DE574006C - Kreiselmaschine mit treppenartigen Mehrstufenlaufraedern - Google Patents

Kreiselmaschine mit treppenartigen Mehrstufenlaufraedern

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DE574006C
DE574006C DEK123932D DEK0123932D DE574006C DE 574006 C DE574006 C DE 574006C DE K123932 D DEK123932 D DE K123932D DE K0123932 D DEK0123932 D DE K0123932D DE 574006 C DE574006 C DE 574006C
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Germany
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centrifugal machine
stage
diameter
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machine according
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Expired
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DEK123932D
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OSCAR KRIEG
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OSCAR KRIEG
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08Centrifugal pumps
    • F04D17/10Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12Multi-stage pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Kreiselmaschine mit treppenartigen Mehrstufenlaufrädern Die Erfindung . betrifft eine Kreiselmaschine zum Fördern von gasförmigen oder flüssigen Mitteln, welche eine allen vorkommenden Drücken entsprechende Anzahl axial folgender Mehrstufenlaufräder aufweist, wobei die Durchmesser der einzelnen Stufen eines Mehrstufenlaufrades treppenartig abgestimmt sind.
  • Der Zweck der Erfindung ist, eine Kreiselinaschine zu schaffen, welche die derartigen Maschinen anhaftenden verschiedenen Mängel und Unvollkommenheiten beseitigt oder vermindert, Bei vielstufigen Kreiselmaschinen bedingt bekanntlich die hohe Stufenzahl der unmittelbar auf der Welle axial nebeneinanderliegenden Laufräder eine entsprechend lange und dadurch aus schwingungstechnischen Gründen auch entsprechend starke, die Laufradeintrittsverhältnisse verschlechternde Welle oder aber eine Unterteilung in zwei oder auch mehrere mit Stopfbüchs- oder Lagerschwierigkeiten behafteten Maschinen. Dies gilt besonders für die Kreiselmaschinen mit einfachen sowie Stufenlaufrädern, während diejenigen mit mehrfachen Stufenlaufrädern schon eine gewisse Verkürzung der Welle ergeben. Letztere zeigen indessen verwickelte Kanalführungen, da das Fördermittel in jedem einzelnen Laufrade zuerst in die äußere und dann durch Rückführung in die innere Stufe gelangt. Dies bedeutet, daß die Zuführungsöffnungen zum Eintrittsstutzen bzw. zum Laufradeintrittsmund sowie die Auslaßöffnungen zum Austrittsstutzen alle die der Stufenzahl entsprechende Anzahl kückführungskanäle durchdringen müssen. Da für jede Stufe ein besonderer Rückführungskanal nötig ist und alle Kanäle durch Zwischenwände voneinander getrennt sein müssen, erfordert diese Anordnung noch eine große Baulänge und schwere Bauweise.
  • Vielstufige Kreiselmaschinen haben daher den Nachteil einer mißlichen Erscheinung der kritischen Drehzahl, nämlich die auftretenden Schwierigkeiten der zwangsläufigen Verwendung verhältnismäßig starker Wellen, die für die Laufradeintrittsöftnungen wenig Platz lassen und das Verhältnis von Laufradaußendurchmesser zum Laufradeintrittsdurchmesser ungünstig beeinflussen. - In der Regel werden deshalb eingehäusige Kreiselmaschinen nur zastufig gebaut, was aber bedingt, daß man zur Erreichung des höchsten Druckes bis an die Grenze der höchstzulässigen Umfangsgeschwindigkeit herangeht. Die hieraus resultierenden großen Außendurchmesser der Laufräder beeinflussen ihrerseits ' wieder den Wirkungsgrad ungünstig. Außerdem verbieten die mit einer eingehäusigen Kreiselmaschine zu erreichenden Drücke die Wahl einer Beschaufelung, mit der eine nach Null hin stetig ansteigende Charakteristik erreicht würde und die Anpaßfähigkeit an verschiedenen Fördermengen aber doch nicht in zu engen Grenzen läge. Bei vielen Stufen aber, die in zwei bzw. mehreren Maschinen untergebracht sind und das Fördermittel vom Druckstutzen der ersten in den Saugstutzen der zweiten geführt werden usw., hat man die Stopfbüchsen der zugeschalteten Maschinen immer gegen den Druck einer entsprechend der Unterteilung gewählten Anzahl Laufräder enthaltenden ganzen Maschine abzudichten; oder aber es treten bei Umgehung der Stopfbüchsenschwierigkeiten durch Verwendung geschlossener Lager Lagerschwierigkeiten auf.
  • Alle diese Schwierigkeiten werden, wie in folgendem beschrieben, durch die neue Erfindung behoben.
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch abgebildet. Es zeigt Fig. i einen halbseitigen Längsschnitt nach B-B, Fig. 2 einen Querschnitt nach A-A.
  • Die mit i bezeichnete Welle, die in nicht eingezeichneten Lagern gelagert ist, trägt die mit 2 und 5 bzw. 8 und i i bezeichneten aufgekeilten Laufräder. Über diesen Laufrädern sitzen die Doppelleiträder 3 und g bzw. 6 und 12. 17 stellt einen von den Doppelleiträdern eingeschlossenen Umlenkapparat dar. Dieser besitzt eine entsprechende Anzahl voneinander getrennten Umlenkkanälen q. und i o. Laufräder, - Leiträder und Umlenkapparat werden von einem Einsatzzylinder i8 eingeschlossen. Der äußere Durchmesser dieses bildet die innere Begrenzung des Rückführungskanals 7. Der Einsatzzylinder selbst liegt in dem mit Füßen versehenen Gehäuse ig. Der innere Durchmesser dieses bildet die äußere Begrenzung des Rückführungskanals 7. An das Gehäuse ig sind der vordere Deckel 16 und der hintere Deckel 15 angeflanscht. Beide sind mit wulstartigen, von Zu- bzw. Abflußstutzen unterbrochenen Ringräumen. 2o bzw. 14 versehen.
  • Die auf der Welle z sitzenden Laufräder 2 und 8 bzw. 5 und i i werden durch eine nicht eingezeichnete Antriebsmaschine in drehende Bewegung versetzt.
  • Das Fördermittel tritt durch den Stutzen 16 ein, gelangt in den Ringraum 2o und wird dann in den Laufradeintrittsmund des Laufrades 2 umgelenkt. Das Fördermittel verläßt dieses und gelangt in den Leitapparat 3. Axial durchbrechende Kanäle führen es durch den Kanal q. des Umlenkapparates 17 in das Laufrad 5, um dann aus dem Leitrad 6 in den Kanal 7 und von hier in das Laufrad 8 zu gelangen. Das Laufrad 8 führt das Fördermittel durch das Leitrad g in den Umlenkkanal i o, und es tritt dann in das Laufrad ii ein. Von hier aus gelangt das Fördermittel in das Leitrad 12, um von da axial durch den Kanal 13 in den Ringraum 14 zu kommen. Von da gelangt das Fördermittel in den Stutzen 15, der an eine nicht eingezeichnete Rohrleitung angeschlossen ist.
  • Die Erfindung hat also ganz auffällige Vorteile. Das treppenartige Mehrstufenlaufrad, das an sich schon eine geringe Baulänge besitzt, ermöglicht eine Kanalführung, welche darüber -hinaus die Baulänge der ganzen Maschine klein hält. Dadurch ist es ein leichtes, auch bei der - nach dem heutigen Stand der Technik angewandten hohen Betriebsdrehzahl, die kritische Drehzahl über dieselbe hinauszulegen bzw. die Wellen als über der kritischen Drehzahl laufende Laval-Wellen auszuführen (z. B. bei den mit ganz hohen Drehzahlen laufenden Kreiselgasverdichtern).
  • Der Wirkungsgrad wird sich durch folgende Momente sehr günstig gestalten. So wird das Verhältnis von Laufradaußendurchmesser zum Laufradinnendurchmesser durch die treppenartige Überhöhung der Durchmesser der einzelnen Stufen in den normalen Grenzen liegen. Dann werden je zwei Stufen nur von drei Seitenwänden eingeschlossen, wodurch die Seitenreibung gering gehalten wird. Der _Rückführungskanal, der vollkommen bearbeitet werden kann, sowie die verhältnismäßig kleinen Umlenkkanäle werden die Reibungsverluste ebenfalls vermindern. Auch der Spaltverlust wird durch die treppenartige Überhöhung der Durchmesser der äußefen Stufen verhältnismäßig klein sein, denn auf der rechten Seite der Radwand der äußeren Stufe kann eine weitere Schleiffläche angebracht werden.. Durch Verwendung vieler Stufen, was ohne weiteres möglich ist, die alle in einem einzigen Gehäuse liegen, kann die Betriebsdrehzahl und somit die spezifische Drehzahl verhältnismäßig klein sein. Auch diese Maßnahmen beeinflussen den Wirkungsgrad günstig.
  • Allgemein ist noch zu erwähnen, daß man z. B. bei Hochdruckkreiselpumpen bekanntlich eine nach Null hin stetig ansteigende Charakteristik anstrebt. Dies -wird unter Berücksichtigung anderer Umstände vor allem durch die Wahl von flachen Austrittswinkeln und Stoßverluste vermeidenden verschränkten (räumlich gekrümmten), mit entsprechenden Eintrittswinkeln versehenen Schaufeln erreicht. Die bisherige Ausführung der Kreiselpumpe verbietet aber die Wahl dieser Maßnahmen, weil sonst die O-H-Linie zu rasch abfallen würde und die Anpaßfähigkeit an verschiedene Fördermengen in zu engen Grenzen läge. Nach der Erfindung können aber, da genügend Stufen in einem einzigen Gehäuse (viele Stufen in mehreren Gehäusen unterzubringen, verbieten die Stopfbüchs-bzw. die Lagerschwierigkeiten) untergebracht werden können, für deren innere Stufen größere, die O-H-Linie vom 'Nullpunkt aus weiter nach rechts liegende Austrittswinkel gewählt werden, während die äußeren Stufen die den labilen Ast aufhebenden räumlich gekrümmten Schaufeln mit flachen Austrittswinkeln erhalten können.
  • Häufig wird das Fördermittel, in diesem Falle Wasser, nach Durchlaufen einiger Stufen in einem Vorwärmer auf höhere Temperaturen gebracht und, nachdem es dadurch eine Volumenzunahme erfahren hat, in die Laufräder zurückgeführt. Die dadurch bedingte größere Breite der Laufräder vergrößert aber auch die Baulänge der Kreiselmaschinen nach der bisherigen Ausführung; außerdem können aber bei der Montage der verschiedenen LaufräderVerwechslungen vorkommen. Bei der Erfindung dagegen können die inneren Stufen schmälere und die äußeren Stufen eines Laufrades breite Austritte aufweisen.
  • Bei Anwendung der Erfindung im Bergbau ist die Verwendung von Doppelsätzen unnötig. Durch die geringe Baulänge sind nur kleine Maschinenstuben nötig, zumal bei der Verwendung von Doppelsätzen mit gleicher Drehrichtung auch zwei Antriebsmaschinen erforderlich sind.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kreiselmaschine mit treppenartigen Mehrstufenlaufrädern zum Fördern von gasförmigen oder flüssigen Mitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchinesser der äußeren Stufen des Mehrstufenlaufrades (bzw. der Laufräder) treppenartig über die Durchmesser der inneren Stufen erhöht sind und die einzelnen Stufen durch Übergangskanäle derartig miteinander verbunden sind, daß das Fördermittel zunächst sämtliche inneren und alsdann sämtliche äußeren Stufen durchströmt, wobei es nur einmal beim Übergang von den inneren zu den äußeren Stufen umgelenkt wird.
  2. 2. Kreiselmaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Leitapparat, der zugleich die Trennungswand der einzelnen Stufen eines Mehrstufenlaufrades darstellt.
  3. 3. Kreiselmaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Umlenkapparat, in welchem die senkrechten Teile der durch Zwischenwände voneinander getrennten Umlenkkanäle der inneren wie auch der äußeren Stufen auf der gleichen Ouerschnittsebene liegen. q..
  4. Kreiselmaschine nach Anspruch i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Durchmesser des den Umlenkapparat umgebenden Einsatzzylinders und der innere Durchmesser des äußeren Gehäuses den Rückführungskanal bilden.
  5. 5. Kreiselmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß immer nur eine Stufe des Mehrstufenlaufrades unmittelbar auf der Welle sitzt.
DEK123932D 1932-01-24 1932-01-24 Kreiselmaschine mit treppenartigen Mehrstufenlaufraedern Expired DE574006C (de)

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DE574006C true DE574006C (de) 1933-04-07

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DEK123932D Expired DE574006C (de) 1932-01-24 1932-01-24 Kreiselmaschine mit treppenartigen Mehrstufenlaufraedern

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DE (1) DE574006C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1001895B (de) * 1953-03-17 1957-01-31 Bruno C Grosskopf Kreiselradmaschine, inbesondere Kreiselpumpe oder Kreiselgeblaese, mit einem mehrstufigen Zentrifugallaeufer
US3128714A (en) * 1962-02-13 1964-04-14 G & J Weir Ltd Centrifugal pumps
DE1285324B (de) * 1960-07-16 1968-12-12 Loewe Pumpenfabrik Gmbh Kreiselpumpe

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1001895B (de) * 1953-03-17 1957-01-31 Bruno C Grosskopf Kreiselradmaschine, inbesondere Kreiselpumpe oder Kreiselgeblaese, mit einem mehrstufigen Zentrifugallaeufer
DE1285324B (de) * 1960-07-16 1968-12-12 Loewe Pumpenfabrik Gmbh Kreiselpumpe
US3128714A (en) * 1962-02-13 1964-04-14 G & J Weir Ltd Centrifugal pumps

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