DE2757952C2 - Selbstansaugende Kreiselpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstansaugende Kreiselpumpe mit mindestens einer vollbeaufschlagten Kreiselstufe mit horizontaler Welle und einer außerhalb des Hauptförderstroms auf derselben Welle drehfest angeordneten Entlüftungsstufe in Seitenkanal- oder I-Hissigkeitsringpumpcnbauart, deren Förderung im Normalbetrieb der Pumpe gesperrt sein kann und deren Saugseite über einen ständig offenen Durchlaß mit einem ersten, saugseitigen Bereich der vollbeaufschlagti η Stufe verbunden ist. in welchem sich abzusaugendes Gas sammelt.

Man ordnet die Entlüftungsstufe in bekannten Pumpen meist so an, daß sie auch bei Normalbetrieb, wenn also keine Gasförderung erforderlich ist, von einem Flüssigkeitsstrom durchflossen ist. Jedoch gibt es bekannte Anwendungsfälle, in denen der Förderstrom der Entlüftungsstufe im Normalbatrieb zwangsweise gesperrt wird, sobald die Gasförderung endet. Dies ist beispielsweise der Fall bei einer in die Atmosphäre fördernden Entlüftungsstufe, auf deren Druci seite ein

ίο Schwimmerventil vorgesehen ist, oder bei einer in den Druckstutzen der Pumpe fördernden Entlüftungsstufe, die durch ein Rückschlagventil an der Druckseite der Entlüftungsstufe gesperrt wird, wenn die Gefahr besteht, daß die Enüüftungsstufe wegen größerer

■ i Förderhöhe der vollbeaufschlagten Kreiselstufe im Normalbetrieb rückwärts durchströmt wird. Bei einer solchen Sperrung der Entlüftungsstufe im Normalbetrieb führt jedoch die in der Entlüftungsstufe aufgrund deren dauernden Antriebs umgesetzte Leistung zu einer

μ Temperaturerhöhung. Wenn eine Temperatur nahe dem Siedepunkt der Flüssigkeit erreicht wird, wird die Entlüftungsstufe funktionsunfähig. Dasselbe Ergebnis kann ohne Zwangssperrung der Strömungswege der Entlüftungspumpe dann auftreten, wenn die Förderhöhe der vollbeaufschlagten Stufe mit der maximalen Förderhöhe der Entlüftungsstufe übereinstimmt. Der Förderstrom der P.ntlüftungsstufe ist dann durch den Gegendruck gesperrt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für

*> eine ausreichende Kühlung der Entlüftungsstufe zu sorgen, auch wenn der Förderstrom durch die Entlüftungsstufe im Normalbetrieb der Pumpe zwangsweise oder zufällig gesperrt ist.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die

J5 Saugseite der Entlüftungsstufe über einen zweiten, ständig offenen Durchlaß mit einem zweiten Bereich der vollbeaufschlagten Kreiselstufe verbunden ist, der bei Normalbetrieb einen höheren Druck als der erste Bereich aufweist, wobei beide Durchlässe so bemessen sind, daß sie im Normalbetrieb von einem für die Kühlung der Entlüftungsstufe ausreichenden Flüssigkeitsstrom von dem zweiten Bereich der vollbeaufschlagten Kreiselstufe zur Saugseite der Entlüftungsstufe und von dort zum ersten Bereich der vollbeaufschlagten Kreiselstufe durchströmt sind.

Anders als bei Entlüftungsstufen, die im Hauptförderstrom der Pumpe liegen oder am Förderstrom ständig beteiligt sind, wird die Entlüftungsstufe im Falle der Erfindung nicht selbst vom Kühlstrom durchflossen; vielmehr fließt der Kühlstrom durch die beiden Durchlässe an der Entlüftungsstufe vorbei, wobei er Wärme von ihr abführen kann. Ein weiterer Unterschied gegenüber bekannten Pumpen besteht darin, daß der erste Durchlaß, der während des Entlüftungsvorgangs

ϊ> Gas von der Saugseite der vollbeaufschlagten Kreiselstufe der Saugseite der Entlüftungsstufe zuführt, im Normalbetrieb in umgekehrter Richtung von dem Kühlstrom durchflossen wird.
Wenn mehrere vollbeaufschlagte Kreiselstufen vorhanden sind, so ist stets die letzte Stufe gemeint, wenn im vorliegenden Zusammenhang von der vollbeauf* schlaglen Kreiselstufe gesprochen wird.

Eine sehr gute Kühlung der Entlüftungsstufe wird erreicht, wenn der erste und der /weite Durchlaß in

t>> unmittelbarer Nähe der Saugöffnung der Entlüftungsstufe miteinander verbunden sind, so daß der Kühlstrom in unmittelbarer Nahe der Säugöffnung vorbeigeführt wird. Dabei ergibt sich nämlich ein intensiver Flüssig-

keüsausiausch durch die Säugöffnung «Jer Entlüftungsstufe. Ein Kühleffekt kann auch schon dadurch erzielt werden, daß das kühle Medium an der Steuerscheibe der Entlüftungsstufe vorbeiströmt. Dadurch bleibt die Temperatur der Entlüftungsstufe auch während des normalen Betriebes auf hinreichend niedriger Temperatur, so daß sie ständig funktionsfähig ist und bei Lufteinbrüchen auf der Saugseite der Pumpe sofort wieder als Entlüftungsstufe in Funktion treten kann.

Als der genann'c zweite Bereich der vollbeaufschlagten Kreiselstufe, von dem der zweite Durchlaß zur Saugseite der Entlüftungsstufe ausgeht, wird zweckmäßigerweiiie ein mit der Druckseite der vollbeaufschlagten Kreiselstufe verbundener Raum axial neben dem Laufrad dieser Kreiselstufe ausgewählt Es ist jedoch nicht erforderlich, obwohl zweckmäßig, daß dieser Raum den vollen Druck der Druckssite der Kreiselstufe aufweist, sofern er nur ausreichend hoch ist, um den erwünschten Kühlstrom zu bewirken.

Als der genannte erste Bereich der vollbeaufschlagten Kreiselstufe, von dem der erste Durchlaß zur Saugseite der Entlüftungsstufe ausgeht, wird zweckmäßigerweise ein mit dem saugseitigen Nabenber ich des Laufrades verbundener Raum axial neben dem Laufrad ausgewählt. Dieser Raum ist nämlich gewöhnlich durch einen abdichtenden Ringspalt von der Druckseite des Laufrads getrennt und steht über Ausgleichsbohrungen mit dem saugseitigen Nabenbereich des Laufrades in Verbindung. Diese Auswahl des sogenannten ersten und zweiten Bereichs der vollbeaufschlagten Kreiselstufe ergibt den Vorteil kurzer Durchlässe zu der Entlüftungsstufe, weil diese benachbart diesen Bereichen neben dem vollbeaufschlagten Kreiselrad liegt. Dabei ermöglicht diese Auswahl der Bereiche eine kurze und direkte Verbindung zur Saugseite der Pumpe, wo sich abzusaugende Gase sammeln, und zur Druckseite des vollbeaufschlagten Laufrads. Schließlich läßt sich durch diese Anordnung der genannten Bereiche die Forderung erfüllen, daß die Durchlässe in Räume unterschiedlichen Drucks münden, um im Normalbetrieb der Pumpe die E^rtstehung eines Kühistroms durch die genannten Durchlässe zu gewährleisten.

Die Erfindung ist unabhängig davon, ob die Entlüftungsstufe vor ihrer Saugöffnung einen im Vergleich mit dem Querschnitt der Durchlässe ausgedehnten Saugraum besitzt oder nicht. Wenn ein solcher Saugraum vorgeseher, wird, ist es zweckmäßig, dessen axiale Erstreckung gering zu halten, nämlich nicht wesentlich größer als die halbe Breite des Flügelrads der Entlüftungsstufe, damit einerseits während des Entlüftungsvorgangs die aus dem vollbeaufschlagten Pumpenteil angesaugte Flüssigkeit schnell und möglichst vollständig ir die Flügelradzelle hineingelangt und damit andererseits bei Normalbetrieb, also bei der reinen Flüssigkeitsförderung, die durch den Saugraum strömende Flüssigkeit möglichst unmittelbar an der saugseitigen Steuerscheibe der Entlüftungsstufe vorbeiströmt. Zum Zwecke des großflächigen Wärmeaustausches kann der Saugraum in der Radialrichtung eine große Erstreckung aufweisen.

Der zweite Durchlaß umfaßt zweckmäßigerweise einen Kanal, der von einem geodätisch tief gelegenen Erreich der vollbeaufschlagten Kreiselstufe ausgeht, um bei Beginn des Enllüftungsbetriebs die in der Pumpe verbliebene Flüssigkeit der Entlüftungsstiifc als Betriebsflüssigkeit zuzuführen.

Die Erfindung wini im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die einen vertikalen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe darstellt.

Das Kreiselpumpengehäuse 1 mit dem Saugstutzen 2 und dem Druckstutzen 3 enthält das vollbeaufschlagte Laufrad 4. Auf der Welle 5 sitzt weiterhin das Flügelrad 6 der hinter dem vollbeaufschlagten Pumpenteil angeordneten Entlüftungsstufe. Vollbeaufschlagter Pumpenteil und Entlüftungsstufe sind durch das ίο Gehäuseteil 7 voneinander getrennt

Das Flügelrad 6 der Entlüftungsstufe ist umgeben von der saugseitigen Steuerscheibe 8 und der druckseitigen Steuerscheibe 9, die beide gleichzeitig auch einen Teil des Luftstufengehäuses bilden. Das Abschlußgehäuse 10 umfaßt den Druckraum 11 der Entlüftungsstufe. Zwischen Gehäuseteil 7 und saugseitiger Steuerscheibe 8 der Entlüftungsstufe befindet sich deren Saugraum 12. Verbunden ist dieser Saugraum 12 mit einem geodätisch tief gelegenen Punkt des vollbeaufschlagten Pumpenteils durch den Verbindungskanal 13, darüber hinaus durch einen weiteren Verbindungskp^al 14 mit dem Raum innerhalb des Spaltringes des voiJbeaufschlagten Laufrades 4.

Der Verbindungskanal 14 steht über die Ausgleichsbohrungen 15 des vollbeaufschlagten Laufrades 4 direkt in Verbindung mit dem Saugraum 21 der vollbeaufschlagten Stufe. Die geodätisch tief gelegene Verbindung des Saugraumes 12 der Entlüftungsstufe mündet dabei in den Raum seitlich der Spirale 16 des vollbeaufschlagten Laufrades 4. Zwischen vollbeaufschlagter Kreiselpumpe und Entlüftungsstufe kann weiterhin eine Lagerstelle bzw. Drosselbuchse 17 vorgesehen sein. Die von der Entlüftungsstufe abgesaugte Luft bzw. das abgesaugte Gas wird über die Leitung 18 abgeführt und dabei entweder in die Atmosphäre, in den Druckstutzen 3 oder die Druckleitung der Pumpe geleitet. Die Leitung 18 muß, sofern sie in die Atmosphäre mündet, ein Ventil enthalten, das die Leitung absperrt, sobald der Entlüftungsvorgang beendet ist und die Entlüftungsstufe auch Flüssigkeit fördert. Sie kann darüber hinaus ein Rückschlagventil enthalten, soferr diese Leitung 18 in den Pumpendruckstutzen 3 oder die Pumpendruckleitung mündet und bei reiner Flüssigkeitsförderung die Förderhöhe des volibeaufschlagten Kreiselrades größer ist als die Förderhöhe der Entlüftungsstufe. Die dargestellte Entlüftungsstufc arbeitet im übrigen nach dem Seitenkanalprinzip. Bei reiner Flüssigkeitsförderung und Absperrung der Druckleitung 18 der Entlüftungsstufe wird dieser normalerweise keine frische Flüssigkeit mehr zugeführt. Durch die Öffnung 13 und die Öffnung 14 sowie die Ausgleichsbohrungen J5 wird jedoch erreicht, daß ein ständiger Strom von kalter Flüssigkeit durch den hier schmal gehaltenen Saugraum 12 der Entlüftungsstufe hindurcriStrömt und in diesem Bereich für eine intensive Kühlung der Luftstufe selbst sorgt. Ein Flüssifjkeitsauotausch für den Saugschlitz der Pumpe in der saugseitigen Steuerscheibe 8 zwischen Flüssigkeit im Saugraum 12 und in den Flügelradzellen des Flügelrades M) 6 ist darüber hinaus gegeben, der ebenfalls zur Kühlung beiträgt. Während des Entlüftungsvorgangs fließt der Entlüftungsstufe über die Bohrung 13 die nötwendige Betriebsflüssigkeit zu. Auf der Druckseile isi die Pumpenwelle durch die Gleitringdichtung 19 abgcdich-S¹J tet, wobei diese Gleitringdichtung über die Bohrung 20 aus dem D/u· Vraum de F.ntlüftungsstufe mit Fliissickfit versorgt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Selbstansaugende Kreiselpumpe mit mindestens einer vollbeaufschlagten Kreiselstufe mit horizontaler Welle und einer außerhalb des Hauptförderstroms auf derselben Welle drehfest angeordneten Entlüftungsstufe in Seitenkanal- oder Flüssigkeitsringpumpenbauart, deren Förderung im Normalbetrieb der Pumpe gesperrt sein kann und deren Saugseite über einen ersten, ständig offenen Durchlaß mit einem ersten saugseitigen Bereich der vollbeaufschlagten Stufe verbunden ist, in welchem sich abzusaugendes Gas sammelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugseite (12) der Entlüftungsstufe (6,8,9) über einen zweiten, ständig offenen Durchlaß (13) mit einem zweiten Bereich der vollbeaufschlagten Kreiselstufe (4, 1, 7) verbunden ist, der bei Normalbetrieb einen höheren Druck als der erste Bereich aufweist, wobei beide Durchlässe (13,14) se bemessen sind, daß sie im Normalbetrieb von einem für die Kühlung der Entlüftungsstufe ausreichenden Flüssigkeitsstrom von dem zweiten Bereich der vollbeaufschlagten Kreiselstufe zur Saugseite (12) der Entlüftungsstufe und von dort zum ersten Bereich der vollbeaufschlagten Kreiselstufe durchströmt sind.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (14) und der zweite (13) Durchlaß in unmittelbarer Nähe der Saugöffnung der Entlüftungsstufe (6,8,9) miteinander verbunden sind, so daß der Kühlstrom in unmittelbarer Nähe der Saugöffnung vorbeigeführt ist.

3. Kreiselpumpe najh Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß d^r genannte zweite Bereich der vollbeaufschlagten Kreii rstufe ein mit der Druckseite (3) verbundener Raum axial seitlich des Laufrades (4) dieser Kreiselstufe ist.

4. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte erste Bereich der vollbeaufschlagten Kreiselstufe ein mit dem saugseitigen Nabenbereich des Laufrades (4) verbundener Raum axial neben dem Laufrad ist.

5. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 —4. dadurch gekennzeichnet, daß vor der Saugöffnung der Entlüftungsstufe ein Saugraum (12) angeordnet ist, dessen axiale Erstreckung gering ist, nämlich nicht wesentlich größer als die halbe Breite des Flügelrades(6) der Entlüftungsstufe.

6. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 —5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Durchlaß (13) einen an einem geodätisch tief gelegenen Bereich der vollbeaufschlagten Kreiselstufe mündenden Kanal umfaßt.