DE219901C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 59 b. GRUPPE

(Stafford, Engl.).

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. September 1906 ab.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schleuderpumpen für unzusammendrückbare Flüssigkeiten, bei denen eine Pumpe und eine Turbine hintereinandergeschaltet in einem Laufrade vereinigt sind, derart, daß der als Pumpe wirkende Teil des Laufrades die Flüssigkeit an den als Turbine wirkenden Teil abgibt und in letzterem eine Umwandlung eines Teiles der Geschwindigkeit der Flüssigkeit in mechanische Umdrehungsenergie stattfindet. Die Schleuderpumpe gemäß vorliegender Erfindung kennzeichnet sich wesentlich dadurch, daß zwischen dem als Pumpe wirkenden Laufradteil und dem als Turbine wirkenden und als Reaktionsrad ausgebildeten Laufradteil ein umlaufender Flüssigkeitsbehälter von bedeutendem Fassungsvermögen eingeschaltet ist. In diesem Behälter wird eine beträchtliche Flüssigkeitsmenge unter hohem und für verschiedene Leistung der Pumpe annähernd gleichbleibendem Druck erhalten. Die Flüssigkeit tritt unter diesem Druck durch kurze, verengte und nach rückwärts gerichtete Kanäle aus dem Behälter in ein festes Gehäuse beliebiger bekannter Bauart aus, in welchem die Geschwindigkeit in Druck umgewandelt wird.

Der umlaufende Flüssigkeitsbehälter erhält vorteilhafterweise ein so großes Fassungsvermögen, als es die Größe des Laufrades zuläßt.

Die Stirnwand des Laufrades ist mit einer Anzahl von kurzen, nach rückwärts gerichteten Düsen versehen, deren Gesamtquerschnitt an der engsten Stelle klein ist im Verhältnis zur Umfangsfläche des Flüssigkeitsbehälters, von dem die Düsen ausgehen.

Da bei dieser Bauart des Laufrades die Geschwindigkeit der Flüssigkeit beim Eintritt in das Rad sofort verringert wird, ist es nicht erforderlich, die Flüssigkeit zu den Austrittsdüsen mittels glatter Schaufeln oder Flügel zu leiten. Es sind daher Schaufeln nur in dem Maße vorgesehen, als sie zur Aufnahme der eintretenden Flüssigkeit, ihrer Beförderung in den Fluss gkeitsbehälter und zu ihrer Mitnahme, d. i. zur Erteilung der Drehbewegung, erf orderlieh sind.

Da das Laufrad nur aus einem trommel- oder faßförmigen Körper besteht, an dessen Umfang kurze Düsen ausgebildet sind, so kann dasselbe Laufrad für verschiedene Leistungen bei derselben Förderhöhe durch einfache Änderung des Düsenquerschnittes an der engsten Stelle brauchbar gemacht werden.

Die mittels eines Laufrades gemäß vorliegender Erfindung erreichbare Selbstregelung der 55 Pumpe ermöglicht es, die Pumpe mit konstanter Geschwindigkeit mittels eines Elektromotors zu treiben. Die Pumpe arbeitet bei allen Förderhöhen, vom Maximum bis herunter auf Atmosphärendruck und selbst darunter, ohne daß eine Regelung des Motors nötig ist, oder eine Überlastung des Motors stattfindet, und zwar, ohne daß der Wirkungsgrad oder die Leistung der Pumpe verringert wird.

Die Selbstregelung der Pumpe wird durch die Schaulinien in Fig. 1 und 2 veranschaulicht,

welche wirklichen Versuchen mit einer Pumpe entnommen sind, die bei konstanter Umlaufzahl auf verschiedenen Förderhöhen arbeitete. Aus den Linien geht hervor, daß für alle Förderhöhen unterhalb der normalen, d. h. der Förderhöhe, . für die die Pumpe gebaut wurde, und welche, wie die Linie zeigt, dem höchsten Nutzeffekt entspricht, im wesentlichen kein höherer Kraftverbrauch stattfand, daß sogar für die kleineren

ίο Förderhöhen der Kraftverbrauch abnimmt. Es ist auch zu erkennen, daß dieses Ergebnis nicht auf Kosten des Nutzeffektes erzielt wurde, sondern daß die Pumpe nicht nur für ihre normale Förderhöhe, sondern auch in weiten Grenzen darüber und darunter einen guten Nutzeffekt ergibt.

Fig. 3 und 4 sind ein Quer- bzw. Längsschnitt eines gemäß der Erfindung gebauten Laufrades. Die in der Mitte des Laufrades zugeführte Flüssigkeit wird von den Schaufeln C mitgenommen und mit abnehmender Geschwindigkeit und steigendem Druck in den Druckbehälter A gefördert, dessen Rauminhalt so groß wie möglich gemacht wird. Rings um den Behälter A stehen die Düsen B, deren Querschnitt sich beiderseits von dem kleinsten Querschnitt an vergrößert. Der kleinste Querschnitt kann auch nahe am Umfang des Behälters öder direkt in seinem Umfang liegen. Die Wände der Kammer A sind nach den Düsen hin schroff eingezogen. Da der Gesamtquerschnitt der Düsen an der engsten Stelle im Verhältnis zur Umfangsfläche des Behälters klein ist, so muß die Flüssigkeit aus den Düsen mit hoher Geschwindigkeit austreten.

Zum Zwecke der bereits besprochenen selbsttätigen Regelung der Pumpe sind die Düsen B gegen den Umlaufssinn des Rades gerichtet; demnach st die Geschwindigkeit der austretenden Flüssigkeit in bezug auf das Gehäuse verhältnismäßig gering. Wenn in Fig. 3 α δ nach . Größe und Richtung die aus der Drehung mit dem Laufrad sich ergebende Tangentialgeschwindigkeit der Flüssigkeit bedeutet und α c die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit aus den Düsen B des Laufrades austritt, so wird die Resultierende α d, welche nach Größe und Richtung die Geschwindigkeit der Flüssigkeit unmittelbar nach dem Verlassen des Laufrades angibt, verhältnismäßig klein sein, und ihre Richtung wird annähernd radial zum Laufrad. Richtung und Größe der Resultierenden hängen natürlich von der Richtung und den Abmessungen der Düsen ab. Für gewöhnlich wird das Laufrad so berechnet, daß bei normaler Leistung der Pumpe die Geschwindigkeit a c annähernd halb so groß wie die Umfangsgeschwindigkeit des Rades ausfällt.

Da die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit im festen Gehäuse strömt, gering und trotz stark schwankender Förderhöhen annähernd gleich gerichtet bleibt, so ist es nicht nötig, die Leitschaufeln im Gehäuse dicht an den Umfang des Laufrades heranzurücken, vielmehr könnten diese Leitschaufeln um einen gewissen Betrag abstehen, ohne daß dadurch ihre Wirkung beeinträchtigt wird und ohne daß schädliche Wirbel- oder Wasserschläge eintreten.

Die Möglichkeit, die Richtung und Größe der resultierenden Geschwindigkeit der austretenden Flüssigkeit zu bestimmen, welche durch den mit einer Anzahl kleiner Düsen versehenen Flüssigkeitsbehälter gegeben ist, erleichtert und vereinfacht in bisher unerreichter Weise die Konstruktion mehrstufiger Pumpen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Schleuderpumpe für unzusammendrück-' bare Flüssigkeiten, bei welcher eine Pumpe und eine Turbine hintereinandergeschaltet in einem Laufrade vereinigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem als Pumpe wirkenden Laufradteil und dem als Reaktionsrad ausgebildeten Turbinenteil des Laufrades ein umlaufender Flüssigkeitsbehälter eingeschaltet ist, dessen Fassungsvermögen erheblich größer ist als der Querschnitt der Ausströmungsdüsen des Reaktionsrades.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.