Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe; diese kann mehrstufig oder einstufig ausgeführt sein.
In gewissen Anlagen, bei denen von einer Kreiselpumpe ein Fördermittel umgewälzt und auf erhöhten Druck gebracht wird, z. B. bei Speisepumpen von Dampferzeugern, ist es erwünscht. dass eine geringe Teilmenge des Fördermittels mit einem den Enddruck der Pumpe übersteigenden Druck zur Verfügung steht. In dem erwähnten Fall dient diese Teilmenge dann beispielsweise zur Temperaturregelung durch Einspritzen in den Speisewasser- oder Dampfstrom.
Bei bisherigen Anlagen erforderte die Bereitstellung dieser geringen Teilmengen zusätzlich erhöhten Druckes einen erheblichen Aufwand, da dafür Hilfspumpen mit eigenen Antrieben vorgesehen worden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe zu schaffen, von der diese Teilmenge zusätzlich erhöhten Druckes auf einfache Weise zur Verfügung gestellt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass eine von der Pumpenwelle angetriebene Einrichtung zur zusätzlichen Druckerhöhung eines Teilstromes vorgesehen ist, deren Zulaufseite mit der Förderseite des letzten Laufrades verbunden ist und deren Druckseite in eine vom Hauptstrom des Fördermittels unabhängige Leitung fördert.
Bei der erfindungsgemässen Pumpe wird eine Teilmenge, die bereits mindestens nahezu auf den höchsten Enddruck der Pumpe gebracht worden ist, aus dem Hauptstrom des Fördermittels abgezweigt und der erfindungsgemässen, mit Vorteil auf der Pumpenwelle angeordneten Druckerhöhungseinrichtung zugeführt, durch die die gewünschte zusätzliche Druckerhöhung bewirkt wird.
Die Zulaufseite der Druckerhöhungseinrichtung ist dabei vorteilhafterweise mit dem Raum des Enddruckes der Pumpe verbunden, da in diesem Fall die Förderhöhe der Druckerhöhungseinrichtung bis zu einem bestimmten, zusätzlich erhöhten Druck ein Minimum wird. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich. die Zulaufseite unmittelbar hinter dem oder hinter dem letzten Laufrad oder an einer Stelle zwischen dem Laufrad und dem Raum höchsten Druckes anzuschliessen.
Die zusätzliche Druckerhöhungseinrichtung lässt sich weiterhin konstruktiv auf einfache Weise verwirklichen, wenn im stirnseitigen Deckel des Pumpengehäuses konzentrisch mit der Durchtrittsöffnung für die Welle ein radial erweiterter Ringraum vorgesehen ist, in dem ein mit Durchtrittsöffnungen versehenes Hilfslaufrad als Druckerhöhungseinrichtung umläuft, wenn ferner die Leitung für den Teilstrom zusätzlich erhöhten Druckes durch den Gehäusedeckel nach aussen geführt ist, wobei weiterhin das Hilfslaufrad mit einer mit der Welle umlaufenden, zur hochdruckseitigen Wellenabdichtung gehörenden Drosseleinrichtung fest verbunden sein kann; weiterhin ist es vorteilhaft, wenn im Zulaufkanal zu der Druckerhöhungseinrichtung Leitrippen angeordnet sind.
Druckhöhe und Fördermenge der Druckerhöhungseinrichtung sind bei gegebener Pumpendrehzahl in bekannter Weise durch den Durchmesser und die Anzahl der Durchtrittsöffnungen sowie durch den Winkel dieser Durchtrittsöffnungen in einer Meridianebene der Druckerhöhungseinrichtung bestimmt und können durch Änderung dieser Grössen in gewissem Umfang ebenfalls verändert werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine mehrstufige Kreiselpumpe in der Ansicht, wobei ein Teil der Darstellung als durch die Welle führender Längsschnitt ausgeführt ist.
Fig. 7 ist der Schnitt II-II von Fig. 1;
Fig. 3 gibt vergrössert ein Detail aus Fig. 1 wieder.
Auf der Welle 1 der mehrstufigen Pumpe, bei der von den beidseitigen Lagern 2 und 3 sowie den unteren Druckstufen 4 und der Ansaugleitung 5 nur die Gehäusewände schematisch dargestellt sind, sitzen Laufräder 6, von denen die beiden letzten Stufen gezeigt sind. Die Laufräder 6 sind umschlossen von Gehäuseelementen 7, in denen Leitapparate 8 das Fördermittel zwischen den einzelnen Druckstufen führt, während ein Leitapparat 9, der einzelne, diffusorartige Strömungskanäle 23 (Fig. 2) aufweist, den Laufradaustritt der letzten Stufe mit einem Raum 10 verbindet, der vom äusseren Gehäuse 11 begrenzt ist, und von dem die Druckleitung 12 ausgeht. Der Raum 10 ist der Raum, in dem der höchste Druck des ganzen Fördermittelstromes, der sogenannte Pumpenenddruck, herrscht.
Erfindungsgemäss ist auf der Rückseite des Leitapparates 9 als Zulauf zur Druckerhöhungseinrichtung ein radialer Ringraum 13 vorgesehen, der mit dem Raum 10 durch über den Umfang des Leitapparates 9 verteilte Öffnungen 19 verbunden und auf der anderen Seite durch einen stirnseitigen Gehäusedeckel 14 begrenzt ist; dieser wird mit Schrauben 20 am Gehäuse 11 befestigt und durch Dichtelemente 24 nach aussen abgedichtet.
Der Zulaufraum 13 mündet in einen Hohlraum 15, der die Durchtrittsöffnung 25 im Deckel 14. radial nach aussen erweitert, konzentrisch umgibt. Der Raum 15 ist durch ein mit Durchtrittsöffnungen 16 (Fig. 3) versehenes, auf der Welle 1 sitzendes, zylindrisches Hilfslaufrad 17 abgeschlossen, das als Druckerhöhungseinrichtung für die zusätzliche Druckerhöhung des Teilstromes des Fördermittels dient; es fördert in einen weiteren Ringraum 15 auf seiner Druckseite, von dem aus ein im Gehäusedeckel 14 vorgesehener Kanal 18 nach aussen führt. Am Ende dieses Kanals kann eine nicht gezeigte Leitung angeschlossen werden, durch die die Teilmenge des Fördermittels, die einen zusätzlichen erhöhten Druck aufweist, ihrer Bestimmung zugeführt werden kann.
Das Hilfslaufrad 17 ist in konstruktiv einfacher Weise mit einer mit der Welle 1 umlaufenden Drosseleinrichtung 21 fest verbunden, so dass für seine Anbringung auf der Welle 1 keine besonderen Massnahmen getroffen werden müssen. Die zur Wellenabdichtung gehörende Drosseleinrichtung 21. die aus einem langen und engen Spalt besteht, hat die Aufgabe. den in der Maschine herrschenden Höchstdruck in bekannter Weise auf den Zulaufdruck abzubauen.
Im Zulaufraum 13 sind Leitrippen 22 vorgesehen, die eine radiale Zuströmung des Fördermittels zu dem Hilfslaufrad 17 bewirken.
Wie Fig. 2 zeigt, sind die Öffnungen 19 zwischen den einzelnen Diffusorkanälen 23 im Leitapparat 9 über den Umfang verteilt. Weiterhin lässt Fig. 2 die radiale Richtung der Leitrippen 22 im Zulaufkanal 13 und den Winkel erkennen, den die Durchtrittsöffnungen 16 des Hilfslaufrades 17 mit einer Meridianebene der Pumpe bilden. Diese Öffnungen 16 sind der Einfachheit halber darüberhinaus als gerade Bohrungen ausgeführt; sie können selbstverständlich auch gekrümmt verlaufen.
Weiterhin kann das Hilfslaufrad auch als kleines Laufrad mit einer Beschaufelung ausgebildet sein.
Die Laufradrückseite des letzten Laufrades 6 ist gegenüber dem erhöhten Druck im Zulaufkanal 13 durch einen Spaltring 26 (Fig. 3) abgedichtet, um ein Rückströmen der Teilmenge erhöhten Druckes aus dem Kanal 13 in die Diffusorkanäle 23 möglichst weitgehend zu verhindern.
Um einen raschen Verschleiss zu vermeiden, ist insbesondere die Durchtrittsöffnung 25 im Deckel 14 - aber auch die innere radiale Endfläche der Gehäuselemente 7 - mit einer Büchse 27 aus verschleissfesterem Material belegt; um die Gefahr des Anfressens zu vermindern, sind zusätzlich diese Büchsen 27 oder die ihnen gegenüber liegenden, umlaufenden Teile - z. B. die Drosselhülse 21 - mit Rillen 28 versehen.
Die Büchse 27 in der Durchtrittsöffnung 25 weist einen ringförmigen Vorsprung 30 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung des Gehäusedeckels 14 eingreift und über ein Dichtelement 29 nach aussen abgedichtet ist, wobei ein Haltering 31, der in den Deckel 14 eingelassen und mittels Schrauben 32 gehalten ist, die Büchse 27 gegen die Dichtung 29 presst.
The invention relates to a centrifugal pump; this can be carried out in several stages or in one stage.
In certain systems in which a conveying medium is circulated by a centrifugal pump and brought to increased pressure, e.g. B. in feed pumps of steam generators, it is desirable. that a small portion of the delivery medium is available with a pressure that exceeds the final pressure of the pump. In the case mentioned, this partial quantity is then used, for example, to regulate the temperature by injecting it into the feed water or steam flow.
In previous systems, the provision of these small partial quantities of additional increased pressure required considerable effort, since auxiliary pumps with their own drives were provided for this.
The invention is based on the object of creating a centrifugal pump from which this subset of additionally increased pressure is made available in a simple manner.
This object is achieved in that a device driven by the pump shaft is provided for additional pressure increase of a partial flow, the inlet side of which is connected to the delivery side of the last impeller and the pressure side of which delivers into a line independent of the main flow of the delivery medium.
In the pump according to the invention, a partial amount, which has already been brought to at least almost the highest final pressure of the pump, is branched off from the main flow of the conveying means and fed to the pressure-increasing device according to the invention, which is advantageously arranged on the pump shaft and which brings about the desired additional pressure increase.
The inlet side of the pressure increasing device is advantageously connected to the space of the final pressure of the pump, since in this case the delivery head of the pressure increasing device becomes a minimum up to a certain, additionally increased pressure. However, it is of course also possible. to connect the inlet side immediately behind or behind the last impeller or at a point between the impeller and the room with the highest pressure.
The additional pressure-increasing device can also be implemented in a simple constructive manner if a radially widened annular space is provided in the front cover of the pump housing concentrically with the passage opening for the shaft, in which an auxiliary impeller provided with passage openings rotates as a pressure-increasing device, if the line for the partial flow also rotates additionally increased pressure is passed through the housing cover to the outside, wherein furthermore the auxiliary impeller can be firmly connected to a throttle device which rotates with the shaft and belongs to the high-pressure shaft seal; Furthermore, it is advantageous if guide ribs are arranged in the inlet channel to the pressure increasing device.
At a given pump speed, the pressure head and delivery rate of the pressure booster are determined in a known manner by the diameter and the number of passages and by the angle of these passages in a meridian plane of the pressure booster and can also be changed to a certain extent by changing these parameters.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing.
1 shows a schematic view of a multistage centrifugal pump, part of the illustration being designed as a longitudinal section through the shaft.
Fig. 7 is section II-II of Fig. 1;
FIG. 3 shows a detail from FIG. 1 on an enlarged scale.
On the shaft 1 of the multi-stage pump, in which only the housing walls of the bearings 2 and 3 on both sides and the lower pressure stages 4 and the suction line 5 are shown schematically, there are impellers 6, of which the last two stages are shown. The impellers 6 are enclosed by housing elements 7, in which diffuser 8 guides the conveying means between the individual pressure stages, while a diffuser 9, which has individual, diffuser-like flow channels 23 (Fig. 2), connects the impeller outlet of the last stage with a space 10, which is bounded by the outer housing 11, and from which the pressure line 12 extends. The space 10 is the space in which the highest pressure of the entire flow of conveying medium, the so-called pump end pressure, prevails.
According to the invention, a radial annular space 13 is provided on the back of the diffuser 9 as an inlet to the pressure-increasing device, which is connected to the space 10 by openings 19 distributed over the circumference of the diffuser 9 and is delimited on the other side by a front housing cover 14; this is fastened to the housing 11 with screws 20 and sealed to the outside by sealing elements 24.
The inlet space 13 opens into a cavity 15 which concentrically surrounds the passage opening 25 in the cover 14. The space 15 is closed off by a cylindrical auxiliary impeller 17, which is provided with passage openings 16 (FIG. 3) and is seated on the shaft 1 and which serves as a pressure increasing device for the additional pressure increase of the partial flow of the conveying means; it conveys into a further annular space 15 on its pressure side, from which a channel 18 provided in the housing cover 14 leads to the outside. At the end of this channel, a line (not shown) can be connected, through which the partial quantity of the conveying means which has an additional increased pressure can be supplied to its destination.
The auxiliary impeller 17 is firmly connected in a structurally simple manner to a throttle device 21 rotating with the shaft 1, so that no special measures have to be taken for its attachment to the shaft 1. The throttle device 21 belonging to the shaft seal, which consists of a long and narrow gap, has the task. reduce the maximum pressure prevailing in the machine in a known manner to the inlet pressure.
In the inlet space 13, guide ribs 22 are provided, which cause a radial inflow of the conveying means to the auxiliary impeller 17.
As FIG. 2 shows, the openings 19 between the individual diffuser channels 23 in the diffuser 9 are distributed over the circumference. Furthermore, FIG. 2 shows the radial direction of the guide ribs 22 in the inlet channel 13 and the angle that the passage openings 16 of the auxiliary impeller 17 form with a meridional plane of the pump. For the sake of simplicity, these openings 16 are also designed as straight bores; they can of course also be curved.
Furthermore, the auxiliary impeller can also be designed as a small impeller with blades.
The rear of the impeller of the last impeller 6 is sealed against the increased pressure in the inlet channel 13 by a split ring 26 (FIG. 3) to prevent the partial amount of increased pressure from flowing back from the channel 13 into the diffuser channels 23 as much as possible.
In order to avoid rapid wear, in particular the passage opening 25 in the cover 14 - but also the inner radial end surface of the housing elements 7 - is covered with a sleeve 27 made of more wear-resistant material; in order to reduce the risk of seizure, these bushings 27 or the surrounding parts lying opposite them - z. B. the throttle sleeve 21 - provided with grooves 28.
The bushing 27 in the passage opening 25 has an annular projection 30 which engages in a corresponding recess in the housing cover 14 and is sealed to the outside via a sealing element 29, a retaining ring 31 which is embedded in the cover 14 and held by means of screws 32 , the sleeve 27 presses against the seal 29.