Zentrifugalpumpe Die Erfindung betrifft eine Zentrifugalpumpe, insbesondere für dickflüssige Medien, mit mindestens einem als Einkanalrad ausgebildeten Pumpenflügel, der eine Seitenwand mit einem an einer Stelle durch brochenen Umfangsflansch zur Begrenzung des Ar beitsraumes des Flügels aufweist.
Erfindungsgemäss sind am radial inneren Ende des Umfangsflansches des auf einer mindestens zwei fach gelagerten Antriebswelle montierten Pumpenflü gels schneidfähige Mittel vorgesehen, um das von der Saugseite her in den Flügel eintretende Fördergut auf zuteilen und in den Arbeitsraum des Flügels zu len ken.
Das in Drehrichtung des Flügels vordere Ende des im Querschnitt bikonkaven Umfangsflansches kann zur Bildung der schneidfähigen Mittel eine tiefe Ausnehmung aufweisen, wobei sich im saugseitigen Teil des Flansches sowie bei dessen Übergang in die Seitenwand Schneidmesser bilden. Der saugseitige Teil des besagten Flanschendes weist dabei vorteilhaft einen messerartigen, radial nach innen ragenden An satz auf, der seinerseits noch mit einem rechtwinkelig davon abstehenden, in die Saugöffnung ragenden Schnittnerv ausgerüstet sein kann.
Diese beiden Teile können aus Hartmetall bestehen und auf der saug- seitigen Fläche des Flansches lösbar befestigt sein.
Vorzugsweise ist bei einer solchen Pumpe das den Pumpenflügel tragende Ende der Antriebswelle in einer in das Pumpengehäuse eingeschraubten Stopf büchse abgestützt und das Gehäuse selbst an einem zwei Lagergehäuse tragenden Lagerbock oder Stän der angeflanscht, wobei das das Endlager aufneh mende Lagergehäuse ein über den Lagerbock hinaus ragender, mit letzterem aus einem Stück bestehender zylindrischer Körper ist, in dessen äusserstem Teil ein radiale wie auch axiale Kräfte aufnehmendes Ku- gellager sitzt.
Am Ende der Antriebswelle ist dabei eine den zylindrischen Lagergehäusekörper vorzugs weise hülsenartig umgebende Riemenscheibe ange ordnet.
Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend an hand von in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt: Fig. 1 einen Pumpenflügel von der Zugangsseite her gesehen; Fig. 2 eine Oberansicht zu Fig. 1; Fig.3 den Pumpenflügel nach Fig. 1, von der Rückseite her gesehen; Fig. 4 eine Ansicht des in Drehrichtung des Flü gels vorderen Endes des Umfangsflansches, und Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine fertigmon tierte Pumpe.
Fig. 1 bis 4 zeigen einen Pumpenflügel 1. Er weist grundsätzlich eine Seitenwand 2 mit einem an einer Stelle durchbrochenen, im Querschnitt bikon kaven Umfangsflansch 3 zur Begrenzung des Arbeits raumes des Flügels 1, sowie eine seiner Befestigung auf einer Antriebswelle (nicht dargestellt) dienende Nabe 4 auf. Die Wand 2 ist durch die Bohrung 5 der Nabe 4 unterbrochen, die aber praktisch durch den Tragzapfen der Antriebswelle aufgefüllt wird, so dass der Arbeitsraum des Pumpenflügels 1 auf der be treffenden Seite durch eine ebene Fläche begrenzt ist.
Fig. 4 zeigt, wie das in Drehrichtung vordere Ende 3' des Umfangsflansches 3 stirnseitig tief ausgenom men ist, so dass sich im saugseitigen Teil des Flan sches 3 sowie bei dessen Übergang in die Seitenwand 2 schneidmesserartige Kanten 3a, 3b bilden.
Auch die Kante 2' der im durchbrochenen Teil des Umfangsflansches 3 einen nach einwärts gerich- teten Ausschnitt aufweisenden Seitenwand 2 ist an- geschrägt und bildet ein Schneidmesser.
Die ebenen Seitenflächen des spiralförmig verlau fenden Umfangsflansches 3 liegen praktisch satt an den inneren Flächen von Deckel und Rückseite des Pumpengehäuses an.
Die Schneidmesser sorgen dafür, dass das von der Saugseite her in den Flügel eintretende Fördergut, das meist dickflüssig ist und Verunreinigungen wie z. B. Stroh, Gras oder Blätter enthält, aufgeteilt und sofort in den Arbeitsraum des Flügels 1 gelenkt wird. Gleichzeitig wird damit auch dem Einklemmen von Drähten und Schnüren entgegengewirkt.
Der saugseitige Teil des Flanschendes 3' weist ei nen radial nach innen ragenden Ansatz 6 auf, an dem seinerseits ein rechtwinklig davon abstehender, in die Saugöffnung ragender Schnittnerv 7 vorgesehen ist. Damit wird bewirkt, dass sich selbst bei hohen Gegendrücken keine Fremdkörper in der Saugöff nung ansammeln können.
Der Ansatz 6 mit dem Schnittnerv 7 kann bei Bedarf als Hartmetalleinsatz ausgebildet sein und lösbar, d. h. auswechselbar auf den Flansch 3' auf geschraubt werden. Die Schneidkante 3a kann dabei ein Teil des Einsatzstückes bilden. Diese Lösung wird vor allem dort gewählt, wo das Fördergut stark ver unreinigt ist, d. h. dort wo ein starker Verschleiss der Schneidkanten zu erwarten ist. Auch die schneidfä- higen Teile 3b und 2' können aus Hartmetall sein und getrennt in den Flügel eingebaut werden.
Das Flanschende 3' ist sowohl auf der Saug- wie auf der Rückseite etwas höher als der restliche Teil des Flansches 3. Die Überhöhung auf jeder Seite be trägt dabei 0,5 bis 1 mm. Damit kann sich der Flügel auch bei hohen Drücken nicht im Gehäuse festklem men.
Auf der Rückseite der Seitenwand 2 sind zwei Rippen 8, 9 vorgesehen, die von der Nabe 4 aus spiralförmig nach aussen laufen und entgegen der Drehrichtung des Flügels 1 in der Höhe stetig abneh men, um schliesslich in die Seitenwand 2 überzuge hen. Damit wird verhindert, dass sich auf der Flügel rückseite vor allem bei hohen Drücken anfallende Verunreinigungen zwischen den Rückwänden von Flügel und Gehäuse festklemmen können.
Der Krümmungsradius der beiden spiralförmigen Rippen 8, 9 ist verschieden. Weiter ist das freie Ende der Nabe 4 leicht abgesetzt. Der Absatz 10 ist bei eingebautem Flügel 1 in eine entsprechend ausgebil dete Ausnehmung im Pumpengehäuse mit kleinstem radialem Spiel eingepasst. Damit wird verhindert, dass sich Drähte, Schnüre und dergleichen zwischen der glatten Gehäusewand und der Nabenfläche einklem men und dabei den Lauf des Flügels hemmen können.
Es ist klar, dass mit diesem neuen Flügel durch irgendwelche Verstopfungen bedingte Betriebsstörun gen weitgehend ausgeschieden sind. Es hat sich auch gezeigt, dass durch den weitgehenden Wegfall von Fremdkörperansammlungen die Reibungsverluste we sentlich vermindert werden konnten und somit also bessere Leistungen erzielt werden. Durch Verwen dung von Hartmetall für die schneidenden Teile wird die Korrosionsbeständigkeit und die Lebensdauer einer solchen Pumpe stark erhöht.
Fig. 5 zeigt eine montierte Pumpe. Das Pumpen gehäuse 11 mit der ringförmigen Arbeitskammer 12 ist in eine zentrale Bohrung einer mit dem Lagerbock 13 aus einem Stück bestehenden vertikalen Seiten wand 14 eingesteckt und an letzterer mittels Bolzen 15 angeflanscht. Im Innern des Pumpengehäuses 11 befindet sich ein am einen Ende einer Antriebswelle 16 befestigter Pumpenflügel 17. Über der Saugöff nung des Flügels 17 befindet sich ein mittels Schrau ben 18 am Gehäuse befestigter auswechselbarer Saug flansch 19.
Je nach verlangter Pumpleistung (Menge) wird ein Flügel 17 mit hohem oder niedrigem Um fangsflansch verwendet, wobei dann natürlich jedes mal ein der gewählten Höhe entsprechender Saug flansch 19 eingesetzt werden muss.
Die Leistung der Pumpe in bezug auf Föder- menge kann auch noch durch Verkürzen des hinteren Umfangsflanschendes auf einfache Weise erreicht werden. Da damit die Zentrifugalkräfte herabgesetzt werden, wird natürlich bei einer bestimmten Dreh zahl auch die Förderleistung herabgesetzt. Das not wendige Drehmoment wird gleichzeitig bedeutend kleiner. Somit kann die Pumpe. mit sehr hochtouri gen Motoren verwendet werden, bei denen die gün stigste Leistung bei hoher Drehzahl, jedoch kleinem Drehmoment erreicht wird.
Die Antriebswelle 16 ist in zwei Lagergehäusen 20 und 21 auf einem Rollen- bzw. Kugellager 22 und 23 gelagert. Das flügelseitige Ende der Welle 16 wird im nabenartigen Teil 24 des Gehäuses 11 von einer Stopfbüchse 25 weiter abgestürzt. Zur Verminderung der Reibung in der Stopfbüchse 25 besitzt die Welle an dieser Stelle einen Belag 26 aus Hartmetall.
Zur Abdichtung der Welle sind in der Nute 27 eine Schnurdichtung und im Stopfbüchsenraum weitere Dichtungen 28 vorgesehen. Die Stopfbüchse 25 weist eine Spülrille 29 auf, um eventuell vom Pumpen raum herausgepresste Flüssigkeit aufzunehmen und gegen einen auf die Welle 16 aufgeschraubten, das Lager 20, 22 vor dem Zutritt der Flüssigkeit schüt zenden Schleuderring 30 zu lenken.
Dank der auf der Rückseite des Flügels 17 mon tierten Rippen 8, 9 (s. auch Fig. 2 bis 4) und der abgesetzten, ins Gehäuse 11 eingepassten Nabe des Flügels 17 werden die Leckverluste gesenkt. Dies hat seinen Grund darin, dass die Rippen 8, 9 selbst als eine Art Pumpenflügel wirken, und dass durch die abgesetzte Nabe neue schikanenartige Dichtungs spalten gebildet werden. Die sich trotzdem noch in der Spülrinne 29 ansammelnde Flüssigkeit dient gleichzeitig der Kühlung der Stopfbüchse 25.
Der Schleuderring 30 bildet gleichzeitig den einen Lagerdeckel für das im Lagergehäuse 20 unterge brachte Rollenlager 22. Auf der andern Seite des Lagergehäuses wird der Deckel von den Ringen 31 und 32 gebildet, von denen letzterer leicht auf der Welle 16 festgeklemmt ist, sich jedoch bei Bedarf verschieben lässt. Zwei Simmeringe 33 und 34 sind als Dichtungsorgane vorgesehen, wobei ihre Lippen derart angeordnet sind, dass etwaiges durch den Ka nal 35 zuviel ins Lager 22 gepresstes Fett gegen die Pumpenflügelseite hin austreten kann, bevor es durch überhitzung im Lager verbrennt.
Bei dieser Anord nung wird auch eine eventuelle Verletzung der Dich tungslippen beim Einführen der Welle 16 praktisch ausgeschlossen.
Das doppelreihige Kugellager 23 kann sowohl axiale wie auch radiale Kräfte aufnehmen und ist am Ende des zylindrischen Lagergehäuses 21 ange ordnet, das mit dem Lagerbock 13 aus einem Stück gebildet ist und weit über den Lagerbockfuss hin ausragt. Damit wird ein schwingungstechnisch gün stiger Abstand zwischen den beiden Lagern 22 und 23 und gleichzeitig ein kurzer Lagerbockfuss mög lich. Die Scheibe 36 dient als Deckel und Pressring für das Kugellager 23.
Das Lager 23 wird über den Kanal 37 geschmiert. Ein weiterer Abdeckring 38 mit leicht abgebogenem innerem Kranz schützt das Lager 23 auf der Pum- penflügelseite. Auch bei dieser Anordnung kann überflüssiges Schmiermittel ohne weiteres in den offe nen Teil der Bohrung 39 des Lagergehäuses 21 ein dringen.
Eine Riemenscheibe 40 ist auf dem Tragzapfen am freien Ende der Welle 16 montiert und mit der Schraube 41 gesichert. Der über den Lagerbockfuss vorstehende Teil des Lagergehäuses 21 wird von der hülsenförmigen Riemenscheibe 40 vollständig um hüllt.
Durch Abschrauben des Saugflansches 19 und des Flügels 17, Lösen der Stopfbüchse 25, des Schleu derringes 30 und der Scheibe 36 kann die Welle 16 mit dem darauf festsitzenden Innenring 42 des La gers 22, dem Ring 32 und dem ganzen Kugellager 23 mühelos herausgezogen werden. Dies wird vor allem durch die geeignet abgesetzte Welle 16 ermöglicht. Dazu muss natürlich noch der Durchmesser der Boh rung 39 des Lagergehäuses 21 mindestens gleich dem grössten Durchmesser der links davon fest auf der Welle sitzenden Teile sein (Ring 32 oder 42).
Centrifugal pump The invention relates to a centrifugal pump, especially for viscous media, with at least one pump blade designed as a single-channel impeller, which has a side wall with a peripheral flange that is broken through at one point to limit the working space of the blade.
According to the invention, cutting means are provided at the radially inner end of the peripheral flange of the pump wing mounted on a drive shaft mounted at least two times in order to distribute the conveyed material entering the wing from the suction side and to steer into the working space of the wing.
The front end of the circumferential flange, which is biconcave in cross-section, in the direction of rotation of the wing can have a deep recess to form the cutting means, with cutting blades forming in the suction-side part of the flange and at its transition into the side wall. The suction-side part of said flange end advantageously has a knife-like, radially inwardly projecting attachment, which in turn can be equipped with a cutting nerve protruding from it at right angles and protruding into the suction opening.
These two parts can consist of hard metal and can be releasably attached to the suction-side surface of the flange.
In such a pump, the end of the drive shaft bearing the pump blade is preferably supported in a stuffing box screwed into the pump housing and the housing itself is flanged to a bearing block or stand that carries two bearing housings, the bearing housing receiving the end bearing a protruding beyond the bearing block , with the latter is a one-piece cylindrical body, in the outermost part of which a ball bearing that absorbs both radial and axial forces is seated.
At the end of the drive shaft a cylindrical bearing housing body is preferably as sleeve-like surrounding pulley is arranged.
The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing.
It shows: FIG. 1 a pump blade seen from the access side; FIG. 2 shows a top view of FIG. 1; 3 shows the pump blade according to FIG. 1, seen from the rear; Fig. 4 is a view of the front end of the peripheral flange in the direction of rotation of the wing gel, and Fig. 5 is a longitudinal section through a ready-made pump.
Fig. 1 to 4 show a pump blade 1. It basically has a side wall 2 with a perforated at one point, in cross-section bikon cave peripheral flange 3 to limit the working space of the blade 1, and one of its attachment to a drive shaft (not shown) serving Hub 4 on. The wall 2 is interrupted by the bore 5 of the hub 4, which is practically filled by the support pin of the drive shaft, so that the working space of the pump blade 1 is limited on the relevant side by a flat surface.
Fig. 4 shows how the front end 3 'of the circumferential flange 3 in the direction of rotation is deeply ausgenom men, so that in the suction-side part of the flange cal 3 and at its transition into the side wall 2 cutting knife-like edges 3a, 3b form.
The edge 2 'of the side wall 2, which has an inwardly directed cutout in the perforated part of the peripheral flange 3, is also beveled and forms a cutting knife.
The flat side surfaces of the spirally extending circumferential flange 3 are practically full on the inner surfaces of the cover and back of the pump housing.
The cutting blades ensure that the conveyed material entering the wing from the suction side, which is usually viscous and contains impurities such as B. contains straw, grass or leaves, divided and immediately directed into the working area of the wing 1. At the same time, this also counteracts the jamming of wires and cords.
The suction-side part of the flange end 3 'has a radially inwardly projecting projection 6, on which in turn a cut nerve 7 protruding at right angles from it and protruding into the suction opening is provided. This ensures that no foreign bodies can collect in the suction opening, even with high counter pressures.
The attachment 6 with the cutting nerve 7 can, if necessary, be designed as a hard metal insert and can be detached, i.e. H. interchangeably screwed onto the flange 3 '. The cutting edge 3a can form part of the insert. This solution is mainly chosen where the material to be conveyed is heavily contaminated, i.e. H. where heavy wear on the cutting edges is to be expected. The parts 3b and 2 'which can be cut can also be made of hard metal and installed separately in the wing.
The flange end 3 'is slightly higher than the rest of the flange 3 on both the suction and the rear side. The camber on each side is 0.5 to 1 mm. This means that the wing cannot get stuck in the housing even at high pressures.
On the back of the side wall 2 two ribs 8, 9 are provided, which run from the hub 4 in a spiral to the outside and against the direction of rotation of the wing 1 in height steadily decrease, to finally hen in the side wall 2 Überzuge. This prevents impurities from getting stuck between the rear walls of the wing and the housing on the rear of the wing, especially at high pressures.
The radius of curvature of the two spiral ribs 8, 9 is different. Next, the free end of the hub 4 is slightly offset. The paragraph 10 is fitted with a built-in wing 1 in a corresponding ausgebil ended recess in the pump housing with the smallest radial play. This prevents wires, cords and the like from getting caught between the smooth housing wall and the hub surface and thereby inhibiting the movement of the wing.
It is clear that with this new wing, operational disruptions caused by any blockages have largely been eliminated. It has also been shown that by largely eliminating the accumulation of foreign bodies, the friction losses could be significantly reduced and thus better performance could be achieved. By using hard metal for the cutting parts, the corrosion resistance and the service life of such a pump is greatly increased.
Fig. 5 shows an assembled pump. The pump housing 11 with the annular working chamber 12 is inserted into a central bore of a vertical side wall 14 consisting of one piece with the bearing block 13 and flanged to the latter by means of bolts 15. Inside the pump housing 11 is a pump blade 17 attached to one end of a drive shaft 16. A replaceable suction flange 19 attached to the housing by means of screws 18 is located above the suction opening of the blade 17.
Depending on the required pumping capacity (amount), a wing 17 with a high or low order circumferential flange is used, in which case, of course, a suction flange 19 corresponding to the selected height must be used each time.
The performance of the pump in relation to the delivery rate can also be achieved in a simple manner by shortening the rear peripheral flange end. Since this reduces the centrifugal forces, the delivery rate is of course also reduced at a certain speed. The necessary torque is also significantly smaller. Thus the pump can. can be used with very high-speed motors in which the most favorable output is achieved at high speed, but with low torque.
The drive shaft 16 is mounted in two bearing housings 20 and 21 on roller or ball bearings 22 and 23. The wing-side end of the shaft 16 is further crashed in the hub-like part 24 of the housing 11 by a stuffing box 25. To reduce the friction in the stuffing box 25, the shaft has a hard metal lining 26 at this point.
To seal the shaft, a cord seal is provided in the groove 27 and additional seals 28 are provided in the stuffing box space. The stuffing box 25 has a flushing groove 29 in order to accommodate any liquid squeezed out from the pump chamber and to direct it against a slinger 30 which is screwed onto the shaft 16 and protects the bearings 20, 22 before the entry of the liquid.
Thanks to the ribs 8, 9 mounted on the back of the wing 17 (see also FIGS. 2 to 4) and the remote hub of the wing 17 fitted into the housing 11, the leakage losses are reduced. The reason for this is that the ribs 8, 9 themselves act as a type of pump blade and that new baffle-like sealing gaps are formed by the offset hub. The liquid that still collects in the flushing channel 29 simultaneously serves to cool the stuffing box 25.
The slinger 30 also forms the one bearing cover for the roller bearing 22 accommodated in the bearing housing 20. On the other side of the bearing housing, the cover is formed by the rings 31 and 32, the latter of which is easily clamped onto the shaft 16, but can be moved if necessary can move. Two oil seals 33 and 34 are provided as sealing elements, their lips being arranged in such a way that any grease that has been pressed too much into the bearing 22 through the channel 35 can escape towards the pump blade side before it burns in the bearing due to overheating.
With this arrangement, any damage to the lips when inserting the shaft 16 is practically excluded.
The double-row ball bearing 23 can absorb both axial and radial forces and is arranged at the end of the cylindrical bearing housing 21, which is formed with the bearing block 13 in one piece and protrudes far beyond the bearing block foot. This makes a vibration-technically favorable distance between the two bearings 22 and 23 and at the same time a short bearing block foot possible, please include. The disk 36 serves as a cover and press ring for the ball bearing 23.
The bearing 23 is lubricated via the channel 37. Another cover ring 38 with a slightly bent inner rim protects the bearing 23 on the side of the pump wing. With this arrangement, too, superfluous lubricant can easily penetrate into the open part of the bore 39 of the bearing housing 21.
A pulley 40 is mounted on the trunnion at the free end of the shaft 16 and secured with the screw 41. The part of the bearing housing 21 protruding over the bearing block foot is completely enveloped by the sleeve-shaped pulley 40.
By unscrewing the suction flange 19 and the wing 17, loosening the stuffing box 25, the Schleu derringes 30 and the washer 36, the shaft 16 with the inner ring 42 of the La gers 22, the ring 32 and the whole ball bearing 23 can be easily pulled out. This is made possible primarily by the suitably offset shaft 16. For this, of course, the diameter of the borehole 39 of the bearing housing 21 must be at least equal to the largest diameter of the parts firmly seated on the shaft to the left (ring 32 or 42).