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Fliehkraftkreiselpumpe in-ut einer ringförnuig um die Säugöffnung
des Laufrades angeordneten StraMpumpe . Es ist bekannt, , Strahlapparate
als Zubringerpumpen für Kxeiselpumpen zu verwenden. Weiterhin ist vorgeschlagen
worden, die Treibflüssigkeit für die Zubiingerstrahlpumpe der Kreisel#umpe selbst
zu entnehmen, also das Treibwasser in einem Kreislauf zu führen. Dabei wurde das
einzige. Kreiselpurnpenlaufrad durch zwei verschieden große Austrittsdurchmea#s-e#-
zweistufig -ausgeführt, und zwar derart, daß die Stufe mit dem kleineren Durchmesser,
welche den niedrigeren Druck erzeugt, die Strahlpumpe zu versorgen hat.
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BeiPumpen größerer Leistung oder bei der Erzeugung einer größeren
Zulaufhöhe durch die Strahlpumpe bei schnell laufend-en Kreiselpumpen nimmt der
Strahl.#pparat Ausmaße an, die e in Zusammenbauen nlit der Kreiselpurnpe erschweren.
Solche Kreiselpumpen werden einerseits für möglichst hohe Drehzahlen ausgelegt,
um, insbesondere bei ihrer Verwendung in' FaÜrzeugen, an Gewicht und Raum zu sparen,
#nder-erseits ist dann aber infolge des bei wacc-b.sender Dr6hzahl immer schlechter
werdenden Ansaugevermögens der Kieiselpumpe eine Strahlpumpe erforderlich, die in
Gewicht und Grö Be in einem nicht tragbaren Verhältnis zu der I#Creiseilp-umpe steht
und unter Umständen ein Mehrfaches, der Baulänge der Kreiselpumpe für sich-benötigt.
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Es - ist auch vorgeschlagen worden, -ringförmig um die Saugöffnung
des Laufrades Strahldüseir anzuordnen, welche Flüssigkeit aus dem Drucl##a-um mit
hoher Geschwindigkeit in die Saugöffnung des Laufrades bzw. z wischen. die Laufradschaufeln
auf der Saug-.seite einspritzen. Mit einer #;olchen lAnordnung kann die Gefahr der
Kavitation auf der .Saugseite des Laufrades infolge zu, geringen Ansaugedruckes
nicht beseitigt werden, weil die Geschwindigl<eitsenergie am Austritt aus
den
die Saugöffnung des Laufrades ringförmig umgebenden Düsen erst ün Laufrad, also
zwischen den Schaufeln, in Druckenergie umgesetzt wird und also hier vor der Laufradschaufelung
der niedrigste Druck herrscht. Derartige Däsenanordnungen vermögen also eineVerbesserung
derZulaufverhältnisse nicht herbeizuführen.
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Demgegenüber werden nach der Erfindung ringförmig um die Saugöffnung
des Laufrades eine oder mehrere Strahlpumpen angeordnet, wobei zwischen dem Mischraum
der Strahlpumpe und dem Beginn der Laufradschaufeln ein Diffusor angeordnet ist,
in welchem eine Druckerhöhung des Gemisches erfolgt, wobei das Gemisch auf einen
Druck gebracht wird, welcher höher ist als der Druck der Treibflüssigkeit vorder
Mischdüse.
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Außer der Verbesserung der Zulauf- bzw. Ansaugeverhältnisse bei gedrängter
Raumanordnung kann durch eine solche Anordnung auch eine wesentliche Verbesserung
des Wirkungsgrades im Zusar =.enarbeiten von Kreiselpumpe und Strahlpumpe dadurch
erreicht werden, daß von dem die Strahlpumpe versorgenden Laufrad der Kreiselpumpe
bis zur Treibdüse der Strahlpumpe keine Umsetzung von Geschwindigkeit in Druck erfolgt.
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Bei mehrstufigen Kreiselpumpen ist die Umsetzung der der Flüssigkeit
im Laufrad mitgeteilten Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie auch deshalb nveckmäßig,
weil die zweimalige scharfe Umlenkung zwis ' chen zwei aufeinanderfolgenden
Laufrädern bei den hohen Strömungsgeschwindigkeiten so hohe Reibungsverluste bedingen
würde, daß der durch die Energieumsetzung verursdchteVerlust dagegen unbedeutend
ist. Die neue Art des Zusammenbaues von Kreis-elpumpe und Zubringerstrahlapparat
ermöglicht eine solche Ausbildung der Verbindungsleitung vomLaufradaustritt bis
zu der oder den Treibdüsen, daß eine scharfe Umlenküng der Treibflüssigkeit
vermieden wird.
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Für eine solche reibungsgeringe überführung der Treibflüssigkeit vom
Laufradaustritt zu den #Düseii der Strahlpumpen gibt es mehr-ere Möglichkeiten,
von denen je nach den Betriebsbedingungen #er Kreiselpumpe die eine oder
andere den Vorzug verdient. So kann bei der Unterteilung der ringförmig um die Saugöffnung
des Laufrades der Kreiselpumpe angeordneten-Strahlpumpe in mehrere Einzelstrahlpumpen
vorn Laufradaustritt bis zu den Treibdüsen für jede Strahlpumpe ein besonderer,
sich stetig verengender Versorgungskanal vorgesehen w#erden.
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In anderen Fällen kann es zweckmäßig sein, vom Laufradaustritt bis
zu einem zur Kreiselpumpenachse gleichmittigen, ritigfö#rn-iigen Sammelraum. Verso.rgungskanZle
annähernd C
gleichen Querschnittes und vom Sammelraum bis zu den Treib,düsen
sich stetig verengende Versorgungskanäle vorzusehen.
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Da die Diffusoren, welche sich an die Mischdüsen der Strahlpumpen
anschließen, nach dem ringförinigen Laufradeintritt hin infolge der Umfangsverkleinerung
stark verbreitert werden müssen, kann es zweckmäßig sein, in die nach der Saugöffnung
des Laufrades hin sich erweiternden Diffusoren der Einzelstrahlpumpen Leitflächen
einzubauen. Um auch hier eine möglichst sanfte Umlenkung der Strömung bei geringstem
Raumbedarf zu erreichen, können die Mischdüsen und die anschließenden Diffusoren
der Einzelstrahlpumpen gekrümmte Achsen haben.
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Es ist aber auch möglich, in der gleichen raum- und gewichtssparenden
Weise wie bei mehreren Strahlpumpen eine einzige Strahlpumpe derart anzuordnen,
daß sowohl der Eintritt des den Laufradaustritt mit der Treibdüse verbindenden Versorgungskanals
wie auch der Treibdüsenaustritt zur Kreiselpumpenachse gleichmittige, in sich geschlossene
Kr,eisringe bilden, die in verschiedenen Radialebenen der Kreiselpumpe liegen. Bei
dieser eigenartigen neuen Ausbildung einer Strahlpumpe ergeben sämtliche durch die
Pumpenachse gelegten Schnitte das gleiche Bild, was bei der Anordnung mehrerer Strahlpumpen
nicht der Fall ist oder wenigstens nicht der Fall zu sein braucht. Entsprechend
dieser Ausbildung des Treibmittelkanals zur Treibdüse wird zweckmäßigerweise auch
die Mischdüse der einzigen ringförmigen Strahlpumpe einen in sich geschlossenen,
nur, im Axialschnitt der Kreiselpumpe sich verengenden Kreisring mit einer etwa
kegelförmigen Erzeugenden bilden.
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Bei Kreiselpumpen mit sehr ungünstigen Ansauge- bzw. Zulaufverhältnissen,
also z. B'. bei Pumpen mit sehr hoher Drehzahl, wird der Druck, den das erste Laufrad
der mehrstufigen Krei'selp-Lunpe vermittelt, unter Umständen nicht dazu ausreichen,
mittels der Strahlpumpe die Betriebsflüssigkeit zum ersten Betriebslaufrad zuzuführen.
In diesem Fall kdnnte zwar die Treibflüssigkeit für die Zubringerstrahlpumpe auch
der zweiten oder derdritten Kreiselpumpenstufe entnommen werden. Das setzt aber
voraus-, daß auch die davorliegenden Kreiselpumpenstufen eine größere Br eite erhalten
als die nachfolgenden Stufen; denn sie müssen sowohl die Treibflüssigkeit für die
Strahlpumpen als auch die Flüssigkeit, welche die Kreiselpumpe zu fördern hat, gleichzeitig
bewältigen.
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Hier kann@ an Baulänge gemäß der Erfindung in der Weise gespart werden,
daß das die Strahlpumpe versorgende. Laufradder Kreiselpumpe in an sich bekannter
Weise
zweistufig ausgebildet wird, und zwar- derart, daß die die
Strahlpumpe versorgende Stufe durch einen größeren Austrittsdurchmesser oder durch
eine abgeänderte Schaufelung so ausgelegt ist, daß sie einen höheren Druck erzeugt
als die andere Stufe dieses Laufrades.
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Zur Versorgung der Strahlpumpe kannman mit der Schaufelausbildung
so*.weit gehen, daß entweder die Schaufeln des Laufrades am Austritt radial endigen.
oder in der Umlaufrichtung nach vorwärts geln7ümmt sind. Die. dadurch erreichte
unstabile Charakteristik kann nach der der Erfindung zugrunda lie,genden Erkenntnis
für den Betrieb solcher Strahlpumpen unbedenklich in Kauf genommen werden. Die Druckerhöhun#g
durch diese Maßnahmen ist'eine so beträchtliche, däß in fast allen Fällen auf die
Heranziehung des zweiten Laufrades zur Treibwassererzeugung für die Strahlpumpen-verzichtet
werden kann.
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Diese Druckerhöhuhg ist auch insofern günstig, als zÜr Erzielung der
gleichenDruckhöhe die Betriebswassermenge der Strahlpumpen herabgesetzt werden kann.
Das ist aber gleichbedeutend mit der Möglichkeit einer kleineren und leichteren
Bauweise. Außerdem kann diese Maßnahme unter Um#-ständen eine Leistungsersparnis
bedeuten.
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Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der.Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt: Fig. i einen Ausschnitt -aus der oberen Hälfte des
Axialschnittes einer mehrstufigen Kreiselpumpe mit vorgeschalteten Strahlpumpen
und zwecks Versorgung der Strahlpumpen verbreiterten einstufigen Laufrad für die
erste Kreiselpumpenstufe, Fig. 2 einen ebensolchen Schnitt durcheine ähnliche Kreiselpumpe
mit Zubringerstrahlpumpen bei der jedoch das verbreiterte erste Laufrad zweistufig
ausgebildet'ist, Fi,o.-.3 einen kegeligen Schnitt durch die Pumpe nach der Schnittlinie
III-III in der Fig. i. Ein Schnitt nach der nicht, gezeichneten Fortsetzung dieser
Schnittlinie durch die Treibdüse 4, die Versörgungskanäle 12b
und 2c sowie
durch den Sammelraum,3 ist in dieser Figur mit gestrichelten Linien dargestellt,
Fig.4 einen Schn'itt durch die Pumpe nach der Linie IV-IV in der Abb.2. Ein Schnitt
nach der nicht gezeichneten Fortsetzung dieser Schnittlinie durch die Treibdüse4
ist in dieser Figur mit gestrichelten Linien dargestellt.
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Der Flüssigkeitsstrom, den das Laufrad io" ii ausgießt, wird unmittelbar
am Laufradaustritt durch zwei Karfalgruppen i und 2a bzw. 2b, 2c irr -zwei
Ströme geteilt. Die Kanäle i, welche zu den bekannten, in Druckenergie umsetzenden
Leitapparaten vor der nächsten Laufradstufe führen, leiten die zu dem eigentlichen
Verbrauchszweck, z. B.- Kesselspeisung, erforderliche Flüssigkeitsmenge weiter.
DidKanäle 2a -bzw. 2b und 2c leiten den für den Betrieb der Strahlpumpen
erforderlichen Flüssigkeitsteil zu den Treibdüsen 4, und zwar ,ohne daß in diesen
Verbindungskanälexi eilie Diffusion, also eine Umsetzung der Geschwind#gkeit in
Druck, vorgenommen wird. Dies kann entweder über einen zwischengeschalteten rinförmigen
San-unelra ' uni 3 (Fig. i und 3) erfolgen, dem das Triebwasser
von dem Kreiselpumpenlaufrad durch etwa gleich breite Kanäle 2b zugeleitet
wird, wobei vom Sammelraum bis zu den Treibdüsen sich stelig verjüngende Kanäle
2c angeordnet sind, oder durch- vom Laufradaustritt bis zu den Treibdüsen 4 sich
stetig verjüngende Versorgungskanäle 2a (Fig. 2 und 4).
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Aus den Treibdüsen 4 tritt die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit
in die Mischdüsen 5, wobei sie in bekannter Weise das vom Zulaufstutzen
6 her in den Ringraum 7
vor den Mischdüsen eintretende Wasser mitreißt
und unter Umsetzung der Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie in dem sich an die
Mischdüsen anschließenden Diffusor 8 auf den für die Zuführung in das Laufrad
vo erforderlichen Druck bringt. G -ein- äß Fig. i, -2 und 3 sind die
Achsen der Mischdüsen und äer Diffusorer# * gerade Linien. Dies
- ist jedoch keineswegs notwendig; man 'kann vielmehr diese Achsen aus konstruktiven
Gründen gekrümmt ausführen. In diesem Fall kann der schaufelldse Ringraum
9 vor dem Lauf -radeintritt wesentlich verkürzt werden odeT auch ganz wegfallen,
was wiederum eine Verringerung der Baulänge bedeutet.
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Soll im ersten Laufrad i i (Fig. 2) für den Betrieb der Strahlpumpen
ein höhererDruck erzeugt werden, als -er für die nächste Stufe der Kreiselpumpe
erfordarlich ist, so wird das Laufrad in bekannter Weise zweistufig ausgebildet,
und zwar derart, daß der für das Triebwasser der Strahlpumpe bestimmte Teil 12 einen.
größeren 'Aust#ittsdurchmesser ur#d gegebenenfalls, auch eine andere Beschaufelung-,erhält
als die andere Laufradstufe 13, welche die übrigen Kxeiselpump-enlaufräder zu versorgen
hat.