DE966700C

DE966700C - Zweistufige Einrad-Fluessigkeitsringpumpe

Info

Publication number: DE966700C
Application number: DES40989A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinrich Engels
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-09-26
Filing date: 1954-09-26
Publication date: 1957-09-05

Description

Zweistufige Einrad-Flüss-igkeitsringpumpe Die bekannte Flüssigkeitsringpumpe ist in der Wirkung einer Kolbenpumpe vergleichbar. Der durch die Drehung des Zellenrades erzeugte Flüssigkeitsring entfernt sich auf der Saugseite von der Radnabe und schafft durch Volümenvergrößerung in den Radzellen ein Vakuum, während auf der Druckseite der Wasserring in die Zellen des Rades hineingedrückt wird und in gleicher Weise wie ein Kolben unter Volumenverringerung das in den Zellen befindliche Gas in die Druckleitung fördert.
Das Verhältnis von Enddruck zu Anfangsdruck einer Flüssigkeitsringpumpe ist mit Rücksicht auf den Wirkungsgrad beschränkt. Will man ein größeres Druckverhältnis bei gutem Wirkungsgrad erzielen, so muß man zur zweistufigen Pumpe übergehen", sei es in Form hintereinandergeschalteter Einzelpumpen, sei es in Form einer zweirädrigen Pumpe oder schließlich in Form des doppelt beaufschlagten Rades in Verbindung mit einem zweimal ausgebauchten Gehäuse. Diese letzte Bauform ergibt den, einfachsten Aufbau, doch ist es bisher nicht gelungen, solche Pumpen mit befriedigendem Wirkungsgrad herzustellen.
In der ersten Stufe einer solchen Pumpe mit doppelter Ausbauchung des Gehäuses wird das angesaugte Gasvolumen unter Druckerhöhung verringert. Infolgedessen muß das Ansaugevolurizen der zweiten Stufe entsprechend klein sein. Die Radbreite ist durch die erste Stufe vorgegeben und kann bei der Einradmaschine nicht von einer zur anderen Stufe geändert werden. Der Versuch, die radiale Ausbauchung der zweiten Stufe kleiner zu halten als die der ersten Stufe, führt nicht zum Erfolg. Die Förderleistung wird der Flüssigkeitsringpumpe in Form der Rotationsenergie des Flüssigkeitsringes zugeführt. Wenn man jetzt zur Verringerung des Ansaugevolumens die radiale Ausbauchung auf der Saugseite der zweiten Stufe verkleinert, verringert man gleichzeitig den Durchmesser des Flüssigkeitsringes und damit unmittelbar die in ihm unterzubringende Energie, so daß eine lohnende Weiterverdichtung in der zweiten Stufe nicht möglich ist. Die Erfindung nun besteht darin, dem der zweiten Stufe zugeordneten Gehäuseteil eine solche Form zu geben, daß trotz Verringerung des Ansaugevolumens gegenüber der ersten Stufe die Rotationsenergie des Flüssigkeitsringes auf die für die Verdichtung in der zweiten Stufe erforderliche Höhe gebracht wird. Die Gehäusewand entfernt sich zu diesem Zweck nicht in voller Radbreite längs des Ansaugesektors der zweiten Stufe vom Radumfang, sondern der Arbeitsraum der zweiten Stufe ist, in axialer Richtung gemessen, schmaler als der der ersten Stufe. Längs des Druckbereiches der zweiten .Stufe verbreitert sich dieser Kanal zweckmäßig unter Verkleinerung der radialen Ausbauchung wieder.
Die Erfindung sei an Hand der Fig. z bis 3 erläutert.
Fig. r stellt einen Querschnitt, Fig: 2 einen Längsschnitt nach Linie C-C der Fig. t durch eine zweistufige Pumpe dar; Fig. 3 zeigt eine Reihe von Schnitten durch den Förderkanal der zweiten Stufe.
SS ist der Saugstutzen, DS der Druckstutzen, L das Zellenrad. S1 und D1 sind die Saug- und Druckschlitze der ersten Stufe, S2 und D2 Saug-und Druckschlitze der zweiten Stufe. Der Druckschlitz D1 steht mit dem Saugschlitz D2 über einen Umführungskanal U in Verbindung. Der Arbeitsraum des Wasserringes der ersten Stufe ist in bekannter Weise durch eine radiale Ausbauchung der Gehäusewandung von der Breite des Rades gebildet. Bei der zweiten Stufe ist er jedoch nach den Schnitten entsprechend Fig.3 geformt. Im SchnittA geht die Flügelkante des Rades dicht an der Gehäusewandung a vorbei. Bei der Anordnung nach der Erfindung folgt (Schnitt B) die innere Gehäusebegrenzung in den Zonen b' und b" weiterhin dem Urpfang des Flügelrades, _und nur eine kleine Zone ist um den Betrag b nach außen gezogen, so daß ein Flüssigkeitsaufnahmeraum geringerer Breite entsteht. Im Schnitt C mit den Gehäusebegrenzungen c ; c" ist die radiale Erweiterung auf den Wert c noch weitergetrieben. Es ist dies der Punkt, wo der Ansaugevorgang der zweiten Stufe beendet ist. Man könnte auf dem weiteren Förderweg eine ähnliche Querschnittsgestaltung rückwärts durchführen; jedoch. erscheint es günstiger, mit der radialen Erweiterung schneller zurückzugehen. und, dafür den Kanal axial zu verbreitern, wie es die Schnitte D und E zeigen. Im Schnitt F ist wieder der Ausgangszustand wie, im Schnitt A erreicht. Die Wahl des Verhältnisses der Kanalbreite K zur Kanalhöhe b, c ... ist nach den Verdichtungsverhältnissen zu wählen. Es ist also nicht erforderlich, daß beispielsweise die Kanalhöhe c gleich: der Kanalhöhe co (Fig. 2) ist.
Es ist leicht zu übersehen, da:ß es mit dieser Bauform möglich ist, im Flüssigkeitsring der zweiten Stufe die benötigte Rotationsenergie unterzubringen. Denn da diese maßgeblich durch den Ringdurchmeser bestimmt ist und dieser Durchmesser durch die radiale Ausbauchung entsprechend groß gewählt werden kann, so ist rnan hinsichtlich der Energieverteilung zwischen der ersten .und zweiten Stufe nicht mehr an die enge Grenze wie. bisher gebunden.
Zweistufige Einrad-Pumpen lassen sich natürlich mit einstufigen oder zweistufigen Flüssigkeitsringpumpen" sei . es einbauchiger oder zweibauchiger Form, in Serie schalten, so daß z. B. Zweiradmaschinen mit insgesamt drei- oder vierstufiger Verdichtung entstehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Zweistufige Einrad,-Flüssigkeitspumpe mit um den Laufradumfang angeordneten. sichelförmigem Arbeitsräumen, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum der zweiten Stufe, in axialer Richtung gemessen, schmaler ist als der der ersten Stufe.
2. Pumpenach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der sichelförmige Arbeitsraum der zweiten Stufe schmaler ist als das Laufrad.
3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sichelförmige Arbeitsraum sich längs der Druckseite der zweiten Stufe in Drehrichtung des Laufrades stetig verbreitert. q.. Pumpe nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erstrekkung des sichelförmigen Arbeitsraumes in der zweiten Stufe (c) größer als in der ersten Stufe (Co) ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 68997o, 672383, 072382.