Laufrad mit seitlich offenen Schaufelkanälen für Kreiselpumpen. Bei Laufrädern für Kreiselpumpen ist es in manchen Fällen zweckmässig oder sogar geboten, die seitlichen Begrenzungswände ganz oder teilweise wegzulassen. Diese Bau weise bringt besonders bei schnellaufenden Rädern den Vorteil, dass die Rad- und Kanal reibung wegfällt oder verringert wird, sie ist anderseits zur Verhütung von Verstopfungen dringend erforderlich, wenn es sich um die Förderung unreiner Flüssigkeiten wie Papier stoff und dergleichen handelt.
Bei einseitig beaufschlagten Radialrädern bedingt das Weglassen der Wände erhöhte Rücksichtnahme auf die Festigkeit der Schaufeln und den Achsialschub. Wird nur die saugseitige Wand weggelassen, so ist wohl immer eine genügende Festigkeit. vor handen, gleichzeitig entsteht aber ein sehr hoher Achsschub. Man sucht letzteren da durch zu verringern, da.ss auch die gegenüber liegende Wand ausgespart oder teilweise weg gelassen wird. Durch diese Massnahme wird der Zweck nur teilweise erreicht und überdies nur auf Kosten der Festigkeit der Schaufeln.
so dass insbesondere bei höheren Drücken und den -damit verbundenen höheren Drehzahlen Schwierigkeiten bezüglich der Aufnahme des verbliebenen Achsschubes und der Festigkeit der Schaufeln gegen die Fliehkräfte zu be fürchten sind.
Massgebend für die Festigkeit ist das Trägheitsmoment der Schaufelquerschnitte in einer Meridianebene, bezogen auf ihre achs- parallele Schwerachse. Der Druckunterschied zu beiden Seiten der Laufschaufeln, der von der Arbeitsübertragung herrührt, in Verbin dung mit dem Verlauf des Schaufelquer schnittes, ist anderseits massgebend für den Achsialschub.
Die Schaufelfläche setzt sich aus der Ge samtheit der durch die Eintrittskante geleg ten Strombahnen zusammen. Beim. Entwurf der Schaufel wird eine beschränkte Anzahl dieser Strombahnen. bestimmt und durch .diese dann die Schaufelfläche hindurchgelegt. Zweckmässigerweise werden hierbei in erster Linie die auf den seitlichen Begrenzungsrota- tionsflächen des Laufradprofils liegenden Strombahnen und in Ergänzung derselben mindestens noch eine auf einer dazwischen liegenden, mittleren Flutfläche bestimmt.
Die gegenseitige Lage dieser Strombahnen in der Umfangsrichtung kann hierbei mehr oder we niger willkürlich angenommen werden, be stimmend sind hierbei meist nur hydraulische Gesichtspunkte und die Möglichkeit einer ein fachen Schaufelkontrolle (gerade Ein- oder Austrittskante).
Fig. 1 untl 2 zeigen ein Beispiel eines Laufrades von bekannter Art; in Fig. 2 ist das Profil des Laufrades ge zeichnet: a, a", <B>bi</B> b_ und ei c_ - stellen die Meridiane der Rotationsflächen dar, auf denen die Strombahnen liegen. a1 b1 ei stellt die Eintrittskante, a2 b2 e2 die Austrittskante der Schaufel in Zirkularprojekten dar.
Fig. 1 zeigt die Strombahnen des Laufrades im Grundriss. Ein Meridianschnitt nach d-d durch die durch diese Strombahnen gebildete Schaufel ergibt den in Fig. 2 eingezeichneten Schaufelquerschnitt.
Fig. 3 und 4 veranschaulichen ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstan des.
In Fig. 3 sind dieselben Strombahnen wie in Fig. I., jedoch in anderer gegensei tiger Lage auf dem Umfang angenommen. Ein Meridianschnitt nach d-d gibt nun den in Fig. 4 eingezeichneten Schaufelquer schnitt.
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 er wartenden Achsschubes zeigt sich, dass die Resultierende der Komponenten des .grösseren auf die Schaufeloberfläche und des kleineren auf die Schaufelunterfläche in der Achsrich tung wirkenden Druckes bei der Schaufel nach Fig. 2 nach der Einströmseite und bei der ,Schaufel nach Fig. 4 nach der entgegen gesetzten Seite gerichtet ist.
Gleichzeitig ist das Trägheitsmoment bei Fig. 4 ein grösseres als bei Fig. 2. Die bisher bekanntgewordenen Schaufel formen zeigen durchwegs Meridianschnitte ähnlich Fig. 2. Das diese kennzeichnende Merkmal besteht darin, dass die Sehne durch die Endpunkte der die Schaufel-, Rück- oder Vorderseite bildenden Begrenzungslinien stück (Konturen) im Meridiansclinitt die Laufradachse immer auf dem der Einström- seite abgekehrten Teil derselben schneidet.
Da von der Nabenscheibe, an der die- Schaufeln befestigt sind, stets ein Achsschub nach der Einströmseite vorhanden ist, so ist es zu einem vollständigen Ausgleich dessel ben notwendig, dass der freitragende Teil .der .Schaufeln einen entgegengesetzten Achs schub aufweist.
Um dies zu erreichen, ist es notwendig, dass die bezeichneten Sehnen im Meridianschnitt sich mit der Laufradachse auf der Einströmseite des Laufrades schnei den, was durch die aus Fig. 3 und 4 ersicht liche Anordnung der einzelnen Strombahnen auf dem Umfang erreicht werden kann.
Ge mäss Fig. 4 sind die Schaufeln ausserdem noch so ausgebildet, dass die Tangente in den der Einströmseite gegenüberliegenden Endpunk ten der die Schaufelrück- oder -Vorderseite bildenden Begrenzungslinienstücke die Lauf radachse auf der Einströmseite des Laufrades schneidet.
Impeller with laterally open vane channels for centrifugal pumps. In the case of impellers for centrifugal pumps, it is useful or even advisable in some cases to completely or partially omit the lateral boundary walls. This construction has the advantage, especially with high-speed wheels, that the wheel and channel friction is eliminated or reduced; on the other hand, it is urgently needed to prevent clogging when it comes to conveying impure liquids such as paper and the like.
In the case of radial gears loaded on one side, the omission of the walls requires increased consideration of the strength of the blades and the axial thrust. If only the suction-side wall is left out, there is always sufficient strength. available, but at the same time there is a very high axial thrust. One tries to reduce the latter by leaving out or partially omitting the opposite wall. This measure only partially achieves the purpose and, moreover, only at the expense of the strength of the blades.
so that, especially at higher pressures and the associated higher speeds, difficulties in absorbing the remaining axial thrust and the strength of the blades against the centrifugal forces are to be feared.
The moment of inertia of the blade cross-sections in a meridional plane, based on its axis-parallel gravity axis, is decisive for the strength. The pressure difference on both sides of the blades, which results from the transfer of work, in conjunction with the course of the blade cross-section, is on the other hand decisive for the axial thrust.
The blade surface is made up of the entirety of the current paths laid through the leading edge. At the. The design of the vane will have a limited number of these flow paths. determined and then put through .these the blade surface. Expediently, the flow paths lying on the lateral delimiting rotation surfaces of the impeller profile and, in addition to these, at least one on a central flood surface lying in between are primarily determined.
The mutual position of these flow paths in the circumferential direction can be assumed to be more or less arbitrary, mostly only hydraulic aspects and the possibility of a simple blade control (straight inlet or outlet edge) are decisive here.
Fig. 1 and 2 show an example of an impeller of known type; In Fig. 2 the profile of the impeller is drawn: a, a ", <B> bi </B> b_ and ei c_ - represent the meridians of the surfaces of revolution on which the current paths lie. a1 b1 ei represents the leading edge, a2 b2 e2 represents the trailing edge of the blade in circular projects.
Fig. 1 shows the current paths of the impeller in plan. A meridional section according to d-d through the blade formed by these flow paths results in the blade cross-section shown in FIG.
3 and 4 illustrate an exemplary embodiment from the subject of the invention.
In Fig. 3 the same current paths as in Fig. I., but assumed in a different Gegei term situation on the circumference. A meridional section according to d-d now gives the blade cross section shown in FIG.
These two examples show that the blade cross-section in a meridian plane can be shaped as desired within certain limits. When comparing the two cross-sections with regard to the axial thrust to be expected, it can be seen that the resultant of the components of the larger pressure acting on the blade surface and the smaller pressure acting on the blade lower surface in the axial direction in the blade according to FIG. 2 after the inflow side and in the , The blade of FIG. 4 is directed to the opposite side.
At the same time, the moment of inertia in Fig. 4 is greater than in Fig. 2. The previously known blade shapes consistently show meridional sections similar to Fig. 2. The characteristic feature of this is that the chord through the end points of the blade, back or Boundary lines forming the front side (contours) in the meridian line always intersects the impeller axis on the part facing away from the inflow side.
Since there is always an axial thrust towards the inflow side from the hub disk to which the blades are attached, it is necessary for a complete compensation of the same that the cantilevered part .der .Schaufeln has an opposite axial thrust.
In order to achieve this, it is necessary that the indicated chords in the meridional section intersect with the impeller axis on the inflow side of the impeller, which can be achieved by the arrangement of the individual flow paths on the circumference from FIGS. 3 and 4.
According to FIG. 4, the blades are also designed so that the tangent in the end points opposite the inflow side of the boundary line pieces forming the back or front side of the blade intersects the impeller axis on the inflow side of the impeller.