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Aus Normteilen einer einstufigen Reihe zusammengesetzte zweistufige
Kreiselpumpe Es ist im Kreiselpumpenbau bekannt, aus Wirtschaftlichkeitsgründen
die wichtigsten Teile einstufiger Pumpen in genormten Serien herzustellen, d. h.
Laufradaußendurchmesser und Stutzenlichtweiten bezüglich Förderhöhe und Fördermenge
nach Normzahlen so zu staffeln, daß jeweils einige Typen der Reihe verschiedene
Förderhöhen bei etwa gleicher Fördermenge bzw. gleicher Stutzenlichtweite erbringen.
Bei der Aufstellung einer solchen Pumpenserie besteht die Forderung, einerseits
einen möglichst großen Leistungsbereich mit möglichst wenig Pumpengrößen zu überdecken,
andererseits keine zu große Durchmesserstaffelung der Laufräder zuzulassen, da eine
solche sich auf den Wirkungsgradabfall in den sogenannten Abdrehbereichen, d. h.
den Bereichen, wo Abweichungen von den vorgegebenen Betriebspunkten durch Abdrehen
der Laufräder korrigiert werden, ungünstig auswirken würde. Für die Unterteilung
von Förderhöhe und Fördermenge eines Leistungsfeldes nach Normzahlen hat sich erfahrungsgemäß
die Zehnernormreihe mit dem Zehnersprung
am günstigsten erwiesen, da ein Durchmessersprung von s:e3 1,26 der Forderung nach
möglichst kleiner Pumpenzahl und nur geringem Wirkungsgradabfall in den Abdrehbereichen
am besten gerecht wird.
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Die Laufradaußendurchmesser für Spiralgehäusepumpen gleicher Stutzenlichtweiten
werden somit bei der Aufstellung einer einstufigen Pumpenserie im Verhältnis 1':
1,26 gestaffelt. In bestimmten Betriebsfällen ist es nun zweckmäßig, an Stelle solcher
einstufiger Pumpen mehrstufige Pumpen einzusetzen, da bei diesen die spezifische
Drehzahl der einzelnen Laufräder und damit der Wirkungsgrad gegenüber einer für
den gleichen Betriebsfall bemessenen einstufigen Pumpe nennenswert höher liegt.
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Mit der bekannten Anordnung mehrerer gleicher Laufräder bei mehrstufigen
Kreiselpumpen ist jedoch bei Aufstellung einer Normreihe der für einstufige Kreiselpumpen
günstige Förderhöhensprung nicht zu verwirklichen, da mehrere gleiche Räder nur
ein ganzzahliges Vielfaches der Förderhöhe des einzelnen Rades bzw. der einstufigen
Pumpe ergeben. In diesem Zusammenhang ist das sogenannte Baukastensystem gleicher
Teile bekannt, nach welchem sich die bei Kreiselpumpen bekannte Q-H-Linie bei Mehrstufigkeit
in der Förderhöhe um das i-fache bei konstanter Fördermenge verschiebt, wenn i die
Stufenzahl bedeutet. Auch ist darüber hinaus ganz allgemein die Typisierung und
Normung im Pumpenbau üblich, wobei jedoch immer die Verwendung gleicher Bauteile,
auch bei Mehrstufigkeit, zugrunde liegt und sich somit keinerlei Erweiterungsmöglichkeit
des Leistungsfeldes einer einstufigen Pumpenreihe in das Gebiet kleiner spezifischer
Drehzahlen bei wirtschaftlichem Durchmessersprang der Laufräder bzw. wirtschaftlichem
Förderhöhenspning bietet.
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Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil bei zweistufigen Kreiselpumpen
durch Verwendung einer Pumpe, die aus Bauteilen selbständig arbeitsfähiger einstufiger
Kreiselpumpen zusammengesetzt ist, deren Förderhöhe bzw. Laufraddurchmesser bei
etwa gleicher Fördermenge nach Normzahlen der Zehnernormreihe im Verhältnis von
annähernd 1 : 1,26 aufeinanderfolgend gestaffelt sind, wobei gemäß der Erfindung
für die zweite Stufe ein Laufrad der gleichen Normreihe, jedoch mit größerem Austrittsdurchmesser
als dem des Laufrades der ersten Stufe gewählt und das Spiralgehäuse der ersten
Stufe durch eine zur zweiten Stufe führende Leitvorrichtung ersetzt ist.
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Mit einer derart kombinierten Pumpe, bei welcher also der Laufraddurchmesser
der zweiten Stufe ungefähr das 1,26fache des Laufraddurchmessers der ersten Stufe
beträgt bzw. welche aus einer einstufigen Fumpe mit einer in ihrer Förderhöhe gemäß
der Normzalt11,26 gestuften Kennlinie als ersten Stufe und aus einer zweiten einstufigen
Pumpe als zweiten Stufe mit einer in der Förderhöhe gemäß der Normzahl 1,26 gestuften
nächsthöheren Kennlinie besteht, wird das nächsthöhere Leistungsfeld einer dritten
einstufigen Pumpe erreicht, jedoch mit besserem Wirkungsgrad.
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Die zweistufige Pumpe nach der Erfindung ersetzt also eine einstufige
Pumpe desselben Leistungsfeldes, welche einen entsprechend größeren Laufraddurchmesser
haben müßte und damit außer einem schlechteren Wirkungsgrad auch eine weniger stabile
Kennlinie hätte.
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Ein weiterer Vorteil der Pumpe nach der Erfindung besteht in einer
weit besseren Einregulierungsmöglichkeit,
welche sich dadurch ergibt,
däß ein gegebenenfalls in, beschränktem Maße nötiges Abdrehen nur beim. Laufrad
der zweiten Stufe, welche hierfür unempfindlicher ist, vorgenommen werden braucht,
und zwar unter- Beibehaltung eines immer noch besseren Wirkungsgrades als bei einer
eistufigen Einheitskreiselpumpe desselben Leistungsfeldes; Des weiteren ergibt sich
bei der Pumpe gemäß der Erfindung eine kleinere Typenzahl *an Gnßteilen und damit
wesentlich geringere Lagerhaltungskosten.
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Abb. 1 zeigt ein vorgegebenes Leistungsfeld, auf dem die Leistungsdaten
einer nach Normzahlen aufgebauten einstufigen Kreiselpumpenreihe aufgetragen sind.
Auf Vertikalen liegen Pumpen gleicher Stutzenlichtweite, auf Horizontalen liegen
die Pumpen gleichen Laufraddurchmessers und damit gleicher Förderhöhe .(die Änderung
der Druckziffer mit der spezifischen Drehzahl ist hierbei vernachlässigt). Die Betriebspunkte
besten Wirkungsgrades von Pumpen gleicher spezifischer Drehzahl liegen auf Geraden,
deren Steigung 2/3 ist.
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Drei in Abb. 1 unmittelbar übereinanderliegende Pumpen haben die Förderhöhen
Ho, Hl, H2 und die Laufraddurchmesser Do, Dl, D2. Für Normzahlen gilt die Gleichung
wobei n die Zahl der Sprünge, i die Nummer des Sprunges ist, d. h.,
jede Normzahl geht aus der vorhergehenden durch Multiplikation mit dem Ausdruck
hervor. Da die Laufraddurchmesser nach einer Normreihe
gestuft sind, gilt
Aus beiden Gleichungen ergibt sich
Für H2 gilt analog: H2=Hl-x2=Ho-x4. Es soll nun die Förderhöhe H2 durch zwei Stufen
erreicht werden. Dies verwirklicht man dadurch, daß die Laufräder D, und Dl hintereinandergeschaltet
werden. Es soll sein 1,2 = Ho -I- HI Nach obigem ist dann Ho . x4 = Ho -I- Ho x2.
Lösung für x: x4-x2-1=0,
x = 1,27. Wie bereits dargelegt, ist die Zehnernormreihe, d. h. ein Sprung von
für die Laufraddurchmesser günstig. Die Werte von x und x1 stimmen genügend genau
überein, so daß für den Fäll der obigen Rechnung eine Pumpe, die aus dem Laufrad
von Pumpe 0 in der ersten Stufe und denn Laufrad sowie Spiralgehäuse von Pumpe 1
in der zweiten Stufe besteht, denselbenBetriebspunkt erreichtwie eine Pumpet mit
einem Laufraddurchmesser D2 und dazugehörigem Spiralgehäuse. Die Pumpe kann in der
ersten Stufe auch ohne Leitapparat gebaut werden.
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Abb:2 zeigt einen axialen Längsschnitt durch eine zweistufige Spiralgehäusepumpe,
die gemäß der Erfindung aus Normteilen zweier"einstufiger Pumpen zusammengebaut
ist, wobei die Normteile kreuzweise schraffiert sind. 1 ist die Laufradachse; 2
das Laufrad mit dem Durchmesser Do, 3 das Laufrad mit dem Durchmesser Dl, 4 das
Spiralgehäuse, 5 ist der Saugdeckel der Pumpe und 6 der Leitapparat. _