DE563100C

DE563100C - Device for maintaining a constant pressure in the first stage of a two-stage centrifugal pump

Info

Publication number: DE563100C
Application number: DEI42218D
Authority: DE
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Current assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1931-08-02
Filing date: 1931-08-02
Publication date: 1932-11-02

Description

Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Druckes in der ersten Stufe einer zweistufigen Kreiselpumpe Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, und zwar insbesondere Verbesserungen an Kondensatpumpen.Device for maintaining a constant pressure in the first stage of a two-stage centrifugal pump The invention relates to a centrifugal pump, in particular improvements to condensate pumps.

Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, den Wirkungsgrad einer zweistufigen Kreiselpumpe zu erhöhen, bei der der Saugdruck zeitweise außerordentlich sinkt.The main purpose of the invention is to improve the efficiency of a two-stage centrifugal pump at which the suction pressure is at times extraordinary sinks.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung die Anordnung eines Ventils zwischen den beiden Stufen der Pumpe vor. Dieses Ventil wird bei steigender Charakteristik der etsten Stufe betätigt, um proportional zu dem in der ersten Stufe entwickelten Druck Flüssigkeit der zweiten Stufe zutreten zu lassen. In der Praxis hat sich gezeigt, daß, wenn eine zweistufige Pumpe der oben beschriebenen Gattung mit mittlerer und voller Belastung arbeitet, das Laufrad der zweiten Pumpenstufe für gewöhnlich die ganze Arbeit leistet, während das erste Laufrad von seiner Belastung befreit ist, so daß dort in der Hauptsache Kavitation entsteht, und die Flüssigkeit innerhalb des Gehäuses zu Schaum gepeitscht wird, weil dieses Laufrad nicht unter genügendem Druck steht. Dies ist von Nachteil, wenn nicht gar gefährlich, da das Laufrad der ersten Stufe, wenn es nicht unter dem vollen Druck steht, einer schädlichen Wirkung unterliegt und schnell zerstört wird.To this end, the invention envisages the arrangement of a valve between the two stages of the pump. This valve becomes with increasing characteristic the first stage actuated to be proportional to that developed in the first stage Pressure to allow liquid of the second stage to enter. In practice it has been shown that if a two-stage pump of the type described above with medium and full load works, the impeller of the second pump stage usually the does a great job while the first impeller is relieved of its load, so that cavitation mainly arises there, and the liquid within the housing is whipped into foam because this impeller is not under sufficient Pressure is on. This is disadvantageous, if not dangerous, because the impeller is the first stage, if it is not under full pressure, a harmful effect is subject to and is quickly destroyed.

Die Erfindung bezweckt. diese Gefahr zu beseitigen. Ferner bezweckt die Erfindung eine außerordentliche Vereinfachung der Bauart der Pumpe, die keinen Störungen unterliegt, selbsttätig arbeitet und stets in der Lage ist, die von ihr geforderte Arbeit zu leisten.The invention aims. to eliminate this danger. Further aims the invention an extraordinary simplification of the design of the pump, which no Is subject to disturbances, works automatically and is always able to respond to it to do the work required.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Pumpe wird im folgenden beschrieben und ist in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellt.A pump constructed in accordance with the invention is described below and is shown in the drawing in longitudinal section.

Die Pumpe, derer, Gehäuse von einem Oberteil i i und einem Unterteil 12 gebijdet wird, ruht auf einem geeigneten Fundament io. Der Unterteil 12 läuft in eine Grundplatte 13 aus. Zwischen dem Oberteil i i und dem Unterteil 12 liegt die Antriebswelle 14, die in geeigneten nicht dargestellten Lagern gelagert ist.The pump, its housing from an upper part i i and a lower part 12 is built on a suitable foundation io. The lower part 12 runs into a base plate 13. Between the upper part i i and the lower part 12 lies the drive shaft 14, which is mounted in suitable bearings, not shown.

Die Pumpe hat zwei Stufen und demgemäß ein Laufrad 16 für die erste Stufe und ein Laufrad 18 für die zweite Stufe, die allgemein als Hochdruckstufe bezeichnet wird. Beide Laufräder werden von einer gemeinsamen Welle 14 angetrieben.The pump has two stages and accordingly an impeller 16 for the first Stage and an impeller 18 for the second stage, generally called the high pressure stage referred to as. Both running wheels are driven by a common shaft 14.

Das erste Laufrad 16 hat relativ große Einlässe i9, um die Eintrittsgeschwindigkeit entsprechend niedrigzuhalten. In ähnlicher Weise sind die Austrittsöffnungen 2o des ersten Laufrades verhältnismäßig groß und der Durchmesser des Laufrades nur gering, um die Umfangsgeschwindigkeit sowie die relative und absolute Geschwindigkeit in dieser Stufe niedrigzuhalten. Die dargestellte Pumpe soll den Druck wenigstens auf Atmo- Sphärendruck bringen. Die Eintrittsöffnung 22 des zweiten Laufrades 18 ist verhältnismäßig klein, ebenso die Austrittsöffnung 24. Dieses zweite Laufrad soll an seinem Einlaß mit,etwas höherem Druck arbeiten.The first impeller 16 has relatively large inlets i9 to accommodate the entry speed to be kept accordingly low. The outlet openings 2o are similar of the first impeller relatively large and the diameter of the impeller only low to the peripheral speed as well as the relative and absolute speed to be kept low at this level. The pump shown should at least provide the pressure on atmo- Bring spherical pressure. The inlet opening 22 of the second Impeller 18 is relatively small, as is the outlet opening 24. This second The impeller should work with a slightly higher pressure at its inlet.

Das -Gehäuse der Pumpe hat einen zur ersten Laufradstufe führenden Einlaß 26, der zwischen den beiden Laufrädern 16 und 18 liegt. Der zum Laufradeintritt i9 führende Einlaßkanal 30 wird durch Wandungen 32 des Gehäuseober- und -unterteiles ii und 12 gebildet. Diese Wandungen dienen gleichzeitig als Trennwände, um einen Teil des Auslaßkanals 34 zu bilden. der vom Austritt des Laufrades der ersten Stufe zum Einlaß des Laufrades der zweiten Stufe führt. Das zweite Laufrad 18 ist von einem Kanal 36 umgeben, der zu der Austrittsöffnung- 38 führt, die an eine entsprechende Rohrleitung angeschlossen ist.The housing of the pump has an inlet 26 which leads to the first impeller stage and which lies between the two impellers 16 and 18. The inlet channel 30 leading to the impeller inlet i9 is formed by walls 32 of the upper and lower housing parts ii and 12. These walls also serve as partition walls in order to form part of the outlet channel 34. which leads from the outlet of the impeller of the first stage to the inlet of the impeller of the second stage. The second impeller 18 is surrounded by a channel 36 which leads to the outlet opening 38 which is connected to a corresponding pipeline.

Die bisher beschriebenen Teile sind allgemein gebräuchlich und werden nicht als neu beansprucht. Die Neuheit der Erfindung besteht vielmehr in der Anordnung der weiter unten näher beschriebenen Teile, durch die der volle Druck im Laufrad der ersten Stufe jederzeit aufrechterhalten wird. Zu dieserri Zweck hat die Welle 14 eine mittlere Buchse 4o, auf der ein Ventilglied 42 sitzt. Im Gehäuse liegt eine äußere Buchse 44 mit einem sich nach innen erstreckenden Ventilsitz 46. - Die Buchse 44 ist vom Laufrad der zweiten Stufe durch einen Ring 48 getrennt. Beide Teile können sich relativ zueinander drehen. Das Ventilglied 42 hat einen sich nach außen erstreckenden Flansch 5o, der ein Ventil für den Sitz 46 bildet, um den Zutritt von Flüssigkeit in die Einlässe 22 des Laufrades der zweiten Stufe zu steuern. Das andere Ende des Ventilgliedes 42 bildet einen Kolben 54, der in einer von dem Gehäuseober-und -unterteil ii und 12 gebildeten Kammer 56 gleitet. Der Kolben 54 steht unter der Wirkung einer die Welle 14 umgebenden Spiralfeder S, die für gewöhnlich das Ventilglied gegen den Ventilsitz 46 drückt und den Einlaß des Laufrades der zweiten Stufe verschließt. Geeignete Öffnungen 6o verbinden die Kammer 56 mit dem den Einlässen des Laufrades der zweiten Stufe benachbarten Teil des Kanals 34. Ein weiterer Kanal 62 führt von dem hinter dem Kolben 54 liegenden Teil der Kammer 56 zu dem Kondensator, mit dem die Pumpe arbeitet, oder zu einem geeigneten Punkt der Pumpensaugleitung.The parts described so far are and will be in common use not claimed as new. Rather, the novelty of the invention lies in the arrangement of the parts described in more detail below, through which the full pressure in the impeller the first stage is maintained at all times. For this purpose the shaft 14 a middle socket 4o on which a valve member 42 is seated. There is one in the case outer sleeve 44 with an inwardly extending valve seat 46. The sleeve 44 is separated from the second stage impeller by a ring 48. Both parts can rotate relative to each other. The valve member 42 has an outwardly extending one Flange 5o which forms a valve for the seat 46 to allow the entry of liquid into the inlets 22 of the second stage impeller. The other end of the Valve member 42 forms a piston 54 in one of the upper and lower housing parts ii and 12 formed chamber 56 slides. The piston 54 is under the action of a the shaft 14 surrounding spiral spring S, which usually the valve member against pushes valve seat 46 and closes the inlet of the second stage impeller. Appropriate openings 6o connect the chamber 56 with the inlets of the impeller the second stage adjacent part of the channel 34. Another channel 62 leads from the part of the chamber 56 located behind the piston 54 to the condenser with which the pump is working, or at a suitable point on the pump suction line.

Aus der Zeichnung geht hervor, daß, wenn die Pumpe normal arbeitet, die mit ihren Vorderseiten einander zugewandten Laufräder 16 und 18 neutralisiert werden, so daß kein Axialschub entsteht, da der Druck auf die Hinterseite des Hochdrucklaufrades pngefähr zweimal so groß ist wie der Druck auf die Hinterseite des Niederdrucklaufrades und weil gleichzeitig die unausgeglichene Fläche des Hochdrucklaufrades ungefähr halb so groß ist wie die unausgeglichene Fläche des Niederdrucklaufrades.It can be seen from the drawing that when the pump is operating normally, the impellers 16 and 18 facing each other with their front sides neutralized so that no axial thrust occurs because the pressure is on the rear of the high-pressure impeller p is approximately twice the pressure on the rear of the low-pressure impeller and because at the same time the unbalanced surface of the high pressure impeller approximately is half the size of the unbalanced surface of the low pressure impeller.

Aus der Betrachtung des zwischen dem Laufrad der ersten und dem der zweiten Stufe angeordneten Ventils geht hervor, daß, wenn das Laufrad der ersten Stufe mit vollem Druck arbeitet, der in der zum Einlaß 22 des zweiten Laufrades 18 führenden Leitung 34 entstehende Druck durch die öffnungen 6o weitergeleitet wird und den Kolben 54 rückwärts gegen das Laufrad der ersten Stufe führt. Dadurch wird das Ventil So geöffnet; so daß das Laufrad der zweiten Stufe die Flüssigkeit aus dem 'Kanal 34 entnehmen kann, und jedes Anwachsen des Druckes in dieser Leitung verhindert. Sollte eine Änderung der Belastung eine Abnahme des Drukkes in der Leitung 34 zur Folge haben, wodurch für gewöhnlich Kav itation in der ersten Stufe hervorgerufen würde, so wird dieser verringerte Druck durch die öffnungen 6o weitergeleitet und der Kolben 54 unter Einwirkung der Spiralfeder S vorwärts gegendas Laufrad der zweiten Stufe- geführt, so daß-das Ventil So sich seinem Sitz 46 nähert und den Flüssigkeitszuftuß zum Laufrad der zweiten Stufe abschneidet oder vermindert, bis das Laufrad der ersten Stufe wieder unter vollem Druck arbeitet.From the consideration of the between the impeller of the first and that of the second stage arranged valve shows that when the impeller of the first Stage works with full pressure, which is in the inlet 22 of the second impeller 18 leading line 34 forwarded pressure generated through the openings 6o and moves the piston 54 backwards against the first stage impeller. Through this the valve is opened so; so that the second stage impeller is the liquid can be seen from the 'channel 34, and any increase in pressure in this line prevented. If the load changes, the pressure in the line decreases 34, which usually causes cavitation in the first stage would, this reduced pressure is passed on through the openings 6o and the piston 54 under the action of the spiral spring S forward against the impeller of the second Step led so that the valve So approaches its seat 46 and the liquid inflow to the impeller of the second stage cuts or diminishes until the impeller of the first Stage works under full pressure again.

Die öffnung 62 und das Rohr 64, das in den Kondensator oder die Saugleitung der Pumpe mündet, wirkt als Ausströmöffnung für den Zylinder 56, um die freie Bewegung des Kolbens zu gestatten. Außerdem wird, wenn Flüssigkeit am Kolben 54 vorbei durchtreten sollte, diese in den Kondensator oder in die Pumpe zurückgeführt, je nachdem an welchem Teil das Rohr 64 angeschlossen ist.The opening 62 and the pipe 64 that goes into the condenser or the suction line The pump opens, acts as a discharge port for the cylinder 56 to allow free movement to allow the piston. In addition, when liquid passes piston 54 past this should be returned to the condenser or the pump, depending on which part the pipe 64 is connected to.

Die beschriebene Vorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet völlig selbsttätig und unterliegt keinen Störungen und auch keiner Abnutzung. Durch die Vorrichtung wird der Druck auf das Laufrad der ersten Stufe konstant @ gehalten und der Wirkungsgrad der Pumpe dadurch erhöht.The described device according to the invention works completely automatically and is not subject to any malfunctions or wear and tear. Through the device the pressure on the impeller of the first stage is kept constant @ and the efficiency the pump increases as a result.

Claims

Claim: device for maintaining a 'constant Pressure in the first stage of a two-stage working under changing loads Centrifugal pump with suction line connection between the pump stages and with their inlet sides facing wheels, characterized in that one on one Rifle (4o) of the common impeller shaft (r.1) sliding valve (50) with spring-loaded Control piston (54) to close off one at the impeller inlet (22) of the impeller (r8) the second stage lying valve seat (46) is arranged and that of the pump housing (1z, 12) formed cylinder (56) for the control piston on its facing the valve End through openings (6o) with the space behind the first pump stage, at his other end through a channel (62) with the suction line or the condenser in Connection.