DE2900095A1

DE2900095A1 - Axialpumpen

Info

Publication number: DE2900095A1
Application number: DE19792900095
Authority: DE
Inventors: Hugh Douglas Nelson
Original assignee: Mono Pumps Ltd
Current assignee: NOV Process and Flow Technologies UK Ltd
Priority date: 1978-01-06
Filing date: 1979-01-03
Publication date: 1979-07-19
Also published as: DK5079A; AT360345B; JPS54101502A; SE7900078L; NL7900114A; GB2012361A; ZA787315B; FR2414129A1; DK147187B; BR7900053A; CS207738B2; DK147187C; ATA9979A; GB2012361B; IN150721B

Description

2300095

Firma MONO PUMPS LIMITED,

Arnfield Works, Audenshaw, Manchester / Grossbritannien

Axialpumpen

Die Erfindung betrifft Axialpumpen und Pumpen mit gemischter Durchflussrichtung, bei denen der Flüssigkeitsstrom nur teilweise axial gerichtet ist.

Derartige Pumpen sind entweder einstufige Pumpen oder mehrstufige Pumpen, bei denen die Stufen in axialer Richtung miteinander fluchten, wobei ein die Stufen umgebender Mantel das Pumpgehäuse bildet. Die Stufe bzw. die Stufen bestehen jeweils aus einer Pumpeinheit, die einen Rotor bzw. ein Flügelrad aufweisen. Der Rotor drückt die Flüssigkeit in einen mit Flügeln versehenen Stator, mit dessen Hilfe der Flüssigkeitsstrom wieder axial oder nahezu axial zum Gehäuse ausgerichtet und verlangsamt wird, um mindestens einen Teil seiner Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie umzuwandeln.

In den beiliegenden Figuren 1 und 2 ist ein Äusführungsbeispiel einer bekannten einstufigen Axialpumpe dargestellt. Figur 1 zeigt einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel, während im oberen Teil der Figur 2 zwei benachbarte Flügel des in Figur

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gezeigten Stators und die zugehörigen Strömungslinien dargestellt sind. Der untere Teil der Figur 2 zeigt die Hälfte eines Aufrisses des oberen Teiles dieser Figur.

Die bekannte in den Figuren 1 und 2 dargestellte Pumpe weist ein Gehäuse auf, das durch einen sich nach aussen erweiternden Einlass-Schurz 7, einen rohrförmigen Diffusorabschnitt 8 und einen Zwischenabschnitt 9 gebildet wird, der einen Rotor 10 und einen Stator 11 umschliesst. Der Rotor 10 ist mit einer Antriebswelle 12 verkeilt, die von einem unteren Lager 13 und einem oberen Lager 14 gehalten wird. Der Diffusorabschnitt 8 bewirkt eine Zerstreuung der ausströmenden Flüssigkeit aufgrund seiner Divergenz in der Strömungsrichtung und der in der gleichen Richtung gegebenen Konvergenz eines Fortsatzes 15 des Lagers'14.

Axialpumpen dieser Art sind in vieler Hinsicht zufriedenstellend. Jedoch treten wesentliche Energieverluste aufgrund der Kavitation und/oder den Turbulenzen innerhalb des Stators auf. Dies ist teilweise mit den Strömungslinien 16 dargestellt, die zwischen einem Paar benachbarter Flügel 17 auftreten. Teil 18 zeigt die vorhandene Neigung für eine Umkehrung der Durchflussrichtung an, die die Ursache für die Entstehung von Kavitation und Turbulenzen ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die oben angesprochene Schwierigkeit zu beseitigen.

Ausgehend von einer Axialpumpe oder einer Pumpe mit zum Teil axialer Durchflussrichtung, bei der der Stator gegenüberliegende, den Einlass und den Auslass bildende Endflächen, eine mittig angeordnete Befestigungsnabe und eine Vielzahl von Flügeln aufweist, die sich in radialer Richtung von der Befestigungsnabe weg erstrecken, wobei die zugeordneten Flächen

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von jedem benachbarten Paar von Flügeln einen Strömungsmittel-Durchgang bestimmen, der sich von der einlasseitigen Endfläche des Stators zur auslasseitigen Endfläche des Stators erstreckt, wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Strömungsmittel-Durchgang einen ersten Abschnitt aufweist, der sich von der einlasseitigen Endfläche 20 geradlinig und in divergierender Weise weg erstreckt und dann tangential in einen gebogenen zweiten Abschnitt 23 übergeht, der an der auslasseitigen Endfläche endet und im wesentlichen senkrecht zu dieser Fläche steht.

In den UnteranSprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, anhand der beiliegenden Figuren 3 bis 6 erfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. In diesen Figuren stellen dar:

Figur 3 eine der Figur 2 entsprechende Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung und

Figuren

4 bis 6 weitere Ausführungsformen der Erfindung.

Es wird Bezug auf Figur 3 genommen. Ein Paar benachbarter Statorflügel 19 erstreckt sich' zwischen einer einlasseitigen Endfläche 20 und einer gegenüberliegenden auslasseitigen Endfläche

21. Die Achse des Strömungsmittel-Durchganges verläuft geradlinig, wobei die den Strömungsmittel-Durchgang bildenden Flächen

22, die sich von der Endfläche 20 erstrecken, ebenfalls geradlinig verlaufen, aber unter einem geeigneten Diffusionswinkel, der etwa zwischen 2 und 8° schwanken kann, divergieren, um einen wirksamen geradlinigen Diffusor zu bilden, bei dem die Umwandlung der Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie maximal ist. Nachdem diese Energieumwandlung stattgefunden hat, wird

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die Strömungsrichtung aufgrund der Tatsache geändert, dass die geradlinigen Oberflächen 22 tangential in einen gebogenen Abschnitt 23 münden, der an der auslasseitigen Endfläche 21 endet.

Bei diesem Stator kann das Strömungsbild der das Flügelrad verlassenden Flüssigkeit, wie es mit den Strömungslinien 24 angedeutet ist, als eine Gruppe von geraden Linien angesehen werden, die tangential zu den Spitzen der Rotorflügel am auslasseitigen Ende des zugehörigen Rotors verlaufen.

Figur 4 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen zwischengeschalteten Stator in einer mehrstufigen Pumpe. Die gestrichelten Linien 25 veranschaulichen die geradlinigen, jedoch divergierenden Abschnitte der Strömungsmittel-Durchgänge, die tangential in gebogene Abschnitteübergehen, die an der auslassseitigen Endfläche 26 enden.

Figur 5 zeigt eine der Figur 4 ähnliche Darstellung bei einem auslasseitigen bzw. stromabwärts angeordneten Stator, der abgesehen von den im wesentlichen anhand der Figur 3 beschriebenen Eigenschaften im Hinblick auf die Korrektur des Strömungsmitteldurchflusses auch als Enddiffusor wirkt, so dass auf die in Figur 2 mit den Bezugszeichen 8 und 15 versehenen Teile zur Erzeugung der Diffusion verzichtet werden kann. In Figur 5 ist mit gestrichelten Linien 27 die geradlinigen,jedoch divergierende Form des Eintrittsendes eines Zwischenflügel-Durchganges dargestellt, der in tangentialer Richtung in gekrümmte Abschnitte ausläuft, die an der auslasseitigen Endfläche 28 enden.

Figur 6 zeigt eine zu den Figuren 4 und 5 ähnliche Ansicht, wobei die Anwendung der Erfindung auf eine Pumpe mit seitlichem Auslass dargestellt ist. Wie zuvor ist mit gestrichelten Linien 29 der Verlauf benachbarter Flügel dargestellt, die sich gerad-

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linig, aber in divergierender Weise von der einlasseitigen Endfläche 30 weg erstrecken und dann tangential in gekrümmte Abschnitte auslaufen, die an der auslasseitigen Endfläche 31 enden.

Ein Vergleich der Figuren 4 und 5 ergibt, dass bei der Ausführungsform der Figur 4 der maximale Querschnitt der Kanäle in dem Bereich auftritt, in dem die geradlinig verlaufenden, jedoch divergierenden Abschnitte des Durchganges in die gekrümmten Abschnitte übergehen, während in Figur 5 der maximale Querschnitt der Kanäle an der auslasseitigen Endfläche des Stators auftritt.

In den Figuren 4 und 5 liegen die einlasseitige und die auslassseitige Endfläche des Stators parallel, während in Figur 6 diese Endflächen zueinander geneigt sind.

Es sind noch weitere Abwandlungen der Erfindung möglich. So können z.B. die Wandungen des geradlinig verlaufenden Abschnittes des Durchganges in einer gekrümmten Weise, etwa nach Art einer Glocke oder einer Trompete, divergieren.

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Leerseite

Claims

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Firma MONO PUMPS LIMITED,

Arnfield Works, Audenshav;, Manchester / Grossbritannien

Ansprüche:

f 1 ..) Axialpumpe oder Pumpe mit zum Teil axialer Durchflussrichtung, bei der der Stator gegenüberliegende, den Einlass und den Einlass bildende Endflächen, eine mittig angeordnete Befestigungsnabe und eine Vielzahl von Flügeln aufweist, die sich in radialer Richtung von der Befestigungsnabe weg erstrecken, wobei die zugeordneten Flächen von jedem benachbarten Paar von Flügeln einen Strömungsmittel-Durchgang bestimmen, der sich von der einlasseitigen Endfläche des Stators zur auslasseitigen Endfläche des Stators erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsmittel-Durchgang einen ersten Abschnitt (22) aufweist, der sich von der einlasseitigen Endfläche (20) geradlinig und in divergeriender Weise weg erstreckt und dann tangential in einen gebogenen zweiten Abschnitt (23) übergeht, der an der auslasseitigen Endfläche (21) endet und im wesentlichen senkrecht zu dieser Fläche steht.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile der Flügel (19), die den ersten Abschnitt (22) des Durchganges bestimmen, sich geradlinig von der einlassseitigen Endfläche (20) weg erstrecken.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Divergenzwinkel des ersten Abschnittes (22) eines jeden Durchganges oder Kanales des Stators im Bereich von 2 bis 8° liegt.

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BAD ORIGINAL
4. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Querschnitt eines jeden
Durchganges durch den Stator an dem Ort auftritt, an dem
sein erster Abschnitt (22) in seinen zweiten Abschnitt
(23) übergeht.
5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Querschnitt eines jeden Durchganges an der auslasseitigen Endfläche (21) des Stators auftritt.

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