DE2207431A1 - Fluessigkeitspumpe - Google Patents

Description

• Flüssigkeitspumpe Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpe mit einer axial rotierenden Röhre, die ein inneres flügelrad im wesentlichen in Achsrichtung angeordnet aufweist. Die Pumpe besitzt einen inla und einen Auslaß zui Kuppeln der röhre mit einem Flüssigkeitsmedium, die als Quelle und als Flüssigkeitsbehälter funktionieren, und eine Antriebsvorrichtung zum In-Drehungsversetzen der Rohre in Achsrichtung zwecks In-Bewegungsetzen der Flüssigkeit.
• Zahlreiche derartige Pumpenarten sind bekannt, wobei zum Antreiben verwendete Pumpen eingeschlossen sind. Jedoch erfordern diese Vorrichtungen eine Art Antriebswelle oder eine zentrale Radnabenanordnung für das Flügelrad, das den E'lüssigkeitsstrom, der normalerweise in das Flügelrad eingeleitet wird, zerteilt. Auch weisen aie bekannten Vorrichtungen normalerweise nicht ein befestigtes, eingeschlossenes Flügelrad auf und verlieren daher an Leistungsfähigkeit bei Druckverlust rund um die finden der Flügelradschaufeln.
• Um eine Pumpfä@igkeit desselben Ausmaßes zu erzeugen, wurden bei der bekannten Vorrichtung Plügelradschaufeln mit höheren Drehgeschwindigkeiten angewendet, die aus hohen Strahlgeschwindigkeiten resultieren, die sehr empfindlich auf Hohlraumbildung und mechanischen @eistungsverlust ansprechen.
• Gemäß den bevorzugten speziellen Ausführungen, die nachfolgend beschrieben werden, kann die erfindungssgemaße Pumpe wirksam mit einem Plüssigkeitsmedium mittels Leitungen verbunden werden. Die Pumpe kann wirksam installiert werden, um mittels verschieden gestalteter Antriebsvorrichtungen angetrieben zu werden. Die Pumpe kann derart angeordnet werden, daß die gegenläufig zu einer nachgeschalteten anderen ähnlichen Pumpeneinheit funktioniert oder aber als einzelne Pumpeneinheit betrieben wird. Die Pumpe ist vorzugsweise mit ausrichtenden Flügeln in der Einlaß- und der Auslaßleitung versehen, um die Wirbelkomponente zu verringern und die Leistungsfähigkeit zu steigern. Auch ist die Pumpe vorzugsweise mit einem geeigneten Einlaß und Ausströmraum versehen, um die von der Flüssigkeitsdynamik herrührenden Druckverluste zu begrenzen.
• Gemäß einer bevorzugtetl speziellen Ausführungsform der Brwindung ist eine Pumpe mit einem axial drehbaren röhrenförmigen Flügelrad versehen, das innen liegende Schaufeln aufweist und mit dem Flüssigkeitsmedium mittels fester Einlaß- und Auslaßleitungen verbunden ist. Die die Schaufeln aufweisende Röhre kann mittels jeder der nachfolgesld beschriebenen Antriebeseinrichtungen angetrieben werden.
• Die die Schaufeln aufweisende Röhre der bevorzugten speziellen Ausführungsart ist innen zylindrisch. ausgebildet und weist sich verjüngende, schraubenartig gekrümmte Schaufeln auf, die innerhalb der Röhre befestigt sind, quer ti der zentralen Achse der Röhre angeordnet sind und kurvenlineare, exponente Kanten aufweisen. Die Flügelschaufeln sind vorzugsweise unter einem Winkel im Bereich von 15 bis 75 °, insbesondere unter einem Winkel im Bereich von 30 bis 60 o , angeordnet. Die Schaufeln können ein flüssigkeitsmäßig stromlinienförmig zentriertes Element entlang der zentralen Achse der Röhre tragen.
• Gemäß einer anderen bevorzugten speziellen Äusführungsform der Erfindung ist eine Pumpe im allgemeinen ähnlich der oben beschriebenen bis auf die die Schaufeln aufweisende Röhre ausgeführt. Die innerlich zylindrisch ausgebildete, die Schaufeln aufweisende Röhre dieser Ausführungsform besitzt schraubenartig. gekrümmte Schaufeln, die innerhalb der Röhre befestigt sind und ähnlich der beschriebenen Ausführungsform zur zentralen Achse der Röhre angeordnet sind, sowie sanft kurvenlineare, nicht befestigte Kanten aufweisen, jedoch kein zentrales Element tragen sowie keine dafür geeignete Form aufweisen.
• Gemäß einer anderen bevorzugten speziellen Ausführungsform ist eine Pumpe im wesentlichen gemäß der eingangs beschriebenen Art bis auf die unterschiedliche, die Schaufeln aufweisende Röhre entsprechend ausgebildet. Die innen kreisförmig ausgebildete, die Schaufeln aufweisende Röhre gemäß der bevorzugten speziellen Ausfüiirungsform weist allgemein flache Schaufeln auf, die in etwa halbkreisartige Form aufweisen und mit ihrer gekrümmten Kante an der Innenwandung der Röhre befestigt sind, um die Schaufeln mit entgegengesetzten und schiefen Winkeln zu der zentralen Achse der Röhre anzuordnen. Die Plügelrauschaufeln sind mit einem Winkel im Bereich von 15 bis 75 a, vorzugsweise mit einem Winkel im Bereich von 30 bis 60 a, angeordnet, und die Schaufeln mit einem winkel von 45 a haben sich als sehr zufriedenstellend herausgestellt.
• Gemäß einer anderen bevorzugten speziellen susfiihrungsform der Erfindung, die die obigen bevorzugten Ausführungsformen einschließt, ist eine Pumpe vorgesehen, die von einer entlegenen Stelle mittels eines motors, einer Kraftmaschine, einer Turbine oder einer ähnlichen Antriebsvorrichtung angetrieben werden kann, die mit der drehbaren, die Schaufeln aufweisenden Röhre mittels eines Treibriemens, einer Kette oder einem ähnlichen Glied kuppelbar ist. Die die schaufeln aufweisende Röhre wird von einem Treibriemen, einer Kette oder einem ähnlichen Glied umfaßt und wirksam an der Antriebsvorrichtung befestigt.
• Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform er Mrfindung, die sich aus obigen Ausführungsformen zusammensetzt, ist eine Pumpe vorgesehen, die mittels eines Motors, einer Kraftmaschine, einer Turbine oder einer ähnlichen Einrichtung versehen ist, die direkt mit der drehbaren Röhre mittels einer Getriebeeinrichtung oder mittels einer eine Reibfläche aufweisenden Vorrichtung angetrieben weiden kann. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die eie Schaufeln aufweisende Röhre an ihrer Aubenfläche an einem Getriebe oder an einer Reibfläche befestigt, das bzw. die wirksam mit einem Getriebe oder einer Reibfläche eines liotcrs, einer Kraftmaschine, einer Turbine oder dergl., verbunden ist.
• Gemäß einer zusätzlichen bevorzugten speziellen Ausführungsform der Erfindung, die aus obigen Ausführungsformen besteht, ist eine Pumpe vorgesehen, bei der die die Schaufeln aufweisende Röhre integral mit der Antriebsvorrichtung ausgebildet ist.
• Bei dieser bevorzugten Ausführungs'form ist die die Schaufeln aufweisende Röhre koaxial im Motor, in der Turbine oder in der Kraftmaschine angeordnet, so daß die Antriebsvorrichtung die die Schaufeln aufweisende Röhre umschließt und an ihr befestigt ist.
• Die vorliegende erfindung bezieht sich auf eine Flüesigkeitspumpe, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine im wesentlichen innerlich zylindrische Röhre mit einer Anzahl gekrümmter innerer Flügelradschaufeln vorgesehen ist, die an der Röhre zwecks Drehung mit dieser befestigt und fUr eine Axialbewegung der Flüssigkeit geeignet sind, daß die Flügelradschaufeln in Ahsrichtung innerhalb der Röhre angeordnet und gleichmäßig an der Wandung der Röhre unter entgegengesetzten Winkeln von der Achse der Röhre aus angeordnet sind, daß die Schaufeln sich von einem dickeren Teil angrenzend an die Röhrenwandung zu einem dünneren Kantenteil hin verjungen, im allgemeinen schraubenförmigen Umriß, eine leicht kurvenlinear geformte Kante, die fließend mit der Röhrenwandung zusammenfällt, und im allgemeinen halbelliptieche Form aufweisen, daß die Röhrenwandung einen Einlaß und einen Auelaß und Einrichtungen zum Anschließen des Einlasses und des Auslasses an ein Flüssigkeitsmedium aufweisen, und daß Einrichtungen zum Kuppeln der Röhre mit einer Antriebsvorrichtung vorgesehen sind, die geeignet sind, die Röhre axial zu drehen.
• Die vorliegende Erfindung bezieht- sich ferner auf eine Flüssigkeitsmaschine, die da@urch gekennzeichnet ist, daß eine eine im wesentlichen innere zylindris@@e Form aufweisende Röhre mit einer Anzahl innrerer Flügelradscha@feln vorgesehen ist, die an der Röhre zwecks Drehung @@@ letzt@@@ @efestigt und für eine axial gerichtete Fl@ssigkeitsbewegung geeignet sind, daß ein strotnlinienfornie es zu z zentriertes Element in der Röhre vorgesehen ist, daß die @lügelra@schaufeln im wesentlichen gleich, an den Wandungen der Röhre unter entgegengeeetzten Winkeln angeordnet sowie an der. zentrierten Element befestigt sind und letzteres tragen, da; das zentrierte Element sich mit der Rohre im Betrieb dre-t, daß i die Rohre einen Einlaß und einen Auslaß und Einrichtungen z um Anschließen des Einlasses und des Auslasses an ein Flüssigkeitsmedium aufweist, und daß @inrichtungen zum Kuppeln der Rohre einer Antriebsvorrichtung vorgesehen sind, die geeignet is t, die Röhre in Achsrichtung zu drehen.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile der erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnung. Darin sind: Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Pumpe angeordnet in Reihe mit einer Einlaß- und einer Auslaßleitung und mit einer entfernt gelegenen Antriebseinrichtung.
• Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 der drehbaren, die Schaufeln aufweisenden Röhre, Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 der Fig. 1 der installierten Vorrichtung, Fig. 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 der Pig. 1 eines die Strömung ausrichtenden Gliedes, Fig. 5 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Pumpe mit zwei hintereinander angeordneten gekoppelten, jeweils für sich angetriebenen, gegenläufigen, mit' Schaufeln versehenen Röhren, Fig. 6 eine Querschnittaansicht der erfindungsgemäßen pumpe mit einer koaxial zu der schaufelartigen Röhre angeordneten und an letzterer befestigten Antriebsvorrichtung, Fig. 7 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Pumpe, bei der die Antriebsvorrichtung mit der drehbaren, die Schaufeln aufweisenden Röhre wirksam mittels eines Übersetzungsgetriebes verbunden ist, i Fig. 8 eine endansicht der die chulel aufweisenuen Röhre mit einem zentrierten Element, Fig. 9 eine perspektivische Querschnittsansicht entlang der Linie 9-9 der Fig. 8 der schaufelartigen Röhre mit einem zentrierten Element, Fig.10 eine Endansicht der gekrümmten schaufelartigen Röhre ohne ein zentriertes Element, Fig. 11 eine @uerschnittsansicht entlang der Linie 11-11 der Fig. 10 der gekrümmten schaufelartigen Röhre ohne ein zentriertes Element, Fig.12 die Ansicht eines Längsquerschnittes der erfindungsgemäßen Pumpe eingerichtet für einen Riemenantrieb und mit einer flac@e Schaufeln aufweisenden Röhre, Fig.13 eine Endansicht entlang der Linie 13-13 dei Fig.12 der flache Schaufeln aufweisenden Röhre, Fig.14 eine perspektivische Querschnittsansicht entlang der Linie 14-14 der Fig.13 der flache Schaufeln aufweisenden Röhre ohne ein zentriertes Element, Fig. 15 ein Schaubild von Versuchsergebnissen, das die Druckhöhe des Wassers im Verhältnis zu dem Strömungswert für verschiedene Drehgeschwindigkeiten eines Flügelrades gemäß der erfindungsgemäßen Ausführung zeigt und Fig. 16 ein Schaubild- von Versuchsergebnissen, das die Flügelraddrehgeschwindigkeit im Verhältnis zur Druckhöhe des Wassers bei einem konstanten Strömungswert entsprechend dem getesteten Flügelrad zeigt.
• Nachfolgend werden bevorzugte spezielle Ausführungsformen der erfindungsgemäten Pumpe mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile und/oder Konstruktion verwendet werden. er Hahmen der erfindung wird durch diese besonderen Ausführungsformen nicht begrenzt. Beschrieben und dargestellt werden in erster Linie bevorzugte spezielle Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpe, und zwar drei sich auf den inneren Aufbau und drei sich auf den åuberen Aufbau der Pumpe beziehende Ausführungsformen sowie die Anwendung des Pumpenantriebs in einer Vielzahl von Kombinationen. Genauer gesagt betreffen die speziellen erfindungsgemäßen nachfolgend beschriebenden Ausführungsarten 1) einen drehbaren Röhrenabschnitt einer Flüssigkeitsströmungsleitung, die gekümmte und innen befestigte Schaufeln, die ein zentriertes Element 10 tragen, aufweist, 2) einen drehbaren Röhrenabschnitt einer Flüssigkeitsströmungsleitung mit gekrümmten und innen befestigten Schaufeln 12, 3) einen drehbaren Röhren abschnitt einer Flüssigkeitsströmungsleitung mit im wesentlichen flachen innen befestigten Schaufeln 14, 4) eine entfernt gelegene die Pumpe mittels eines @ rotors, einer Maschine, einer Turbine oder ein mit der Antriebspumpe mittels eines Riemenantriebs von Ketten oder dergl. verbindenden Vorrichtung 16 antreibendes @ittel, 5) ein Sinrichtung, die die Antriebspumpe direkt mittels eines @otors einer iiaschine oder einer Anordnung 18 antmibt, die mit aer Pumpe über eine Getriebeeinrichtung oder eine eine Reibungsfläche aufweisende Einrichtung verbunden st, 6) ein die Pumpe mittels eines Motors einer Maschine, einer Turbine oder einer anlichen Vorrichtung, die mit der Pumpe direkt verbunden ist, in integraler Weise antreibt, daß die die Schaufeln aufweisende Röhre integral und koaxial mit der Antriebsvorrichtung 20 angeordnet ist, 7) eine Einrichtung zum Betätigen der erfindungsgemäßen Pumpe in hintereinander angeordneter Kombination mit anderen ähnlichen Einheiten 22.
• Gemäß Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Pumpe in Gestalt einer einzigen einheit dargestellt, die von entfernt gelegener Stelle angetrieben wird, und an ihr befestigte Strömungsleitungen aufweist. Allgemein weist die Pumpe gemäß der Erfindung einen drehbaren mit Schaufeln versehenen Röhrenabschnitt 24 auf, der sich im allgemeinen in Ausrichtung mit einem Strömungskanal 26 befindet, und mittels einer befestigten Antriebsvorrichtung oder eines Triebrades 28 angetrieben wird.
• Die Teile der Strömungsleitung 26, die an die Schaufeln aufweisende Röhre 24 angrenzen, bilden den Einlaß ;nd den Auslaß für letztere und weisen ausgerichtete Flügel 30 innen auf um den Flüssigkeitsstrom in dem Bereich geradezurichten.
• Die ausrichtenden Flügel 30 teilen querschnittsmäßig den Strom innerhalb der Wandung 31 der Strömungsleitung 26.
• Letztere verbindet die mit Schaufeln versehene Röhre 24 und ist an einem Verbindungselement 32 befestigt, das mit einer Dichtung oder Lageranordnung ausgerichtet ist, um der mit Schaufeln versehenen Röhre 24 zu ermöglichen, ohne ein Lecken der Flüssigkeit zu rotieren. Die Innenseite der Wandung 31 der Strömungsleitung 26 und das innenseitige Endteil der die Schaufeln aufweisenden Röhre 24 fluchten, um für eine im wesentlichen stufenlose Oberfläche für ein Entlangströmen der Flüesigkeit zu sorgen.
• Die mit Schaufeln versehene Röhre 24 ist außen mit verschi9-denen Mitteln ausgerüstet, um sich in gleicher Weise wie die oben beschriebene bevorzugte spezielle Ausführungsform zu drehen. Gemäß Fig. 1 wird die Pumpe von einer entferntlegenen Stelle 16 über ein Getriebe 28 angetrieben, das mit der die Schaufeln aufweisenden Röhre über Treibriemenmittel und eine Riemenscheibenanordnung 34 verbunden ist. Bei dieser entfernt gelegenen AntriebsanoLdnung 16 ist die die Schaufeln aufweisende Röhre 24 an ihrem Umfang mit einem ausgedehnten, mit einer Hohlkehle versehenen Flansch 36 ausgerüstet und der Antrieb 28 mit einer Riemenscheibe 38. Der treibriemen 40 läuft um die Riemenscheibe 38 und den Flansch 36. Die Treibriemen- und Riemenscheibenanordnung 34 ist nur aus Bequemlichkeit dargestellt worden; sie kann natürlich durch in ähnlicher Weise funktionierende Zahnräder und eine Kette oder durch eine Anordnung ersetzt werden, die auch als ein entfernt gelegener Antrieb für die eafindungsgemaBe Pumpe dienen kann. Wenn die erfindungsgemäße Pumpe direkt angetrieben wird, wie bei 18 in Fig. 7 gezeigt ist, ist der Antrieb 28 mit einer Radnabe 42, die eine Reibfläche aufweist, versehen und greift an eine ähnliche Fläche an dem Flansch 44, der sich von der die schaufeln aufweisenden Röhre 24 aus erstreckt, an. Bei dieser direkt angetriebenen Anordnung 18 wird die Energie direkt von dem Antrieb 28 auf die die Schaufeln aufweisende Röhre 24 übertragen. Eine andere Art, die erfindungsgemäße Pumpe anzutreiben, besteht darin, die die Schaufeln aufweisende ltohre 24 innerhalb des Antriebs 28 anzuordnen, wie in i'ig. 6 gezeigt ist. Die äußere Wandung der die Schaufeln aufweisenden Röhre ist vollsländig an dem zentralen Achateil des Antriebs 28 befestigt, so daß der Strom durch die Röhre 24 sich entlang der Achse des Antriebs erstreckt.
• In der dargestellten Anordnung wird der Antrieb 28 von einem Elektromotor gebildet, wobei die Röhre 24 mit dem Läufer 46 vollständig verbunden ist. Der Antrieb 28 dieser integral angetriebenen Anordnung 20 kann,natürlich von einer Turbine, einer Kraftmaschine oder einem Flüasigkeitsmotor außer der in Fig. 6 gezeigten Elektromotorenanordnung gebildet werden. Die erfindungsgemäße Pumpe ist in Fig. 5 in einer Tandemanordnung 22 in einer Strömungsleitung 26 wirksam angeordnet dargestellt.
• Die die Schaufeln aufweisenden Röhren 24 dieser Tandemanordnung 22 sind vorzugsweise gegenlaufig und können jeweils, wie gezeigt, für sich allein angetrieben werden oder mittels einer der oben beschriebenen Antriebsausführungen.
• Die die Schaufeln aufweisende Röhre 24 ist das vorrangige Element der erfindungsgemäßen Pumpe. Es kann in jedes der oben beschriebenen Ausführungsformen eingebaut und von letzteren angetrieben werden. Die nachfolgend beschriebene, die Schufeln aufweisende Röhre 24 weist ebenfalls mehrere bevorzugte Ausführungsformen bezüglich ihrer inneren Gestalt auf. Eine dieser bevorzugten Ausführungsformen ist in Fig. 8 dargestellt und weist gleichsam schraubenartig gekrümmte Schaufeln 48 auf, die an der Röhrenwandung 50 befestigt sind und kurvenlineare, nicht befestigte Kanten 52 aufweisen. Die gekrümmten 50 Schaufeln können bezüglich ihres mit der Röhrenwandung/gebildeten Befestigungsmittels in einem bevorzugten Bereich von 15 bis 75 0 ariieren. Die gekrümmten Schaufeln 48 laufen im allgemeinen an einem Ende von einem dickeren, an wer Wandung 50 befestigten Teil 56 zu einem dünneren, an dem zentrierten Element 54 befestigten Teil 58 spitz zu und weisen an ihrem anderen Ende 60 im allgemeinen eine gleichmäßige Dicke auf.
• Die gekrümmten Schaufeln 48 sind an de zentrierten Element im allgemeinen an dessen zentralem Teil befestigt und tragen letzteres derart, daß sich seine Längsachse entlang der Drehachse der die Schaufeln aufweisenden Röhre 24 erstreckt, wenn diese sich im Betrieb dreht. Das zentrierte Element 74 ist flüssigkeitsmäßig stromlinienförmig und im allgemeinen mit einem zylindrischen zentralen Teil 62 und sich zu konischen sonden 64 zuspitzend in etwa zigarrenförmig ausgebildet.
• Gemäß einer anderen bevorzugten speziellen Ausführungsform der die Schaufeln aufweisenden Röhre 24 gemäß der Erfindung weist eine mit einer Wandung 50 versehene Rohrleitung gekrümmte Schaufeln 66'auf, wie in Fig. 10 zu sehen ist, die in ähnlicher Weise wie die oben beschriebenen gekrümmten Schaufeln 48 befestigt sind. Die gekrümmten Schaufeln 66 sind im allgemeinen schraubenförmig und mit der Innenseite der Röhrenwandung passend ausgebildet. Die Schaufeln können unter einem Winkel vorzugsweise in dem Bereich von 15 bis 75 ° angeordnet werden. Insbesondere laufen die Schaufeln 66 von einem dickeren Abschnitt 68 nahe der Wandung 50 zu einem dünneren Abschnitt 70 bei den unbefestigten Kanten 72. Die unbefestigten Kanten 72 der gekrümmten Schaufeln 66 weisen kurvenlineare Form auf und fügen sich an die befestigten Kanten der Schaufeln an der wandung 50.
• Gemäß einer anderen bevorzugten speziellen Ausführungsform der Erfindung weist, wie in Fig. 14 gezeigt ist, eine mit Schaufeln versehene Röhre 24, die mit einer Wandung 50 versehen ist, an letzterer befestigte ebene Schaufeln 74 auf.
• Die Schaufeln 74 sind etwa in der Höhenlinie eben und senkrecht zur Längsachse der Röhre angeordnet, wobei die entgegengesetzten unbefestigten Kanten 76 entgegengesetzt zur Längsachse innerhalb eines bevorzugten Neigungswinkelbereichs von 15 bis 75 ° geneigt sind, insbesondere in dem bevorzugten Bereich von 30 bis 60 °. Die Schaufeln 74 sind im allgemeinen halbelliptisch geformt und mit ihren gekrümmten Seiten 76 an der Röhrenwandung 50 befestigt. Die mit den ebenen Schaufeln versehene Rohrleitung 14 wird in einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform 16 gezeigt, bei der sie, wie in Fig. 12, von einer entfernt gelegenen Stelle angetrieben wird. Als besonders zufriebenstellend hat sich ein Winkel von 45 ° für die Schaufeln erwiesen.
• Bei Verwendung und im Betrieb der erfindungsgemäßen Pumpe in irgend einer der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungform kann die die Schaufeln aufweisende höhere 24 selbstverständlich mit irgend einer der oben beschriebenen Antriebseinrichtungen abhängig von der beabsichtigten Verwendung und der vorgegebenen Begrenzung kombiniert werden.
• Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe ist geprüft worden. Sie wies eine gekrümmte Schaufeln aufweisende Röhre mit einem zentrierten Element 10 und einer integralen Antriebseinrichtung 20 auf, wie im folgenden Beispiel allgemein beschrieben wird.
• Beispiel Eine Pumpenantriebsausführungsform gemäß der Erfindung mit einer gekrümmte Schaufeln aufweisenden Röhre, die ein zentriertes Element ähnlich dem in Fig. 8 gezeigten Element aufweist und mit einem Antrieb gemäß dem in Fig. 6 gezeigten, wurde in einen Prüfapparat eingebaut.
• Der Test stellt einen qualitativen Vergleich des erfindungsgemäßen Flügelrades im Verhältnis zu dem HIVE-Flügelrad, einem Flügelrad, das eine Schaufel aufweist, dessen Anstellwinkel mit der Entfernung von der Rotationsachse ansteigt, und einem vierblättrigen Flügelrad, einem Flügelrad, das eine Schaufel mit konstantem Anstellwinkel umfaßt, dav, wobei beide Flügelräder innerhalb einer gleichen Röhre zwecks Drehung in letzterer eingebaut wurden.
• Das vierblättrige Flügelrad war mit einer axial angeordneten stromliniehförmigen tropfenfdrmigen zentralen Radnabe ausgerüstes, die mit ihrem stumpfen Ende stromaufgerichtet war und vier wechselseitige senkrechte Schaufeln aufwies, die sich von der Radnabe zu den Röhrenwandungen erstreokten.
• Die Schaufeln wiesen im allgemeinen rechteckige Form auf und waren unter einem Angriffswinkel von 5 ° zu dem Flüssigkeitsstrom ausgerichtet. Die Gestalt des vierblättrigen Flügelrades lag innerhalb der diemensionierten Parameter einer Niederdruck-Hochströmungspumpe. Der Testapparat war mit der Pumpe ausgerichtet, die in einer Linie zwischen zwei Behältern angeordnet war, in denen der Stand des Wassers, das als Arbeitsflüssigkeit verwendet wurde, auf seinem konstanten lAiveau gehalten wurde. Die verbindende Leitung befand sich im allgemeinen in gerader Linie zwischen den Behältern und war mit Vorrichtungen zum Druckmessen vor und hinter der Pumpe und zum Dessen des Strömungswertes des Wassers versehen. Die Leitung wies einen Durchmesser von etwa 4 inch (10,16 cm) auf, war kreisförmig und wies keine ausgerichteten Flügel auf, noch war sie mit einem ideellen Zugang oder mit einem ideellen Ausström -,sraum versehen.
• Das vierblättrige Flügelrad und die HIVE-Ausfihrungsform wurden bei verschiedenen Flügelradgeschwindigkeiten, Druckhöhen und Strömungswerten getestet und die Werte wurden aufgezeichnet. Zusätzlich wurden der Druck vorund hinter der Pumpe sowie die elektrische Eingangsleistung des Pumpenantriebes gemessen und aufgezeichnet.
• Ein Bereich der gemessenen Druckhöhe im Verhältnis zu dem Strömungswert bei verschiedenen Drehgeschwindigkeiten des Flügelrades ist in Fig. 1 5 dargestellte Der Testapparat war auf die dargestellten Strömungswerte und Druckhöhen begrenzt.
• Ein Vergleich der Flügelradgeschwindigkeit und der Druckhöhe bei gleichem Strömungswert der beiden Plügelrader ist in Fig. 16 dargestellt.
• Ein Ziel des Testes war es, die beiden Flügelräder in überzogenem und nicht überzogenem Zustand in Betrieb zu setzen. Ein Flügelrad wird in überzogenem Zustand betrieben, wenn die Strömung sich von den Schaufeln eher absetzt als daß sie ihrem Umriß folgt. Die von den Schaufeln erzeugte Kraft oder Druckhöhe fällt mit Anwachsen der hotationsgeschwindigkeit bei Auftreten des überzogenen Zustades.
• Wie sich aus beiden Aufzeichnungen der aufgenommenen Werte ergibt, erzeugt das vierblättrige Flügelrad im wesentlichen keinen Druckanstieg beim Ansteigen der Drehgesedwindigkeit, so daß es im wesentlichen in überzpgenem Zustand betrieben wird, während bei gleichen Geschwindigkeiten das HIV3-Flügelrad den überzogenen Zustand erreicht zu haben scheint. Es kann von der konstanten Strömungswertkurve abgelesen werden, daß für ähnliche Flügelraddrehgeschwindigkeiten bei gleichem Strömungswert das HIVE-Flügelrad annähernd 2,5 x die Druckhöhe des herkömmlichen Flügelrades im Bereich der getesteten Druckhöhen ergibt. Zusätzlich zeigt der konstante Strömung wert an, daß bei letzterem eine optimale Druckhöhe und FlUgelradgeschwindigkeit für jedes der Flügelräder nicht erreicht worden ist, da die Kurve keirlen Gipfelpunkt aufweist.
• Von der Eingangsleistung der Pumpe wurden nur grobe Messungen vorgenommen, und letztere sind hier nicht speziell aufgeführt. Ls wurde festgestellt, daß beide Flügelräder ungefähr mit derselben Leistungsfähigkeit betrieben wurden.
• Folgende Schlüsse lassen sich aus den beschriebenen Versuchen ableiten. Die erzeugten ergebnisse zeigen, daß die drehbare Röhrenvorrichtung gemäß der Erfindung wie eine Pumpe vortrefflicher Leistung anzusehen ist, und daß es möglich ist, die Vorrichtung bequem herzustellen und bequem zu betätigen.
• Die IVE-Ausführung leistet eindeutig mehr als die vierblättrige Ausführung beim Wasserpumpen gegen mittelmäßige Druckhöhen. Rückdrehvorrichtungen oder Diffusoren werden zur Verbesserung der Leistung nicht verwendet. Die zurückgewonnene Energie ist in der Flüssigkeit vorhanden oder ist das, was auf Grund geringer Strömungszubringung verloren gegangen ist, obgleich diese im endgültigen Aufbau der nachfolgenden Anpassungen der Erfindung verwendet werden können.
• Wie sich aus der obigen Beschreibung der erfindungsgemäße Pumpe ergibt, ist eine neue Einrichtung zum Ubertragen von Flüssigkeit geschaffen worden. Die Pumpe ist zur Vornahme von Installationen und zum Antrieb mittels verschiedener Verfahren und mittels verschiedener Quellen geeignet. Ihre Konstruktion ist relativ einfach und weist ein Minimum an beweglichen Teilen auf. Die Pumpe weist konstruktiv große Vorteile auf, die von dem eingeschlossenen Flügelrad herrühren. Weitere Vorteile liegen in der im allgemeinen gleichmäßigen Strömungsrichtung in einem minimalen Raum und in dem Minimum an beweglichen Teilen. Die erfindungsgemäße Pumpe ist wirtschaftlich günstig herzustellen, einfach zu betreiben und für ein vielfältiges Anwendungsgebiet geeignet.
• Der Rahmen der Erfindung, der durch die Patentansprüche abgestreckt ist, wird von den speziell dargestellten Ausführungsformen nicht begrenzt.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Plüssigkeitspumpe, dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen innerlich zylindrische Röhre mit einer Anzahl gekrümmter innerer Plügelradschaufeln vorgesehen ist, die an der Röhre zwecks Drehung mit dieser befestigt und für eine Axialbewegung der Flüssigkeit geeignet sind, daß die Flügelradschaufeln in Achsrichtung innerhalb der Röhre angeordnet und gleichmäbig an der wandung der Röhre unter entgegengesetzten Winkeln von der Achse der Röhre aus angeordnet sind, daß die Schaufeln sich von einem dickeren Teil angrenzend an die Röhrenwandung zu einem dünneren Kanten teil hin verjüngen, irn allgeweinen schraubenförmigen Umriß, eine leicht kurvenlinear geformte Kante, die fließend mit der Röhrenwandung zusammenfä@lt, und kt allgemeinem halbelliptische Form aufweisen, daf3 die Röhrenwandung einen Einlaß und einen Auslad und Einrichtungen zum Anschließen des Einlasses und des Auslasses an ein Flüssigkeitsmedium aufweisen, und daß Einrichtungen zum Kuppeln der Röhre mit einer Antriebsvorrichtung vorgesehen sind, die geeignet sind, die Röhre axial zu drehen.

2. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung zylindrisch ist und daß die Ebene der Flügelradschaufel unter einem Winkel zur Achse der Rohrleitung im Bereich von 15 bis 75 a vorzugsweise im Bereich von 30 bis 60 o, angeordnet ist.

3. Flüssigkeitspumpe, dadurch gekennzeichnet, daß eine eine im wesentlichen innere zylihdrische Form aufweisende Röhre mit einer Anzahl innerer Flügelrsdschaufeln vorgesehen ist, die an der Röhre zwecks Drehung mit letzterer befestigt und für eine axial gerichtete Flüssigkeitsbewegung geeignet sind, daß ein stromlinienförmiges zentriertes Element in der Röhre vorgesehen ist, daß die Flüelradschaufeln im wesentlichen gleich, an den Wandungen der Rohre unter entgegengesetzten Winkeln angeordnet sowie an dem zentrierten Element befestigt sind und letzteres tragen, daß das zentrierte Element sich mit der Röhre im Betrieb dreht, daß die Röhre einen Einlaß und einen Auslaß und Einrichtungen zum Anschließen des Einlasses und des Auslasses an ein Flüssigkeitsmedium aufweist, und daß Einrichtungen zum Kuppeln der Röhre mit einer Antriebsvorrichtung vorgesehen sind, die geeignet ist, die Röhre in Achsrichtung zu drehen,

4. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelradschaufeln sich von einem dickeren, an die Rohrleitungswandung angrenzenden Teil zu einem dünneren Kantenteil, der an de zentrierten Element befestigt ist, hin verjüngen, daß die J?lügelradschaufeln im allgemeinen halbelliptische Form, schraubenförmigen Ümriß und eine sanft kurvenlineare Kante aufweisen, die die Rohrleitungswandung und das zentrierte Element verbindet und daß letzteres im allgemeinen zylindrische Forni aufweist und sich an beiden bonden zu einer Konusform derart verjüngt, daß die sonden mit der Achse der Rohrleitung in Ausrichtung befindliche Punkte aufweisen.

5. Flüssigkeitspumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anschließen der Rohrleitung an die Flüssigkeit Lagerglie-er um ihren Umfang zum Halten der Rohrleitung im wesentlichen in einer Linie mit der Zuleitung, die dieFlüssigkeit und den Trager für die Axialdrehung der Rohrleitung verbindet, aufweist, daß Dichtungsglieder rund um die @ohrleitung vorgesehen sind, um die Plüssigkeit innerhalb der Rohrleitung und der Zuleitung zu halten, daß strömungsausrichtende Glieder innerhalb des Abschnitts der Zuleitung vorgesehen sind, der die Rshrleitung mit dem Flüssigkeitsmedium verbindet und daß der Einlaß und der Auslaß der Rohrleitung die strömungsausrichtenden Glieder aufweist.

6. Flüssigkeitspumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Fer@kuppeln der Rohrleitung mit der Antriebseinrichtung für eine Drehung der itohrleitung in Achsrichtung vorgesehen ist, daß die Antriebseinrichtung eine Kraftmaschine, einen Motar oder eine Turbine aufweist, daß die Rohrleitung ein auagedehntes Flanschglied an ihrem Umfang aufweist, das geeignet ist, eine verbindende Vorrichtung aufzunehmen, daß die Antriebseinrichtung ein Radnabenglied aufweist, das an seinem Ausstoßglied zwecks geeigneter Aufnahme der Verbindungavorrichtung befestigt ist und daß das Flanschglied der aohrleitung und die Radnabe der Antriebseinrichtung mittels der beide umschließenden Verbindungsvorrichtung verbunden sind.

7, Flüssigkeitspumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Rohrleitung mit der Antriebsvorrichtung, die für eine Drehung der Rohrleitung in Achsrichtung geeignet ist, direkt kuppelnde Einrichtung vorgesehen ist, daß die Antriebseinrichtung einen Motor, eine Kraftmaschine oder eine Turbine aufweist, daß die Rohrleitung an ihrem Umfang ein ausgedehntes flanschglied mit einem zur tbertragung einer Rollbewegung angepaßten Ubersetzungsgetriebe aufweist, daß die Antriebseinrichtung ein Radnabenglied aufweist, das - an ihrem Auslaßglied, das an ein Übersetzungsgetriebe zum Ubertragen einer Rollbewrgung angepaßt ist, befestigt ist und daß das Flanschglied der Rohrleitung und das Radnabenglied der Antriebseinrichtung für ein Angreifen miteinander wirksam angeordnet sind.

8o Flüssigkeitspumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum integralen Kuppeln der Rohrleitung mit der Antriebseinrichtuns, die an die Drehung der Rohrleitung in Achsrichtung angeps ist, vorgesehen ist, daß eine Antriebseinrichtung einen rotor, eine Pumpe oder eine Turbine und einen Durchlaß entlang der Achse des Antriebsgliedes aufweist, um die Rohrleitung wirksam aufzunehmen, zu halten, zu befestigen und in Achse richtung zu drehen.

9. Flüssigkeitspumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl drehbarer Rohrleitungen vorgesehen ist,- die in reihe in einem Flüssigkeitskreislauf geschaltet sind, und daß die Rohrleitungen in entgegengesetzten Richtungen drehbar sind.

10, Flüssigkeitspumpe, gekennzeichnet durch eine Konstruktion, die im wesentlichen für einen Betrieb geeignet ist, wie er sich insbesondere aus den beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen ergibt, L e e r s e i t e