Kreiselpumpe mit Selbstansaugung nach dem Prinzip der Laufradzellenspülung Es ist bekannt, Kreiselpumpen durch Anwendung des Prinzips der Laufradzellenspülung selbstansaugend auszustatten,
indem der während der Ansaugeperiode in den Laufradkanälen sich bildende Luft-Wasser-Schaum durch einen kontinuierlichen Spülstrom aus den Lauf radzellen in den Druckraum fortgespült wird.
Hierzu wird gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 959 969 während der Ansaugeperiode die vom Laufrad in der Druckspirale einer mit Wasser gefüllten Pumpe erzeugte Schleppströmung tief in die Laufschaufelkanäle einge lenkt und durch die im Laufrad wirksam werdende Flieh kraft wieder hinausgetrieben,
wobei der Luft-Wasser- Schaum mit hinausgespült wird. Das Einlenken der Schleppströmung in die Laufradzellen erfolgt dabei durch eine dicht am Laufradumfang angeordnete Ein lenkzunge, die nach ihrer grössten Annäherung an den Laufradumfang sich als Leitfläche fortsetzt,
indem sie sich vom Laufradumfang wieder entfernt und mit der von der Spiralenzunge aufwärts sich erstreckenden Druckstutzenwand eine Fangdüse zur Aufnahme des aus dem Laufrad wieder austretenden Spülstromes bildet.
Diese Fangdüse lenkt den nunmehr mit Luft belade nen Spülstrom in den Druckstutzen der Pumpe, wo Luft und Wasser sich in beruhigter Strömung trennen können. Während die Luft im Druckstutzen nach oben steigt und somit nicht mehr zum Laufrad zurück ge langen kann fällt das von der Luft befreite Wasser nach unten,
um den Spülprozess bis zur vollständigen Entlüftung von Pumpe und Saugleitung fortzusetzen. Der übergang von der Ansaugperiode zur regulären Förderung tritt dann selbsttätig ein, ebenso wie auch ein übergang von Förderung auf erneute Entlüftung sich jederzeit selbsttätig vollziehen kann, falls in der För derflüssigkeit so viel Luft mitgeführt wird,
dass die Kontinuität des Flüssigkeitsstromes vor dem Laufradein- tritt gefährdet wird. Das konstruktive Merkmal für die sen bekannten Vorgang der Laufradzellenspülung ist die Verbindung einer Einlenkzunge für die Schleppströmung mit einer unmittelbar anschliessenden diffusorartigen Fangdüse für den aus dem Laufrad wieder austreten den Spülstrom, die diesen vom Laufradumfang fort und in den Druckstutzen der Pumpe leitet.
Die Erfindung hat die Vereinfachung des konstruk tiven Aufwandes zur Durchführung der Laufradzellen- spülung sowie die Ausschaltung der bei einer Fangdü se vorhandenen Verstopfungsmöglichkeit im Falle der Schmutzwasserförderung zum Ziel.
Ihr liegt die Erkennt nis zugrunde, dass durch eine Verstärkung des Spül stromes der Spüleffekt so wirkungsvoll gemacht werden kann, dass das Wiederauffangen des mit Luft belade nen Spülstromes in einer Fangdüse und seine dadurch auf dem kürzesten Wege erfolgende Abführung zum Pumpendruckstutzen entbehrt werden können.
Versuche haben gezeigt, dass es bei kräftig verstärktem Spül strom genügt, diesen nach dem Ausspülen der Laufrad kanäle hinter der Spiralenzunge in die Druckspirale ein zuleiten und durch diese zum Druckstutzen der Pumpe zuführen, wo dann die Trennung von Luft und Was ser im wesentlichen stattfinden kann.
Die Verstärkung des Spülstromes wird erfindungsge mäss durch eine am Umfang des Laufrades liegende, ge neigte Einlenkfläche für die Schleppströmung erreicht, die unmittelbar vor dem Beginn der Druckspirale wo ein gewisser Strömungsstau herrscht - so ange ordnet ist, dass der von ihr in die Laufradzellen gelenk te Spülstrom nach seinem Wiederaustritt aus dem Lauf rad in die Druckspirale der Pumpe übertritt.
Diese Ein- lenkfläche kann an der bei gewöhnlichen Kreiselpum pen ohnehin vorhandenen Spiralenzunge ausgebildet werden. Man kann auch noch weiter gehen und diese Spiralenzunge selbst durch schräges Abschneiden so gestalten dass sie selbst zur Einlenkzunge im Sinne der Erfindung wird.
Durch das schräge Abschneiden entsteht dann eine Einlenkfläche unmittelbar vor dem Spiralenbeginn, die so angeordnet ist, dass sie sich dem Laufradumfang bis auf einen geringen Abstand nähert.
In der bevorzugten Ausführung der Erfindung er streckt sich die Einlenkzunge in den Spiralenquerschnitt der grössten Weite hinein und ihre Eintrittskante wird wesentlich breiter gemacht als die Austrittsbreite des Laufrades, während sie sich nach innen bis auf einen geringen Abstand dem Laufradumfang nähert.
Die Zeichnung veranschaulicht drei Ausführungsbei spiele. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsge- mäss gestaltete Pumpe, Fig. 2 einen Querschnitt durch die gleiche Pumpe, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie A in Fig. 2 und Fig. 4 und 5 je einen Querschnitt durch zwei wei tere erfindungsgemäss gestaltete Pumpen.
Diese Pumpen bestehen sämtlich in üblicher Weise aus einem Laufrad 1, das in einem Spiralgehäüse 2 um läuft. Die von dem Gehäuse umschlossene Spirale en det in einem Druckstutzen 3. Die Förderflüssigkeit tritt in die Pumpe durch einen Saugstutzen 4 ein, der wie bei selbstansaugenden Pumpen üblich - so hoch gezogen ist,
dass der zur Durchführung des Entlüftungs vorganges erforderliche Wasservorrat in der Pumpe -ge halten wird und sie bis zum Wasserspiegel füllt. Die Erfindung bezieht sich also auf echte Zentrifugalpum- pen, deren von den Schaufeln des Laufrades gebilde te Zellen - im Gegensatz zu Wasserringpumpen zum Saugstutzen 4 hin sämtlich ständig offen sind.
An der Stelle, wo gewöhnliche Kreiselpumpen eine den Anfang der Spirale bildende Spiralenzunge haben, befindet sich bei der Pumpe nach Fig. 1 bis 3 eine Ein- lenkzunge 5, die unmittelbar vor dem Beginn der Spirale angeordnet und bis dicht an den Umfang des Laufrades herangeführt ist.
Diese Zunge hat eine Einlenkfläche 5a und fängt mit dieser Fläche die vom Laufrad bei sei ner Drehung in Pfeilrichtung 6 mitgenommene Schlepp strömung 9 der Füllflüssigkeit auf und lenkt sie tief in die gerade darunter vorbestreichende Laufradzelle hin ein, in der zuvor ein Kanalwirbel 8 einen Schaum aus abzuführender Luft und Füllflüssigkeit gebildet hat.
Dieser Schaum wird vom Spülstrom erfasst und unter dem Einfluss der im Laufrad wirksam werdenden Flieh- kraft aus der Laufradzelle in die Spirale hinübergespült. Es wurde gefunden - und hierauf beruht die Erfin- dung -, dass auf dem Wege, den der Schaum vom Eintritt in die Spirale bis zum Druckstutzen nimmt,
kei ne nennenswerte Trennung oder Entmischung von Luft und Flüssigkeit stattfindet und somit auch kein Wieder eintritt von Luft in das Laufrad hinein, sofern nur der Spülstrom kräftig genug ist, um eine definierte Schlepp- strömung in der Spirale aufrechtzuerhalten. Ein derart kräftiger Spülstrom lässt sich mit der Einlenkfläche 5a erzeugen.
Eine besondere Fangdüse, wie sie bei be kannten selbstansaugenden Pumpen nach- dem Prinzip der Laufradzellenspülung bisher vorgesehen wurde, kann infolgedessen entfallen. Das bedeutet eine bemer kenswerte Vereinfachung der zur Durchführung der Laufradzellenspülung nötigen baulichen Massnahmen und eine Erhöhung der Betriebssicherheit bei solchen Pumpen, die mit Feststoffen vermengte Flüssigkeiten zu fördern haben, weil die Verstopfungsgefahr, die mit einer Fangdüse verbunden ist, beseitigt ist.
Dass mit der Einlenkfläche 5a eine erhebliche Ver stärkung des Spülstromes erreicht wird; liegt einmal dar- an, dass sich diese Zunge an der Stelle der Spirale be findet, an der schon ein gewisser Strömungsstau vor handen ist, nämlich am Ansatz des Druckstutzens. Da zum anderen die Spirale an dieser Stelle ihre grösste Weite a (Fig. 3) erreicht ist es möglich,
hier auch der Eintrittskante der die Einlenkfläche 5a tragenden Zunge 5 eine maximale Breite b zu geben, die ein Mehrfa ches der Laufradaustrittsbreite c betragen kann, wenn die Einlenkzunge um ein ausreichendes Mass d in die Höhlung der Spirale vorgezogen wird.
Nach innen ist die Zunge 5 bis dicht an den Laufradumfang herangeführt, so dass der Spülstrom bei möglichst geringem Abstand e zwischen dem inneren Ende der Einlenkzunge und dem Laufradumfang ohne nennenswerten Spaltverlust in die Laufradzelle eingelenkt wird.
Während im Beispiel nach Fig. 1 bis 3 die Zunge 5, an der die Einlenkfläche 5a ausgebildet ist, durch Ab- winkeln und Verlängern der Spiralenzunge einer ge wöhnlichen Kreiselpumpe geschaffen ist, ist sie bei der Abwandlung nach Fig. 4 einfach durch schräges Ab schneiden der gewöhnlichen Spiralenzunge hergestellt,
die sich vor dem - geometrisch und nicht fertigungs technisch zu verstehenden - Abschneiden mit ihrer gan zen Innenfläche dicht an den Laufradumfang anlegte. Durch das Abschneiden ist wieder eine schräggestellte Einlenkfläche 5a entstanden, die in ihrer Wirkung der Einlenkzunge 5 nach Fig. 1 bis 3 entspricht und dabei den Vorteil hat, dass sie in baulicher Hinsicht einfa cher zu verwirklichen ist.
Die radiale Erstreckung d der Einlenkfläche 5a in die Spiralenhöhlung ist etwas ge ringer als bei der Einlenkzunge nach Fig. 1 bis 3, so dass die Entlüftung der Pumpe etwas mehr Zeit in Anspruch nimmt. Der Abstand e zwischen dem inneren Ende der Einlenkfläche 5a und dem Laufradumfang ist wiederum möglichst klein gewählt, um den Spaltverlust im Spül strom gering zu halten.
Fig. 5 zeigt die Anordnung der Erfindung an ei ner Einkanalradpumpe, deren Laufrad 1 also nur eine einzige Schaufel hat, so dass auch nur eine Laufrad zelle vorhanden ist. Die Einlenkfläche 5a ist hier da durch entstanden, dass die normalerweise vorhandene Spiralenzunge vollständig fortgeschritten und somit nicht mehr erkennbar ist.