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Die Erfindung betrifft ein Laufrad für eine Kreiselpumpe, insbesondere eine Seitenkanalpumpe, mit von radial verlaufenden Trennwänden begrenzten Kammern, die im Axialschnitt an der Aussenseite von einem Kreisbogen begrenzt sind.
Kreiselpumpen arbeiten nach dem Prinzip der positiven Verdrängung. Die Betriebseigenschaften dieser Maschinen bringen es mit sich, dass die in ihrem Inneren befindlichen herkömmlichen Sternräder eine optimale Flüssigkeitsströmung nicht zu erzeugen vermögen, weswegen der volumetrische Wirkungsgrad einen sehr niedrigen Wert hat. Das klassische Beispiel dafür ist das Schaufelrad von Siemens, das seit seiner Erfindung nicht wesentlich verändert wurde und den heutigen Stand der Technik widerspiegelt.
Diese Schaufelräder haben weiters den Nachteil, dass ihre geometrischen Masse, die nach bekannten und traditionellen Konstruktionsmethoden bestimmt wurden, giesstechnische Probleme aufwerfen, weil sie schwer zu formen und nur mit einem hohen Ausschussanteil giessbar sind.
Bekannt ist ferner eine Seitenkanalpumpe, die zur Erzielung einer Gegendruckwirkung auf das scheibenförmige Laufrad eine der Druckkammer vorgelagerte Gegendruckkammer aufweist, wobei die Druckkammer durch relativ kleine Durchtrittsbohrungen einerseits mit der Gegendruckkammer und anderseits mit der Saugkammer verbunden ist (DE-PS Nr. 1031641).
Weiters ist ein Schaufelrad für Seitenkanalpumpen bekannt, das aus Kunststoff besteht und Schaufeln besitzt, die rechteckigen Querschnitt aufweisen sowie an den hinteren Kanten abgeschrägt sind (DE-PS Nr. 1115585).
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Laufrades, das strömungstechnisch günstig ausgebildet ist, dadurch die volumetrischen Verluste der Pumpen verringert und auf diese Weise die strömungstechnischen Verhältnisse bei selbstansaugenden Kreiselpumpen verbessert. Eine weitere Zielsetzung der Erfindung ist es, das Giessen bzw. Formen des Laufrades zu vereinfachen und bei der Herstellung den Ausschuss zu vermindern.
Diese Ziele werden mit einem Laufrad der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass erfindungsgemäss die Kammern in einem über Speichen mit der Radnabe verbundenen Kranz ausgebildet sind, dass der Axialschnitt der Kammern einen an den Kreisbogen im wesentlichen tangential anschliessenden geradlinig verlaufenden, der Wand des Kranzes entsprechenden Abschnitt aufweist und dass die Anzahl der Trennwände grösser ist als die Anzahl der Speichen.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Speichen im wesentlichen denselben Querschnitt wie die Trennwände auf, wobei dieser Querschnitt von der Wand des Kranzes zum freien Rand verjüngt ist.
Die Erfindung wird an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 das in eine Pumpe eingebaute Laufrad in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine Draufsicht auf die offene Seite des Laufrades und Fig. 3 auf der linken Seite einen Schnitt gemäss Fig. 2 und auf der rechten Seite die Abwicklung eines Schnittes durch die Schaufelbestückung.
Das Laufrad-l-ist auf einer Achse --3-- befestigt und weist Speichen --4-- auf. Die Speichen --4-- bilden von radial verlaufenden Trennwänden --5-- begrenzte Kammern --7--. Der in Achsrichtung genommene Schnitt des Bodens der Kammern --7-- enthält einen Kreisbogen, der von der Wand-11-der Kammer-7-bis zum Rand des Laufrades-l-verläuft.
Die Pumpe ist in Fig. 1 durch die Gehäuseteile --13a, 13b-- angedeutet. An den äussersten Punkt --8-- der im Axialschnitt gesehen halbkreisbogenförmigen Wand des in der Pumpe ausgebildeten Seitenkanals --2-- schliesst sich tangential der Boden der Kammern --7-- an. Der innerste Punkt --9-- der halbkreisbogenförmigen Wand des Seitenkanals-Z-fällt mit dem inneren Umfang der Stirnwand --10-- des Laufrades --1-- in eine Linie. Die Anzahl der Trennwände --5-- ist grösser als die Anzahl der Speichen --4--.
Das Laufrad-l-kann ein Gussstück sein, möglich ist jedoch auch eine geschweisste oder sonstige Ausführung. In dem dem Umfang zugewandten Teil des Laufrades-l-sind die Kammern --7-- ausgebildet, die durch die Trennwände --5-- voneinander getrennt sind. Der dem Umfang des Laufrades-l-zugewandte Teil der Kammern --7-- ist gekrümmt, wobei diese Krümmung in die einen identischen Krümmungsradius aufweisende Wand des Seitenkanals --2-- stetig übergeht.
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Die axiale Abschlusswand der Kammern --7 : "- erstreckt sich in radialer Richtung bis zu dem Punkt, an dem der sich an das Laufrad --1-- anschliessende Seitenkanal --2-- den ihm gegen- überliegenden Raum sozusagen abschliesst.
Bei einer zweckmässigen Ausführungsform des erfindungsgemässen Laufrades-l-fällt der Mittelpunkt des die Wände der Kammern --7-- begrenzenden Kreisbogens mit dem Mittelpunkt des sich über einen Luftspalt anschliessenden, im Axialschnitt halbkreisförmigen Seitenkanals --2-zusammen, wobei die Radien der erwähnten Kreisbögen identisch sind.
Das auf die beschriebene Weise ausgebildete Laufrad-l-ist demnach im wesentlichen ein dicht mit. Schaufeln bestückter Ring, dessen äussere Mantelfläche und die dem Seitenkanal --2-zugewandte Seite bis zum inneren Durchmesser des Seitenkanals --2-- geschlossen sind. Dieser auf einer Seite geschlossene Laufradring ist mit der Radnabe --6-- durch die Speichen --4-- verbunden. In dem dargestellten Beispiel hat das Laufrad-l-zwölf Speichen, jedoch sind auch Ausführungsformen mit weniger Speichen, z. B.-den minimalen Festigkeitsanforderungen entsprechend-mit drei Speichen möglich.
Die Radnabe --6-- ist zwischen dem Ring und den Speichen --4-- an der Stirnseite offen, damit die in Achsrichtung des Laufrades-l-geförderte Flüssigkeit frei hindurchströmen kann.
Die Speichen --4-- des Laufrades --1-- und die Trennwände --5-- der Kammern --7-- sind in axialer Richtung nach oben zu (Fig. 3 rechts) verjüngt, was den Vorteil hat, dass das Lauf- rad-l-von einer Seite aus und in einfacher Weise eingeformt werden kann. Diese Ausbildung der Trennwände --5-- hat ferner den Vorteil, dass eine mit dem Laufrad-l-versehene Pumpe in beiden Drehrichtungen arbeiten kann, was mit den bisher üblichen Pumpen ähnlichen Typs nicht möglich ist.
Im zusammenmontierten Zustand schliesst sich das Laufrad --1-- über einen sehr kleinen Luftspalt an den im Pumpengehäuse ausgebildeten Seitenkanal --2-- an und bildet mit diesem zusammen im Axialschnitt gesehen einen beinahe völlig geschlossenen Torus, in welchem die Flüssigkeitsströmung ideal ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Laufrad für eine Kreiselpumpe, insbesondere eine Seitenkanalpumpe, mit von radial verlaufenden Trennwänden begrenzten Kammern, die im Axialschnitt an der Aussenseite von einem Kreisbogen begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (7) in einem über Speichen (4) mit der Radnabe (6) verbundenen Kranz ausgebildet sind, dass der Axialschnitt der Kammern (7) einen an den Kreisbogen im wesentlichen tangential anschliessenden geradlinig verlaufenden, der Wand (11) des Kranzes entsprechenden Abschnitt aufweist und dass die Anzahl der Trennwände (5) grösser ist als die Anzahl der Speichen (4).