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Seitenkanalpumpe
Die Erfindung betrifft eine Seitenkanalpumpe mit einem zentrisch zum Pumpengehäuse angeordneten, einseitig offenen Laufrad. Die Fähigkeit der Seitenkanalpumpe, grosse Druckhöhensteigerungen zu erzielen, wird hier grossen Förderströmen zugeordnet, so dass es möglich ist, neben reinen Flüssigkeiten auch solche mit stückigen (festen) Beimengungen, Suspensionen usw. zu fördern.
Bekannt sind Seitenkanalpumpen als luftsaugende und auch als Flüssigkeit fördernde Pumpen. Das Laufrad mit sternförmig angeordneten Schaufeln ist einseitig oder beidseitig offen. Die Gehäusewände schliessen sich dicht an die zueinander parallelen Laufradseitenebenen an. Der in der Nähe des Laufradumfanges angeordnete Seitenkanal (unter Umständen auch über den Laufraddurchmesser radial hinaus ragend), erstreckt sich über einen Umfangsbogen kleiner als 2 7r. Die zu fördernde Flüssigkeit wird ausserhalb der Pumpenachse über einen Schlitz (am Seitenkanalbeginn) dem Laufrad seitlich zugeführt, die Abführung erfolgt ebenfalls seitlich durch einen aussermittig liegenden zweiten Schlitz am Ende des Seitenkanals. Es liegt hier eine Pumpe mit einem partiell beaufschlagten Laufrad vor. Saug- und Druckschlitz liegen in der Umfangsrichtung voneinander getrennt.
Während des Umlaufes entsteht durch die Kraftwirkung der Laufradschaufeln auf die Flüssigkeit im Seitenkanal eine erzwungene Wirbelumlaufströmung, welche durch den ständigen Wiedereintritt in das Laufrad Energie aufnimmt. Die Druckhöhensteigerung im Förderstrom nimmt etwa geradlinig vom Eintritts-zum Austrittsschlitz zu. Der im Ringwirbel kreisende Flüssigkeitsstrom ist auch der Förderstrom. Die im Strömungsmaschinenbau die Druckhöhensteigerung kennzeichnende dimensionslose Druckziffer = H/(u22/2 g) l, d. h. ein Vielfaches wie bei der voll beaufschlagten Kreiselpumpe ( l). Darin ist u2 die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades an seinem Aussendurchmesser.
Pumpenausführungen dieser Art (bekanntester Vertreter ist die SIHI-Pumpe) sind wegen des notwendigen kleinen Seitenspaltes zwischen den Schaufeln des offenen Laufrades und den Ge-
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mitgefördert werden.
Andere bekannte Seitenkanalpumpen sind als selbstansaugende, z. B. eine luftgefüllte Saugleitung entlüftende Pumpen bzw. für sehr steile Förderhöhenkennlinien mit einer spezifischen (dimensionslosen) Förderhöhenziiier bestimmt, die ein Vielfaches der Werte von normalen Kreiselpumpen beträgt. Diese gewünschten Merkmale haben nun zur bindenden Voraussetzung, dass der Seitenkanal auf einer Strecke entsprechend dem Umfangsbogen vom Ende der Drucköffnung bis zum Beginn der Saugöffnung (in der Umlaufrichtung des Laufrades gesehen) unterbrochen sein muss, um die Luftsaugmöglichkeit bis nahe an den physikalisch möglichen kleinsten absoluten Druck aufrechtzuerhalten.
Auch nur durch eine dichtende Trennwand zwischen Saug- und Druckkanalöffnung kann der grole Druckunterschied zwischen Zu- und Ablauf aus dem Förderraum der Pumpe dauernd gehalten werden. Die Gehäusewand muss daher bis auf einen engen Dichtungsspalt am Laufradumfang und an der Laufradstirnfläche an diese Laufradbegrenzungen herangeführt werden. Dies engt aber die Verwendungsmöglichkeit auf die Förderung reiner Flüssigkeiten ein. Denn nur dadurch ist es möglich, die Luftsaugfähigkeit und die sehr grossen Förderhöhen auch dauernd zu erhalten.
Enthält die zu fördernde Flüssigkeit Verunreinigungen, so sinkt die Förderhöhenkennimre der Pumpe infolge der Dichtungsspalterwenerung sehr stark, d. h. der Förderstrom bei einer Anlage (gegebene Förderhöhe) wird wesentlich verkleinert, die Pumpe wird für den gewünschten Förderzweck ungeeignet. Fremdkörper führen zum Bruch der Laufradschaufeln, weil sie sich an den Stellen, woder
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te bei mitzufördernden Festkörpern der optimale Wirkungsgrad der Pumpe bei einem Förderstromwert liegt, welcher auch der wirtschaftlichen Durchflussgeschwindigkeit der Rohranlage entspricht.
Dies im Gegensatze zu Ausführungen (z. B. österr, Patentschrift Nr. 188605), bei denen durch den in der Laufrad-Umfangsrichtung stetig zunehmenden Gehäusequerschnitt das Laufrad an seinem ganzen Ein trittsumfang vom Zulauf her beaufschlagt wird. Hiedurch wird bei der ebenengleichen Durchdringung der Ringwirbelströmung durch den Durchflussstrom die erstere gestört, ein Vorgang, der neben einer kleinen Druckziffer ( < 1) sich auch auf den Pumpenwirkungsgrad ungünstig auswirkt.
Zusammenfassend liegt der Vorteil dieser erfindungsgemässen Seitenkanalpumpenart in a) einer reinen Ringwirbelströmungin dem vom Zu- und Abfluss unbeeinflussten Teil des Seitenkanals 6, so dass die günstigen Bedingungen für die Druckhöhensteigerung geschaffen werden können ( > 1), b) einer beeinflussbaren Druckhöhensteigerung im Förderstrom wegen der unverfälschten Ringwirbelströmung und c) einer einfachen Grössenfestlegung des Förderstroms, wodurch auch der aus optimalen Einzelwirkungsgraden sich ergebende Pumpenwirkungsgrad besser wird als bei jenen Pumpen, bei denen (z. B. nach dem österr. Patent Nr. 188605) die Durchflussströmungdie Ringwirbelströmung (da sie in der gleichen Ebene liegen) auf dem ganzen Umfang durchdringen muss.
In der Fig. 1 ist nur eine beispielsweise Ausführung dargestellt. So ist es unter den gleichen beschriebenen Bedingungen auch zulässig, die Laufradaustrittskante 9 geneigt zum Seitenkanalraum zulegen, um den Seitenkanal 6 näher zur Drehachse zu bringen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Seitenkanalpumpe mit einem zentrisch zum Pumpengehäuse angeordneten, einseitig offenen Laufrad, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad auch am Aussenumfang offen ist und in einen Seitenkanal vondrehsymmetrischemQuerschnitt fördert, der sich in radialer Richtung über die gesamte Laufradschaufelfläche und in Umfangsrichtung über den gesamten Laufradumfang erstreckt.