CH142249A - Einrichtung zur Vermeidung von Kavitation bei Turbopumpen höchster Drehzahl für tropfbare Flüssigkeiten. - Google Patents

Description

      Einrichtung    zur Vermeidung     von        It.avitation    bei     Tarbopnmpen    höchster Drehzahl  für tropfbare     Flüssigkeiten.       Den Gegenstand vorliegender Erfindung  bildet eine     Einrichtung    zur Vermeidung von       Kavitation    bei Turbopumpen höchster Dreh  zahl für tropfbare Flüssigkeiten, bei der  mindestens eine umlaufende, mit dem Lauf  rad gleichachsige Reibfläche, die der Flüs  sigkeit eine     Vorrotation    erteilt, vor dem       Saugmunde    des Laufrades angeordnet ist.  



  In der beiliegenden Zeichnung ist der  Erfindungsgegenstand in mehreren Ausfüh  rungsformen beispielsweise dargestellt.     Fig.     1 zeigt die Einrichtung     in    einfacher Aus  führung mit umlaufenden rohrartigen Reib  flächen;     Fig.    2     zeigt    eine zweite Ausfüh  rungsform, bei der die Reibflächen eine an  dere Gestalt haben; in     Fig.    3 ist die Ein  richtung     mit        scheibenförmigen    Reibflächen  dargestellt;     Fig.    4 zeigt die Einrichtung mit  mehreren stumpfkonischen Reibflächen.  



  Bei dem     Zentrifugalpumpenrad    1 nach       Fig.    1 ist die     Schaufeleintrittskante    2 die  jenige Stelle, an der bei grossen Saughöhen  oder bei der     Förderung    aus dem Vakuum    die     gavitationsgefahr    am grössten ist.

   Ge  mäss     Fig.    1 gelangt die Flüssigkeit, zum  Beispiel Wasser, aus dem     Saugstutzen    7 nicht       unmittelbar    oder durch Vermittlung der  bekannten, gestrichelt angedeuteten     Eintritts-          leitapparate    8 in den Bereich der Laufrad  eintrittskanten 2, sondern wird zwischen  dem Eintritt 6, 7 und den Schaufelkanten 2  durch schnell umlaufende,     kegelige,    eng ge  stellte Reibflächen 3, 4, 5 in der Umlauf  richtung     beschleunigt    und sowohl unter er  höhten Druck, als auch erhöhte Geschwindig  keit gesetzt.

   Sie kommt daher an den Kan  ten 2 schon mit erhöhter Energie an, so dass  das "Einhauen" der schnell bewegten Kan  ten 2 in das Wasser keine     Kavitation    mehr  zu erzeugen vermag. Die Reibflächen sind  in     Fig.    1 an den Laufschaufeln des Haupt  laufrades 1 irgendwie befestigt, zum Bei  spiel angegossen. Sie befinden sich in einer  Erweiterung des Pumpengehäuses.  



       Fig.    2 zeigt eine ähnliche Einrichtung.  deren zylindrische Reibflächen 3, 4 und 5      durch genau passende     Schaufelverlängcrun-          gen    10 und 11 miteinander verbunden und  in das Laufrad 1 eingesetzt sind.  



       Fig.    3 stellt eine sehr schnell laufende  Turbopumpe senkrechter Anordnung zur  Förderung von Flüssigkeiten aus dem Va  kuum, zum Beispiel aus Kondensatoren, mit  einer vor dem Pumpenrad sitzenden Scheibe  15 dar. Die Flüssigkeit tritt in die Saug  öffnung 7, strömt an der untern Reibfläche  der Scheibe 1.5 nach     aussen        -und    wird durch  Reibung unter Druck und Umlaufgeschwin  digkeit versetzt, worauf sie in der Leitvor  richtung 16, 17 an der     obern    Reibfläche der  Scheibe entlang nach innen getrieben wird  und dabei weitere Energie aufnimmt. Die  Schaufeln der Leitvorrichtung 16, 17 haben  solche Form und Richtung, dass die Flüssig  keit bei dem Durchströmen die     Vorrotation     behält.

   Hierauf wird sie erst von den Ein  trittskanten 2 des Laufrades 1     erfasst    und  unter die endgültige Pressung gebracht.  



       Fig.    4 stellt eine Abänderung der Ein  richtung nach     Fig.    3 dar. Die Flüssigkeit       wird    hierin nicht zuerst zwischen einer be  wegten und     einer    festen Fläche, sondern zwi  schen     vier    bewegten,     kegeligen    Reibscheiben  15, 15', 15", 15"' beschleunigt. Die Rei  bungswirkung ist dann erheblich stärker.  Die Reibscheibe 15 ist neben dem Pumpen  laufrad 1 auf der Welle befestigt. Die  Scheibe 15 nimmt mit Hilfe schmaler Stege       1$    die drei     andern    Reibscheiben mit.

   Diese  Stege liegen in einer Zone, in welcher der  Flüssigkeit bereits genügend Energie zuge  führt ist; andernfalls könnten die Stege  selbst infolge ihrer hohen Geschwindigkeit  eine     Hohlraumbildung    verursachen. Sie sind  im     Querschnitt    etwa fischförmig zugespitzt  oder schaufelartig gekrümmt. Der Leitkanal  16, 17 entspricht der Anordnung in     Fig.    3.  



  Bei der neuen Anordnung muss die Pumpe  nicht einstufig sein. Es ist aber ein Vorzug  der Erfindung, dass die erheblich     verwickel-          teren    und teuren mehrstufigen Pumpen von  beschränkter Drehzahl vermieden werden  können, was insbesondere bei Dampfturbinen  antrieb     erwünseht    ist.    Der vorstehend beschriebenen Einrichtung  lag folgende     -wissenschaftliche    Erkenntnis  zugrunde. Bei der Förderung von tropfbaren  Flüssigkeiten durch sehr rasch laufende  Turbopumpen entsteht, namentlich dann,  wenn die Pumpen auf grössere Höhe saugen  müssen, auf der Saugseite der Schaufeln ein  Unterdruck, der die Trennung der Wasser  teilchen unter äussern Einflüssen begünstigt.

    Hauptsächlich wird durch das schnelle Ein  hauen der     Eintrittsschaufelkanten,    selbst  wenn diese mehr oder weniger     zugeschärft     sind, ein     Auseinanderspritzen    der Flüssig  keit unter Bildung von Hohlräumen     (Ka-          vitation)    entstehen, in die hinein ein Teil  der Flüssigkeit verdampft.

   Die bei hohen  Drehzahlen stets drohende oder     vorhanden(,          Hohlraumbildung        (Kavitation)    wird gemäss  der Erfindung dadurch vermieden, dass der  zu fördernden Flüssigkeit vor dem Eintritt  in das     beschaufelte    Rad Energie in Form  einer     Vorrotation    zugeführt wird.  



  Diese Reibflächen ersetzen eine. Vorpumpe  mit Schaufeln, haben aber den Vorzug vor  einer solchen, dass sie mit beliebig grosser  Geschwindigkeit umlaufen können und da  her unmittelbar auf der Pumpenwelle ange  bracht sein können. Der Verlust durch Rei  bung ist in diesem Falle gegenüber dem er  zielten Vorteil des zuverlässigen und wirt  schaftlichen Arbeitens der Pumpe zu ver  nachlässigen. Dagegen ist das Anwendungs  gebiet dieser Turbopumpen wesentlich ver  grössert.  



  Die Wirkung der Einrichtung besteht  darin, dass die Reibflächen der Flüssigkeit  eine     Vorrotation    erteilen und damit die Re  lativgeschwindigkeit am     Eintritt    verringern,  von der die     Kavitationsgefahr    besonders  stark abhängt.

Claims (1)

1. PATENTAI-TSPR UCH Einrichtung zur Vermeidung von Kavi- tation bei Turbopumpen höchster Drehzahl für tropfbare Flüssigkeiten, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens eine um laufende, mit dem Laufrad gleichachsige Reibfläche, die der Flüssigkeit eine Vor- rotation erteilt, vor dem Saugmunde des Laufrades angeordnet ist. UNTERANSPRÜCHE: 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass vor dem Saug munde des Laufrades mehrere eng ge stellte umlaufende Reibflächen angeord net sind, zwischen welchen die Flüssig keit hindurchströmt. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen durch konzentrische Rohre gebildet sind. 3. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Reib flächen durch kegelige Körper gebildet sind. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet. dass beide Seiten einer Scheibe die Reibflächen bilden. 5. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die die Reib flächen tragenden Teile mit dem Laufrad verbunden sind. 6. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die die Reib flächen tragenden Teile auf der Pumpen welle befestigt sind. 7.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass mindestens ein Leitapparat zwischen den umlaufenden Reibflächen und den Eintrittskanten der Laufradschaufeln eingeschaltet ist. B. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Pumpen gehäuse auf der Eintrittsseite des Lauf rades eine Erweiterung hat, in der die Reibflächen eingebaut sind.