DE2854656C2 - Kreiselpumpe mit einem Laufrad und zwei vorgeschalteten Axialrädern - Google Patents

Description

F i g. 2 schematisch im Längsschnitt eine andere Ausführungsform der Kreiselpumpe.

Die Kreiselpumpe hat ein Gehäuse 1 (Fig. 1) mit einem Saugstutzen 2 und einem Druckraum 3 in Form einer Spirale. Im Gehäuse 1 ist in Lagern 4 eine Antriebswelle 5 angeordnet, mit der in Strömungsrichtung ein Hauptaxialrad 6 und ein Laufrad 7 verbunden sind. Das Axialrad 6 hat eine Nabe 8 mit schraubenförmigen Schaufeln 9, die Schaufelkanäle 10 bilden. Das Hauptaxialrad 6 hat den Außendurchmesser'D und die Steigung S der Schraubenlinie der Arbeitsschauteln. Das Hauptaxialrad 6 ist mit einem auf der Welle 5 auf der Eintrittsseite angeordneten Zusatzaxialsaugrad 11 versehen, mit einer Nabe IZ die schraubenförmige Schaufeln 13 trägt die Schaufelkanäle 14 bilden. Der Außendurchmesser D'des Zusatzaxialrads 11 ist kieiner als der Außendurchmesser D des Hauptaxialrads 6 und die Steigung S' der Schraubenlinie seiner Schaufeln 13 ist kleiner als die Steigung Sder Schraubenlinie der Schaufeln 9 im Eintrittsquerschnitt des Hauptaxialrads 6 hinter seinem Außendurchmesser D.

Die Kreiselpumpe nach F i g. 1 wirkt wie folgt:

Die Förderflüssigkeit gelangt durch den Einlaufstutzen 2 in das rotierende Zusatzaxialrad 11. Ein Teil der Flüssigkeit strömt durch die Schaufelkanäle 14, während der andere Teil der Flüssigkeit in das Hauptaxialrad 6 durch den Spalt zwischen dem Gehäuse 1 und den Schaufeln 13 des Zusatzaxialrads 11 gelangt. Die dynamische Wirkung der Schaufeln 13 mit der Flüssigkeit führt zu einer Druckerhöhung der Flüssigkeit, die in das Hauptaxialrad 6 gelangt. Im Hauptaxialrad 6 strömt die Flüssigkeit durch die Schaufelkanäle 10. Die dynamische Wirkung der Schaufeln 9 mit der Flüssigkeit führt zu einem noch höheren Druckanstieg der Flüssigkeit, die dann in das Laufrad 7 gelangt Im Laufrad 7 steigt der Flüssigkeitsdruck bis auf die erforderliche Höhe. Die stufenweise Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks gewährleistet eine Wirkungsweise sämtlicher Arbeitsräder der Pumpe ohne Kavitationsablösung bei großer Saughöhe. Aus dem Larfrad 7 gelangt die Flüssigkeit in den Druckraum 3 und weiter in die Druckleitung.

Auf F i g. 2 ist eine Ausführungsvariante der Pumpe dargestellt, in der der Außendurchmesser Dl und die Steigung S/ der Schraubenlinie der Schaufeln 13 des Zusatzaxialrads 11 entgegen dem Flüssigkeitsstrom kleiner werden. Dabei ist entsprechend der Forderung einer geometrischen Ähnlichkeit die Steigung 5/ der Schraubenlinie der Schaufeln 13 je nach den Momentanwerten des Außendurchmessers D/ und des Durchmessers der Nabe 12 dei Zusatzaxialrads 11 gemäß der Beziehung nach Patentanspruch 2 gewählt.

Die Wirkungsweise der Pumpe ist in diesem Falle analog derjenigen nach Fig. 1 mit dem Unterschied, daß der erforderliche Zulaufdruck infolge des kleinen Durchmessers des Zusatzaxialrads 11 in dessen Eintrittsquerschnitt geringer ist, und der Druck infolge des großen Durchmessers des Zusatzaxialrads 11 in dessen Austrittsquerschnitt höher ist.

Demnach gewährleistet eine derartige Form des Axialquerschnitts des Zusatzaxialrads 11 eine bessere Saughöhe ohne Kavitationsablösung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kreiselpumpe mit einem Laufrad und zwei vorgeschalteten Axialrädern — einem Hauptaxialrad und einem in Strömungsrichtung davor angeordneten Zusatz-Axialrad, bei dem die Steigung der Schraubenschaufeln, die auf einer Nabe angeordnet sind, kleiner ist als die Steigung der Schraubenschaufeln des Hauptaxialrades, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Außendurchmesser (D') und die Steigung (S') des Zusatz- Axialrades (11) im gleichen Verhältnis (proportional) kleiner bemessen sind als der Außendurchmesser (D) und die Steigung (S) der Schraubenschaufeln (9, 24) des Hauptaxialrades (6,22).

2. Kreiselpumpe mit einem Laufrad und zwei vorgeschalteten Axialrädern — einem Hauptaxialrad und einem in Strömungsrichtung davor angeordneten Zusatz: Axialrad, bei dem die Steigerung der Schraubenschaufeln, die auf einer Nabe angeordnet sind, kleiner ist als die Steigung der Schraubenschaufeln des Hauptaxialrad"3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Au3endurchmesser (D') des Zusatzaxialrades (11) kleiner bemessen ist als der Außendurchmesser (D) des Hauptaxialrades (6, 22), als auch gleichzeitig die Steigung (S') der Schraubenschaufeln (13) des Zusatzaxialrades (11) in Richtung entgegen der Strömung kleiner werdend bemessen sind, wobei die laufende Größe der Steigung (S')der Schraubenschaufeln (13)des Zusatzaxialrades (11) aus folgender Abhängigkeit bestimmt ist:

S,' = (0,75... 1,25)

wo S!, D,', d/ bedeuten: laufende Größe der Steigung der Schraubenschaufeln (13), des Außendurchmessers der Schraubenschaufeln (13) und des Durchmessers des Zusatzaxialrades (12),
S. D. &. Steigung der Schraubenschaufeln (9, 24), Außendurchmesser der Schraubenschaufeln (9, 24) und Durchmesser der Nabe (8, 23) des Hauptaxialrades (6,22) am Einlaufquerschnitt.

3. Kreiselpumpe mit einem Laufrad und zwei vorgeschalteten Axialrädern — einem Hauptaxialrad und einem in Strömungsrichtung davor angeordneten Zusatz-Axialrad, bei dem die Steigung der Schraubenschaufeln, die auf einer Nabe angeordnet sind, kleiner ist als die Steigung der Schraubenschaufeln des Hauptaxialrades, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Außendurchmesser (D') des Zusatzaxialrades (11) konstant und um 10 bis 50% kleiner bemessen ist als der Außendurchmesser (D) des Hauptaxialrades (6, 22) an seinem Einlaufquerschnitt und die Steigung (S') der Schraubenschaufeln (13) des Zusatzaxialrades (11) um 10 bis 50% kleiner bemessen ist als die Steigung (S) der Schaufeln (9, 24) des Hauptaxialrades (6, 22) an seinem Einläufquerschnitt.

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem Laufrad und zwei vorgeschalteten Axialrädern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der DE-OS 25 38 162 ist eine Kreiselpumpe mit einem als Radialrad ausgeführten Laufrad und zwei vorgeschalteten Axialrädern beschrieben. Das in Strömungsrichtung vorn liegende Axialrad hat eine kleinere Steigung als die Steigung des in Strömungsrichtung dahinterliegenden zweiten Axialrades. Beide Axialräder haben eine gemeinsame zylindrische Mantelfläche, d. h. den gleichen äußeren Durchmesser. Durch die vorgeschalteten Axialräder sollen bei der bekannten Pumpe Pulsationsgeräusche im Pumpenansaugrohr beseitigt werden.

Die bekannte Kreiselpumpe hat den Nachteil, daß bei ihr eine relativ kleine Saughöhe entsteht, weil praktisch das gesamte Volumen der geförderten Flüssigkeit durch Uas vorgeschaltete Axialrad fließt. Der Spalt zwischen dem Außenumfang und der Innenwandoberfläche, d. h. der Mantelfläche des Axialrades am Einlaß der Pumpenkammer, soll nämlich dort so klein wie möglich gemacht werden. Durch das große Durchfiußvolumen entsteht eine nur kleine Saughöhe. Eine große Saughöhe ist aber bekanntlich ein die Güte einer Kreiselpumpe kennzeichnendes Merkmal.

Aus der SU-PS 5 96 733 ist es bekannt, bei einer Kreiselpumpe mit einem als Axialrad ausgebildeten Laufrad zur Verhinderung von Gegenströmungen bei Teillast das Laufrad in einem radial abgestuften Gehäuse unterzubringen und dem laufrad eine entgegen der Strömungsrichtung und anschließend mit der Strömungsrichtung kegelige Mantelfläche zu geben.

In der DE-OS 15 28 836 ist ein Vorlaufrad einer Kreiselpumpe in Form einer Schnecke mit zylindrischer oder mit kegeliger Mantelfläche und kleinstmöglichcn optimalen Abmessungen beschrieben.

In der SU-PS 5 77 317 ist ein Separator für gashaltige Flüssigkeiten beschrieben, der als Kreiselpumpe mit einem als Radialrad ausgebildeten Laufrad ausgebildet ist. dem zwei Axialräder vorgeschaltet sind. Das in Strömungsrichtung vorgeschaltete Axialrad bewirkt das Ausscheiden von Gas aus der Flüssigkeit, welches durch die hohe Welle abgeleitet wira. Zwischen der Steigung der Axia.lräder und ihren Nabendurchmesserr, besteht eine Abhängigkeit derart, daß die Druckhöhe des zweiten Axialrades unabhängig von dem Gasgehalt der Flüssigkeit aufrechterhalten wird.

Die de;r Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Kreiselpumpe gemäß der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine höhere Saughöhe erreidht wird, ohne daß Kavitationserscheinungen im Durchflußteil der Pumpe auftreten und durch Kavitationseroision die Lebensdauer der Pumpe verkürzt wird. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches I gelöst. In den Patentansprüchen 2 und 3 sind ebenfalls Maßnahmen zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe beschrieben. Erfindungsgeimäß werden sowohl die Steigung als auch der Durchmesser des Zusatzaxialrades mit Bezug auf das Hauptaxialrad gleichzeitig verkleinert, was eine wesentliche Verbesserung der Saughöhe der Pumpe bewirkt. Die erfiindungsgemäße Kreiselpumpe hat den Vorteil, daß mit ihr eine große Saughöhe erreicht wird, wobei Kavitationsablösungen der Strömung im DurchfluU-raum vermieden und somit sowohl eine größere Bc triebssicherheit als auch eine längere Lebensdauer der Pumpe gewährleistet wird.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. I schematisch im Längsschnitt eine Ausfuhrungsforrn der Kreiselpumpe.