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Verfahren zur Erhöhung der Saugfähigkeit von Kreiselpumpen. Die Aufgabe,
die Saugfähigkeit von Kreiselpumpen zu erhöhen, suchte man bisher dadurch zu lösen,
daß die Förderflüssigkeit, also in der Regel 'Wasser, dem Saugmund des Laufrades
zugeführt wurde, um dort nach Art eines Injektors das anzusaugende Wasser mitzureißen.
Durch diese Vorschläge wird jedoch meist die Saugfähigkeit der Pumpe verringert,
da das hilfsweise zugeführte Wasser einen Teil des Saugmundquerschnittes für sich
beansprucht und so die von der Größe des .Eintrittsquerschnittes abhängige Schluckfähigkeit
vermindert.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Laufschaufelkanäle
in der Nähe der Laufradmündung nur zu einem Teil mit Förderwasser gefüllt sind.
Das hier durch den Laufradkanal strömende Wasser legt sich mehr oder weniger eng
gegen den die. Förderenergie übertragenden Schaufelrücken, während in der Nähe der
anderen, rückwärtigen Schaufelseite ein durch wirbelndes Wasser ausgefüllter Hohlraum
entsteht, der sich besonders bei Pumpen, die mit größerer Saughöhe arbeiten, nach
innen bis zum Saugmund fortsetzen kann. Hierdurch verschlechtert sich die Saugfähigkeit
der Pumpe erheblich.
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Dieser Übelstand wird erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß die Laufschaufelkanäle
in der Nähe ihrer Umfangsmündung zusätz= lieh mit Förderflüssigkeit aufgefüllt werden.
Dies kann entweder dadurch erfolgen, daß durch besondere Leitungen dem Laufradschaufelkranz
in der Nähe der Mündung Wasser mit höherem Druck zugeführt wird, das dann mit dem
von der Pumpe geförderten Wasser durch die Druckleitung abströmt. Es kann aber auch
die Vollfüllung -der Laufradschaufelkanäle am Austritt dadurch dauernd gewährleistet
werden, daß hier .eine Kreisströmung erzeugt wird, die sich mit dem Förderstrom
an der Austrittsstelle der Laufradschaufelung vereinigt. In sehr einfacherWeise
läßt sich diese Kreisströmung durch an sich bekannte zusätzliche Pumpen erzeugen,
die mit dem Pumpenlaufrad zusammenhängen und erfindungsgemäß in der Nähe des Laufradkranzes
liegen. Wird der Saugmund dieser Pumpen in die Spaltkammern gelegt, derart also,
daß die Zusatzpumpen das Spaltwasser dauernd im Kreise fördern, so ergibt sich hierdurch
noch der wesentliche Vorteil, das Laufrad in besonders einfacher Weise vom AYialschub
entlasten zu können.
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Einige der zahlreichen möglichen Ausführungsformen des Erfindungsgedankens
sind als Beispiele auf der Zeichnung schematisch im Teillängsschnitt veranschaulicht,
und zwar nur solche mit Zusatzkreiselpumpen am Laufradumfang, jedoch sei ausdrücklich
bemerkt, daß sich die Erfindung nicht auf diese besondere Ausführungsform. beschränkt,
sondern Vorrichtungen jeder Art umfaßt, welche den Laufschaufelkanal am Umfang des
Laufrades
zusätzlich mit der Förderflüssigkeit auffüllt.
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Abb. i zeigt ein Kreiselpumpenlaufrad mit Zusatzpumpen, umgeben von
der Gehäusewandung.
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Abb. 2 stellt eine etwas geänderte Form der Zusatzpumpen in Verbindung
mit Hilfswasserzuführung dar.
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Abb.3 veranschaulicht ein einseitig offenes Laufrad mit nur auf der
anderen Seite liegender Zusatzpumpe.
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In den durch Abb. i dargestellten Beispielen sitzt ein Laufrad i auf
der Welle a. Das Wasser tritt in das Laufrad durch den Saugmund 3 ein, der gegenüber
der Druckseite in üblicher Weise durch einen Schleifrin-4 abgeschlossen ist. Die
Rückseite des Laufrades trägt zum Ausgleich des Axialschtibes einen entsprechenden
Schleifring 5, so daß der nach der Welle hin liegende Teil der Spaltkammer 6 durch
Bohrungen 7 mit dem Saugmund 3 in Verbindung gesetzt werden kann. Das bei 3 in das
Laufrad strömende Wasser wird durch die Laufradschaufelung dem Spiralgehäuse 8 zugedrückt.
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Um nun die Schaufelkanäle des Laufrades besonders in der Gegend 9
des Laufradumfanges stets mit Wasser gefüllt zu halten und dadurch die Saugfähigkeit
der Pumpe wesentlich zu steigern, sind in dem Beispiel der Abb. i in den beiden
Seitenwänden des Laufrades Zusatzpumpenschaufeln io, i i angebracht, die sich in
der Gegend g des Laufrades mit der Hauptschaufelung vereinigen, deren Saugmund i
o', i i' jedoch in den Spaltkammern 6, 1 s liegt. Diese Spaltkammern sind mit Druckwasser
gefüllt, das durch den, wenn auch engen, Spalt 13 zwischen dem Laufradumfang und
dem Gehäuse eindringt. Dieses Spaltwasser wird nun mittels der Pumpen i o, i i zum
Auffüllen der Schaufelkanäle bei 9 benutzt, wobei sich das bei io', ii' abgesaugte
Wasser dauernd durch neues Wasser ergänzt, welches durch den Umfangsspalt 13 zuströmt.
Es entstehen somit in dem dargestellten Beispiel neben der Hauptförderströmung zwei
Kreislaufströmungen, die sich an der Stelle g des Laufradschaufelkran.zes mit der
Hauptströmung vereinigen. Die Kreisringpumpen, die gegebenenfalls durch einfache,
zweckmäßig schräge Bohrungen in den Seitenwandungen des Laufrades ersetzt werden
können, werden also in diesem Beispiel durch Zulaufdruck aufgefüllt.
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In Abb.2 ist eine Ausführung der Zusatzkreisringpump.en i o, i i dargestellt,
die noch wirksamer ist als die nach Abb. i. Der Laufradumfang ist hierbei zur besseren
Unterbringung der Kreisringpumpen io, ii bei 1¢, 15 ringförmig verdickt, und zugleich
ist der Saugmund io', i i' der Zusatzpumpen so gelegt, daß ein noch gleichmäßigeres
Auffüllen der Pumpen durch das Spaltwasser gewährleistet wird.
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Durch die Anordnung derartiger Zusatzpumpen i o, i i erreicht man
ferner, daß der Druck in den Spaltkammern 6, 12 wesentlich geringer wird als bei
den üblichen Pumpen. Dieser Überdruck kann bei richtiger Ausbildung der Pumpen fast
auf Null sinken, da das Spaltwasser fast vollständig durch die Zusatzpumpen aufgenommen
wird. Das Laufrad selbst verliert hierdurch vollständig oder nahezu seinen Axialschub,
so daß etwa noch vorhandene oder sich zeitweise einstellende Axialkräfte durch ein
einfaches Kugellager aufgenommen werden können und die umständliche Vorrichtung
zur selbsttätigen Ausgleichung des Axialschubes in Fortfall kommen kann.
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Die Auffüllung der Laufradschaufelkanäle in der Umfangsgegend 9 kann
nun auch entweder für sich oder, wie dies Abb: 2 zeigt, in Verbindung mit den Kreisniaigpumpen
i o, ii durch besondere- Wasserzuführung erreicht werden. Zu diesem Zweck können
im Gehäuse 16 Leitungen 17 vorgesehen sein, die entweder durch Rohranschlüsse 18
von außen öder durch Bohrungen i 9 von der Druckseite der Pumpe, beispielsweise
vom Spiralgehäuse, Druckwasser den Spaltkammern bzw. dem Laufradschaufelkranz 9
zuführen. Zweckmäßig sind in den Leitungen Ventile o. dgl. vorgesehen, um die Menge
des Hilfswassers zu regeln.
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Abb.3 zeigt, daß gegebenenfalls auch nur auf einer Seite des Laufrades
eine Zusatzkreisringpumpe vorgesehen werden kann, die das Spaltwasser aus der Kammer
6 der Stelle 9 der Hauptschaufeln zuführt. Die gegenüberliegende Wandung des Laufrades
i kann, wie diese Abbildung ferner zeigt, auch fortbleiben. Sämtliche Beispiele
stellen einstufige Kreiselpumpen dar, jedoch können auch mehrstufige Pumpen in gleicher
Weise durchgebildet werden, was auch schon zur Beherrschung des sonst auftretenden
.erheblichen Axialschubes besonders vorteilhaft ist.