Titel: Neuere Pumpen und Kompressoren.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1907, Band 322 (S. 786–789)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj322/ar322258

Neuere Pumpen und Kompressoren.

Von Prof. Fr. Freytag, Chemnitz.

Die Neuerungen, welche Pumpen und Kompressoren (Vakuumpumpen) in den letzten Jahren erfahren haben, beziehen sich weniger auf durchgreifende Aenderungen in der Gesamtanordnung und in der Konstruktion der Einzelteile solcher Maschinen, als vielmehr auf eine sorgfältigere Ausbildung der letzteren; daneben sind kräftiger Aufbau bei gefälliger Formgebung, genaue Herstellung bei Verwendung zweckmäßiger Baustoffe, Anpassung an moderne Betriebsarten und dergl. als weitere Verbesserungen anzuführen.

Um ohne Störungen arbeiten und Versuche aller Art anstellen zu können, sind Umlauf-, Ablaß-, Sicherheits- bezw. Meßeinrichtungen vorgesehen, auch selbsttätig und sicher wirkende Schmiervorrichtungen (Ringschmierlager) zumeist anzutreffen. Eine erfreuliche Einheitlichkeit in der Bauart der Steuerorgane macht sich bei Kolbenpumpen und Kompressoren immer mehr bemerkbar; freispielende, möglichst leicht gehaltene Ringventile oder aber selbstfedernde Stahlplatten finden jetzt fast ausschließlich Verwendung.

Ein großes Absatzgebiet haben die Zentrifugalpumpen erobert, die in der Ausnutzung der Energie erfolgreich mit den Kolbenpumpen wetteifern können, seitdem es gelungen ist, durch sorgfältigere Herstellung wie auch durch richtige Schaufelformen – infolge Erkenntnis der Vorgänge im Innern dieser Pumpen – den Gesamtwirkungsgrad derselben immer günstiger zu erhalten.

Zentrifugalpumpen älterer Bauart finden vornehmlich |787| zur Förderung großer Wassermengen auf geringe Höhen Anwendung; hierbei fallen, da es sich meist um verhältnismäßig geringe Austrittsgeschwindigkeiten handelt, die Verluste durch Wirbelung und Wasserreibung, die mit dem Quadrate der Geschwindigkeit wachsen, weniger ins Gewicht.

Textabbildung Bd. 322, S. 787

Bei Zentrifugalpumpen für größere Förderhöhen dagegen ist man bemüht, die der Flüssigkeit beim Austritt aus dem Rade innewohnende Geschwindigkeitsenergie in Druck umzuwandeln. Dies geschieht für Druckhöhen bis etwa 25 m durch Verwendung eines spiralförmigen Gehäuses mit anschließendem, kegelförmig zulaufendem Stutzen, während für noch größere Druckhöhen besondere Leitschaufeln angeordnet werden. Heute stehen Zentrifugalpumpen mit Förderhöhen bis zu 750 m in anstandslosem Betrieb. Solche Pumpen bestehen aus mehreren hintereinander geschalteten Einzelpumpen; sie werden als Hochdruck-Zentrifugalpumpen oder, da sie nach dem bei Turbinen |788| üblichen Verfahren wenn auch im umgekehrten Sinne arbeiten, als Turbinenpumpen bezeichnet.1)

Die wichtigsten Verbesserungen, die in den letzten Jahren an Zentrifugalpumpen getroffen wurden, beziehen sich, was zunächst den Wirkungsgrad derselben anbetrifft, auf vollendetere mechanische Herstellung, sorgfältigere Ermittlung der Schaufelformen, Radgeschwindigkeiten, Durchflußquerschnitte für in Betracht kommende Fördermengen und Förderhöhen als bisher, sodann auf Beseitigung der insbesondere bei mehrstufigen Pumpen infolge der Flüssigkeitsströmung auftretenden Achsialdrücke, die häufig Betriebsstörungen verursachten.

Die Verfahren, nach denen man diese Achsialdrücke aufzuheben oder unschädlich zu machen sucht, bilden neben der Art der Wasserführung usw. das Hauptunterschiedsmerkmal der heute in fast allen Industriezweigen anzutreffenden Zentrifugalpumpen. Ihre Vorzüge, den Kolbenpumpen gegenüber, die erst mit dem siegreichen Vordringen des Elektromotors volle Würdigung fanden, haben eine große Zahl von Firmen des In- und Auslandes veranlaßt, den Bau solcher Pumpen aufzunehmen; ihre immer mehr zunehmende Verwendung – insbesondere zur Förderung großer Wassermengen auf beträchtliche Höhen – geht aus der vorhergehenden Tabelle, in der die seit dem Jahre 1905 von der „Berliner Maschinenbau-A.-G. vorm. L. Schwarzkopff“ gebauten Zentrifugalpumpen – jedoch nur solche von über 50 PS Kraftbedarf – aufgeführt sind, genügend hervor.

Nachstehend sollen bemerkenswerte Ausführungen von Zentrifugalpumpen zunächst besprochen werden, worauf Angaben über andere Pumpenarten, darnach über Kompressoren (Vakuumpumpen) folgen.

A. Pumpen.

1. Zentrifugalpumpen (Kreiselpumpen).

Von den verschiedenen Systemen verdient die Turbinenpumpe der Maschinenfabrik Gebr. Sulzer in Winterthur wegen der Zahl und Größe der Ausführungen an erster Stelle genannt zu werden.

Textabbildung Bd. 322, S. 788

Fig. 1 zeigt eine sog. einstufige Turbinenpumpe der genannten Firma für Förderhöhen bis etwa 160 m mit nur einem einzigen Laufrade, das, mit vorwärts gekrümmten Schaufeln versehen, von einem im Deckel befestigten Leitrade umgeben ist. Sowohl im Deckel wie im Gehäuse sind konzentrische Saugräume f angeordnet, die durch Oeffnungen im Leitrade miteinander in Verbindung stehen, um symmetrischen Eintritt der Flüssigkeit in die Laufradflügel zu ermöglichen. Das Leitrad hat spiralförmig erweiterte Kanäle, die den Austritt der Flüssigkeit aus dem Laufrade in den konzentrischen Druckraum des Gehäuses gestatten.

Textabbildung Bd. 322, S. 788

Diese Leitkanäle sind auf der dem Deckel zugekehrten Seite offen, so daß ihr seitlicher Abschluß durch den letzteren selbst erfolgt. Die innere Wand des rohrförmigen Druckraumes des Pumpengehäuses ist an den Stellen der Leitkanäle durchbrochen, um dem Wasser freien Durchgang zu gestatten. Die Welle ruht auf der Pumpendeckelseite in einem geschlossenen, auf der Antriebseite in einem offenen Lager, welches letztere durch Wasserabschluß gegen Lufteintritt geschützt ist. (Die Lagerung der Welle auf beiden Seiten der Pumpe, wie sie Fig. 1 angibt, ist in neuerer Zeit wesentlich verbessert worden.) Größere Förderhöhen können durch die Anordnung mehrerer Laufräder hintereinander auf gemeinsamer Welle mit zugehörigen, die Laufräder umschließenden Leitapparaten erreicht werden.

Textabbildung Bd. 322, S. 788

Die Flüssigkeit wird bei solchen mehrstufigen Pumpen im ersten Laufrade mit Leitapparat auf die der Umlaufzahl entsprechende Pressung bezw. Förderhöhe gebracht, tritt dann in das zweite Laufrad und verläßt den Leitapparat desselben mit der doppelten Pressung; vom zweiten Rade geht sie in gleicher Weise durch ein drittes bezw. viertes oder n-tes Laufrad mit Leitapparat, so daß die Endpressung oder die Gesamtförderhöhe das zwei-, drei-, vier- oder n-fache der Förderhöhe des einfachen Laufrades beträgt. Hierbei ist der Gesamtwirkungsgrad nicht etwa gleich dem Produkt aus den Wirkungsgraden der einzelnen Stufen, sondern, da jedes Rad die ihm zukommende Förderhöhe mit einem gewissen, bei gleich konstruierten Rädern auch immer bei gleichem Wirkungsgrade überwindet, für die |789| Gesamtförderhöhe auch gleich demjenigen der einzelnen Stufen.

Textabbildung Bd. 322, S. 789

Bei der in Fig. 2 dargestellten sechsstufigen Turbinenpumpe (Ausführung nach D. R. P. No. 157979) der Gebr. Sulzer besteht das Pumpengehäuse aus sechs ringförmigen Druckräumen, an deren letzten der Druckstutzen angeschlossen ist. Der Saugstutzen ist auf der linken Seite des Pumpengehäuses befestigt, während dasselbe auf der anderen Seite durch einen Deckel abgeschlossen ist.

Textabbildung Bd. 322, S. 789
Textabbildung Bd. 322, S. 789

Die Pumpenwelle führt sich auf der durchgehenden Seite im Saugstutzen, auf der anderen Seite in einem am Deckel befestigten Support.

Bei der mit einem Drehstrommotor direkt gekuppelten und auf gemeinsamer Grundplatte mit diesem aufgebauten Pumpe (Fig. 3), ist der Saugstutzen an den als Ringraum ausgebildeten Saugraum angegossen. Zur Verbindung zwischen Pumpe und Elektromotor dient eine elastische Kupplung bekannter Bauart, deren eine Hälfte Bolzen trägt, während die andere Hälfte mit entsprechenden Bohrungen, die mit Gummihüllen ausgefüttert sind, versehen ist.

Die auf die Welle aufgekeilten sechs Laufräder (Fig. 2) sind paarweise so angeordnet, daß sich die seitlichen Druckkräfte fast aufheben. Dies bedingt, daß zum vollkommenen Druckausgleich nur eine gerade Anzahl von Rädern verwendet werden kann. (In neuerer Zeit haben Gebr. Sulzer diese paarweise Anordnung der Laufräder bei verschiedenen Pumpengrößen aufgegeben.) Je zwei Laufräder sind konzentrisch von einem doppelten Leitapparate umgeben, in welchem sich die spiralförmig begrenzten Leitkanäle und die Durchflußöffnungen befinden. Der rohrförmige Querschnitt des Saugstutzens geht vor dem ersten Laufrade in einen ringförmigen Saugraum über, um der Flüssigkeit einen gleichmäßigen Eintritt in das erstere zu gestatten. Zwischen je zwei Laufräderpaaren befindet sich ein die Ueberströmräume enthaltendes Zwischenstück, während der Saugraum für das sechste Laufrad im Deckel angeordnet ist.

Die Einzelteile der Sulzer-Hochdruck-Zentrifugalpumpen sind aus Fig. 4 bis 6 zu ersehen.

Fig. 4 zeigt die auf die Welle aufgekeilten Laufräder, Fig. 5 die inneren Teile einer Pumpe für sich und Fig. 6 dieselben Teile, wie sie in das Gehäuse hineingeschoben werden.

Nach Angabe von Gebr. Sulzer sollen sich mittels der von ihnen gebauten Turbinenpumpen Wirkungsgrade bis 80 v. H. und bei besonders günstigen Verhältnissen zwischen Wassermenge und Förderhöhe noch solche über 80 v. H. erreichen lassen.

An ausgeführten Wasserhaltungsanlagen in Horcajo (Spanien) vorgenommene Versuche ergaben die Richtigkeit dieser Behauptung und zeigten ferner, daß der Wirkungsgrad einer dort aufgestellten Zentrifugalpumpe auch nach fünfjährigem Betriebe derselben noch unverändert geblieben war.

(Fortsetzung folgt.)

|788|

Die erste Turbinenpumpe (Hochdruck-Zentrifugalpumpe) wurde im Jahre 1896 von Gebr. Sulzer in Winterthur auf der Schweizerischen Nationalausstellung in Genf vorgeführt (vergl. „Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ingenieure 1905, S. 826).

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