PATENTANSPRUCH Ein- oder mehrstufige Kreiselmaschine für Flüssigkeiten, mit einem Pumpengehäuse (11) und Einrichtungen zur Verminderung der Radseitenreibung konstruktionsbedingt ungünstig gestalteter sowie mit Flüssigkeit gefüllter Radseitenräume (9), die mittels innerhalb des Gehäuses (11) befestigter, radialer und/oder axialer Trennelemente abschirmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (11) ein oder mehrere umlaufende Stege (8) je eine oder mehrere Trennscheiben (7) halten, dass die Trennscheiben (7) zur Druckentlastung mit Öffnungen (10) versehen sind und dass entsprechend der Grösse und Richtung der Druckentlastung der Öffnungsdurchmesser und der Anordnungsdurchmesser wählbar ist.
Die Erfindung betrifft ein- oder mehrstufige Kreiselmaschinen für Flüssigkeiten.
In Kreiselmaschinen allgemeiner Art, ob ein- oder mehrstufige Kreiselpumpen oder Turbinen, sind aus den verschiedensten Gründen, z. B. einfacher Giesstechnik, gewisser Baukastensysteme, der Durchdringung verschiedener Strömungsräume, beispielsweise bei Serienkreiselpumpen (Fig. 1), zu grosse, wassergefüllte, den Radseitenraumwirbel abbremsende Seitenräume in enger Nachbarschaft zu den rotierenden Laufrädern zu finden, die dadurch erheblich erhöhte Radseitenreibungsverluste an der Seitenwand des rotierenden Laufrades verursachen und somit den Gesamtwirkungsgrad der Kreiselpumpe senken.
Auch sind auf andere Art nachteilig gestaltete Seitenräume (Fig. 2) von Kreiselpumpen, insbesondere auch eine heute übliche doppelt nachteilige Ausführung (Fig. 3) des Radseitenraumes mit grosser axialer Erstreckung und zusätzlich stark rotationsunsymmetrischer Art bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung dieses Nachteils, wobei als Lösung der Aufgabe vorgeschlagen wird, dass innerhalb des Gehäuses ein oder mehrere umlaufende Stege je eine oder mehrere Trennscheiben halten, dass die Trennscheiben zur Druckentlastung mit Öffnungen versehen sind und dass entsprechend der Grösse und Richtung der Druckentlastung der Öffnungsdurchmesser und der Anordnungsdurchmesser wählbar ist. Durch diese entsteht ein bezüglich des Radseitenreibungsverlustes günstiger Radseitenraum.
Die Erfindung ist anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Fig. 1 bis 3 zeigen Ausführungsbeispiele ungünstig gestalteter, bekannter Radseitenräume und die Fig. 4 bis 6 solche, wie sie bei der Kreiselmaschine nach der Erfindung entsprechend verbessert sind.
Im Falle der Fig. 5 wird der ungünstige Teil des Radseitenraumes 5 ausserhalb der Begrenzungsstege 8 hydraulisch abgekoppelt. Im Falle der Fig. 4,5 und 6 kann die Trennwand entweder direkt mit dem jeweiligen Pumpenventil vergossen angeordnet sein oder als separate Trennscheibe 7 vorgesehen werden. Diese Trennscheibe 7 kann dabei z. B. auch in Form eines billigen Bleches oder eines Kunststoffteiles hergestellt werden. Da hierbei die z.B. separat ausgeführte Trennscheibe 7 nicht unter dem vollen Differenzdruck vom Radseitenraum 9 und dem jetzt abgekoppelten Raum 1 der Fig. 4 bzw. dem abgekoppelten Raum 4 der Fig. 5 oder dem abgekoppelten Raum 6 der Fig. 6 steht, was zu stärkerer Dimensionierung der Trennscheibe 7 und deren Befestigungsmechanismus führen würde, können auf wählbarem Durchmesser Öffnungen 10 angeordnet sein, die Raum 1 bei Fig. 4, Raum 4 bei Fig. 5 und Raum 6 bei Fig. 6 mit Raum 9 verbinden. Allerdings sollten diese Öffnungen 10 auf ziemlich gleichem Durchmesser liegen, um Sekundärströmungen zu vermeiden, was zu erneuten Verlusten führen würde oder es sollten solche Öffnungen 10 auf unterschiedlichem Durchmesser zum Teil nur klein ausgeführt sein, z. B. wenn Raum 1,4 oder 6 zu entlüften sind.
Die Öffnungen 10 werden auf kleinem Durchmesser angeordnet, wenn die Trennscheibe 7 so angebracht ist, dass sie vom Laufrad weggedrückt werden soll, wie in Fig. 6 dargestellt. Die Öffnungen 10 sollen auf dem äusseren Durchmesser angeordnet werden, wenn die Trennscheibe 7 zum Laufrad hingedrückt - wie in Fig. 4 gezeigt - werden soll. Bei neutraler axialer Beanspruchung der Scheibe empfiehlt es sich, die Öffnungen 10 auf einen entsprechenden Durchmesser dazwischen zu legen.
Bei der Fig. 5 werden in Höhe des Laufradaussendurch-messers die Begrenzungstege 8 entweder auf beiden Seiten der in Frage kommenden Bauteile, nämlich des Pumpengehäuses 11 und des Leitapparates 12, angeordnet oder nur einseitig - wie dargestellt - auf einem der Bauteile, nämlich dem Pumpengehäuse 11, wahlweise so, dass zwar keine Dichtheit hergestellt wird, aber der Radseitenwirbel hydraulisch von dem früher denselben ungünstig abbremsenden Aussenraum abgekoppelt wird. Durch diese Massnahme werden z. B. bei einer betroffenen Kreiselpumpenstufe je nach Laufradtyp und ursprünglich nachteiliger Radseitenraumgestaltung jeweils mehrere Punkte Wirkungsgrad als Gewinn erzielt, was sich in entsprechender Weise auf die Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades einer Kreiselpumpe und somit auf niedrigeren Energiebedarf auswirkt. Im Falle einer Strömungsturbine würde dies eine höhere Energieausbeute bringen.