DK147187B - Diffusor til en aksialpumpe eller halvaksialpumpe - Google Patents

Description

147187 i

Opfindelsen angår en diffusor til en aksial- eller halv-aksialpumpe af den i indledningen til krav 1 angivne art.

Sådanne pumper fremstilles sædvanligvis som éttrinspum-per eller som flertrinspumper, hvor de forskellige trin 5 er ko-aksiale, og hvor en omgivende kappe udgør pumpens hus. Det enkelte trin eller hvert af trinene danner en pumpeenhed bestående af en rotor med skovle eller en propeller. Denne rotor fører væskestrømmen ind i en diffusor med skovle, som gør væskestrømmen aksial eller til-10 nærmelsesvis aksial i forhold til huset og reducerer strømningshastigheden, så at i det mindste en del af strømmens hastighedsenergi omdannes til trykenergi.

Et eksempel på en kendt éttrinsaksialpumpe er vist i fig.

1 og 2. Fig. 1 viser et lodret længdesnit, og den øvre 15 del af fig. 2 viser i udfoldning to naboskovle i den i fig. 1 viste diffusor samt væskestrømningslinjer, medens den nedre del af fig. 2 er et halvplan fremkommet ved projektion af figurens øvre del.

Den i fig. 1 og 2 viste kendte pumpe har et hus, der 20 er dannet af et tragtformet indløbsskørt 7, en rørformet diffusorsektion 3 og en mellemliggende sektion 9, som omgiver en rotor 10 med skovle og en stator 11. Rotoren 10 er fastkilet på en drivaksel 12, der er monteret i et nedre leje 13 og et øvre leje 14. Sektionen 8 spreder 25 mediet, idet den vider sig ud i strømretningen, og idet en forlængelse 15 af lejet 14 snævrer ind i strømretning.

Aksialpumper af denne art har vist sig at være tilfredsstillende i de fleste henseender. De har imidlertid den ulempe, at der opstår et betydeligt energitab på grund 30 af kavitation og/eller turbulens i diffusoren. I fig. 2 147187 2 er vist strømlinjer 16 mellem et par naboskovle 17, og en strømlinje 18 illustrerer den tendens, der er til modstrømning, som foranlediger kavitation og turbulens.

Som ovenfor nævnt udøver diffusortrinene i en flertrins-5 aksialpumpe eller diffusororen i en éttrinspumpe normalt en strømudrettende virkning og omdanner en del af den pumpede væskes kinetiske energi til trykenergi.

Traditionelt udføres denne strømudretning og energiomdannelse samtidigt. Ved pumpning af gas er dette en 10 bekvem måde, hvorpå diffusortrinet kan gøres kort i ak-sial retning og hele pumpen således kompakt.

Opfindelsen har til formål at angive en diffusor af den omhandlede art, som medfører en reduktion af den kavitation, der optræder ved pumpning af væsker.

15 Dette formål opnås ved, at diffusoren er udformet som angivet i krav l's kendetegnende del. Denne virkning hidrører fra, at energiomdannelsen er adskilt fra strømudretningsfunktionen. Således virker det nævnte første aksiale afsnit af diffusorpassagen alene som en diffu-20 sor og foretager en effektiv omdannelse af kinetisk energi til trykenergi. Væsken træder ind i diffusorens indstrømningsende ad en skruelinjeformet bane og fortsætter langs en sådan bane gennem hele det første aksiale afsnit, hvorefter den underkastes strømudretning med eller 25 uden en svag yderligere energiomdannelsesfunktion.

I hele det første aksiale afsnit foregår der en meget gradvis forøgelse af væskestrømmens tværsnit med deraf følgende gradvis diffusionsvirkning, som muliggør kavi-tationsfri omdannelse af kinetisk energi til trykenergi.

3 147187 Først når denne omdannelse er gennemført i ønsket udstrækning, i hvert fald tilnærmelsesvis, udrettes strømmen til afgivelse fra diffusoren eller indføring i det næste rotortrin.

5 Opfindelsen vil blive nærmere beskrevet i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 3 er en afbildning svarende til fig. 2 og viser i udfold-ning taget ved forbindelsen melem statorens skovle og dens kappe en udførelsesform for statoren ifølge opfindelsen, og 10 fig. 4-6 viser i perspektiv yderligere udførelsesformer for statoren ifølge opfindelsen.

Som vist i fig. 3 strækker et par naboskovle 19 på diffusoren sig mellem en indstrømningsendeflade 20 for fluidum og en udstrømningsendeflade 21. Skovlene har tilnærmelsesvis kon-15 stant tykkelse over hele deres længde. Passagens akse er ret-liniet, og i et første aksialt afsnit 22, der udgår fra fladen 20, er dens overflader ligeledes retliniede og divergerer i en passende vinkel på mellem 2° og 8°, hvorved de udgør en effektiv retliniet diffusor med maksimum effekt 20 til omdannelse af hastighedsenergi til trykenergi. Efter at denne energiomdannelse har fundet sted, ændres strømningsretningen, idet det første aksiale afsnit 22 går over i et andet aksialt afsnit 23, der danner en krumning og ender i udstrømningsenden 21.

25 Med den beskrevne stator kan strømningsmønsteret for væsken, der forlader propelleren som antydet ved strømningslinierne 24, betragtes som en familie af lige linier, der tangerer rotorskovlenes spidser ved udgangsenden af rotoren.

4 147187

Fig. 4 viser anvendelse af opfindelsen på en mellemliggende diffusor i en flertrinspumpe. De brudte'linier 25 angiver de retliniede, men divergerende partier af væske-passagerne i det første aksiale afsnit 22, som tangen-5 tialt går over i krumme partier, som udmunder i strømnings-endefladen 26. Som vist i fig. 4 øges diameteren både af navet 32 og af kappen 33 i det første aksiale afsnit, medens disse diametre begge formindskes - mest udtalt for så vidt angår kappen - i det andet aksiale afsnit..

10 Dette bevirker, at hver strømningspassages største tværsnit findes ved overgangen mellem det første og det andet aksiale afsnit, dvs. ved overgangen fra retliniede passager til de krumme passager.

Fig. 5 viser anvendelse af opfindelsen på den bageste 15 diffusor i en flertrinspumpe, hvilken diffusor foruden at være indrettet til at ændre strømningsretningen, i hovedsagen som det er beskrevet i forbindelse med fig. 3, også tjener som en slutdiffusor til erstatning for den diffusion, der tilvejebringes af den i fig. 1 viste sek-20 tion 8 og lejeforlængelse 15. I fig. 5 viser de brudte linier 27 den retliniede, men divergerende udformning af indløbsdelen af en væskepassage, der ligger mellem et par skovle, og som går tangentialt over i krumme partier, der udmunder i udstrømningsendefladen 28. Som det frem-25 går af fig. 5, formindskes navet 34's diameter igen i det andet aksiale afsnit, men i dette tilfælde forøges kappen 33's diameter gradvis, så at hver strømningspassages største tværsnit findes ved udstrømningsenden 28.

Fig. 6 viser anvendelse af opfindelsen på en pumpe med 30 sideafgang. De brudte linier 29 viser naboskovle, der strækker sig retliniet, men divergerende fra en indstrømningsendeflade 30 og går tangentialt over i krumme partier, der udmunder i udstrømningsendefladen 31.

5 147187

Ved at sammenligne fig. 4 og 5 vil man se, at passagernes største tværsnit ved den i fig. 4 viste udførelsesform findes i det område, hvor passagens retliniede, divergerende partier går over i de krumme dele, medens passa-5 gernes største tværsnit i fig. 5 findes ved ctiffusorens udstrømningsendeflade.

I fig. 4 og 5 er endefladerne for væskeindstrømning og væskeudstrømning parallelle, medens de i fig. 6 er skrå i forhold til hinanden.

10 Enkelthederne ved de viste og beskrevne konstruktioner kan ændres på mange andre måder; f.eks. kan væggene i passagens retliniede parti erstattes med krumme vægge, der divergerer trompetformet.

Claims (4)

147187

1. Diffusor til en aksial- eller halvaksialpumpe og med en indstrømningsende, som danner en på pumpeaksen vinkelret flade (20), og en udstrømningsende, som danner en på 5 afgangskanalens symmetriakse vinkelret flade (21), et midternav, en ydre kappe og et antal ledeskovle (19), der strækker sig radialt mellem midternavet og kappen, og hvoraf hvert par naboskovle begrænser en strømpassage, som strækker sig fra diffusorens indstrømningsende til 10 dens udstrømningsende, kendetegnet ved, at hver strømpassage i et første aksialt afsnit (22) på i og for sig kendt måde strækker sig retlinjet fra den af indstrømningsenden dannede flade (20), og at midternavets og kappens diametre i dette afsnit vokser i et sådant for-15 hold, at strømpassagen får voksende tværsnit, samt at hver strømpassage i et andet aksialt afsnit (23) er krumt og ender i hovedsagen vinkelret på den af udstrømningsenden dannede flade (21).

2. Diffusor ifølge krav 1, kendetegnet ved, 20 at ledeskovlene (19) har i hovedsagen konstant tykkelse over hele deres længde.

3. Diffusor ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at ledeskovlene (19) i det første afsnit (22) af hver passage ved deres forbindelse med den ydre kappe set 25. udfoldning divergerer under en vinkel på mellem 2° og 8°.

4. Diffusor ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at midternavets og den ydre kappes diametre i det andet afsnit (23) aftager således, at maksimums- 30 tværsnittet af hver strømpassage findes ved overgangen