DE2538162B2

DE2538162B2 - Ansaugvorrichtung für eine Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE2538162B2
Application number: DE2538162A
Authority: DE
Inventors: Akihiko Agata; Tomomitsu Hamaguchi; Akira Oyamada; Toshiaki Tsutsui
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1975-03-13
Filing date: 1975-08-27
Publication date: 1979-04-26
Also published as: FR2303975A1; CH606804A5; SE418890B; NL175093C; NL7509973A; IT1043574B; BR7507097A; GB1523893A; NL175093B; SE7509953L; DE2538162A1; DE2538162C3; CA1041834A; FR2303975B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ansaugvorrichtung für eine Kreiselpumpe der im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Art.

Bei einer derartigen Kreiselpumpe für hydraulische Medien ist es bekannt, zur Verbesserung des Wirkungsgrades, insbesondere bei großer Förderhöhe, ein axiales Vorlaufrad vorzusehen. Dadurch wird die Ansaugcharakteristik verbessert Ein derartiges Axialvorlaufrad hat jedoch den Nachteil, daß ein starkes Pulsationsgeräusch in dem Ansaugrohr bei Teiilastbetrieb auftreten kann. Diese Pulsation wird erhöht, wenn der Ansaugdruck der Pumpe verringert wird, bis ein Stoß in dem Ansaugrohr auftritt, der zu Schäden an dem Rohr führen kann. Die Pulsation bei Teillastbetrieb ergibt sich auch dadurch, daß die Auslegungsmenge des Vorlaufrades gewöhnlich etwa dreimal größer als die des Hauptlaufrades gewählt wird und dadurch der Gegenstrom im Bereich des Vorlaufrades bei Teillastbetrieb erheblich ansteigt Um diesen Nachteil wenigstens teilweise auszuschalten, wurde die Auslegungsmenge des Vorlaufrades auf einen Wert reduziert, der etwa 1,0- bis 2mal so groß ist wie die Auslegungsmenge des Hauptlaufrades.

Die DE-OS 19 31 527 zeigt für Kreiselpumpen eine Ansaugvorrichtung mit einer konischen Kammer, die vom Einlaß zum Auslaß hin konvergiert wobei das äußere Ende der Axialschaufel bei der Drehung einen Kegel bestimmt, dessen Konizitätswinkei im wesentlichen gleich dem der konischen Kammer ist. Die Axialschaufel hat einen aerodynamischen Schlitz, eine aerodynamische Klappe oder einen aerodynamischen Hilfsflügel. Hierdurch sollen zwei Vorteile erreicht werden. Erstens soll die konvergierende Art der Strömung das Hohlraumbildungsverhalten der Ansaugvorrichtung, insbesondere an den Spitzen oder äußeren Enden der Schaufel, wo die Gefahr der Hohlraumbildung am größten ist, verbessern. Zweitens soll ermöglicht werden, daß die Ansaugvorrichtung tür eine abnehmende axiale Geschwindigkeit und infolgedessen für ein abnehmendes Niveau der kinematischen Energie am Einlaß der Ansaugvorrichtung ausgebildet wird.

Dadurch soll die bekannte Pumpe in jedem Betriebsstadium einen minimalen Geräuschpegel aufweisen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, an der Einlaßseite bzw. im Bereich des Vorlaufrades, das Auftreten von Geräuschen, und zwar

ίο über den gesamten Arbeitsbereich der Kreiselpumpe, auszuschalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 vorgeschlagen.

Gemäß DE-OS 15 28 836 ist zwar vorgesehen, daß der Schaufelwinkel in Bezug auf eine quer zur Drehachse des Rades liegende Ebene längs der Nabe ansteigt, doch soll hierdurch nur die Pumpe mit höherer Geschwindigkeit betrieben und eine größere Strö-

^r>'i mungsabgabe erhalten werden können, ohne daß am Pumpeneingang Kavitation bzw. Hohlraumbildung auftritt. Die US-PS 33 84 022 beschreibt eine Kreiselpumpe, bei der die Auslegungsmenge des Vorlaufrades 2,5- bis 4mal größer ist als die des Hauptlaufrades und

5^r> bei der vor dem Vorlaufrad an dem Gehäuse eine Blende vorgesehen ist, doch soll hierbei lediglich die Bildung eines Gegenstroms unterbunden werden. Dieses ist besonders deshalb wichtig, da das Verhältnis der Auslegungsmengen groß gewählt ist und in

*>o spezieller Weise gebogene Eingangsleitschaufeln vorgesehen sind, die die Strömung in Drehung versetzen sollen. Hierbei ist das Problem der Geräuschminderung nicht angesprochen.

Durch die Blende bei der erfindungsgemäßen Pumpe

*>"> wird der Vorteil erreicht, daß der Gegenstrom genau auf den Bereich des Vorlaufrades bzw. den unmittelbar vor diesem liegenden Bereich begrenzt werden kann. Die Erzeugung der Strömungsmittelpulsation und damit

das Geräusch in dem Ansaugrohr wird über den gesamten Arbeitsbereich der Kreiselpumpe verhindert Die Begrenzung des Gegenstroms kann durch eine Blende zwischen dem Pumpenansaugteil des Pumpengehäuses und dem Ansaugrohr erfolgen. Alternativ besteht die Möglichkeit, daß eine Hülst mit einem Ende an dem äußeren Umfangsrand des Vorlaufrades befestigt ist und das gegenüberliegende freie Ende der Hülse zur Bildung einer Blende nach innen gebogen ist. Dadurch, daß der Durchmesser der hinteren Schaufel kleiner ist als der Außendurchmesser der vorderen Schaufel des Vorlaufrades wirkt die vordere Schaufel als zusätzliche Sperre, die den Gegenstrom daran hindert, in das Pumpenansajgrohr zu gelangen, was ebenfalls zu einer Verhinderung der Strömungsmittelpulsation in dem Ansaugrohr beiträgt und gleichzeitig das Auftreten von Geräuschen während des Betriebes der Kreiselpumpe zuverlässig verhindert

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen de^r Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, die anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 und 2 jeweils einen Längsschnitt zweier Kreiselpumpen mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Ansaugvorrichtung.

Gemäß der beiden Figuren ist innerhalb eines Pumpengehäuses 10 auf einer Welle 12 ein Hauptlaufrad 14 angeordnet. In Strömungsrichtung vor dem Hauptlaufrad 14 ist koaxial ein Vorlaufrad 16 angeordnet, dessen Auslegungsmenge etwa 1,0- bis 2mal so groß ist wie die des Hauptlaufrades 14. Diese Auslegungsmenge des Vorlaufrades 16 ermöglicht es, das Auftreten eines Gegenstroms in dem das Vorlaufrad umschließenden Einlaßleil der Kreiselpumpe zu verhindern, wenn die Pumpe derart betrieben wird, daß die Strömungsmenge etwas größer als die Auslegungsmcnge des Vorlaufrades 16 h,t, so daß das Auftreten von Kavitation verhindert wird.

Bei der Kreiselpumpe gemäß Fig. 1 ist eine Blende 22 zwischen dem Pumpenansaugteil 18 und dem Ansaugrohr 20 angeordnet. Die Blende 22 dient dazu, den Gegenstrom, der entlang der nach innen weisenden Oberfläche des Pumpenansaugteils 18 erzeugt wird, daran zu hindern, das Ansaugrohr 20 zu erreichen, wodurch ein durch den Gegenstrom hervorgerufenes Geräusch verhindert wird.

Bei der Kreiselpumpe gemäß F i g. 2 ist eine Hülse 26 vorgesehen, die mit einem Ende an dem äußeren Umfangsrand einer vorderen Axialschaufel 16a befestigt ist und deren gegenüberliegendes, freies Ende zur Bildung einer Blende 28 nach innen gebogen ist. Die Anordnung der Blende 28 vor der Ansaugseite des Vorlaufrades 16 und deren Befesligung an diesem machen es möglich, den Gegenstrom, der gn der Seite des Hauptlaufrades 14 erzeugt wird, im Bereich einer hinteren Schaufel 166 umzulenken und damit den Gegenstrom auf diesen Bereich zu beschränken, sowie den innerhalb der vorderen Schaufel 16a erzeugten Gegenstrom aufgrund der Wirkung der Blende 28 der Hülse 26 in die Hülse 26 hinein umzulenken. Durch diese erzwungene Umlenkung des Gegenstroms wird eine Pulsation des Strömungsmitiels in dem Ansaugrohr verhindert Durch die gewählte Auslegungsmenge des Vorlaufrades wird zusätzlich eine Geräuschminderung erreicht

Bei der Kreiselpumpe gemäß F i g. 1 sind die beiden Stufen des Vorlaufrades Vorlaufrades 16 gezeigt, die durch die vordere Axialschaufel 16a und die hintere Axialschaufel 166 gebildet sind und einen unterschiedlichen Neigungswinkel haben. Der Neigungswinkel der vorderen Schaufel 16a an der Einlaßseite ist extrem klein, während der Neigungswinkel der hinteren Schaufel 16Z? groß ist Vorzugsweise ist ein Spalt C zwischen dem äußeren Umfang der vorderen Schaufel 16a und der nach innen weisenden Oberfläche des Pumpenansaugteils 18 so klein wie möglich gewählt. Ein axialer Abstand / zwischen der vorderen Schaufel 16a

2^r> und der hinteren Schaufel 16b ist 0,05- bis 0,15mal kleiner als der Durchmesser D der Axialschaufeln des Vorlaufrades 16. Um den axialen Abstand / genau festlegen zu können, wird die vordere Schaufel 16a getrennt von der hinteren Schaufel 16b hergestellt und ist lösbar mit letzterer verbunden. Wenn das von der vorderen Schaufel 16a in den Pumpenansaugteil 18 eingeleitete Strömungsmittel einen Gegenstrom zwischen der hinteren Schaufel 16/j und dem Hauptlaufrad 14 erzeugt, kann der Gegenstrom in den Raum zwischen der vorderen Schaufel 16a und der hinteren Schaufel 16b gesaugt werden, wodurch eine Umlenkung des Strömungsmittels eintritt. Auch hierdurch wird ein durch den Gegenstrom verursachtes Geräusch in einem weiten Lastbereich der Kreiselpumpe verhindert.

w Bei der Kreiselpumpe gemäß Fig. 2 ist der Außendurchmesser Eh der hinteren Schaufel 16Λ kleiner als der Außendurchmesser D\ der vorderen Schaufel 16a, wodurch der Gegenstrom in einen Raum gesaugt wird, der zwischen den beiden Schaufeln liegt. Auch

4^r> dieses verursacht eine Geräuschverminderung. Gemäß F i g. 2 ist das Vorlaufrad 16 mit den Schaufeln 16a und 16b einstückig hergestellt. Die Differenz der Außendurchmesser D_x-D₂ = (0,03 bis0,1) D,.

Durch die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 und 2

w ist es möglich, alle Arten von Gegenströmen auf den Bereich des Vorlaufrades 16 zu begrenzen und dies über alle Lastbereiche zu ermöglichen. Auf diese Weise ergibt sich die Geräuschausschaltung für alle Lastbereiche gleichermaßen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ansaugvorrichtung für eine Kreiselpumpe, bestehend aus einem Gehäuse, einer in diesem gelagerten Welle, einem auf dieser befestigten Hauptlaufrad und einem ebenfalls auf dieser befestigten Axialvorlaufrad mit mindestens zwei Axialschaufeln, die so ausgebildet und angeordnet sind, daß die Auslegungsmenge des Vorlaufrades etwa 1,0- bis 2mal so groß wie die Auslegungsmenge des Hauptlaufrades ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung vor den Axialschaufeln (16a, 166Jl eine Blende (22, 28) angeordnet ist, die Axialschaufeln (16a, 16fc) mindestens zwei Stufen mit einer vorderen Schaufel (16a,) an der Einlaßseite und einer hinteren Schaufel (16b) bilden und der Neigungswinkel der vorderen Schnufe! kleiner als der der hinteren Schaufel ist, um einen Gegenstrom, der durch die Drehung des Hauptlaufrades (14) erzeugt wird, durch die hintere Schaufel (iSb) anzusaugen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (22) zwischen dem Pumpenansaugteil (18) des Pumpengehäuses (10) und dem Ansaugrohr (20) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülse (26) mit einem Ende an dem äußeren Umfangsrand des Vorlaufrades (16) befestigt ist und das gegenüberliegende freie Ende der Hülse (26) zur Bildung einer Blende (28) nach innen gebogen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (C) zwischen dem äußeren Umfang der vorderen Schaufel (16a,) und der nach innen weisenden Oberfläche des Pumpenansaugteils (18) so klein wie möglich ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein axialer Abstand (I) zwischen der vorderen Schaufel (16a^ und der hinteren Schaufel (16^0,05- bis 0,15mal kleiner als der Durchmesser (D) von Axialschaufeln von gleichem Durchmesser ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Schaufel (16a,) getrennt von der hinteren Schaufel (i6b) hergestellt und lösbar mit dieser verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (Di) der hinteren Schaufel (166,) kleiner als der Außendurchmesser (D\) der vorderen Schaufel (16a; ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Außendurchmesser (Di) der vorderen Schaufel (16a,) und der Außendurchmesser (Di) der hinteren Schaufel (166; durch die Beziehung D^-D₂ = (0,03 bis 0,1) D\ bestimmt ist.