NL1031689C2 - Centrifugal pump, has rotor blades separated by uneven distances to reduce vibration - Google Patents
Centrifugal pump, has rotor blades separated by uneven distances to reduce vibration Download PDFInfo
- Publication number
- NL1031689C2 NL1031689C2 NL1031689A NL1031689A NL1031689C2 NL 1031689 C2 NL1031689 C2 NL 1031689C2 NL 1031689 A NL1031689 A NL 1031689A NL 1031689 A NL1031689 A NL 1031689A NL 1031689 C2 NL1031689 C2 NL 1031689C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- rotor
- rotor blades
- centrifugal pump
- rotation
- axis
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/2261—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/24—Vanes
- F04D29/242—Geometry, shape
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Titel: Centrifiigaalpomp, alsmede rotor.Title: Centrifugal pump and rotor.
De uitvinding heeft betrekking op een centrifiigaalpomp, omvattende een huis, alsmede een rotor, die draaibaar om een axiale rotatiehartlijn in het huis is aangebracht, 5 welke rotor is voorzien van ten minste twee rotorbladen die zich elk in hoofdzaak radiaal ten opzichte van de rotatiehartlijn uitstrekken.The invention relates to a centrifugal pump, comprising a housing, as well as a rotor, which is arranged rotatably about an axial axis of rotation in the housing, which rotor is provided with at least two rotor blades, each of which extends substantially radially with respect to the axis of rotation. .
Een dergelijke centrifiigaalpomp is bekend. Het huis van deze centrifiigaalpomp heeft een axiale inlaat en een tangentiale uitlaat. De rotor is voorzien van een axiale toevoer, die is uitgelijnd ten opzichte van de axiale inlaat van het huis, en een radiale 10 afvoer. De rotorbladen strekken zich uit tussen een radiaal binneneind en een radiaal buiteneind. De radiale afvoer bevindt zich tussen de buiteneinden van de rotorbladen.Such a centrifugal pump is known. The housing of this centrifugal pump has an axial inlet and a tangential outlet. The rotor is provided with an axial feed, which is aligned with respect to the axial inlet of the housing, and a radial drain. The rotor blades extend between a radial inner end and a radial outer end. The radial drain is located between the outer ends of the rotor blades.
Tijdens bedrijf draait de rotor om de axiale rotatiehartlijn. Tussen de rotorbladen wordt de te verpompen massa onder invloed van centrifugaalkrachten radiaal naar buiten gedwongen. Via de radiale afvoer van de rotor stroomt de verpompte massa in het 15 huis. Vervolgens wordt die massa in omtreksrichting van het huis meegevoerd naar de tangentiale uitlaat van het huis.During operation, the rotor rotates around the axial axis of rotation. The mass to be pumped is forced radially outwards between the rotor blades under the influence of centrifugal forces. The pumped mass flows into the housing via the radial discharge of the rotor. Subsequently, that mass is entrained in the circumferential direction of the housing to the tangential outlet of the housing.
Het huis heeft een omtrekswand, waarin de tangentiale uitlaat is aangebracht. De overgang tussen de binnenwand van de tangentiale uitlaat en de binnenzijde van de omtrekswand van het huis bepaalt een zogenaamd puntstuk. De verpompte massa die 20 vanuit de radiale afvoer van de rotor in omtreksrichting van het huis wordt meegevoerd stroomt grotendeels uit de tangentiale uitlaat van het huis. Een kleine hoeveelheid van de meegevoerde massa recirculeert, d.w.z. stroomt langs het puntstuk terug in het huis.The housing has a peripheral wall in which the tangential outlet is arranged. The transition between the inner wall of the tangential outlet and the inner side of the peripheral wall of the housing defines a so-called point piece. The pumped mass that is entrained from the radial discharge of the rotor in the circumferential direction of the housing flows largely from the tangential outlet of the housing. A small amount of the entrained mass recirculates, i.e. flows back into the housing along the tip.
De rotorbladen zijn gelijkmatig verdeeld over de omtrek van de rotor. Daardoor ondervindt de verpompte massa ter plaatse van het puntstuk een in hoofdzaak radiale 25 tegendruk met een vaste frequentie. Deze aanstootfrequentie van de rotorbladen is gelijk aan het product van de omwentelingsfrequentie en het aantal rotorbladen.The rotor blades are evenly distributed over the circumference of the rotor. As a result, the pumped mass experiences a substantially radial back pressure with a fixed frequency at the location of the tip piece. This impulse frequency of the rotor blades is equal to the product of the rotation frequency and the number of rotor blades.
Daarnaast heeft het pompsysteem omvattende de centrifiigaalpomp, de verpompte materie alsmede eventueel een gedeelte van het leidingsysteem aan de zuig- en perszijde van de pomp een natuurlijke frequentie, die afhankelijk is van verschillende 30 variabelen. Deze variabelen omvatten bijvoorbeeld de dichtheid van de verpompte massa en/of de configuratie van het leidingsysteem. Afhankelijk van die variabelen kan de aanstootfrequentie van de rotorbladen in hoofdzaak overeenkomen met de natuurlijke frequentie van het systeem. De aanstootfrequentie zal dan aanleiding geven tot «1031669- 2 ongewenste trillingen van onderdelen van de pomp of het daarmee verbonden leidingsysteem. In het bijzonder tijdens het verpompen van baggermengsel kan dit probleem optreden.In addition, the pump system comprising the centrifugal pump, the pumped material and possibly also a part of the piping system on the suction and discharge side of the pump has a natural frequency, which is dependent on different variables. These variables include, for example, the density of the pumped mass and / or the piping system configuration. Depending on those variables, the striking frequency of the rotor blades can essentially correspond to the natural frequency of the system. The excitation frequency will then give rise to undesired vibrations of parts of the pump or the pipe system connected thereto. This problem can occur in particular during the pumping of dredging mixture.
Het doel van de uitvinding is een centrifugaalpomp te verschaffen die minder 5 gevoelig is voor ongewenste trillingen.The object of the invention is to provide a centrifugal pump that is less sensitive to undesired vibrations.
Dit doel is volgens de uitvinding bereikt doordat de rotorbladen in omtreksrich-ting op ongelijkmatige afstanden ten opzichte van elkaar zijn aangebracht. Door de ongelijkmatige afstanden tussen de rotorbladen is de tijdsduur tussen het bewegen van opeenvolgende rotorbladen langs de tangentiale uitlaat van de pomp, in het bijzonder 10 langs het puntstuk daarvan, eveneens ongelijk. Hierdoor wordt het pompsysteem slechts met de omwentelingsfrequentie aangestoten, hetgeen het risico van het optreden van resonantie reduceert. De centrifugaalpomp volgens de uitvinding is derhalve minder gevoelig voor ongewenste trillingen.This object is achieved according to the invention in that the rotor blades are arranged in unequal distances relative to each other in circumferential direction. Due to the uneven distances between the rotor blades, the time between moving successive rotor blades along the tangential outlet of the pump, in particular along the tip piece thereof, is also unequal. As a result, the pump system is only driven with the rotation frequency, which reduces the risk of the occurrence of resonance. The centrifugal pump according to the invention is therefore less sensitive to undesired vibrations.
Als de rotorbladen in omtreksrichting op ongelijkmatige afstanden ten opzichte 15 van elkaar zijn aangebracht, kan de afstand tussen een paar in omtreksrichting onder ling aangrenzende rotorbladen verschillen van de afstand tussen een verder paar in omtreksrichting onderling aangrenzende rotorbladen. Volgens de uitvinding zijn de rotorbladen ongelijk verdeeld over de omtrek van de rotor, zodat de aanstootfirequentie van de rotor in hoofdzaak gelijk is aan de rotatiefrequentie daarvan. Als een rotorblad 20 langs de tangentiale uitlaat, in het bijzonder het puntstuk van het huis passeert, verstrijkt telkens een verschillende tijdsduur tot een opeenvolgend rotorblad voorbij dat puntstuk beweegt. Het risico van ongewenste trillingen is volgens de uitvinding sterk gereduceerd.If the rotor blades are arranged at uneven distances relative to each other in the circumferential direction, the distance between a pair of rotor blades mutually adjacent in the circumferential direction can differ from the distance between a further pair of circumferentially adjacent rotor blades. According to the invention, the rotor blades are unevenly distributed over the circumference of the rotor, so that the excitation frequency of the rotor is substantially equal to the rotational frequency thereof. As a rotor blade 20 passes along the tangential outlet, in particular the tip piece of the housing, a different time period elapses each time until a successive rotor blade moves past that tip piece. The risk of undesired vibrations is greatly reduced according to the invention.
In een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat de rotor ten minste drie 25 rotorbladen, en zijn de hoeken tussen de paren rotorbladen telkens verschillend. De rotor kan volgens de uitvinding echter een verschillend aantal rotorbladen omvatten, bijvoorbeeld vier, vijf, zes, zeven of meer rotorbladen.In an embodiment according to the invention the rotor comprises at least three rotor blades, and the angles between the pairs of rotor blades are in each case different. However, according to the invention, the rotor can comprise a different number of rotor blades, for example four, five, six, seven or more rotor blades.
Het verdient volgens de uitvinding de voorkeur, dat de rotor is uitgebalanceerd ten opzichte van de rotatiehartlijn. Hierdoor zal tijdens het ronddraaien van de rotor in 30 het huis geen onbalans ontstaan. Dit kan op verschillende manieren worden bereikt, bijvoorbeeld door een geschikte verdeling van de rotorbladen over de omtrek en/of het plaatselijk wegfrezen en/of verzwaren van de rotor.According to the invention, it is preferable that the rotor is balanced with respect to the axis of rotation. As a result, no imbalance will arise during the rotation of the rotor in the housing. This can be achieved in various ways, for example by a suitable distribution of the rotor blades over the circumference and / or the local milling away and / or weighting of the rotor.
33
Het is volgens de uitvinding mogelijk, dat de rotor is voorzien van een naaf die de rotatiehartlijn bepaalt, een eerste wand die aan de naaf is bevestigd, alsmede een tweede wand die op axiale afstand van die eerste wand is aangebracht, waarbij de rotorbladen zijn aangebracht tussen die wanden, waarbij de radiale afvoer is gevormd 5 tussen die wanden, en waarbij de axiale toevoer is aangebracht in de tweede wand. Tussen de wanden en telkens twee aangrenzende rotorbladen is telkens een stromings-kanaal gevormd. De verpompte massa stroomt onder invloed van centrifugaalkrachten door die stromingskanalen vanuit de axiale toevoer naar de radiale afvoer.According to the invention, it is possible for the rotor to be provided with a hub which determines the axis of rotation, a first wall which is fixed to the hub, and a second wall which is arranged at an axial distance from said first wall, wherein the rotor blades are arranged between those walls, wherein the radial discharge is formed between those walls, and wherein the axial supply is arranged in the second wall. A flow channel is formed between the walls and in each case two adjacent rotor blades. The pumped mass flows under the influence of centrifugal forces through those flow channels from the axial supply to the radial discharge.
Volgens de uitvinding kan het radiale binneneind van elk rotorblad zich binnen 10 de omtrek van de axiale toevoer bevinden. Hierdoor ondervindt de te verpompen massa in de toevoer een aanzienlijke aanzuigende kracht. De aanzuigende werking treedt op als gevolg van de onderdruk die tussen de rotorbladen heerst. Deze onderdruk ontstaat door het wegpersen van de verpompte massa.According to the invention, the radial inner end of each rotor blade can be located within the circumference of the axial supply. As a result, the mass to be pumped undergoes a considerable suction force in the feed. The suction effect occurs as a result of the underpressure that prevails between the rotor blades. This underpressure is created by pressing away the pumped mass.
Teneinde het risico dat ongewenste trillingen optreden verder te reduceren, ver-15 dient het volgens de uitvinding de voorkeur, dat de buiteneinden van ten minste twee rotorbladen radiaal verschillende afstanden tot de rotatiehartlijn bezitten. Als een rotorblad langs het puntstuk van het huis beweegt, neemt de lokale druk bij het puntstuk eerst toe tot een maximale waarde. De verpompte massa wordt immers tussen de naar elkaar toegekeerde oppervlakken van het bewegende rotorblad en het puntstuk geperst. 20 Vlak na het passeren van dat rotorblad langs het puntstuk daalt die lokale druk. Teneinde de pompwerking te waarborgen bevindt het buiteneind van ten minste een rotorblad zich op een minimale radiale afstand vanaf de rotatiehartlijn. Als het buiteneind van elk rotorblad zich op die minimale radiale afstand vanaf de rotatiehartlijn bevindt, geven de rotorbladen aanleiding tot een pulserende lokale druk bij het puntstuk met 25 eenzelfde amplitude.In order to further reduce the risk of undesired vibrations occurring, it is preferred according to the invention that the outer ends of at least two rotor blades have radially different distances from the axis of rotation. If a rotor blade moves along the tip of the housing, the local pressure at the tip first increases to a maximum value. After all, the pumped mass is pressed between the facing surfaces of the moving rotor blade and the tip piece. Immediately after passing that rotor blade along the tip, the local pressure drops. In order to ensure pumping operation, the outer end of at least one rotor blade is at a minimum radial distance from the axis of rotation. If the outer end of each rotor blade is at that minimum radial distance from the axis of rotation, the rotor blades give rise to a pulsating local pressure at the tip with the same amplitude.
Doordat volgens deze uitvoeringsvorm van de uitvinding de buiteneinden van ten minste twee rotorbladen echter radiaal verschillende afstanden tot de rotatiehartlijn bezitten, veroorzaken die rotorbladen verschillende drukpieken bij het puntstuk van het huis. Het pompsysteem zal daardoor niet door elk rotorblad met de maximaal optre-30 dende druk worden aangestoten. Per omwenteling zal naast de maximale druk tevens een ten opzichte daarvan verlaagde druk optreden, die overeenkomt met een of meer radiaal naar binnen versprongen rotorbladen. Hierdoor is de centrifugaalpomp minder gevoelig voor ongewenste trillingen.However, because according to this embodiment of the invention the outer ends of at least two rotor blades have radially different distances from the axis of rotation, said rotor blades cause different pressure peaks at the tip of the housing. The pumping system will therefore not be pushed by each rotor blade with the maximum occurring pressure. Per revolution, in addition to the maximum pressure, a pressure reduced relative to it will also occur, which corresponds to one or more rotor blades offset radially inwards. This makes the centrifugal pump less sensitive to unwanted vibrations.
44
Als de buiteneinden van ten minste twee rotorbladen radiaal verschillende afstanden tot de rotatiehartlijn bezitten, is het volgens de uitvinding mogelijk, dat de lengte van ten minste twee rotorbladen onderling verschillend is. Door het variëren van de lengte van de rotorbladen kunnen ongewenste trillingen van de centrifugaalpomp of het 5 daarmee verbonden leidingstelsel effectief worden tegengewerkt.If the outer ends of at least two rotor blades have radially different distances from the axis of rotation, it is possible according to the invention for the length of at least two rotor blades to be mutually different. By varying the length of the rotor blades, undesired vibrations of the centrifugal pump or the pipe system connected thereto can be effectively counteracted.
Daarbij verdient het de voorkeur, dat de rotor ten minste drie rotorbladen omvat, waarbij het binneneind van elk rotorblad op dezelfde radiale afstand van de rotatiehartlijn ligt, en waarbij de lengte van elk rotorblad verschilt van de lengte van beide ten opzichte van dat rotorblad in omtreksrichting aangrenzende rotorbladen. In een gebrui-10 kelijk stromingsontwerp van de toevoer van de rotor liggen de binneneinden van de rotorbladen telkens op dezelfde radiale afstand van de rotatiehartlijn. Door het variëren van de lengte van de rotorbladen bezitten de buiteneinden van de rotorbladen volgens de uitvinding verschillende radiale afstanden tot die rotatiehartlijn. Hierdoor is de verlaging van bijbehorende drukpieken te bereiken zonder het stromingsontwerp van de 15 toevoer van de rotor volgens de uitvinding te wijzigen. De stromingseigenschappen van de toevoer van de rotor volgens de uitvinding blijven gewaarborgd.It is preferred here that the rotor comprises at least three rotor blades, the inner end of each rotor blade being at the same radial distance from the axis of rotation, and wherein the length of each rotor blade differs from the length of both relative to that rotor blade in the circumferential direction adjacent rotor blades. In a customary flow design of the rotor feed, the inner ends of the rotor blades are in each case at the same radial distance from the axis of rotation. By varying the length of the rotor blades, the outer ends of the rotor blades according to the invention have different radial distances from that axis of rotation. Hereby the reduction of associated pressure peaks can be achieved without changing the flow design of the feed of the rotor according to the invention. The flow characteristics of the feed of the rotor according to the invention remain guaranteed.
In het bijzonder kan de rotor ten minste vijf rotorbladen omvatten, waarbij het buiteneind van ten minste drie rotorbladen telkens radiaal binnen het buiteneind van ten minste een van de rotorbladen ligt. In deze uitvoeringsvorm van de uitvinding vormt 20 ten minste een van de rotorbladen het buitenste rotorblad, d.w.z. het rotorblad dat radiaal het verst naar buiten uitsteekt ten opzichte van de rotatiehartlijn. Het buiteneind van de overige rotorbladen bevinden zich op een kleinere radiale afstand van de rotatiehartlijn. Het buitenste rotorblad veroorzaakt dan de maximale druk, terwijl de drukpieken die overeenkomen met die overige rotorbladen lager zijn dan de maximale druk. 25 In deze uitvoeringsvorm van de uitvinding is het tevens mogelijk dat de rotor meerdere buitenste rotorbladen heeft. Bijvoorbeeld bezit de rotor met vijf rotorbladen twee buitenste rotorbladen, waardoor per omwenteling tweemaal de maximale druk en driemaal een lagere drukpiek wordt bereikt. Ook in dit geval blijft het risico van ongewenste trillingen door resonantie beperkt.In particular, the rotor can comprise at least five rotor blades, wherein the outer end of at least three rotor blades is in each case radially within the outer end of at least one of the rotor blades. In this embodiment of the invention, at least one of the rotor blades forms the outer rotor blade, i.e. the rotor blade that extends radially farthest outwardly from the axis of rotation. The outer end of the other rotor blades are located at a smaller radial distance from the axis of rotation. The outer rotor blade then causes the maximum pressure, while the pressure peaks corresponding to those other rotor blades are lower than the maximum pressure. In this embodiment of the invention it is also possible for the rotor to have several outer rotor blades. For example, the rotor with five rotor blades has two outer rotor blades, whereby twice the maximum pressure and three times a lower pressure peak is achieved per revolution. In this case too, the risk of unwanted vibrations due to resonance remains limited.
30 Het aantal rotorbladen van de centrifugaalpomp en het aantal buitenste rotor bladen daarvan kan volgens de uitvinding variëren. De mate waarin de afstanden van de buiteneinden van de rotorbladen tot de rotatiehartlijn verschillen is tevens afhankelijk van de toepassing.The number of rotor blades of the centrifugal pump and the number of outer rotor blades thereof can vary according to the invention. The extent to which the distances from the outer ends of the rotor blades to the axis of rotation differ also depends on the application.
55
De uitvinding heeft tevens betrekking op een rotor voor een centrifugaalpomp, omvattende een naaf die een axiale rotatiehartlijn van de rotor bepaalt, alsmede ten minste twee rotorbladen die zich elk in hoofdzaak radiaal ten opzichte van de rotatiehartlijn uitstrekken. Volgens de uitvinding zijn de rotorbladen in omtreksrichting op 5 ongelijkmatige afstanden ten opzichte van elkaar aangebracht.The invention also relates to a rotor for a centrifugal pump, comprising a hub which determines an axial axis of rotation of the rotor, and at least two rotor blades which each extend substantially radially with respect to the axis of rotation. According to the invention, the rotor blades are arranged in circumferential direction at uneven distances from each other.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de rotor volgens de uitvinding heeft de rotor een axiale toevoer en een radiale afVoer, waarbij elk rotorblad een radiaal buiten-eind en een radiaal binneneind bezit, waarbij de buiteneinden van ten minste twee rotorbladen radiaal verschillende afstanden tot de rotatiehartlijn bezitten.In a preferred embodiment of the rotor according to the invention, the rotor has an axial supply and a radial discharge, wherein each rotor blade has a radial outer end and a radial inner end, the outer ends of at least two rotor blades having radially different distances from the axis of rotation.
10 De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van een in de figu ren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld. Hierin toont: figuur 1 een aanzicht in dwarsdoorsnede van een centrifugaalpomp volgens de uitvinding; figuur 2 een vooraanzicht volgens II in figuur 1, gedeeltelijk in dwarsdoorsnede.The invention will now be further elucidated with reference to an exemplary embodiment shown in the figures. Herein: figure 1 shows a cross-sectional view of a centrifugal pump according to the invention; figure 2 shows a front view according to II in figure 1, partly in cross-section.
15 De centrifugaalpomp volgens de uitvinding is in zijn geheel aangeduid met 1. De centrifugaalpomp 1 omvat een huis 2, dat een slakkenhuisvorm heeft (zie figuur 2). Het pomphuis 2 omvat een axiale inlaat 6 en een tangentiale uitlaat 7. De tangentiale uitlaat 7 bevindt zich zijdelings ten opzichte van het huis 2. De tangentiale uitlaat 7 is in dit uitvoeringsvoorbeeld gevormd als een tuit. Verder is een rotor 3 voorzien, die draaibaar 20 om een axiale rotatiehartlijn 5 in het huis 2 is aangebracht. De axiale inlaat 6 in het huis 2 bevindt zich centraal ten opzichte van de rotor 3.The centrifugal pump according to the invention is indicated in its entirety by 1. The centrifugal pump 1 comprises a housing 2 which has a cochlea shape (see figure 2). The pump housing 2 comprises an axial inlet 6 and a tangential outlet 7. The tangential outlet 7 is located laterally with respect to the housing 2. In this exemplary embodiment, the tangential outlet 7 is formed as a spout. A rotor 3 is furthermore provided, which is rotatably arranged around the axial axis of rotation 5 in the housing 2. The axial inlet 6 in the housing 2 is centrally located with respect to the rotor 3.
De rotor 3 is gewoonlijk gevormd door een enkel gietstuk. De rotor 3 omvat een naaf 27, waarin een buiten het huis 2 gelagerde as kan worden opgenomen (niet weergegeven). De naaf 27 bepaalt de rotatiehartlijn 5 van de rotor 3. De rotor 3 heeft verder 25 een eerste wand of asschild 30. De eerste wand 30 is met de naaf 27 verbonden. Op axiale afstand van die eerste wand 30 bevindt zich een tweede wand of zuigschild 31. De rotor 3 omvat verder meerdere rotorbladen 14 die tussen die wanden 30,31 zijn bevestigd. In dit uitvoeringsvoorbeeld zijn vijf rotorbladen 14 getoond (zie figuur 2).The rotor 3 is usually formed by a single casting. The rotor 3 comprises a hub 27, in which a shaft mounted outside the housing 2 can be received (not shown). The hub 27 determines the axis of rotation 5 of the rotor 3. The rotor 3 further has a first wall or shaft shield 30. The first wall 30 is connected to the hub 27. A second wall or suction shield 31 is located at axial distance from said first wall 30. The rotor 3 furthermore comprises a plurality of rotor blades 14 which are mounted between said walls 30,31. Five rotor blades 14 are shown in this exemplary embodiment (see Figure 2).
De rotorbladen 14, die een gewelfde vorm bezitten, verlopen in hoofdzaak radiaal ten 30 opzichte van de rotatiehartlijn 5.The rotor blades 14, which have a curved shape, run substantially radially with respect to the axis of rotation 5.
De rotorbladen 14 bezitten elk een radiaal binneneind 16 en een radiaal buiten-eind 17. Verder heeft elk rotorblad 14 een binnenoppervlak 20 en een buitenoppervlak 21. Tussen het binnenoppervlak 20 en het buitenoppervlak 21 van respectievelijk twee 6 aangrenzende rotorbladen 14 en de wanden 30, 31 is telkens een stromingskanaal 33 gevormd. Het stromingskanaal 33 strekt zich in hoofdzaak radiaal ten opzichte van de rotatiehartlijn 5 uit.The rotor blades 14 each have a radial inner end 16 and a radial outer end 17. Furthermore, each rotor blade 14 has an inner surface 20 and an outer surface 21. Between the inner surface 20 and the outer surface 21 of two adjacent rotor blades 14 and the walls 30, respectively 31, a flow channel 33 is formed in each case. The flow channel 33 extends substantially radially with respect to the axis of rotation 5.
In de rotor 3 is een axiale toevoer 9 en een radiale afvoer 11 aangebracht. De 5 axiale toevoer 9 bevindt zich in de tweede wand 31. De axiale toevoer 9 is uitgelijnd ten opzichte van de axiale inlaat 6 van het huis 2, d.w.z. de te verpompen massa kan via de axiale inlaat 6 van het huis 2 in de axiale toevoer 9 van de rotor 3 stromen. De radiale afvoer 11 bevindt zich tussen de wanden 30, 31 en de buiteneinden 17 van de rotorbladen 14.An axial supply 9 and a radial discharge 11 are arranged in the rotor 3. The axial supply 9 is located in the second wall 31. The axial supply 9 is aligned with respect to the axial inlet 6 of the housing 2, ie the mass to be pumped can enter the axial supply via the axial inlet 6 of the housing 2. 9 from the rotor 3 flows. The radial outlet 11 is located between the walls 30, 31 and the outer ends 17 of the rotor blades 14.
10 De overgang tussen de binnenwand van de tangentiale uitlaat 7 en de binnenzijde van de omtrekswand van het huis 2 bepaalt het zogenaamde puntstuk 36. Het puntstuk 36 is derhalve gevormd door de elleboogvormige verbinding tussen de uitlaat 7 en de omtrekswand van het pomphuis 2. Een omtrekskanaal 39 is gevormd tussen de binnenzijde van de omtrekswand van het huis 2 en de rotor 3. Het omtrekskanaal 39 heeft een 15 doorlaatoppervlak dat in omtreksrichting enigszins toeneemt vanaf het puntstuk 36 tot de uitlaat 7 (zie figuur 2).The transition between the inner wall of the tangential outlet 7 and the inner side of the circumferential wall of the housing 2 determines the so-called pointed piece 36. The pointed piece 36 is therefore formed by the elbow-shaped connection between the outlet 7 and the circumferential wall of the pump housing 2. A circumferential channel 39 is formed between the inside of the circumferential wall of the housing 2 and the rotor 3. The circumferential channel 39 has a passage surface which increases slightly in the circumferential direction from the tip 36 to the outlet 7 (see figure 2).
De werking van de centrifugaalpomp 1 volgens de uitvinding is als volgt. Tijdens bedrijf draait de rotor 3 rond in het huis 2 van de centrifugaalpomp 1 in de rotatierich-ting, die is aangegeven met pijl A (zie figuur 2). Het te verpompen fluïdum, zoals bag-20 ger, stroomt de centrifugaalpomp 1 binnen door de axiale inlaat 6 van het huis 2. Vervolgens vloeit het fluïdum in de axiale toevoer 9 van de rotor 3, waarna de ronddraaiende rotorbladen 14 krachten op het fluïdum uitoefenen. Die krachten bezitten een tangentiale component. Tijdens het roteren van de rotorbladen wordt het fluïdum in tangentiale richting gedwongen en oefent een centrifugale kracht op zijn omgeving uit.The operation of the centrifugal pump 1 according to the invention is as follows. During operation, the rotor 3 rotates in the housing 2 of the centrifugal pump 1 in the direction of rotation, which is indicated by arrow A (see figure 2). The fluid to be pumped, such as dredger, flows into the centrifugal pump 1 through the axial inlet 6 of the housing 2. Subsequently, the fluid flows into the axial supply 9 of the rotor 3, after which the rotating rotor blades 14 exert forces on the fluid . These forces have a tangential component. During the rotation of the rotor blades, the fluid is forced in tangential direction and exerts a centrifugal force on its environment.
25 Onder invloed van die centrifugale krachten, stroomt het fluïdum door de stromings-kanalen 33 radiaal naar buiten. De stromingskanalen 33 zijn elk begrensd door twee naburige rotorbladen en de wanden 30,31.Under the influence of those centrifugal forces, the fluid flows radially out through the flow channels 33. The flow channels 33 are each bounded by two adjacent rotor blades and the walls 30,31.
Het fluïdum stroomt vervolgens uit de radiale afvoer 11. De radiale afvoer 11 is in hoofdzaak omgeven door het omtrekskanaal 39 in het huis 2 van de centrifugaal-30 pomp 1. Aangezien de verpompte massa een tangentiale snelheid bezit, voeren de rotorbladen 14 het fluïdum in het omtrekskanaal 39 mee naar de tangentiale uitlaat 7 van het huis 2. Ter plaatse van de tangentiale uitlaat 7 stroomt het meegevoerde fluïdum grotendeels in de tangentiale uitlaat 7, terwijl een kleine hoeveelheid van het 7 meegevoerde fluïdum recirculeert, d.w.z. in figuur 2 rechts voorbij het puntstuk 36 terug in het omtrekskanaal 39 terechtkomt.The fluid then flows out of the radial outlet 11. The radial outlet 11 is substantially surrounded by the circumferential channel 39 in the housing 2 of the centrifugal pump 1. Since the pumped mass has a tangential speed, the rotor blades 14 enter the fluid the circumferential channel 39 to the tangential outlet 7 of the housing 2. At the tangential outlet 7, the entrained fluid flows largely into the tangential outlet 7, while a small amount of the entrained fluid recirculates, ie in Figure 2 on the right beyond the tip 36 ends up in circumferential channel 39.
Bij de bekende centrifugaalpomp zijn de rotorbladen gelijkmatig verdeeld over de omtrek van de rotor, zodat de rotorbladen tijdens het ronddraaien daarvan de tangenti-5 ale uitlaat van het huis met een vaste frequentie aanstoten, die gelijk is aan het product van de omwentelingsfrequentie en het aantal rotorbladen. Deze aanstootffequentie kan in de buurt van de natuurlijke frequentie van het pompsysteem liggen. Als het pomp-systeem is ontworpen voor het verpompen van een fluïdum, d.w.z. het risico van resonantie is tijdens het verpompen van dat medium minimaal, kan het verpompen van een 10 verschillend medium alsnog aanleiding geven tot een vergroot risico van resonantie en ongewenste trillingen. De natuurlijke frequentie is namelijk afhankelijk van de dichtheid van het verpompte medium. Overigens kan de natuurlijke frequentie ook afhankelijk zijn van verdere variabelen.With the known centrifugal pump, the rotor blades are evenly distributed over the circumference of the rotor, so that the rotor blades, while rotating, impinge the tangential outlet of the housing at a fixed frequency, which is equal to the product of the rotation frequency and the number of rotor blades. This offense sequence may be close to the natural frequency of the pump system. If the pumping system is designed for pumping a fluid, i.e. the risk of resonance during pumping of that medium is minimal, pumping a different medium can still give rise to an increased risk of resonance and undesired vibrations. The natural frequency depends on the density of the pumped medium. The natural frequency can also depend on further variables.
Volgens de uitvinding wordt het optreden van ongewenste trillingen tegen-15 gewerkt doordat de rotorbladen 14 in omtreksrichting op ongelijkmatige afstanden ten opzichte van elkaar zijn aangebracht (zie figuur 2). De afstand tussen een paar in omtreksrichting onderling aangrenzende rotorbladen 14 verschilt telkens van de afstand tussen een verder paar in omtreksrichting onderling aangrenzende rotorbladen 14.According to the invention, the occurrence of undesired vibrations is counteracted by the fact that the rotor blades 14 are arranged at uneven distances relative to each other in circumferential direction (see figure 2). The distance between a pair of circumferentially adjacent rotor blades 14 differs from the distance between a further pair of circumferentially adjacent rotor blades 14.
In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld met vijf rotorbladen 14 zijn de hoeken tus-20 sen aangrenzende rotorbladen 14 telkens verschillend. Bijvoorbeeld zijn die hoeken in rotatierichting A beschouwd achtereenvolgens in hoofdzaak 72°, 50°, 94°, 51° en 92°.In the embodiment shown with five rotor blades 14, the angles between adjacent rotor blades 14 are each different. For example, those angles in the direction of rotation A are successively substantially 72 °, 50 °, 94 °, 51 ° and 92 °.
Door deze ongelijkmatige verdeling van de rotorbladen 14 over de omtrek van de rotor 3 is de verstreken tijdsduur tussen het passeren van twee opeenvolgende rotorbladen 14 langs de tangentiale uitlaat 7, in het bijzonder het puntstuk 36 daarvan, telkens 25 verschillend. Het aanstoten van dat puntstuk 36 vindt plaats met slechts de omwentelingsfrequentie. Hierdoor is het risico, dat de frequentie van het aanstoten overeenkomt met de eigenfrequentie van het pompsysteem, aanzienlijk kleiner. Resonantie en ongewenste trillingen zullen derhalve minder snel optreden.Due to this uneven distribution of the rotor blades 14 over the circumference of the rotor 3, the elapsed time between the passing of two successive rotor blades 14 along the tangential outlet 7, in particular the tip 36 thereof, is different each time. The striking of that point piece 36 takes place with only the rotation frequency. As a result, the risk that the frequency of the impact corresponds to the natural frequency of the pump system is considerably smaller. Resonance and unwanted vibrations will therefore occur less quickly.
Teneinde het ontwikkelen van ongewenste trillingen verder tegen te werken, 30 heeft de centrifugaalpomp volgens de uitvinding een tweede aspect.In order to further counteract the development of undesired vibrations, the centrifugal pump according to the invention has a second aspect.
Terwijl een rotorblad 14 langs de tangentiale uitlaat 7 en het puntstuk 36 beweegt, varieert de druk periodiek. Als het rotorblad 14 zich ver van het puntstuk 36 bevindt, heerst nabij het puntstuk 36 lokaal een relatief lage druk. Naarmate het rotor- 8 blad 14 in de richting van de uitlaat 7 draait, neemt de lokale druk bij het puntstuk 36 toe. Als het rotorblad 14 zich het meest nabij het puntstuk 36 bevindt, is de lokale druk ter plaatse van dat puntstuk 36 maximaal - die lokale druk heeft dan een piekwaarde bereikt. Na het passeren van het rotorblad 14 langs het puntstuk 36 neemt de druk af, 5 waarna een opeenvolgend rotorblad 14 opnieuw een drukstijging veroorzaakt.While a rotor blade 14 moves along the tangential outlet 7 and the tip 36, the pressure varies periodically. If the rotor blade 14 is far from the tip piece 36, there is a relatively low pressure locally near the tip piece 36. As the rotor blade 14 rotates in the direction of the outlet 7, the local pressure at the tip 36 increases. If the rotor blade 14 is closest to the tip 36, the local pressure at that tip 36 is maximum - that local pressure has then reached a peak value. After passing the rotor blade 14 along the tip 36 the pressure decreases, whereafter a successive rotor blade 14 again causes a pressure rise.
Indien elk rotorblad dezelfde piekdruk veroorzaakt en die piekdruk voldoende groot is, kan die piekdruk van de pulserende druk eveneens ongewenste trillingen veroorzaken. Volgens het tweede aspect van de uitvinding wordt het optreden van die trillingen tegenwerkt doordat de buiteneinden 17 van ten minste twee rotorbladen 14 radi-10 aal verschillende afstanden tot de rotatiehartlijn 5 bezitten. Dit tweede aspect van de uitvinding is niet noodzakelijk voor de centrifugaalpomp met ongelijkmatig over de omtrek verdeelde rotorbladen, maar heeft een gunstig effect voor het reduceren van trillingen.If each rotor blade causes the same peak pressure and that peak pressure is sufficiently large, that peak pressure of the pulsating pressure can also cause undesired vibrations. According to the second aspect of the invention, the occurrence of these vibrations is counteracted in that the outer ends 17 of at least two rotor blades 14 have radically different distances from the axis of rotation 5. This second aspect of the invention is not necessary for the centrifugal pump with rotor blades unevenly distributed around the circumference, but has a favorable effect for reducing vibrations.
In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld bezitten twee buitenste rotorbladen 14 een 15 maximale radiale afstand tot de rotatiehartlijn 5, in figuur 2 getekend als het meest linkse en meest rechtse rotorblad 14. Deze buitenste rotorbladen 14 waarborgen de pompwerking, d.w.z. de maximale druk.In the exemplary embodiment shown, two outer rotor blades 14 have a maximum radial distance to the axis of rotation 5, shown in Figure 2 as the leftmost and rightmost rotor blade 14. These outer rotor blades 14 guarantee the pumping action, i.e. the maximum pressure.
Tussen die buitenste rotorbladen 14 bevinden zich twee radiaal naar binnen versprongen rotorbladen 14 respectievelijk een enkel radiaal naar binnen versprongen 20 rotorblad 14. Het enkele naar binnen gelegen rotorblad 14 en een van de andere twee rotorbladen 14 liggen op in hoofdzaak 95% van de maximale radiale afstand tot de rotatiehartlijn 5 van de buitenste rotorbladen 14. Het andere rotorblad 14 heeft een afstand tot de rotatiehartlijn 5 van in hoofdzaak 85% van die maximale afstand van de buitenste rotorbladen 14.Between these outer rotor blades 14 there are two rotor blades 14 radially inwardly staggered, respectively, a single rotor blade 14 radially inwardly staggered. distance to the axis of rotation 5 of the outer rotor blades 14. The other rotor blade 14 has a distance to the axis of rotation 5 of substantially 85% of that maximum distance of the outer rotor blades 14.
25 De binneneinden 16 van de rotorbladen 14 zijn in dit uitvoeringsvoorbeeld aange bracht op dezelfde afstand van de rotatiehartlijn 5. Aangezien de buiteneinden 17 zich op verschillende afstanden van die rotatiehartlijn 5 bevinden, bezitten de rotorbladen 14 verschillende lengten.The inner ends 16 of the rotor blades 14 are arranged in this exemplary embodiment at the same distance from the axis of rotation 5. Since the outer ends 17 are located at different distances from that axis of rotation 5, the rotor blades 14 have different lengths.
Tijdens het ronddraaien van de rotor 3 veroorzaken slechts de twee buitenste 30 rotorbladen 14 de maximale druk nabij het puntstuk 36. De overige rotorbladen 14 leiden tot een drukpiek die lager is dan die maximale druk. Per omwenteling wordt daardoor slechts tweemaal de maximale druk bereikt, hetgeen het risico van ongewenste trillingen aanzienlijk reduceert.During rotation of the rotor 3, only the two outer rotor blades 14 cause the maximum pressure near the tip 36. The other rotor blades 14 lead to a pressure peak that is lower than that maximum pressure. As a result, the maximum pressure is only achieved twice per revolution, which considerably reduces the risk of unwanted vibrations.
99
Het zal duidelijk zijn, dat tijdens het roteren van de rotor 3 geen onbalans mag ontstaan. Daarom is de verdeling van de rotorbladen 14 over de omtrek van de rotor 3 zodanig, dat de rotor 3 is uitgebalanceerd ten opzichte van de rotatiehartlijn 5. Daarnaast kan de rotor 3 uitsparingen en/of balansgewichten voor het waarborgen van het 5 evenwicht van de rotor tijdens het ronddraaien daarvan omvatten. Het uitbalanceren is belangrijk in verband met het verhinderen van ongewenste trillingen.It will be clear that no imbalance may arise during rotation of the rotor 3. Therefore, the distribution of the rotor blades 14 over the circumference of the rotor 3 is such that the rotor 3 is balanced with respect to the axis of rotation 5. In addition, the rotor 3 can have recesses and / or balance weights for ensuring the balance of the rotor during the rotation thereof. Balancing is important for preventing unwanted vibrations.
Vanzelfsprekend is de hierboven beschreven uitvoeringsvorm slechts een voorbeeld. De centrifugaalpomp volgens de uitvinding kan op vele manieren zijn uitgevoerd. Bijvoorbeeld kan het aantal rotorbladen, de respectievelijke hoek tussen de 10 rotorbladen en/of de lengte van de rotorbladen worden aangepast.The embodiment described above is of course only an example. The centrifugal pump according to the invention can be designed in many ways. For example, the number of rotor blades, the respective angle between the rotor blades and / or the length of the rotor blades can be adjusted.
Het tweede aspect van de uitvinding, d.w.z. het reduceren van het risico van ongewenste trillingen doordat de buiteneinden 17 van ten minste twee rotorbladen 14 radiaal verschillende afstanden tot de rotatiehartlijn 5 bezitten, heeft zelfstandige betekenis. Dit tweede aspect is het onderwerp van een octrooiaanvrage ten name van aan-15 vraagster, die op dezelfde datum als deze octrooiaanvrage is ingediend.The second aspect of the invention, i.e. reducing the risk of undesired vibrations in that the outer ends 17 of at least two rotor blades 14 have radially different distances from the axis of rotation 5, has independent significance. This second aspect is the subject of a patent application in the name of the applicant, which was filed on the same date as this patent application.
1031689-1031689-
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1031689A NL1031689C2 (en) | 2006-04-25 | 2006-04-25 | Centrifugal pump, has rotor blades separated by uneven distances to reduce vibration |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1031689 | 2006-04-25 | ||
| NL1031689A NL1031689C2 (en) | 2006-04-25 | 2006-04-25 | Centrifugal pump, has rotor blades separated by uneven distances to reduce vibration |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1031689C2 true NL1031689C2 (en) | 2007-10-26 |
Family
ID=37575091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1031689A NL1031689C2 (en) | 2006-04-25 | 2006-04-25 | Centrifugal pump, has rotor blades separated by uneven distances to reduce vibration |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1031689C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017186272A1 (en) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | Pierburg Pump Technology Gmbh | Automotive fluid flow pump |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB421964A (en) * | 1933-11-09 | 1935-01-02 | Sulzer Ag | Improvements in or relating to rotary pumps |
| US3398866A (en) * | 1965-11-12 | 1968-08-27 | Gen Motors Corp | Dishwasher pump assembly with sound damped impeller |
| DE3912279A1 (en) * | 1989-04-14 | 1990-10-18 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Guide wheel for centrifugal pump - has arrangement of different sized flow channels |
| DE4418662A1 (en) * | 1994-05-27 | 1995-11-30 | Grundfos As | Centrifugal fluid delivery pump impeller |
-
2006
- 2006-04-25 NL NL1031689A patent/NL1031689C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB421964A (en) * | 1933-11-09 | 1935-01-02 | Sulzer Ag | Improvements in or relating to rotary pumps |
| US3398866A (en) * | 1965-11-12 | 1968-08-27 | Gen Motors Corp | Dishwasher pump assembly with sound damped impeller |
| DE3912279A1 (en) * | 1989-04-14 | 1990-10-18 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Guide wheel for centrifugal pump - has arrangement of different sized flow channels |
| DE4418662A1 (en) * | 1994-05-27 | 1995-11-30 | Grundfos As | Centrifugal fluid delivery pump impeller |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017186272A1 (en) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | Pierburg Pump Technology Gmbh | Automotive fluid flow pump |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL1031687C2 (en) | Centrifugal pump and rotor. | |
| CA1308959C (en) | Centrifugal pump | |
| JP6092186B2 (en) | Impeller used for centrifugal pump | |
| KR101252984B1 (en) | Flow vector control for high speed centrifugal pumps | |
| JP6682483B2 (en) | Centrifugal rotating machine | |
| EP3209886B1 (en) | Impeller for a centrifugal pump | |
| CN105164426A (en) | Impeller and fluid machine | |
| NL1031689C2 (en) | Centrifugal pump, has rotor blades separated by uneven distances to reduce vibration | |
| NL2005810C2 (en) | Centrifugal pump and a double bent rotor blade for use in such a centrifugal pump. | |
| KR101607502B1 (en) | Centrifugal pump | |
| JP6374744B2 (en) | Water pump with impeller | |
| CN110192038A (en) | The impeller with rotor blade for centrifugal pump | |
| KR101393054B1 (en) | Adapter for preventing cavitaion and centrifugal pump having adapter | |
| US5605442A (en) | Centrifugal pump for pumping fiber suspensions | |
| JP6065509B2 (en) | Centrifugal compressor | |
| KR20100075584A (en) | Method of setting performance characteristic of pump and method of manufacturing diffuser vane | |
| GB1589134A (en) | Method and apparatus for pumping fibre suspension | |
| JP2019070333A (en) | Submerged pump | |
| WO2016092873A1 (en) | Centrifugal compressor impeller | |
| JP6802770B2 (en) | Fluid machine | |
| US10082154B2 (en) | Intake channel arrangement for a volute casing of a centrifugal pump, a flange member, a volute casing for a centrifugal pump and a centrifugal pump | |
| US20230175519A1 (en) | Housing element for a pump and pump/housing element combination | |
| CN217502089U (en) | Sinking type inlet guide vane for vertical centrifugal pump | |
| JP3657919B2 (en) | Self-priming centrifugal pump | |
| RU2386471C1 (en) | Reciprocation pump impeller |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20091101 |