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Schleuderpumpe, insbesondere für heiße oder siedende Flüssigkeiten
mit geringer Zulaufhöhe Die Erfindung betrifft eine Schleuderpumpe, die sich insbesondere
zur Förderung heißer oder siedender Flüssigkeiten eignet, deren Zulaufhöhe aus baulichen
Gründen nur gering sein kann. Ihr liegen folgende Erwägungen zugrunde, aus denen
sich die Aufgabenstellung ergibt.
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Schleuderpumpen müssen allgemein, um günstige Wirkungsgrade zu erzielen,
für hohe spezifische Drehzahlen ausgelegt werden. Hierdurch werden aber schon beim
Eintritt in das Laufrad Umfangsgeschwindigkeiten erforderlich, die, insbesondere
bei hoher Temperatur der Förderflüssigkeit, zu einem Aufdampfen vor den Laufradkanten
führen können. Dazu kommt, daß namentlich dann, wenn die Zulaufhöhe der heißen Flüssigkeit
nur den Bruchteil eines Meters Flüssigkeitssäule beträgt, der entsprechend geringe
statische Druck bis zum Eintritt in das Laufrad meistens schon völlig aufgezehrt
ist. Dadurch ist die Gefahr der Dampfbildung vor den Schaufelkanten noch näher gerückt
und die Betriebssicherheit der Schleuderpumpe noch stärker in Frage gestellt. Dieser
Mißstand soll erfindungsgemäß in der Weise beseitigt werden, daß an der Eintrittsstelle
der Flüssigkeit in das Laufrad wenigstens ein geringer statischer Druck erhalten
wird, daß ferner ein Gaskern, zu dessen Ausbildung allenfalls noch in der Umgebung
der Läufernabe Neigung bestehen könnte, durch rasches Verquirlen mit der umgebenden
Flüssigkeit in Gasblasen von
Mindestgröße aufgelöst wird, die von
der Flüssigkeitsströmung mit durch den Pumpenläufer gerissen werden. Solche kleinste
Gasblasen ergeben erfahrungsgemäß keine Kavitationsangriffe, da die hier in Frage
kommenden Energien auch bei eintretender Kondensation verschwindend gering bleiben.
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Eine weitere Erwägung ist folgende. Bei Schleuderpumpen der bisher
üblichen Bauart bildet sich erfahrungsgemäß eine Vorrotation des Saugkernes aus,
die rückwirkend eine Gegenströmung am Außenrand der Eintrittsöffnung des Pumpengehäuses
hervorruft. Diese Gegenströmung tritt in Form eines Ringwirbels auf, durch den der
wirksame Querschnitt für den Flüssigkeitszutritt verengt wird.
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Auch dieser weitere Nachteil wird erfindungsgemäß ausgeschaltet, und
zwar dadurch, daß der Eintrittsdurchmesser an den Schaufelkanten des Laufrades größer
gehalten wird als derjenige im Pumpengehäuse. In dem Ringraum zwischen den beiden
unterschiedlichen Durchmessern wird hierbei schon durch die Schaufeln des Laufrades
selbst eine Vorrotation der Flüssigkeit angeregt, die einen zusätzlichen statischen
Druck an den Schaufeleintrittskanten erzeugt, der den Eintritt der Flüssigkeit in
das Laufrad unterstützt, ohne aber von dem Ort aus, an dem er gebildet wird, eine
Rückwirkung der Vorrotation in Richtung der Saugleitung zu gestatten.
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Die bauliche Ausführung einer Pumpe nach der Erfindung kennzeichnet
sich außer dem schon behandelten Durchmesserunterschied zwischen den Schaufelinnenkanten
und dem Eintrittsquerschnitt des Gehäuses insbesondere dadurch, daß auf der Nabe
des Läufers kleine Rippen, Nuten oder ähnliche Elemente angeordnet sind. Diese dienen
einerseits dazu, im Kern der Flüssigkeitsströmung etwa mitgeführte Gasblasen mit
der sie umgebenden Flüssigkeit so zu verquirlen, daß. sie entweder unmittelbar an
Ort und Stelle kondensieren oder in Schaumform, also in unschädlicher Weise, mit
der Flüssigkeit zusammen durch die Pumpe hindurchgehen. Andererseits helfen die
Rippen oder Nuten bei der Erzeugung der Vorrotation der Flüssigkeit im Ringraum
vor den Schaufelinnenkanten, durch die der neu geschaffene, den Zutritt zu den Schaufeln
unterstützende und gleichzeitig die Dampfbildung verhindernde statische Druck zustande
kommt. Da die Umfangsgeschwindigkeit an diesen an der Läufernabe angebrachten Erhöhungen
bzw. Vertiefungen wesentlich geringer ist als diejenige am Läufereintritt, so reicht
ihre Mitwirkung nicht aus, um den Flüssigkeitszutritt zu beeinträchtigen.
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Bei doppelflutigen Pumpen können die Mitnehmerrippen in der Weise
ausgebildet werden, daß die, wie üblich, doppelkegelig geformte Läufernabe mehrfach
durchlocht wird, so daß die zwischen den Bohrungen stehenbleibenden Stege die Quirlwirkung
ausüben. Gleichzeitig findet ein Drtickausgleich zwischen den beiden Pumpenseiten
durch die Bohrungen hindurch statt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in drei Abbildungen dargestellt,
die zwei Ausführungsbeispiele zeigen, nämlich Abb. i einen Teilquerschnitt durch
eine cinflutige, Abb.2 einen Querschnitt durch eine zweiflutige Pumpe und Abb. 3
eine Teilansicht des Laufrades der letzteren. In Abb. i bezeichnet a das
Pumpengehäuse, b den Deckel dieses Gehäuses mit dem Sauganschluß, c das Laufrad
und d die Läufernabe. Es ist ersichtlich, daß der. Eintrittsdurchmesser D2 an den
Schaufelkanten erheblich größer ist als derjenige Dl am Saugstutzen des Gehäuses,
so daß sich unter dem Einfluß der Schaufeldrehung in dem Ringraum vom Flächeninhalt
vor den Schaufelkanten eine Vorrotation der Flüssigkeit bilden kann, die die beschriebenen
vorteilhaften Wirkungen ergibt. Die `'"orrotation wird unterstützt durch Rippen
e an der Läufernabe, die zugleich eine Ansammlung von Gasblasen in ihrem Bereich
durch Quirlwirkung verhindern.
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In Abb. 2 und 3 bezeichnen f und g zwei das Pumpengehäuse zusammensetzende
Teile, h einen äußeren Mantel zur Führung des Flüssigkeitsstromes nach beiden Pumpenseiten,
i einen Abschlußdeckel des Mantelkörpers, an dessen Innenseite feste Leitrippen
k zur Lenkung der Strömung angebracht sind, den Anschlußstutzen für den Flüssigkeitseintritt
am Mantel h und q für den Austritt aus der Pumpe. Die beiden Eintrittsdurchmesser
DZ an den Schaufelkanten des mit l bezeichneten Laufrades sind auch hier größer
gehalten als diejenigen der Einlaßöffnungen an den Gehäuseteilen f und
g, so daß eine Vorrotation sich vor den Schaufelkanten des Läufers l in den
beiderseitigen Ringzonen vom Flächeninhalt
bilden kann. Zur Erzielung der Quirlwirkung und gleichzeitigen Unterstützung der
Vorrotation ist die Scheibe des Läufers L mit kranzförmig angeordneten durchgehenden
Bohrungen ia versehen, die die Nabe sn eng umgeben und Stege o in der Scheibe belassen
(vgl. Abb. 3). Die Stege o, die die kegelige Form der Nabe m annehmen, üben die
gleichen Funktionen aus wie die Rippen e in Abb. i, und die Bohrungen n dienen
zugleich zum Druckausgleich zwischen den beiden Seiten der Pumpe.