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Selbstansaugende Kreiselpumpe
Selbstansaugende Kreiselpumpen sind bekannt als Pumpen, bei denen mittels einer Hilfseinrichtung, wie der Entlüftungsstufe einer Wasserring- oder Seitenkanalpumpe, oder einer Vakuumpumpe, der Pum- penkörper einschliesslich der Saugleitung entlüftet wird. Solche Hilfseinrichtungen sind aber unerwünscht, weil sie den Wirkungsgrad verschlechtern, durch ihre Empfindlichkeit die Betriebssicherheit gefährden und überdies die Herstellungskosten erhöhen.
Auch wurden vereinzelt an der Vorder- und der Rückseite des Laufrades von Kreiselpumpen Hilfsschaufeln angeordnet, zur Bildung einer eigenen Spülströmung des
Luft-Wasser-Gemisches, wobei das entlüftete Wasser wieder zum Saugraum geleitet wird ; hiebei müssen aber Luft und Wasser Engstellen durchströmen, die Anlass zu Verstopfungen geben, weshalb diese Art Pum- pen nur für reines Wasser geeignet ist.
Zur Vermeidung der Nachteile der vorbekannten Ausbildungen weistdie erfindungsgemässe Pumpe eine solche Konstruktion auf, dass sie selbsttätig, ohne Hilfseinrichtung durch Bildung eines Luft-Wasser-Ge- misches die Entlüftung bewirkt und für jedes beliebige Kreiselrad, d. h. auch für Kanalräder zur Schmutz- wasserförderung verwendet werden kann.
Wie bekannt, wird durch die Rotation eines Kreiselrades im Pumpengehäuse das darin befindliche
Wasser radial nach aussen geschleudert. Infolge seines schwereren spezifischen Gewichtes befindet sich das Wasser in Form eines rotierenden Wasserringes an der äusseren Wand des Pumpengehäuses, wogegen die spezifisch leichtere Luft aus der Saugleitung im Inneren des Laufrades bleibt. Dieser Zustand ist sehr stabil, weil die im Laufradinneren eingeschlossene Luft den stabilen, rotierenden äusseren Wasserring nicht durchbrechen kann, aus welchem Grunde eine übliche Kreiselpumpe nicht selbst ansaugfähig ist. Das
Prinzip zur selbsttätigen Entlüftung besteht erfindungsgemäss in der Führung dieser eingeschlossenen Luft durch den Wasserring, bis in den Druckstutzen der Pumpe.
Die erfindungsgemässe Kreiselpumpe besteht im wesentlichen darin, dass an einer Seitenwand oder an beiden Seitenwänden des Spiralgehäuses, d. h. an einer Seite oder beiderseits des Laufra- des eine gerade, kreis- oder kurvenförmige Leitschaufel angeordnet ist, die annähernd tangential zur Nabe des Laufrades beginnt und bis an den Sporn des Spiralgehäuses geführt ist. Vorzugsweise ist an einer Seitenwand oder an beiden Seitenwänden des Spiralgehäuses zusätzlich eine gerade, kreis- oder kurvenförmige Leitschaufel angeordnet, die mit ihrem äusseren Ende annähernd tangential an der Spiral- wand des Gehäuses anliegt und mit ihrem inneren Ende in den Innenraum des Spiralgehäuses reicht. Die
Erfindung betrifft ferner Einzelheiten an einer solchen Kreiselpumpe.
Die Zeichnung stellt eine beispielsweise Ausführung in Fig. 1 in geschnittener Seitenansicht und in
Fig. 2 im geschnittenen Aufriss dar. Fig. 3 zeigt den Mittelschnitt des Laufrades, Fig. 4 seine Vorder-, Fig. 5 seine Rückansicht.
Die erfindungsgemässe Pumpe besteht aus einem üblichen Spiralgehäuse 1 mit hochgezogenem Saug- stutzen 2, Laufrad 3, Überlauftrichter 4, Rückströmgehäuse 5 und dem Druckstutzen 6.
Beobachtungen an Kreiselpumpen haben gezeigt, dass zwischen dem oben erwähnten, stabilen, ro- tierenden Wasserring und der im Innern der Pumpe eingeschlossenen Luft keine scharfe Trennungsgrenze vorhanden ist, sondern dass sich zwischen beiden ein Luft-Wasser-Gemisch bildet, das in der Zeichnung als Zone II bezeichnet ist, während die Zone I nur aus Luft und die Zone III nur aus Wasser besteht.
Dieses Luft-Wasser-Gemisch entsteht zwischen Zone I und III infolge Hinterströmung der Schaufelenden des Kreiselrades, die in den Wasserring radial eintauchen. Beobachtungen haben gezeigt, dass sich ein Luft-Wasser-Gemisch, also die Zone II, nicht nur im Innern des Laufrades, also in den Laufradzellen. sondern auch beidseitig des Laufrades im Pumpengehäuse bildet, u. zw. mit dem gleichen Ringdurchmesser wie im Laufrad selbst.
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Die Entlüftung der erfindungsgemässen Pumpe beruht auf der Zerstörung der sich nebeneinander bil- denden Zonen I, II und III dadurch, dass das Luft-Wasser-Gemisch aus dem Zwischenraum zwischen Lauf- rad 3 und Spiralgehäuse 1 von innen nach aussen befördert wird. Diesem Zweck dient eine beispielsweise kreisförmige Leitschaufel 7, die an der Stirnwand des Spiralgehäuses angebracht ist und die mit ihrem in- neren Ende etwa bis zum Durchmesser der Laufradnabe, in die Mitte der Pumpe reicht und an dem
Sporn 8 des Spiralgehäuses endet. Die Leitschaufel 7 erfasst das rotierende Luft-Wasser-Gemisch der Zo- ne II und leitet dieses durch die Zone III in den Überlauftrichter.
Hier scheidet sich die Luft, die in den
Druckstutzen 6 entweicht, vom Wasser, das durch das Rückströmgehäuse 5 und durch die beliebig grosse Öffnung 9 in das Spiralgehäuse 1 zurückfliesst und an dem Spülvorgang so lange teilnimmt, bis die in der
Pumpe und in der Saugleitung befindliche Luft entfernt ist. Nach Anspringen der Pumpe arbeitet diese mit für Kreiselpumpen üblichem Wirkungsgrad.
Um den Entlüftungsvorgang weiter zu beschleunigen, d. h. um die Stabilität der Zone I, II und III weiter zu erschüttern, ohne nennenswerte, hohe Umfangsgeschwindigkeiten für den rotierenden Wasserring erzeugen zu müssen, wird vorzugsweise zusätzlich noch eine weitere Leitschaufel angeordnet. Diese Leit- schaufel 15 ist, ebenso wie die Leitschaufel 7, an der Stirnwand des Spiralgehäuses 1 angebracht und hat die Aufgabe, den rotierenden Wasserring (Zone III) radial nach einwärts, also etwa tangential-zentripetal zu leiten. Hiebei wird das luftfreie Wasser der Aussenzone III in die Luft-Wasser-Gemisch-Zone II gelei- tet.
Durch diese zusätzliche Spülung wird das in der Zone II vorhandene Luft-Wasser-Gemisch mitgerissen und der Leitschaufel 7 zugeführt, die, wie bereits früher beschrieben, das Gemisch durch die Zone III hin- durch in den Überlauftrichter 4 leitet.
Beide Leitschaufeln 7, 15 können an der Gehäusewand 10, am Pumpendeckel 11 oder an beiden Wän- den angebracht sein. Insbesondere die Leitschaufel 7 kann auch beiderseits des Laufrades, d. h. vor und hinter demselben, angeordnet werden.
Ein Leistungsverlust tritt durch die erfindungsgemässe Entlüftung mit der in Pfeilrichtung verlaufenden
Spülströmung nicht ein, umsomehr, als diese Spülströmung bald zum Stillstand kommt. Sobald nämlich die Pumpe anspringt, erzeugt das Laufrad den errechneten Wasserdruck. Dieser wirkt der Spülströmung entgegen, da der erzeugte Wasserdruck im Spiralgehäuse 1, im Druckstutzen 6 und im Rückströmgehäuse 5 gleich gross ist, so dass die Öffnung 9 kein Druckgefälle mehr aufweist.
Um den Entlüftungsvorgang zu beschleunigen, ist es zweckmässig, vor und hinter dem Laufrad je eine Leitschaufel 7 anzuordnen und das Laufrad selbst entweder einseitig oder beidseitig mit an sich bekannten, etwa radial abstehenden, geraden oder gekrümmten Rippen 13, 14 (Fig. 3-5) zu versehen, damit ein tur- bulentes Luft-Wasser-Gemisch (Schaumbildung) erzielt wird.
Die erfindungsgemässe Anordnung kann für jedes Kreiselrad und für Kreiselpumpen jeder beliebigen
Leistung verwendet werden. Als Ansaugstufe ist die genannte Anordnung auch für mehrstufige Kreiselpum- pen ohne Verschlechterung des Wirkungsgrades verwendbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Selbstansaugende Kreiselpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seitenwand (10) oder an beiden Seitenwänden (10. 11) des Spiralgehäuses, d. h. an einer Seite oder beiderseits des Laufrades (3) eine gerade, kreis- oder kurvenförmige Leitschaufel (7) angeordnet ist, die annähernd tangential zur Na- be des Laufrades beginnt (12) und bis an den Sporn (8) des Spiralgehäuses (1) geführt ist.