DE574323C

DE574323C - Impeller pump with circulating, sealing auxiliary fluid and one or more guide channels arranged to the side of the impeller in the pump housing

Info

Publication number: DE574323C
Application number: DES96110D
Authority: DE
Original assignee: WILLEM LODEWIJK JOOST SPOOR
Current assignee: WILLEM LODEWIJK JOOST SPOOR
Priority date: 1931-01-15
Filing date: 1931-01-15
Publication date: 1933-04-12

Description

Flügelradpumpe mit umlaufender, abdichtender Hilfsflüssigkeit und einem oder mehreren seitlich des Flügelrades im Pumpengehäuse angeordneten Leitkanälen Die Erfindung bezieht sich auf Flügelradpumpen mit umlaufender, abdichtender Hilfsflüssigkeit derjenigen Art, bei welcher ein oder mehrere Kanäle seitlich des Flügelrades im Pumpengehäuse angeordnet sind.Impeller pump with circulating, sealing auxiliary liquid and one or more guide channels arranged laterally of the impeller in the pump housing The invention relates to impeller pumps with a circulating, sealing auxiliary liquid of the kind in which one or more channels on the side of the impeller in the Pump housings are arranged.

Die Förderhöhe der bekannten Pumpen beträgt ungefähr 5 bis 6 m. Bei Verwendung einer besonderen, bereits verbesserten Pumpe läßt sich eine Förderhöhe. von etwa 25 m bei r5o mm Flügelraddurchmesser und td.5o Umdrehungen erreichen, wobei die Flüssigkeit in der Pumpe einige Male der Fliehkraftwirkung unterworfen wird.The delivery head of the known pumps is approximately 5 to 6 m. If a special, already improved pump is used, a delivery head can be achieved. of about 25 m with an impeller diameter of 50 mm and td 50 revolutions, whereby the liquid in the pump is subjected to the effect of centrifugal force a few times.

Die Erfindung bezweckt nun, die Förderhöhe und Leistung solcher Pumpen dadurch zu steigern, daß der nach dem Flügelrad hin offene Leitkanal in besonderer Weise ausgebildet wird.The invention now aims at the head and power of such pumps to increase by the fact that the guide channel open towards the impeller in a special Way is trained.

Die Flüssigkeit führt in den Leitkanälen eine ziemlich verwickelte Bewegung aus, die jedoch nicht genau bekannt ist. Bekannt ist nur, daß auch eine Wirbelbewegung quer zur Kanalrichtung erfolgt und das Wasser auch eine Art schraubenförmiger Bewegung ausführt. Es liegt im allgemeinen auf der Hand, den Leitkanal derart auszubilden, daß er der Wasserbewegung den geringstmöglichen Widerstand bietet, wobei es aber eine sehr unvollkommene Maßnahme bedeuten würde, in dieser Beziehung nur die eben erwähnte schraubenförmige Bewegung in Betracht zu ziehen. Es ist nunmehr erkannt worden, daß es vorteilhaft ist, als Querschnitt des Leitkanals wenigstens teilweise ein Dreieck zu wählen, dessen Spitze der größten Tiefe des Kanals entspricht und von bder Kanalmitte aus nach dem -äußeren Umfang des Flügelrades verschoben ist. Die Spitze des Dreiecks wird zweckmäßig abgerundet. Die Leistung der Pumpe wird sodann noch dadurch erhöht, daß der Querschnitt des Leitkanals von der Einlaß- nach der Auslaßöffnung allmählich abnimmt.The fluid leads a rather tangled way in the ducts Movement, which, however, is not exactly known. All that is known is that one too Vortex movement occurs transversely to the direction of the canal and the water also has a kind of helical shape Movement. It is generally obvious to design the guide channel in such a way that that it offers the least possible resistance to the movement of the water, but it does would mean a very imperfect measure, in this respect just the one take into account mentioned helical movement. It is now recognized been that it is advantageous as a cross section of the guide channel at least partially to choose a triangle whose apex corresponds to the greatest depth of the channel and is shifted from the middle of the channel to the outer circumference of the impeller. The tip of the triangle is appropriately rounded. The power of the pump will then increased by the fact that the cross section of the guide channel from the inlet to the outlet opening gradually decreases.

Die Erfindung ist mithin in der Vereinigung dieser Merkmale zu erblicken und besteht darin, daß die Querschnittsform des oder der Leitkanäle von der Ein- nach der Auslaßöffnung hin allmählich von einem Dreieck, dessen Spitze der größten Tiefe des Kanals entspricht, und von der Kanalmitte nach dem Umfang des Flügelrades hin verschoben ist, unter allmählicher Abnahme des Querschnittes in einen Halbkreis übergeht.The invention can therefore be seen in the combination of these features and consists in the fact that the cross-sectional shape of the duct or ducts depends on the inlet towards the outlet opening gradually from a triangle, the apex of which is the largest Depth of the channel corresponds to, and from the channel center to the circumference of the impeller is shifted towards, with a gradual decrease in cross-section into a semicircle transforms.

Die Wirkung der Pumpe kann noch gesteigert werden, indem der. Leitkanal in bekannter Weise derart angeordnet wird, daß seine Mittellinie von der Ein- nach der Auslaßöffnung der Pumpe allmählich vom Mittelpunkt der Pumpe sich entfernt.The effect of the pump can be increased by the. Guide channel is arranged in a known manner such that its center line from the one to the outlet of the pump gradually moves away from the center of the pump.

Eine weitere Steigerung der Wirkung einer solchen Pumpe kann durch Anordnung eines Kernes in der Längsrichtung des Kanals erreicht werden, der nur durch Stützarme mit den Wandungen des Leitkanals verbunden ist und um welchen herum das Wasser in schraubenförmiger oder wirbelförmiger Bewegung strömen kann.A further increase in the effect of such a pump can be achieved through Arrangement of a core in the longitudinal direction of the channel can only be achieved through support arms with the walls of the guide channel is connected and around which the water flows in helical or vortex-shaped motion can.

Schließlich können zur Begünstigung der Strömung im Leitkanal. Leitschaufeln angeordnet werden, deren Ganghöhe von der Einlaß- nach der Auslaßöffnung abnimmt.Finally, to favor the flow in the guide channel. Guide vanes are arranged, the pitch of which decreases from the inlet to the outlet opening.

Da der Flüssigkeit nur wenig Widerstand geboten wird, wird die Ganghöhe bei der schraubenförmigen Bewegung immer kleiner, wodurch eine Vergrößerung der Geschwindigkeit erreicht wird. Diese Drehbewegung erfolgt in der Nähe der Auslaßöffnung der Pumpe in Ebenen, welche ungefähr mit durch die Achse der Pumpe sich erstreckenden Ebenen (Radiälebenen) zusammenfallen.Since there is little resistance to the fluid, the pitch is increased with the helical movement always smaller, whereby an enlargement of the Speed is achieved. This rotary movement takes place in the vicinity of the outlet opening of the pump in planes which approximately extend through the axis of the pump Layers (radial planes) coincide.

Diese mit großer Geschwindigkeit sich drehende Wassermasse leistet infolge gyrostropischerWirkung jeder Verstellung in einer zur Drehrichtung senkrechten Richtung Widerstand. Hieraus läßt sich erklären, daß die Flüssigkeit im Leitkanal nicht durch eine Wassersäule großer Höhe zurückgedreht werden kann, d. h. die Förderhöhe dieser Pumpe außerordentlich groß ist.This mass of water, rotating at great speed, performs due to the gyrostropic effect of each adjustment in a direction perpendicular to the direction of rotation Direction of resistance. From this it can be explained that the liquid in the guide channel cannot be turned back by a column of water of great height, d. H. the head this pump is extremely large.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen Fig. i einen senkrechten Querschnitt durch eine Pumpe üblicher Bauart, Fig.2 eine Ansicht gegen die Innenseite der rechten Hälfte des Pumpengehäuses mit Leitkanal nach Fig. i, Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Teil einer Pumpe, in dem der Leitkanal eine abgerundete Form hat, Fig. ¢ einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt, gemäß welchem aber der Leitkanal im Querschnitt einen Halbkreis bildet, Fig.5 einen den Fig.3 und 4 ähnlchen Schnitt, nach dem der Leitkanal im Querschnitt die Form eines Dreiecks hat, Fig.6 eine der Fig.2 ähnliche Ansicht gegen eine Innenseite der einen Hälfte des Gehäuses der Pumpe gemäß der Erfindung, Fig. 7 eine der Fig. 6 ähnliche Ansicht, bei der aber in dem Leitkanal ein Kern angeordnet und außerdem Leitschaufeln angebracht sind, deren Ganghöhe von der Einlaß- nach der Auslaßöffnung hin abnimmt, und Fig.8 ein Diagramm mit Kurven der Förderhöhe und der Leistung von bekannten Pumpen und von der gemäß der Erfindung.An embodiment of the invention is for example in the drawings shown. FIG. 1 shows a vertical cross section through a conventional pump Bauart, Fig.2 a view against the inside of the right half of the pump housing with guide channel according to FIG. 1, FIG. 3 shows a cross section through part of a pump, in which the guide channel has a rounded shape, FIG. [one of FIG. 3 corresponding Section, according to which the guide channel forms a semicircle in cross section, 5 shows a section similar to FIGS. 3 and 4, according to which the guide channel in cross section has the shape of a triangle, FIG. 6 a view similar to FIG. 2 towards an inner side one half of the housing of the pump according to the invention, FIG. 7 one of FIGS. 6 similar view, but in which a core is arranged in the guide channel and also Guide vanes are attached, their pitch from the inlet to the outlet opening decreases towards, and Fig. 8 a diagram with curves of the delivery head and the power of known pumps and from that according to the invention.

Fig. i zeigt einen Querschnitt durch eine Pumpe üblicher Bauart mit einem einzigen Leitkanal. Diese Pumpen erfüllen jedoch vielfach zwei Leitkanäle, wobei dann der zweite Leitkanal in der anderen Hälfte (in der linken Hälfte der Zeichnung) des Pumpengehäuses angeordnet ist. . Die Achse des Flügelrades ist mit i, das Flügelrad mit 2 und die rechte Hälfte des Pumpengehäuses mit 3 bezeichnet. Der Leitkanal ¢ dieser Pumpe hat einen rechteckigen Querschnitt mit gegebenenfalls ein wenig abgerundeten Ecken.Fig. I shows a cross section through a pump of conventional design with a single guide channel. However, these pumps often have two guide channels, with the second guide channel in the other half (in the left half of the Drawing) of the pump housing is arranged. . The axis of the impeller is with i, the impeller with 2 and the right half of the pump housing with 3. The guide channel [of this pump] has a rectangular cross-section, possibly with a little rounded corners.

In Fig. 2 ist die Auslaßöffnung mit 5 bezeichnet. Die Einlaßöffnung liegt nicht in dieser Hälfte des Pumpengehäuses, sondern in der linken Hälfte, der dargestellten Öffnung 6 gegenüber. Fig.2 ist eine um 9o° um die Flügelradwelle gegenüber der wirklichen Lage der Pumpe gedrehte Darstellung, damit in dem senkrechten Querschnitt (Fig. i) zwei Querschnitte des Leitkanals sichtbar werden.In Fig. 2, the outlet opening is denoted by 5. The inlet port is not in this half of the pump housing, but in the left half, the opening 6 shown opposite. Fig.2 is a 90 ° opposite to the impeller shaft the real position of the pump rotated, so in the vertical cross-section (Fig. I) two cross-sections of the guide channel become visible.

In Fig.3 ist ein Querschnitt des Leitkanals 4x mit abgerundeter Form dargestellt. Der gestrichelte Kreis 7 in Fig. i deutet die Projektion der Schraubenlinie an, welcher die Flüssigkeit auf ihrem Wege durch den Leitkanal und durch die Zwischenräume zwischen den Schaufeln des Flügelrades folgt.In Figure 3 is a cross section of the guide channel 4x with a rounded shape shown. The dashed circle 7 in Fig. I indicates the projection of the helical line which the liquid on its way through the guide channel and through the spaces between the blades of the impeller follows.

Bei der bekannten Pumpe (Fig. i) wird ein merklicher toter Raum durch diese Schraubenlinie im Leitkanal freigelassen. In diesem toten Raum entstehen Wirbelungen, welche die Schraubenbewegungen der Flüssigkeit stark beeinträchtigen. Nach der Ausführungsform des Leitkanals gemäß Fig.3, bei welcher der Querschnitt eine abgerundete Form hat, ist der tote Raum größtenteils beseitigt. Eine Pumpe mit einem Leitkanal nach Fig. 3 wirkt bereits wesentlich besser als die bekannten Pumpen. Es ist dabei aber nur die schraubenförmige Bewegung berücksichtigt worden, während die wirkliche Bewegung viel verwickelter ist. Der Kreis 7' in Fig. 3 läßt erkennen, daß der tote Raum ungefähr beseitigt ist.In the known pump (Fig. I) a noticeable dead space is left free by this helical line in the guide channel. In this dead space, eddies are created, which severely impair the screw movements of the liquid. According to the embodiment of the guide channel according to FIG. 3, in which the cross section has a rounded shape, the dead space is largely eliminated. A pump with a guide channel according to FIG. 3 already works much better than the known pumps. Only the helical movement has been taken into account, while the real movement is much more complicated. The circle 7 ' in Fig. 3 shows that the dead space is approximately eliminated.

Gemäß Fig. 4 ist der Querschnitt des Leitkanals als Kreisbogen ausgeführt. Der Kreis 72 zeigt, daß hierbei der tote Raum in bezug auf die schraubenförmige Bewegung ganz beseitigt ist. Es hat sich nun aber herausgestellt, daß, wenn der Leitkanal die Form eines Dreiecks erhält, wie Fig. 5 zeigt, die Wirkung der Pumpe noch erhöht wird.According to FIG. 4, the cross section of the guide channel is designed as a circular arc. The circle 72 shows that here the dead space with respect to the helical Movement is completely eliminated. But it has now been found that if the Guide channel is given the shape of a triangle, as shown in FIG. 5, the effect of the pump is still increased.

Die Bauart der Pumpe nach der Erfindung geht aus Fig.6 hervor, welche eine Innenansicht einer Hälfte des Pumpengehäuses darstellt. Der Leitkanal 4# nimmt hierbei von der Einlaß- nach der Auslaßöffnung 5 im Querschnitt ab. Um dies in der Zeichnung anzugeben, sind von der Mittelachse der Pumpe aus Ebenen 8-9, 8-1o und 8-i1 gelegt. Diese schneiden den Leitkanal nach Querschnitten 12, 13 und 14, welche in Fig.6 außerhalb der Figur, um 9o° verdreht, dargestellt worden sind. Der Inhalt der Querschnitte 12, 13, 14 usw. nimmt allmählich ab. Die Mittellinie des Leitkanals ist durch die gestrichelte Linie 15 dargestellt, welche auch in den Querschnitten 12, 13 und 14 zu finden ist. Bei einer Ausführungsform der Pumpe entfernt sich in an sich bekannter Weise die Mittellinie von der Einlaß- nach der Auslaßöffnung allmählich von der Mittellinie 8 der Pumpe.The design of the pump according to the invention can be seen from Fig.6, which Figure 3 illustrates an interior view of one half of the pump housing. The guide channel 4 # takes here from the inlet to the outlet opening 5 in cross section. To do this in the Drawing, are from the central axis of the pump from levels 8-9, 8-1o and 8-i1 laid. These cut the guide channel according to cross-sections 12, 13 and 14, which 6 outside the figure, rotated by 90 °, have been shown. The content the cross-sections 12, 13, 14, etc. gradually decrease. The center line of the guide channel is through the dashed line 15 shown, which is also shown in the cross-sections 12, 13 and 14 can be found. In one embodiment of the pump removes in a known manner the center line from the inlet to the Outlet opening gradually from the center line 8 of the pump.

Schließlich kann, wie Fig. 7 zeigt, im Leitkanal ein Kern 16 angeordnet werden, der den ganzen Leitkanal durchsetzt und durch Stützarme mit dessen Wänden verbunden sein kann. Der Kern unterstützt die schraubenförmige Bewegung der Flüssigkeit und erhöht bei einigen Ausführungsformen die Wirkung der Pumpe.Finally, as FIG. 7 shows, a core 16 can be arranged in the guide channel that penetrates the entire duct and through support arms with its walls can be connected. The core supports the helical movement of the liquid and in some embodiments increases the effectiveness of the pump.

Um dem Wasser bei seiner fortschreitenden Bewegung durch- den Leitkanal gleichzeitig eine schraubenförmige Bewegung zu geben, können Leitschaufeln 17 in dem Leitkanal angebracht werden, deren Ganghöhe von der Einlaß- nach der Auslaßöffnung der Pumpe abnimmt.Around the water as it progresses through the guide channel At the same time to give a helical movement, guide vanes 17 in the duct, the pitch of which goes from the inlet to the outlet opening the pump decreases.

Zum Vergleich zwischen der Förderhöhe einer bekannten und einer Pumpe gemäß der Erfindung wird auf Fig.8 verwiesen. Die Linie O-V gibt die Leistung in Liter pro Minute und die Linie O-H die manometrische Druckhöhe H in Metern Wassersäule an, und zwar für Pumpen mit einem Flügelrad von i50 mm Durchmesser in der Mittellinie und einer Umdrehungszahl von 1450 pro Minute. Die Kurve A gilt- für eine normale übliche Wasserringpumpe, die Kurve B für die beste Pumpe dieser Art, z. B. die Sihi-Pumpe, und die Kurve C für die Pumpe gemäß der Erfindung.To compare the head of a known pump and that of a pump according to the invention, reference is made to FIG. The line O-V indicates the performance in Liters per minute and the line O-H is the manometric pressure head H in meters of water column for pumps with an impeller of 150 mm diameter in the center line and a speed of 1450 per minute. Curve A applies to a normal one usual water ring pump, curve B for the best pump of its kind, e.g. B. the Sihi pump, and curve C for the pump according to the invention.

Die Erfindung soll natürlich nicht auf einseitig wirkende Pumpen gemäß der Zeichnung beschränkt werden, sie erstreckt sich vielmehr auch auf doppeltwirkende Pumpen, bei denen also an beiden Seiten des Schaufelrades ein Leitkanal vorgesehen ist.The invention is of course not intended to apply to unidirectional pumps of the drawing, it also extends to double-acting Pumps in which a guide channel is provided on both sides of the impeller is.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Impeller pump with circulating, sealing auxiliary liquid and one or more guide channels arranged to the side of the impeller in the pump housing, characterized in that the cross-sectional shape of the duct or ducts from the Gradually from a triangle towards the outlet opening, the apex of which is the corresponds to the greatest depth of the canal, and from the canal center to the circumference of the Impeller is shifted towards, with a gradual decrease in the cross-section in passes over a semicircle. a. Impeller pump according to claim i, characterized in that that in the guide channel in its longitudinal direction a only by support arms with the Wall connected core is arranged. 3. Impeller pump according to claim i and 2, characterized characterized in that the liquid leading in a helical line in the guide channel Guide vanes are arranged, their pitch from the inlet to the outlet opening decreases.