DE2502509A1

DE2502509A1 - CENTRIFUGAL PUMP FOR LIQUID-GAS MIXTURES

Info

Publication number: DE2502509A1
Application number: DE19752502509
Authority: DE
Inventors: Dieter Bartoldus; Gottfried Huegli
Original assignee: HOFFMANN LA ROCHE; F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: HOFFMANN LA ROCHE; F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 1974-01-25
Filing date: 1975-01-22
Publication date: 1975-07-31
Also published as: NL7500112A; JPS50104402A; CH575074A5; BE824727A; FR2259260A1; IT1026578B; GB1482017A

Description

-5-5

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Kreiselpumpe, welche sich besonders zum Pumpen von Flüssigkeit-Gasgemischen eignet, wobei die Bezeichnung Gas auch Dämpfe umfasst.The present invention relates to a novel one Centrifugal pump, which is particularly suitable for pumping liquid-gas mixtures, whereby the term gas also includes vapors includes.

In den letzten Jahren wurden Reaktoren, wie z.B. Rohrschlaufenreaktoren, worin Flüssigkeiten mit Gasen kontaktiert werden können,mit immer höheren Gasgehalten betrieben. In recent years reactors, such as tubular loop reactors, in which liquids can be contacted with gases, have been operated with ever higher gas contents.

• Ebenso muss auch in Umlaufverdampfern durch einen· externen Kreislauf Flüssigkeit unter anhaltender Nachver- . dampfung gepumpt werden können. In diesem Zusammenhang stellt sioh das Problem der Förderung von Flüssigkeiten mit einem verhältnismässig hohen Gehalt an Gas (5-;5O#).• Likewise, in circulation evaporators, a external circulation fluid with sustained post-consumption. steam can be pumped. In this context, provides sioh the problem of pumping liquids with one relatively high gas content (5-; 50 #).

Bei den in technischen Produktionsanlagen vorkommenden Fördermengen und Druckhöhen haben sich bisher KreiselpumpenFor those found in technical production systems Up to now, centrifugal pumps have changed their delivery rates and pressure heads

Hen/5.11.1974Hen / November 5, 1974

509831/0262509831/0262

ORIGINAL INSPECTED ORIGINAL INSPECTED

zum Pumpen von Flüssigkeit-Gasgemischen mit Gasanteilen bis zu j5-5$ bewährt. Beim Fördern von Flüssigkeiten mit Gasanteilen von 5-20 Vol.# wird bei diesen üblichen Kreiselpumpen die infolge des Dichteunterschiedes der beiden Phasen von rund 1:1000 auftretende Entmischung störend. Diese bewirkt eine unterschiedliche Massenbelegung der einzelnen Laufradkanäle. Die Laufradkanäle arbeiten dann so, wie wenn sie mit Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte gefüllt wären.Proven for pumping liquid-gas mixtures with gas proportions up to j5-5 $. When promoting Liquids with gas proportions of 5-20 vol. # Are used for In these conventional centrifugal pumps, the difference in density between the two phases of around 1: 1000 occurs Disturbing segregation. This causes a different mass allocation of the individual impeller channels. The impeller channels then work as if they were filled with liquids of different densities.

Da die Druckerzeugung im Radialrad proportional zu der Dichte des Fördermediums ist., erzeugt somit jeder Laufradkanal am Radaustritt eine andere Druckhöhe. Die hierdurch auftretende Rückströmung von benachbarten Laufradkanälen höheren Austrittsdrucks in solche mit niedrigerem Druck lässt bei schon geringer Entmischung und bei Gasanteilen von zirka 5$ in Kreiselpumpen üblicher Bauart den Förderstrom nach zunehmenden Schwingungen und Druckschlägen abreissen.Since the pressure generation in the radial impeller is proportional to the density of the pumped medium, each impeller channel is generated a different pressure level at the wheel outlet. The resulting backflow from adjacent impeller channels higher outlet pressure in those with lower pressure allows even slight segregation and gas proportions of around $ 5 in conventional centrifugal pumps tear off after increasing vibrations and pressure surges.

Erfindungsgemäss konnte nun eine Kreiselpumpe entwickelt werden, welche die oben genannten Nachteile nicht aufweist.According to the invention, a centrifugal pump has now been developed which does not have the disadvantages mentioned above.

Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine Kreiselpumpe, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die pe'riphären Oeffnungen des Laufrades durch einen mit , Oeffnungen versehenen zylindrischen Ring^abgedeckt sind*More precisely, the present invention relates to a centrifugal pump which is characterized in that the peripheral openings of the impeller are covered by a cylindrical ring provided with openings *

Durch den auf diese Weise .erreichten Drosseleffekt wirken sich die unterschiedlichen Drücke in den. einzelnen Laüfradkanälen weniger stark auf den Ringraum der Pumpe aus und.Rückströmungen werden stark behindert. Weiter wird durch die hohe Ausströmgeschwindigkeit ausDue to the throttle effect achieved in this way, the different pressures act in the. individual Laüfradkanäle less strongly on the annular space of the pump and backflows are severely hindered. The high outflow speed also makes it possible

509831/02&2509831/02 & 2

den Oeffnungen im Ring· (hiernach als Drosselöffnungen Bezeichnet) eine Versprühung in den Ringraum bewirkt," was eine Entmischung an dieser Stelle erschwert, respektive die Durchmischung verbessert. In der Anwendung bedeutet dies., dass der Unterschied der Druckhöhen zwischen gasfreiem Betrieb und Betrieb mit grösseren Gasanteilen viel kleiner wird, die Pumpe stossfrei arbeitet und auch nach groben Störungen der Gasverteilung oder zu hohen Gasanteilen ohne Abstellen und Entlüften von selbst wieder auf Druck kommt. the openings in the ring (hereinafter referred to as throttle openings) a spray into the annulus causes "what a segregation at this point is made more difficult or the mixing is improved. In practice this means that the difference between the Pressure levels between gas-free operation and operation with larger gas proportions is much smaller, the pump works smoothly and even after major disruptions in the gas distribution or if the gas content is too high, it automatically re-pressurizes without switching off and venting.

Die erfindungsgemässe Kreiselpumpe wird hergestellt, indem man in einer üblichen Kreiselpumpe das mit zwei Deckseheiben versehene Laufrad mit einem zylindrischen Ring {hiernach als Verschlussring bezeichnet) am Radaustritt ausrüstet. Der Verschlussring besitzt Drosselöffnungen und wird vorzugsweise durch Aösehwejässen an die Deckseheiben mit dem Laufrad verbunden. Vorzugsweise beträgt der Durchlassquerschnitt der Drosselöffnungen 4 bis 4OfS zweekmässigerweise 5 bis 40$ der gesamten UmiangsfXäelie des Yerschlussrings, "wobei 5 bis 25$ besonders bevorzugt ürircLThe centrifugal pump according to the invention is produced by one in a conventional centrifugal pump with two cover plates equipped impeller with a cylindrical ring {hereafter as a locking ring marked) at the wheel outlet. The locking ring has throttle openings and is preferably by Aösehwejässen connected to the cover panes with the impeller. Preferably the passage cross-section of the throttle openings is 4 to 40 fS two times $ 5 to $ 40 of the entire UmiangsfXäelie of the ring of closure, "where $ 5 to $ 25 is particularly preferred

Die Drosselöffnungen sind so angeordnet, dass zu jedem Kanal die gleiche Zuordnung besteht, Vorzugsweise werden die Oeffnungen in jene Umfangshälfte der Kanal-austrittsöffnungen gelegt, welche in Drehrichtung unmittelbar vor der nachfolgenden Schaufel liegt. Die Form der Drosselöffnungen ist nicht kritisch, sie wird jedoch bevorzugt so gewählt, dass eine möglichst gute Versprühung'auftritt. .The throttle openings are arranged in such a way that there is the same assignment to each channel, preferably the openings are in that circumferential half of the channel outlet openings placed, which is in the direction of rotation immediately in front of the following blade. The shape of the Throttle openings are not critical, but they will preferably chosen so that the best possible spraying occurs. .

Um einen Rückstau des komprimierten Gases in der Austrittspirale mögliehst zu vermeiden, werden vorzugsweise Leitbleche in den Austrittskrümmer eingebaut. Eventuell kann auch zu diesem Zweck das Pumpengehäuse mit zwei oder mehreren Austrittsöffnungen versehen sein.To prevent a back pressure of the compressed gas in the Preference is given to avoiding an exit spiral as much as possible Baffles built into the exhaust manifold. The pump housing can possibly also be used for this purpose be provided with two or more outlet openings.

S09831/0282S09831 / 0282

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der Zeichnungen 1 bis 3 und der nachstehenden Beschreibung veranschaulicht:Further details of the present invention will become apparent with reference to the drawings 1 to 3 and the following Description illustrates:

Zeichnung 1 ist ein Schnitt durch die gesamte Pumpe, Zeichnung 2 ist ein Schnitt durch das Laufrad allein, Zeichnung 3 ist eine Ansicht des mit dem Verschlußring versehenen Laufrads.Drawing 1 is a section through the entire pump, drawing 2 is a section through the impeller alone, Drawing 3 is a view of the impeller provided with the locking ring.

Die Zeichnung 1 bis 3 illustriert eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die in diesen Zeichnungen dargestellte Pumpe weist einen Saugstutzen 1, ein durch Deckscheiben 8 und 9 begrenztes Laufrad mit sechs Schaufeln 10 und eine durch einen Austrittskrümmer 7 fortgesetzte Austrittsspirale 5 auf. Das Laufrad besitzt einen Durchmesser von 270 mm und eine Öffnungsbreite von 10 mm. Weiterhin ist das Laufrad mit einem an den Deckscheiben 8 und 9 angeschweissten Verschlussring 3 mit Drosselöffnungen versehen. Diese Drosselöffnungen sind so angebracht, dass jeden der sechs durch die Schaufeln 10 und den Deckscheiben 8 und 9 begrenzten Laufradkanäle 2 sieben Bohrungen von 3,5 mm entsprechen. Die Anordnung dieser Bohrungen wird durch Zeichnung 3 näher erläutert. Schliesslich ist der Austrittskrümmer 7 mit zwei Leitblechen 6 versehen.Figures 1 to 3 illustrate a preferred embodiment of the present invention. The ones in these The pump shown in the drawings has a suction nozzle 1, an impeller with six impellers delimited by cover disks 8 and 9 Blades 10 and one through an exit manifold 7 continued exit spiral 5. The impeller has a diameter of 270 mm and an opening width of 10 mm. Furthermore, the impeller is provided with a locking ring 3 welded to the cover disks 8 and 9 Provide throttle openings. These orifices are positioned so that each of the six pass through the blades 10 and the cover disks 8 and 9 limited impeller channels 2 correspond to seven holes of 3.5 mm. The arrangement of these bores is explained in more detail by drawing 3. Finally, the outlet manifold 7 is provided with two guide plates 6.

Im Gebrauch fliesst.das Fördermedium durch den Saugstutzen 1 in die Laufradkanäle 2 und verläßt diese durch die imVerschlussring 3 befindlichen Drosselöffnungen 4. Anschliessend durchströmt das Medium die Austrittsspirale 5 und den mit Leitblechen 6 versehenen Austrittskrümmer 7.During use, the pumped medium flows through the suction nozzle 1 into the impeller ducts 2 and leaves them through the Throttle openings 4 located in the locking ring 3. The medium then flows through the outlet spiral 5 and the outlet manifold 7 provided with guide plates 6.

/Ansprüche/Expectations

509831/0262509831/0262

Claims

P a. t e n. t. a. n. s. p. r. ü. c. H. e

Centrifugal pump for pumping liquid-gas mixtures, in particular with a gas content of 5 to 30%, thereby characterized in that the peripheral outlet openings the impeller channels (2) through one with throttle openings (4) provided cylindrical locking ring (3) are covered.

2. Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the passage cross section of the throttle openings (4) 4 to 40%, expediently 5 to 40% of the total circumferential surface of the locking ring (3).

3. Centrifugal pump according to claim 2, characterized in that the flow cross section of the throttle openings (4) 5 to 25% of the total circumferential area of the lock ring (3) is.

4. Centrifugal pump according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the throttle openings (4) are arranged so that there is the same assignment to each impeller channel (2).

5. Centrifugal pump according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the throttle openings (4) in the locking ring (3) in that circumferential half of the impeller duct outlet openings are placed, which is in the direction of rotation immediately in front of the following blade (10).

509831/0262509831/0262

6. Centrifugal pump with a closed centrifugal impeller according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the locking ring (3) is welded to the two cover disks (8, 9) of the impeller.

7. Centrifugal pump according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the outlet manifold (7) is provided with guide plates (6).

509831/0262509831/0262