxiliary liquid working outside of the impeller, which occurs with a high vacuum has a particularly beneficial effect. In the previously known positive displacement pumps, which work with auxiliary liquid, the liquid ring, which is dependent on the centrifugal force, becomes in case of overload to the center of the impeller: -drawn, he collapses, and the pump fails. In order to avoid this, the previous statements had to the centrifugal effect can be increased, and the impellers of such pumps as well as the Pumps themselves were given larger external dimensions as a result.

Natürlich bleibt das Wesen der Erfindung bei sinngemäßer Anwendung ihrer Merkmale das gleiche, wenn z. B. die Laufradzellen a am äußeren Umfange des Laufrades angeordnet sind, so daß die Achsen der Kanalwirbel in gleicher Richtung mit der Laufradachse liegen oder auch in kombinierter Anordnung, also radial und axial zur Laufradachse.Of course, the essence of the invention remains with analogous application their characteristics the same, if z. B. the impeller cells a on the outer circumference of the Impeller are arranged so that the axes of the channel vortices in the same direction lie with the impeller axis or in a combined arrangement, i.e. radial and axial to the impeller axis.

Claims

PATENT CLAIM: Displacement pump with circulating auxiliary fluid, characterized in that the individual chambers of the open impeller are semicircular Have cross-section that becomes too small after the cell bottom, and that the distance between the solid wall opposite the open impeller chambers and the wheel flank after the cell base also decreases.