DE2012439A1 - Rotationspumpe - Google Patents
RotationspumpeInfo
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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
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
- F04D29/4273—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps suction eyes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D1/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
PATENTANWALT München, den 16. März 1970
8000 München 90
Tel.(0311)65 23 21
Emil Julius ASK,
H a u g e s u η d ( N ο r w e g e η )
R ο t a t i ο η s ρ u m ρ e
Die Erfindung betrifft eine Rotationspumpe
rait zentralem Einlaß, bei der in einem Pumpengehäuse
ein Laufrad drehbar gelagert bzw. auf einer drehbaren Welle befestigt ist. Derartige Pumpen sind
verhältnismäßig billig und wirksam und,haben eine große Kapazität bzw. Förderleistung in Bezug auf
ihre Abmessungen. Indessen haben sie auch verschiedene Hachteile. Beispielsweise hängt die Druckoder Förderhöhe der Pumpe von der Umfangsgeschwindigkeit
des Laufrades ab. Infolgedessen muß man, wenn gegen hohen Druck gepumpt wird, mehr als ein Laufrad
in einer mehrstufigen Pumpe verwenden^ um die gewünschte
Druckhöhe zu erzielen. Dieses Problem tritt
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besonders auf beim Pumpen von kleineren Mengen bzw. bei Pumpen geringerer Leistung. Dadurch wird der
Herstellungspreis der Pumpe wesentlich erhöht.
Pumpen vom Turbinentyp haben den Vorteil, daß sich mit ihnen ein erheblich höherer Druck im
Verhältnis zu der Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades
erzielen läßt, aber sie haben dafür den Nachteil, daß sie das gepumpte Medium mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit
des Laufrades aufnehmen wie das Medium abgeführt wird. Dadurch wird die Umfangsgeschwindigkeit
des Laufrades beträchtlich begrenzt. Außerdem arbeiten Turbinenpumpen ziemlich geräuschvoll.
Um diese Mangel zu beseitigen, wird erfindungsgemäß
eine Pumpe geschaffen, welche die Fähigkeit der Zentrifugalpumpe, die zu pumpende Flüssigkeit
bei einer hohen Geschwindigkeit des Laufrades aufzunehmen, und die Fähigkeit der Turbinenpumpe, einen
verhältnismäßig hohen Druck im Verhältnis zu der Umfangsgeschwin-dlgkeit
des Laufrades zu erzeugen, in sich vereint. Tatsächlich zeigt diese Kombination einer Zentrifugalpumpe und einer Turbinenpumpe alle
Vorteile dieser beiden Puapentypen, ohne daß man deren Nachteile in Kauf nehmen muß.
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Insbesondere bezieht sich die Erfindung auch auf eine sogenannte Seitenkanalpumpe mit zentralem
Einlauf. Bei diesen Pumpen ergibt sich eine Schwierigkeit daraus, daß das Ansaugen an der Peripherie
des Laufrades vor sich geht. Dadurch entstehen lästige Geräusche, und der Wirkungsgrad ist verhältnismäßig
schlecht. Außerdem ist man deswegen oft auch gezwungen, eine solche Seitenkanalpumpe mehrstufig zu bauen.
Das Anwendungsgebiet von Seitenkänalpumpen wird dadurch stark begrenzt.
Durch die Erfindung wird nun erreicht, daß man die Vorteile der Seitenkanalpumpe voll ausnutzen kann,
ohne ihre Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Die neue Pumpenkonstruktion ist sehr einfach. Dies hat
seinen Grund erstens darin, daß das Laufrad einem Zentrifugallaufrad gleicht. Zweitens wird das Pumpengehäuse
sehr klein im Verhältnis zu einer Zentrifugalpumpe, welche ein spiralförmiges Gehäuse um das Laufrad
herum benötigt. Drittens braucht man keine so große Abmessungen des Laufrades, um einen dementsprechenden
Druck zu erzielen. Infolgedessen ist es möglich, solche Pumpen in den meisten Fällen mit H50 U/min
laufen zu lassen, ohne daß die Abmessungen der Pumpe
dadurch wesentlich größer werden.
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BAD ORIGINAL
Die Erfindung wird im wesentlichen darin erblickt, daß das Pumpengehäuse der Rotationspumpe
eine das Laufrad am Umfang umgebende Pumpenkammer hat, die in drei Wirkungszonen unterteilt ist, nämlich
in eine erste Zone mit engem Durchgang, welche den Pumpenauslaß gegen eine zweite, sich erweiternde
Ansaugzone abdichtet, und eine dritte Zone, in welcher der Druck des Mediums erhöht wird.
Die Ansaugzone kann eine sich allmählich erweiternde Spirale oder eine abgestufte Erweiterung aufweisen.
Der Druck in der dritten Wirkungszone kann vorzugsweise mehrstufig aufgebaut werden. Die Druck-Steigerung
in der dritten Wirkzone kann durch eine Wirkung nach Art der Arbeitsweise einer Turbinenpumpe
erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfin dung weist das Purapengehäuse ein den zentralen Ein
laß umgebendes Dichtungsrohr od.dgl. auf, welches nur nach der Ansaugzone der Pumpenkamraer hin offen ist»
aber den Einlaß gegenüber dem sonstigen Teil der Pum penkammer, dem Auslaß und der Abdichtungszone abschließt*
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Man kann die Erfindung auch dadurch kennzeichnen,
daß das Pumpengehäuse in der Peripherie des Laufrades
eine Pumpenkammer hat, die in drei Wirkungsstufen unterteilt ist, und zwar hat die Pumpenkammer
eine enge Passage in der ersten Stufe, eine geradlinige bzw. graduelle Erweiterung in der Ansaugestufe und
drittens eine Druckaufbaustufe, welche den Druck des
Mediums vorzugsweise mehrstufig aufbaut. Im zentralen Ansaugerohr ist das Pumpengehäuse mit einem halbkreisförmigen
Dichtungsrohr versehen, welches die Druckaufbaustufe gegenüber dem Pumpeneinlaß absperrt.
In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen
Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigen .
Fig* 1 im Längsschnitt eine Rotationspumpe gemäß der Erfindung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das Pumpengehäuse ' . und das Laufrad,
Flg. 3 einen Längsschnitt durch eine ähnliche
Rotationspumpe,
Flg. 4 ein Laufrad für die Pumpe nach Fig. 3
Ansicht,
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i - 6 -
Pig. 5 einen Längsschnitt durch das Laufrad nach Fig. 4,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Teil des Pumpengehäuses, und
Fig. 7 eine Innenansicht des Gehäuseteiles nach Fig. 6.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 weist das Pumpengehäuse 11 eine Pumpenkammer auf, die
den Umfang des Laufrades umgibt. Diese Pumpenkammer ist so ausgebildet, daß sie in drei Zonen oder Stufen
rund um den ganzen Umfang des Laufrades wirkt. Die erste Wirkungszone ist mit 7 bezeichnet und hat die
Aufgabe, den Pumpenauslaß 5 gegen die Ansaugzone 8 abzudichten. Diese, die zweite Wirkungszone der Pumpenkammer
bildende Ansaugzone hat eine stufenweise fortschreitende bzw. sich allmählich erweiternde Spirale.
Dadurch wird, wenn das Laufrad in der Flüssigkeit rotiert, ein Unterdruck zwischen den Flügeln 4 des
Laufrades hervorgerufen, welcher bewirkt, daß die Flüssigkeit zwischen die Flügel 4 des Laufrades von
dem zentralen Flüssigkeitseinlaß 1 durch die Üffnung2 eines Dichtungsringes odex* -rohi'es 9 eintritt.
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Die dritte Wirkzone 6 der Pumpenkammer hat
die Aufgabe, die Druck- oder Förderhöhe der Pumpe
über den Druck der Zentrifugalkraft des Laufrades hinaus zu erhöhen. Dies wird dadurch erreicht, daß
die iJumpenkammer mit im wesentlichen oder angenähert
parallel verlaufenden Seitenwänden versehen ist und an der Außenseite des Laufrades einen nicht zu großen
Abstand von dem Laufrad hat, wodurch dem Medium eine.
Turbinenwirkung gegeben wird, welche über dem Druck liegt, der von einem Laufrad durch Zentrifugalkraft
erzielt werden kann.
Um einen Druckverlust nach dem Saugeinlaß 1
der Pumpe zu vermeiden, wird der Pumpeneinlaß von einem Rohrteil 9 teilweise umgeben, der nur eine
Öffnung 2 nach α„m Pumpeneinlaß bzw. nach dem Ansaugteil
der Pumpenkammer hat. Da die Ansaugzone der Pumpenkammer in der Peripherie gelegen ist, wo verhältnismäßig
hohe Umlaufgeschwindigkeiten vorhanden sind, wird diese Schwierigkeit überwunden durch den
Zehtrifugaldruck und die der Flüssigkeit von dem Laufp*d
erteilte Geschwindigkeit, auf welche Weise Verluste
durch Kavitation« vermieden werden. Dieses Merkmal verleiht der Pumpe eine Saugfähigkeit von praktisch
100 % Vakuum.
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Die hydraulische Wirkungsweise einer Rotationspumpe gemäß der Erfindung ist sehr gut. Die Pumpenkammer
umschließt das Laufrad an der Peripherie. Sie ist, wie erwähnt, in drei Wirkungsstufen unterteilt.
Die erste .^tufe besteht aus einer engen Passage zwischen
der Druck- und Ansaugestufe. Das Medium, welches
zwischen den Laufradflügeln 4- von der Druckseite mitgeführt
wird, muß einer &ra graduellen Erweiterung
der Ansaugestufe 8 folgen. Dadurch entsteht ein maximaler Unterdruck, der bis zur Verdampfung führen
kann. Weil das Medium zwischen den Flügeln des Laufrades in direkter Verbindung mit dem Ansaugrohr 1
steht, wandert der Unterdruck zum Zentrum des Laufrades, wo frisches Medium aufgenommen wird. Die Aufnahme
des Mediums wird bei dieser Pumpe ±h ideal dadurch, daß es an einer Stelle eintritt, an der die
Umfangsgeschwindigkeit im Laufrad am geringsten ist. Zusätzlich verleihen die Flügel des Laufrades dem
Medium noch mehr Geschwindigkeit, bis es harmonisch in die Ansaugstufe oder -zone 8 der Pumpenkammer
einläuft. Von der Ansaugstufe oder -zone gelangt das Medium in die Druckaufbaustufen 6. Da sich der
Druck mehrstufig erhöht, ist die Pumpe zur Ansaugseite durch das Dichtungsrohr 9 abgesperrt. Die dritte
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oder Druckaufbaustufe 6 der Pumpenkammer endet vor der engen Passage der ersten Stufe oder Wirkungszone 7· Da sich die Medien nur sehr geringfügig
komprimieren lassen, entweichen sie aus dem Pumpenauslaß 5·
Die in den Fig. 3 bis 7 veranschaulichte Rotationspumpe ist ähnlich wie die vorstehend beschriebene Pumpe ausgebildet.
Zusammengefaßt erzielt man mit der Rotationspumpe gemäß der Erfindung vor allem folgende Vortei-.
Ie: Erstens lassen sich mit dieser Pumpe selbst bei 1450 U/min verhältnismäßig hohe Drücke mit einem
kleinen Durchmesser des Laufrades erreichen. Zweitens wird eine solche Pumpe wegen dieser Abmessungen
des Laufrades'und der sich dadurch ergebenden geringen
Abmessung der Pumpenkammer in der Herstellung sehr
billig. Drittens hat man, obwohl mit 1450 U/min schon
ein großer Bereich umfaßt wirdj noch zusätzlich die Mag
Möglichkeit, die Pumpe mit z.B. 2900 u/min laufen zu
lassen» um den oberen Druckbereioh von normalen Pörd.erpumpen
zu erreichen» Abgesehen davon kann man auch mit z.B. 980 U/min arbeiten; Dies alles bedeutet,
daß man eine auf Lager gehaltene Pumpe für viele Zwecke
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verwenden kann. Die Rotationspumpe hat im übrigen wegen ihres zentralen Einlaufes eine sehr gute
Selbstansaugefähigkeit. Durch die zentrale Dichtung 9 am Einlauf, welche gegen die rotierenden Flügel
des Laufrades eine Scherwirkung ergibt, ist die Pumpe auch unempfindlich gegen im Fördergut mitgeführte
Fremdkörper wie z.B. Stroh.
Im übrigen beschränkt sich die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung
veranschaulichten Ausführungsbeispiele, sondern sie umfaßt alle Varianten im Rahmen der wesentlichen Erfindungsmerkmale.
Ansprüche
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Claims (6)
1.) Rotationspumpe mit in einem Pumpengehäuse drehbaren Laufrad,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse eine das Laufrad am Umfang umgebende Pumpenkammer hat, die
in äexbI drei Wirkungszonen unterteilt ist, nämlich in
eine erste Zone (7) mit engem Durchgang, welche den
Pumpenauslaß (3) gegen eine zweite sich erweiternde Ansaugzone (8) abdichtet, und eine dritte Zone (6),
in welcher der Druck des Mediums erhöht wird.
2. Rotationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ansaugzone (8) eine sich allmählich erweiternde Spirale aufweist.
3. Rotationspumpe nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse ein den zentralen
; Einlaß (1) umgebendes Dichtungsrohr (9) aufweist, welches nur nach der Ansaugzone (8) der Pumpenkammer
hin offen ist.
4. Rotationspumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der'
dritten Wirkungszone (6) mehrstufig aufgebaut wird.
- 12 -
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5· Rotationspumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteigerung in der dritten Wirkzone (6) durch Turbopumpenwirkung
erzeugt wird.
6. Rotationspumpe nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpenkammer im wesentlichen parallel verlaufende Seitenwände und an der Außenseite des Laufrades einen
nicht zu weiten Abstand von dem Laufrad hat.
(Patenta:
009885/ 139P
Leersei te
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO107569 | 1969-03-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2012439A1 true DE2012439A1 (de) | 1971-01-28 |
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ID=19877954
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19702012439 Pending DE2012439A1 (de) | 1969-03-15 | 1970-03-16 | Rotationspumpe |
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CH (1) | CH503205A (de) |
DE (1) | DE2012439A1 (de) |
FR (1) | FR2037207A1 (de) |
NL (1) | NL7003683A (de) |
ZA (1) | ZA701721B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0032885A1 (de) * | 1980-01-15 | 1981-07-29 | Emil Julius Ask | Pumpe mit Seitenkanal und tangentialem Druckstutzen |
US4681508A (en) * | 1984-11-14 | 1987-07-21 | Kim Choong W | Supercavitation centrifugal pump |
-
1970
- 1970-03-13 ZA ZA701721A patent/ZA701721B/xx unknown
- 1970-03-13 AU AU12603/70A patent/AU1260370A/en not_active Expired
- 1970-03-13 CH CH376870A patent/CH503205A/de not_active IP Right Cessation
- 1970-03-16 NL NL7003683A patent/NL7003683A/xx unknown
- 1970-03-16 FR FR7009313A patent/FR2037207A1/fr not_active Withdrawn
- 1970-03-16 DE DE19702012439 patent/DE2012439A1/de active Pending
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EP0032885A1 (de) * | 1980-01-15 | 1981-07-29 | Emil Julius Ask | Pumpe mit Seitenkanal und tangentialem Druckstutzen |
US4681508A (en) * | 1984-11-14 | 1987-07-21 | Kim Choong W | Supercavitation centrifugal pump |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU1260370A (en) | 1971-09-16 |
FR2037207A1 (de) | 1970-12-31 |
NL7003683A (de) | 1970-09-17 |
CH503205A (de) | 1971-02-15 |
ZA701721B (en) | 1971-01-27 |
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