EP0660904B1 - Kreiselpumpe - Google Patents

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EP0660904B1
EP0660904B1 EP94918260A EP94918260A EP0660904B1 EP 0660904 B1 EP0660904 B1 EP 0660904B1 EP 94918260 A EP94918260 A EP 94918260A EP 94918260 A EP94918260 A EP 94918260A EP 0660904 B1 EP0660904 B1 EP 0660904B1
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hub
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liquid
gap
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EP94918260A
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/04—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous
    • F04D7/045—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous with means for comminuting, mixing stirring or otherwise treating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D9/00—Priming; Preventing vapour lock
    • F04D9/001—Preventing vapour lock
    • F04D9/002—Preventing vapour lock by means in the very pump
    • F04D9/003—Preventing vapour lock by means in the very pump separating and removing the vapour
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D9/00—Priming; Preventing vapour lock
    • F04D9/04—Priming; Preventing vapour lock using priming pumps; using booster pumps to prevent vapour-lock
    • F04D9/06—Priming; Preventing vapour lock using priming pumps; using booster pumps to prevent vapour-lock of jet type

Definitions

  • the present invention relates to a centrifugal pump according to the preamble of claim 1.
  • a centrifugal pump of this type is described for example in EP-PS 114 932.
  • the object of the present invention is to improve the separation of gas and liquid in a pump of the type mentioned.
  • the overpressures that occur locally in the pump chamber have different heights depending on the impeller configuration and accordingly cause different liquid-gas compositions.
  • the invention aims to improve the separation of liquid and gas compared to the prior art mentioned - regardless of the impeller configuration.
  • the vanes of the coaxial impeller which is non-rotatably connected to the impeller, or the vanes, which are attached to the impeller hub in a radial symmetry, capture the medium entering the hub space and set it in intensive rotation.
  • the separation of gas and liquid becomes clearer because the gas with the smallest diameter (at the shaft gap) can leave the hub space.
  • the gas leaves the hub space before it mixes with the liquid again and can return to the impeller channel due to the uneven pressure conditions in the labyrinth gap.
  • the separated liquid receives a higher pressure and is expelled through the nozzle of a liquid jet pump.
  • the negative pressure generated by the liquid jet is used to remove the separated gases.
  • the end The gas-liquid mixture emerging from the liquid jet pump can be passed into a gas separator of known construction, from where the liquid is returned to the pump suction line.
  • the centrifugal pump according to FIG. 1 has an open, single-bladed centrifugal pump wheel 1 and is rotatably mounted in a pump housing 2.
  • the centrifugal pump wheel 1 sits with its hub 3 on a shaft 4 mounted in a bearing 19 and rotates with little play "a" over the rear wall 5, which forms a labyrinth gap 6 with the hub 3 of the centrifugal pump wheel 1.
  • the labyrinth gap connects the pump chamber 2 'to a hub chamber 7.
  • a connecting line 14 (FIG. 2) connecting to the diffuser tube 13 leads the gas-liquid mixture into a gas separator 15, which connects the liquid to the suction side Returns connection 16 of the centrifugal pump and discharges the gas through a line 17 into a suitable room.
  • a shaft seal 18 protects drive and bearing elements from contact with the material to be conveyed.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Das Laufrad (1) sitzt mit der Laufradnabe (3) drehfest auf einer Welle (4). Die antriebsseitigen Kanten des Laufrads (1) drehen mit geringem Spiel (a) über einer Pumpengehäuserückwand (5). Diese bildet mit dem Laufrad (1) einen Labyrinthspalt (6). Der Labyrinthspalt (6) verbindet den Pumpenraum (2') mit einem Nabenraum (7). Im Nabenraum (7) ist mit dem Laufrad (1) drehfest verbunden ein koachsiales Flügelrad, zum Zweck, der Flüssigkeit im Nabenraum (7) eine stärkere Rotationsbewegung zu erteilen und sie auszuschleudern. Der Nabenraum (7) ist mit einer periferalen Öffnung (12) für den Austritt der Flüssigkeit versehen. Die im Bereich der Welle (4) sich ansammelnde Luft entweicht durch einen von der Nabengehäusewand (20) und der Welle (4) gebildeten Spalt (10). Die periferale Öffnung (12) ist in der Nabengehäusewand (20) angeordnet und als Treibdüse gestaltet; sie mündet in einen an den Nabenraum (7) angrenzenden und mit ihm durch den Spalt (10) verbundenen Raum (11) und ist gegen ein Diffusorrohr (11) gerichtet und bildet eine Flüssigkeitsstrahlpumpe (12, 13), durch die die aus dem Nabenraum (7) kommende Flüssigkeit strömt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kreiselpumpe gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine Kreiselpumpe dieser Art ist beispielsweise in der EP-PS 114 932 beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, bei einer Pumpe der genannten Art die Trennung von Gas und Flüssigkeit zu verbessern.
  • Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
  • Die im Pumpenraum örtlich auftretenden Überdrucke haben je nach Laufradkonfiguration unterschiedliche Höhe und bewirken entsprechend unterschiedliche Flüssigkeit-Gaszusammensetzungen. Die Erfindung zielt darauf, die Trennung von Flüssigkeit und Gas gegenüber dem genannten Stand der Technik - unabhängig von der Laufradkonfiguration - zu verbessern.
  • Die Flügel des mit dem Laufrad drehfest verbundenen, koachsialen Flügelrads oder die radialsymmetrisch an der Laufradnabe befestigten Flügel erfassen das in den Nabenraum tretende Medium und versetzen es in eine intensive Rotation. Das hat zur Folge, dass die Trennung von Gas und Flüssigkeit eindeutiger wird, weil das Gas am kleinsten Durchmesser (am Wellenspalt) den Nabenraum verlassen kann. Das Gas verlässt den Nabenraum bevor es sich wieder mit der Flüssigkeit mischt und durch die ungleichen Druckverhältnisse im Labyrinthspalt zum Laufradkanal zurückgelangen kann. Die separierte Flüssigkeit anderseits erhält einen höheren Druck und wird durch die Düse einer Flüssigkeitsstrahlpumpe ausgetrieben. Der vom Flüssigkeitsstrahl erzeugte Unterdruck wird zur Wegschaffung der separierten Gase nutzbar gemacht. Das aus der Flüssigkeitsstrahlpumpe austretende Gasflüssigkeitsgemisch kann in einen Gasabscheider bekannter Bauart geleitet werden, von wo die Flüssigkeit in die Pumpensaugleitung zurückgeführt wird.
  • Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Querschnitt durch eine Kreiselpumpe und
    Fig. 2
    eine Ansicht der Kreiselpumpe in verkleinerter Darstellung.
  • Die Kreiselpumpe gemäss Fig. 1 weist ein offenes, einschaufliges Kreiselpumpenrad 1 auf und ist drehbar in einem Pumpengehäuse 2 gelagert. Das Kreiselpumpenrad 1 sitzt mit seiner Nabe 3 auf einer in einem Lager 19 gelagerten Welle 4 und dreht mit geringem Spiel "a" über der Gehäuserückwand 5, welche mit der Nabe 3 des Kreiselpumpenrades 1 einen Labyrinthspalt 6 bildet. Der Labrinthspalt verbindet den Pumpenraum 2' mit einem Nabenraum 7. Aus dem Fördergut im Laufradzentrum angesammeltes und mit Flüssigkeit vermischtes Gas tritt durch den Labyrinthspalt 6 aus dem Pumpenraum 2' in den Nabenraum 7, wo es durch drehfest mit der Nabe 3 verbundene Flügel 8 eine stärkere Drehbewegung erfährt. Die stärkere Drehbewegung des Gasflüssigkeitsgemisches bewirkt eine bessere Trennung zwischen Gas und Flüssigkeit, wobei allfällige Faserstoffe durch eine in einer Nabengehäusewand 20 angeordnete Spiralnute 9 von einem Wellenspalt 10 ferngehalten wird, durch welchen die Gase in einen durch die Nabengehäusewand 20 vom Nabenraum 7 getrennten Raum 11 treten können. Während dessen strömt die Flüssigkeit unter höherem Druck aus dem Nabenraum 7 durch eine die Nabengehäusewand 20 durchsetzende Treibdüse 12 in ein Diffusorrohr 13 und reisst dabei das Gas aus dem Raum 11 mit. Eine an das Diffusorrohr 13 anschliessende Verbindungsleitung 14 (Fig. 2) führt das Gasflüssigkeitsgemisch in einen Gasabscheider 15, der die Flüssigkeit an den saugseitigen Anschluss 16 der Kreiselpumpe zurückgibt und das Gas durch eine Leitung 17 in einen geeigneten Raum abführt. Eine Wellendichtung 18 schützt Antriebs- und Lagerelemente vor Berührung mit dem Fördergut.

Claims (3)

  1. Kreiselpumpe zur Förderung von aufgeschwemmten Feststoffen mit Gasgehalt, mit einem offenen, eine Laufradnabe (3) aufweisenden Laufrad (1), welches drehfest auf einer Welle (4) sitzt und dessen antriebsseitige Schaufelkante oder Kanten mit geringem Spiel (a) über einer Pumpengehäuserückwand (5) dreht, welche bei ihrem Innendurchmesser mit dem Laufrad (1) einen Labyrinthspalt (6) bildet, der den Pumpenraum (2') mit einem antriebsseitig durch eine Nabengehäusewand (20) getrennten Nabenraum (7) verbindet, und im Laufradzentrumsbereich sich ansammelndes Gas als Flüssigkeitsgasgemisch, unter Fernhaltung von groben Festteilen in den Nabenraum (7) treten lässt, wobei im Nabenraum (7) mit dem Laufrad (1) drehfest verbunden ein koachsiales Flügelrad angeordnet ist oder radialsymmetrisch an der Laufradnabe (6) Flügel (8) befestigt sind, zum Zweck, der Flüssigkeit im Nabenraum (7) eine stärkere Rotationsbewegung zu erteilen und sie auszuschleudern, wobei weiter der Nabenraum (7) mit einer periferalen Öffnung (12) für den Austritt der Flüssigkeit versehen ist und die im Bereich der Welle (4) sich ansammelnde Luft antriebsseitig durch einen von der Nabengehäusewand (20) und der Welle (4) gebildeten Spalt (10) entweicht, dadurch gekennzeichnet, dass die periferale Öffnung (12) in der Nabengehäusewand (20) angeordnet und als Treibdüse gestaltet ist, dass die Öffnung (12) in einen antriebseitig an den Nabenraum (7) angrenzenden und mit ihm durch den Spalt (10) verbundenen Raum (11) mündet, dass die Öffnung (12) gegen ein Diffusorrohr (13) gerichtet ist, derart, dass sie eine Flüssigkeitsstrahlpumpe (12, 13) bildet, durch die die aus dem Nabenraum (7) kommende Flüssigkeit strömt und das aus dem Spalt (10) kommende Gas mitreisst und abfördert.
  2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Flüssigkeitsstrahlpumpe (12, 13) austretende Flüssigkeitsgasgemisch in einen Gasabscheider (15) geleitet wird, von wo die Flüssigkeit mit einer Anschlussleitung (16) zum Kreiselpumpeneintritt zurückgeführt und das Gas in einen zu dessen Aufnahme zulässigen Raum geleitet wird.
  3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel des Flügelrades oder die an der Laufradnabe (6) befestigten Flügel mit Abstand einer Leitspirale (9), vorzugsweise einer Spiralnut (9) oder einer Spiralrippe gegenüber liegen, die im Drehsinn der Welle (4) nach aussen läuft und dadurch Festteile vom Spalt (10) fernhält.
EP94918260A 1993-07-16 1994-06-24 Kreiselpumpe Expired - Lifetime EP0660904B1 (de)

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EP0660904A1 EP0660904A1 (de) 1995-07-05
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CN (1) CN1063529C (de)
CH (1) CH689004A5 (de)
DE (1) DE59401938D1 (de)
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WO (1) WO1995002768A1 (de)

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