DE8130235U1

DE8130235U1 - Selbstansaugende kreiselpumpe

Info

Publication number: DE8130235U1
Application number: DE19818130235
Authority: DE
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1981-10-16
Filing date: 1981-10-16
Publication date: 1985-02-28

Description

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III ItIII Il MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION '■» FRIEDRICHSEAFEN GMBH Friedrlohshafen Selbstansaugende Kreiselpumpe

Die Erfindung betrifft eine selbstansaugende Kreiselpumpe mit beim Ansaugvorgang wirkender äußerer Gemischbildung, mit einer oberhalb des Pumpenlaufrades beginnenden, das Pumpenlaufrad umgebenden Pumpenspirale, die die geförderte Flüssigkeit in / _s 5 eine oberhalb des Pumpenlaufrades angeordnete Entlüftungskammer leitet, wo das beim Ansaugvorgang geförderte Luft-Flüssigkeits-Gemisch entmischt wird, und mit einem Rücklaufkanal, der die Entlüftungskammer mit der Pumpenspirale verbindet, wobei der Rüoklaufkanal unterhalb des Pumpenlaufrades in die Pumpenspirale einmündet.

Solche Kreiselpumpen sind bekannt und mit Hilfe von in der Pumpe nach dem Abschalten verbleibender Vorratsflüssigkeit in der Lage, beim Wiederanfahren eine leergelaufene Saugleitung innerhalb einer gewissen Zeit zu entlüften.

Insbesondere bei zu Kühlzwecken eingesetzten Pumpen dauert

jedoch dieser Vorgang zu lange und die dabei in Abhängigkeit (^ von der Pumpendrehzahl erzielbare Saughöhe liegt weit unterhalb des theoretisch maximal möglichen Wertes. Die Ursache hierfür ist eine ungenügende Entlüftung des Luft-Flüssigkeits- Gemisches in der Entlüftungskammer, die durch den dauernden Zufluß von neuem Gemisch aus der Spirale in die Entlüftungs» kammer behindert wird* über den Rücklaufkanal gelangt dement» sprechend noch stark mit Luft angereicherte Flüssigkeit in die Spirale, die deshalb dort nur noch geringe Luftmengen aus der Saugleitung aufnehmen kann. Wegen des hohen Luftanteiles sind große Rücklaufkanalquerschnitte erforderlich, um genügend Flüssigkeit in die Spirale zu befördern, was bei Betrieb der

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Pumpe mit FlUssigkeitsförderung einen großen internen Flüssigkeitsumlauf in der Pumpe und eine entsprechende Absenkung des LieJfer- und Wirkungsgrades der Pumpe bewirkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, gegenüber den bekannten Pumpen die Zelt vom Einschalten der Pumpe bis zum Beginn der reinen Flüssigkeitsförderung zu verkürzen und dabei der theoretisch möglichen Saughöhe mbgliohst nahe zu kommen. Gleichzeitig soll siph jedoch bei der Flüssigkeitsförderung der Wirkungs- und Liefergrad gegenüber einer Pumpe gleicher Bauart ohne Selbstansaugungseinrichtung nur in möglichst geringem Ausmaß ver mindern.

" Diese Aufgabe wird gelöst durch eine als Düse ausgebildete Einmündung des Rücklaufkanales in die Pumpenspirale, einen neben Pumpenlaufrad, Pumpenspirale und Rücklaufkanal angeordneten Beruhigungsraum, der direkt aus der Entlüftungskam mer oder vom Rücklaufkanal aus mit Flüssigkeit versorgt wird, und eine Verbindung zwischen Beruhigungsraum und Pumpenspirale, deren spiralseitige Öffnung nach der Düse des Rücklaufkanal es angeordnet ist und von der Kanalströmung aus der Düse ejektorartig beaufschlagt wird.

Durch diese Merkmale wird beim Ansaugvorgang die der Spirale zugeführte Flüssigkeitsmenge in zwei Teilmengen aufgeteilt. Die erste durch den Rücklaufkanal geleitete Teilmenge wird ^- durch die Ausbildung der Mündung des Rücklaufkanales in die Spirale als Düse mit entsprechend kleinem Querschnitt begrenzt. Die zweite durch den Beruhigungsraum geleitete Teilmenge kann auf Grund des großen Volumens und der verhältnismäßig großen Höhe des Beruhigungsraumes die in ihr enthaltene Luft weitest» gehend ausscheiden, so daß der Pumpenspirale hierdurch reine Flüssigkeit zugeführt wird. Erst durch die Ejektor-Wirkung der von der ersten feilmenge beaufschlagten Düse wird ein wesentlicher Durchsatz durch den Beruhigungsraum bewirkt und eine

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intensive Vermischung beider Flüssigkeitsmengen mit der Luft aus der Saugleitung in der Pumpenspirale durchgeführt. Dadurch wird eine wesentliche Verringerung der Ansaugzeit und eino Vergrößerung der Ansaughöhe erzielt. Ist der Ansaugvorgang duroh Einsetzen der FlUssigkeitsförderung abgeschlossen, wird die Düsenwirkung durch Auffüllen der Pumpenspirale mit Flüssigkeit und Aufbau des Spiraldruckes aufgehoben, so daß der interne Flüssigkeitsumlauf und damit der Liefer- und Wirkungsgradabfall gegenüber einer Pumpe ohne Selbstansaugungseinrichtung nur noch in vernachlässigbarem Umfang stattfindet.

Zweckmäßige Dimensionierungsvorschläge für die Düse, für die ' Querschnitte und für die Anordnung der Zu- und Abflüsse aus dem Beruhigungsraum sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.

Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Pumpe;

Fig. 2 einen Querschnitt derselben Pumpe.

In den Zeichnungen ist ein Pumpenlaufrad 11 einer Kreiselpumpe von einer Pumpenspirale 12 umgeben, die oberhalb des Puropenlaufrades bei 13 beginnt und die die vom Pumpenlaufrad 11 geförderte Flüssigkeit in eine oberhalb des Pumpenlaufrades an-(^ geordnete Entlüftungskammer 14 leitet. Ein Rücklaufkanal 15 verbindet die Entlüftungskammer 14 mit der Pumpenspirale 12 und mündet unterhalb des Pumpenlaufrades 11 in die Pumpenspirale. Diese Einmündung ist als Düse l6 ausgebildet.

Neben dem Pumpenlaufrad 11, der Pumpenspirale 12 und dem Rücklaufkanal 15 ist ein Beruhigungsraum 17 angeordnet, der über Verbindungsbohrungen 18 vom Rücklaufkanal 15 aus mit Flüssigkeit versorgt wird. Zwischen dem Beruhigungsraum 17 und der Pumpenspirale 12 befindet sich eine weitere Verbindungsbohrung 19, deren spiralseitige Öffnung nach der Düse 16 des

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Rücklaufkanales 15 angeordnet ist und von der Jltickl auf kanal γ strömung aus der Düse If ejektcrartig beaufschlagt wird. Zwischen dem Beruhigungsraum 17 und dem Rücklaufkanal 15 sind kurz vor der Düse 16 weitere Verbindungsbohrungen 20 ange- |i 5 ordnet.

I In Strömungsriehtung vor der Pumpe befindet sich eine Sauglei-ξ tung 21, die übeν einen Saugmund 22 mit dem Pumpenlaufrad 11 I verbunden ist. Hinter der Pumpe ist eine Druckleitung 23 angeordnet.

% 10 Die Ansaugleitung 21 ist in bekannter Weise so ausgebildet,

I daß nach dem Abstellen der Pumpe in ihr eine bestimmte FlUs-

γ sigkeitsmenge zurückbleibt. Vor dem ersten Anfahren muß die

Ί Pumpe mit dieser FlUssigkeitsmenge aufgefüllt werden.

Bei jeder Inbetriebnahme der Pumpe wird diese Flüssigkeits-

15 menge von den Schaufeln des anlaufenden Pumpenlaufrades 11

|; in die Pumpenspirale 12 befördert, vermischt sich dabei schon

·: mit Luft aus der Saugleitung und das Gemisch wird in die Ent-

■ lüftungskammer ^k geleitet. Die Luft wird in die Druckleitung

^ 23 abgeschieden, die mehr oder weniger von der Luft befreite

I 20 Flüssigkeit gelangt in den Rücklaufkanal 15 und von dort zum

I Teil durch die Düse 16 wieder in die Pumpenspirale 12. Ein

^: anderer Teil gelangt über die Bohrungen 18 in die Beruhigungs-

' kammer 17 und scheidet dort den Rest der in ihm enthaltenen Luft aus. Durch die Wirkung der Düse 16 wird Flüssigkeit aus

25 dem Beruhigungsraum 17 durch die Bohrung 19 ejektorartig an-

I gesaugt, mit Luft aus der Saugleitung 21 vermischt und über

I die Pumpenspirale 12 wieder in die Entlüftungs&ammer 1Λ be-

I . fördert.

.; Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich fortlaufend, bis

50 die Luft aus der Saugleitung abgepumpt ist und die reine Flüssigkeitsförderung einsetzt.

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Vie sich bei Versuchen herausgestellt hat, kann der beschriebene Vorgang der Selbstansaugung durch Anbringen von weiteren Verbindungsbohrungen 20 zwischen dem Beruhigungsraum 17 und der Pumpenspirale 12 nochmals verbessert werden.

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Friedrichshafen

Zusammenfassung Selbstansaugende Kreiselpumpe

In dieser Kreiselpumpe setzt beim Ansaugvorgang eine äußere Gemischbildung bestehend aus Vorratsflüssigkeit und angesaugter Luft aus der Saugleitung (21) ein. Das Gemisch wird in eine oberhalb des Pumpenlaufrades (ii) angeordnete Entlüftungskammer (14) befördert, dort die Luft wenigstens teilweise ausgeschieden und die Flüssigkeit in zwei Teilmengen der Pumpenspirale (12) zur erneuten Gemischbildung wieder zugeführt.

Die erste Teilmenge wird der Pumpenspirale (12) über einen Rücklaufkanal (15) und eine Düse (l6) zugeführt. Die zweite Teilmenge durchläuft eine Beruhigungskammer (17) und scheidet dort die in ihr enthaltene Restluftmenge aus. Die Verbindung zwischen Beruhigungskammer (17) und Pumpenspirale (12) mündet nach der Düse (l6) in die Pumpenspirale (12) und wird vom Düsenstrahl ejektorartig beaufschlagt.

Dadurch wird eine schnelle Entlüftung der Saugleitung (21) beim Ansaugvorgang und ein guter Wirkungs- und Liefergrad bei der Flüssigkeitsförderung bewirkt.

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1. Selbstansaugende Kreiselpumpe mit beim Ansaugvorgang wirkender äußerer Gemischbildung, mit einer oberhalb des Pumpenlaufrades beginnenden, das Pumpenlaufrad umgebenden Pumpenspirale, die die geförderte Flüssigkeit in eine oberhalb des Laufrades angeordnete Entlüftungskammer leitet, wo das beim Ansaugvorgang geförderte Luft-Flüssig-

j keits-Gemisch entmischt wird und mit einem Rücklaufkanal, der die Entlüftungskammer mit der Pumpenspirale verbindet, wobei der Rücklaufkanal unterhalb des Pumpenlauf- . rades in die Pumpenspirale einmündet, gekennzeichnet durch eine als Düse (16) ausgebildete Einmündung des Rücklaufkanales (15) In die Pumpenspirale (12), einen neben Pumpenlaufrad (ll.\ Pumpenspirale (12) und Rücklaufkanal (15) angeordneten Beruhigungsraum (17), der direkt aus der Ent lüftungskammer (14) oder vom Rücklaufkanal (15) aus mit Flüssigkeit versorgt wird und eine Verbindung (19) zwischen Beruhigungsraum (17) und Pumpenspirale (12), deren spiralseitige Öffnung nach der Düse (16) des Rücklaufkanales (15) angeordnet ist und von der Rücklaufkanal- strömung aus der Düse (16) ejektorartig beaufschlagt wird.

2. Selbstansaugende Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Pumpenspirale (12) einmündende Düse (16) an ihrem Austritt einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, dessen Breite etwa der Breite der Pumpenspirale (12) entspricht und dessen Höhe 3 bis k % des Durchmessers des Laufrad-Saugmundes (22) aufweist.

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3. Selbstansäugende Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen BeruMgangsrarcn (17) und iumpensplrale (12) angeordnete Verbindung (19) eine Boh-

f rung ist, deren Mittelpunkt von der Düse (l6) einen Abstand

i_: von 12 bis 16 % des Durehmessers des Saugmundes (22) und

* 5 deren Querschnitt 1 bis 2 fo des Querschnittes des Saugmundes (22) aufweist.

k, Selbstansaugende Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf zum Beruhigungsraum (17) *us mehreren Bohrungen (18) besteht, die zusammen einen Querschnitt von maximal 6 % des Querschnittes des ■ ) Laufrad-Saugmundes (22) aufweisen.

5. Selbstansaugende Kreiselpumpe nach Anspruch 1 bis k, gekennzeichnet durch sine weitere Verbindung (20) zwischen Beruhigungsraum (17) und Rücklaufkanal (15), die kurz vor der Düse (16) angeordnet ist, und deren Querschnitt 3 bis k % des Durchmessers des Saugmundes (22) der Pumpe beträgt.

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