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Laufrad für Kreiselpumpen mit offenen Sehaufelkanälen.
Bei Laufrädern für Kreiselpumpen ist es in manchen Fällen zweckmässig oder sogar geboten, die seitlichen Begrenzungswände ganz oder teilweise wegzulassen. Diese Bauweise bringt besonders bei schnellaufenden Rädern den Vorteil, dass die Rad-und Kanalreibung wegfällt oder verringert wird : sie ist anderseits zur Verhütung von Verstopfungen dringend erforderlich, wenn es sich um die Förderung unreiner Flüssigkeiten, wie Papierstoff u. dgl., handelt.
Bei einseitig beaufsehlagten Radialrädern bedingt das Weglassen der Wände erhöhte Rücksichtnahme auf die Festigkeit der Schaufeln und den Axialsehub. Wird nur die saugseitig Wand weggelassen. so ist wohl immer eine genügende Festigkeit vorhanden, gleichzeitig entsteht aber ein sehr hoher Achsschub. Man suchte letzteren dadurch zu verringern, dass auch die gegenüberliegende Wand ausgespart
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überdies nur auf Kosten der Festigkeit der Schaufeln, so dass insbesondere bei höheren Drücken und den damit verbundenen höheren Drehzahlen Schwierigkeiten bezüglieh der Aufnahme des verbliebenen Aehssehubs und der Festigkeit der Schaufeln gegen die Fliehkräfte zu befÜrchten sind.
Massgebend für die Festigkeit ist das Trägheitsmoment der Schaufelquerschnitte in einer Meridianebene, bezogen auf ihre aehsparallele Schwerachse. Der Druckunterschied zu beiden Seiten der Laufschaufeln, der von der Arbeitsübertragung herrührt, in Verbindung mit dem Verlauf des Schaufelquerschnittes ist anderseits massgebend für den Axialschub.
Die Sehauf elfläche setzt sich aus der Gesamtheit der durch, die Eintrittskante gelegten Strombahnen zusammen. Beim Entwurf der Schaufel wird eine beschränkte Anzahl dieser Strombahnen bestimmt und durch diese dann die Schaufelfläche hindurchgelegt. Zweckmässigerweise werden hiebei in erster Linie die auf den seitlichen Begrenzungsrotationsflächen des Laufradprofils liegenden Strombahnen und in Ergänzung derselben mindestens noch eine auf einer dazwischenliegenden, mittleren Flutfläche bestimmt.
Die gegenseitige Lage dieser Strombahnen in der Umfangsrichtung kann hiebei mehr oder weniger willkürlich angenommen werden, bestimmend sind hiebei meist nur hydraulische Gesichtspunkte und die Möglichkeit einer einfachen Schaufelkontrolle (gerade Ein-oder Austrittskante).
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der Rotationsflächen dar, auf denen die Strombahnen liegen. al, bl, el stellt die Eintrittskante, %, , e die Austrittskante der Schaufel in Zirkularprojekten dar. Fig. 1 zeigt die Strombahnen eines Sehaufelbeispieles im Grundriss. Ein Meridianschnitt nach d-d durch die durch diese Strombahnen gebildete Schaufel ergibt den in Fig. 2 eingezeichneten Schaufelquerschnitt.
In Fig. 3 sind dieselben Strombahnen in anderer gegenseitiger Lage auf dem Umfang angenommen.
Ein Meridianschnitt gibt nun den in Fig. 4 eingezeichneten Schaufelquerschnitt.
Aus diesen beiden Beispielen geht hervor, dass der Schaufelquerschnitt in einer Meridianebene in gewissen Grenzen beliebig geformt werden kann. Beim Vergleich der beiden Querschnitte hinsichtlich des zu erwartenden Achsschubes zeigt sieh, dass die Resultierende der Komponenten des grösseren auf die Schaufeloberfläche und des kleineren auf die Schaufelunterfläche in der Achsrichtung wirkenden Druckes bei der Schaufel nach Fig. 2 nach der Einströmseite und nach Fig. 4 dieser entgegengesetzt gerichtet ist. Gleichzeitig ist das Trägheitsmoment bei Fig. 4 ein grösseres als bei Fig. 2.
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Die bisher bekanntgewordenen Schaufelformen zeigen durchwegs Meridianschnitte ähnlich Fig. 2.
Das diese kennzeichnende Merkmal wird dadurch ausgedrückt, dass die Sehne durch die Endpunkte der die Schaufelrück-oder-vorderseite bildenden Begrenzungslinienstucke (Konturen) im Meridianschnitt die Laufradachse immer auf dem der Einströmseite abgekehrten Teil derselben schneidet.
Da von der Nabenscheibe, an der die Schaufeln befestigt sind, stets ein Achssehub nach der Einströmseite vorhanden ist, so ist es zu einem vollständigen Ausgleich desselben notwendig, dass der freitragende Teil der Schaufeln einen entgegengesetzten Aehssehub aufweist. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, dass die bezeichneten Sehnen imMeridianschnitt sieh mit der Laufradachse auf der Einström- seite des Laufrades schneiden, was durch eine entsprechende Anordnung der einzelnen Strombahnen auf dem Umfang erreicht werden kann, mindestens aber, dass die Tangente in den der Einströmseite gegenüberliegenden Endpunkten der die Sehaufelrück-oder-vorderseite bildenden Begrenzungslinienstücken die Laufradachse auf der Einströmseite des Laufrades schneidet.