CH660511A5

CH660511A5 - Centrifugal pump having a single-blade impeller

Info

Publication number: CH660511A5
Application number: CH750582A
Authority: CH
Inventors: Martin Staehle
Original assignee: Martin Staehle
Priority date: 1982-12-22
Filing date: 1982-12-22
Publication date: 1987-04-30
Also published as: JPS6357636B2; JPS59119093A

Description

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

PATENTANSPRÜCH E
1. Kreiselpumpe mit Einschaufel-Laufrad zur Förderung von langfasrigen aufgeschwemmten Feststoffen, wobei das Auslassende der Schaufel mit Spiel eine von der Laufradachse durchsetzte Gehäusewand bestreicht und die druckseitige Schaufelflanke vor der Gehäusewand in einer zwischen Schaufelendkantenspitze und Schaufelradnabe verlaufenden Schaufelstirnkante endet, die als scharfe, mit einer Gegenscherkante der Gehäusewand zusammenwirkende Scherkante ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand (3) ein von der Laufradachse (la) axial durchsetzter gerader Kegelstumpf ist, wobei die von der Schaufelendkantenspitze (8a) bis zu einer Stelle (7a), an der die Schaufelstirnkante (8) in der Laufradnabe (1) endet,

der Kegelstumpfwand (3) folgende Schaufelstirnkante (8) die Begrenzung der druckseitigen Schaufelflanke (7) bildet.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (c) der druckseitigen Schaufelflanke (7) zur Axialebene und der Neigungswinkel ()der Gehäusewand (3) zur Radialebene je zwischen mindestens 5 und höchstens 70 , zweckmässig etwa 60 betragen, während der Umfangswinkel (n) der Schaufelstirnkante (8) zwischen Schaufelendkantenspitze (8a) und der Stelle (7a), an der die Schaufelstirnkante in der Laufradnabe endet, mindestens 20 , und zweckmässig zwischen 60 und 270 , beträgt.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der zweckmässig spitzen Neigungswinkel (y, 3) von Schaufelstirnkante (8) und Gegenscherkante (9) zur Kreistangente von 1800 abweicht.

4. Kreiselpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelendkante (6) unmittelbar vor der druckseitigen Schaufelendkantenspitze (8a) eine das ungehinderte Abrutschen von Faserstoffteilen längs der Schaufelendkante verunmöglichende Stufe (6a) aufweist.

Gegenstand der Erfindung ist eine Kreiselpumpe mit Einschaufel-Laufrad zur Förderung von langfasrigen aufgeschwemmten Feststoffen, wobei das Auslassende der Schaufel mit Spiel eine von der Laufradachse durchsetzte Gehäusewand bestreicht und die druckseitige Schaufelflanke vor der Gehäusewand in einer zwischen Schaufelendkantenspitze und Schaufelradnabe verlaufenden Schaufelstirnkante endet, die als scharfe, mit einer Gegenscherkante der Gehäusewand zusammenwirkende Scherkante ausgebildet ist.

Eine Kreiselpumpe dieser Art ist in der DE-PS 2855 385 beschrieben. Diese Pumpe ist so ausgebildet, dass ein sich um den Laufradaustrittsteil schlingender Faserstoffteil entlang der Schaufelendkante gegen die in einer Radialebene liegende Gehäusewand hin rutschen kann, dort von der Schaufelstirnkante erfasst und infolge Rotation des Laufrads zwischen Schaufelstirnkante und Gegenscherkante an der Gehäusewand zerschnitten wird.

Ein solches Abrutschen entlang der ganzen Schaufelendkante erfolgt oft je nach Art der Faserstoffteile und dem Rauheitsgrad der Schaufelendkante recht langsam oder auch gar nicht. Durch die Tendenz solcher unter Zug stehender Faserschlingen längs der druckseitigen Endflanke der Schaufel in die zwischen dieser Flanke und der Nabe gebildete Kehlung zu rutschen und dort hängenzubleiben, kann das schnelle Abrutschen der Schlinge auf der gegenüberliegenden Endkantenpartie ebenfalls erheblich gebremst werden.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer Kreiselpumpe mit Einschaufel-Laufrad der genannten Art, bei welcher einerseits ein vollständiges Abrutschen der Faserstoffschlingen längs der Schaufelendkante bis zur Gehäusewand nicht mehr erforderlich und das Festspannen der Faserstoffschlinge in der zwischen Schaufel und Nabe gebildeten Kehlung nicht mehr möglich ist, um so zu gewährleisten, dass die sich um die Schaufel schlingenden Feststoffteile schnell und sicher gegen die Gehäusewand geführt und dort zwischen Schaufelstirnkante und Gegenscherkante einwandfrei zerschnitten und die entstehenden Schnitteile sicher nach aussen weggespült werden.

Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemässe Kreiselpumpe dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand ein von der Laufradachse axial durchsetzter gerader Kegelstumpf ist, wobei die von der Schaufelendkantenspitze bis zu einer Stelle, an der die Schaufelstirnkante in der Laufradnabe endet, der Kegelstumpfwand folgende Schaufelstirnkante die Begrenzung der druckseitigen Schaufelflanke bildet.

Damit wird erreicht, dass ein von der Pumpe angesaugter, sich um die Schaufel schlingender Faserstoffteil schon bei relativ kleinen Flankenwinkeln der Schaufel auf der Schaufelflanke, also in Achsrichtung nach der Gehäusewand hin, bis zu jener Stelle rutscht, an welcher die Schaufelstirnkante in die Nabe übergeht; diese unmittelbar über der Kegelstumpf-Gehäusewand rotierende Stelle der Schaufelstirnkante führt somit den Faserstoffteil über die Gegenscherkante der Gehäusewand, was durch Scherwirkungzum Zerschneiden des Fasestoffteils führt.

Dabei ist zu beachten, dass zum einwandfreien Erfolg der erfindungsgemässen Massnahme die hier massgebenden Winkel, nämlich Neigungswinkel der Gehäusewand zur Radialebene, Flankenwinkel der Schaufel und Umfangswinkel der Schaufelstirnkante, Gegenkantenwinkel am Gehäuse und Scherkantenwinkel an der Schaufel, innerhalb relativ grosser Bereiche variieren können. So können der Gehäusewand-Neigungswinkel und der Flankenwinkel der Schaufel zwischen 5 und 70" und der Stirnkanten-Umfangswinkel zwischen 20 und 360" liegen. Der Gegenscherkantenwinkel und der Scherkantenwinkel können je zwischen 5 und 90" liegen, sollten aber zusammen nicht 1800 betragen.

In der beiliegenden Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt; darin zeigt:
Fig. 1 im Axialschnitt das Pumpengehäuse mit schematisch gezeichnetem Laufrad,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kegelstumpf-Gehäusewand nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht von Laufrad und Kegelstumpf Gehäusewand bei weggebrochenem Aussengehäuse,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Kegelstumpf-Gehäusewand in Pfeilrichtung A in Fig. 3 mit Laufrad-Stirnkantenprojektion und
Fig. 5 eine Stirnansicht des Laufrades der Pumpe nach Fig.

3 und 4 in Pfeilrichtung B in Fig. 3.

Das Einschaufel-Laufrad besitzt eine Konusnabe 1, deren Achse 1 a die druckseitige Gehäusewand 3 durchsetzend in nicht näher dargestellter Weise im Gehäuse 2 gelagert ist. Die Gehäusewand 3 bildet einen geraden Kegelstumpf und wird mit kleinem Spiel 4 von der Schaufel 5 bestrichen, deren Endkante mit 6 bezeichnet ist. Der Neigungswinkel der Gehäusewand 3 zur Radialebene ist mity bezeichnet. In der von der Schaufel 5 bestrichenen Gehäusewand 3 ist eine spiralförmig im Sinne der Laufraddrehrichtung von innen nach aussen umlaufende, im Querschnitt keilförmige Ausfräsung
10 vorhanden. Die radial innere Kante 9 dieser Ausfräsung bildet eine stationäre Scherkante, deren Neigungswinkel zur Kreistangente mit 6 bezeichnet ist.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die druckseitige Endflanke der Schaufel 5 mit 7 und deren Flankenwinkel zur Axial ebene mit ± bezeichnet. Unter diesem Winkel s läuft die Schaufelflanke 7 an der Stelle 7a in die Stirnkante 8 der Schaufel 5 aus; an dieser Stelle 7a endet die Schaufelstirnkante 8 in der Nabe 1. Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, erstreckt sich die die druckseitige Begrenzung der Schaufelflanke 7 bildende und die Kegelstumpf-Gehäusewand 3 bestreichende Schaufelstirnkante 8 über einen Umfangswinkel n bis zur Schaufelendkantenspitze 8a, in welche die Schaufelendkante 6 über eine Stufe 6a ausläuft. Diese als scharfe Scherkante ausgebildete und mit der Gegenscherkante 9 der Gehäusewand 3 zusammenwirkende Schaufelstirn kante 8 führt unter einem Winkel y zur Kreistangente zur Nabe 1 hin.

Bedingung dabei ist, dass die beiden Winkel ö und y zusammen nicht 1800 betragen dürfen, denn nur dann tritt eine echte Scherwirkung ein unter gleichzeitigem Aus wärtsstossen der Schnitteile. Zu den Winkeln r, ç und n ist im übrigen folgendes zu sagen:

Der Flankenwinkel , der bewirkt, dass eine auf die Flanke 7 gelangende Faserstoffschlinge nach der Druckseite hin abrutscht und deshalb mindestens etwaS betragen muss, liegt zweckmässig etwa zwischen 20 und 700; ein Winkels von 60 hat sich als besonders geeignet erwiesen. Ähnliches gilt für den Neigungswinkel (p der Gehäusewand 3, d.h. auch für diesen Winkel sind Werte zwischen 20 und 70" zweckmässig, und ein Winkel cp von 60 hat sich in der Praxis ebenfalls als gut erwiesen.

Demgegenüber kann der Umfangswinkel,1 der Schaufelstirnkante (zwischen Spitze 8a und Stelle 7a) praktisch jeden Wert zwischen etwa 20 und 360" annehmen. Als besonders vorteilhaft haben sich jedoch Umfangswinkel 11 zwischen 60 und 270 herausgestellt.

Dank der beschriebenen Ausbildung braucht ein längerer Faserstoffteil nicht mehr längs der Schaufelendkante 6 mit ihrer stets relativ schwachen Steigung bis zur Schaufelspitze 8a abzurutschen, um in den Bereich der zusammenwirkenden Scherkanten 8, 9 zu gelangen; der Faserstoffteil wird vielmehr unmittelbar an der druckseitigen Flanke 7 gegen die Stelle 7a kleinsten Radialabstands der Schaufelstirnkante 8 abrutschen und während des Überstreifens dieser Stelle 7a über die Gegenscherkante 9 an der Gehäusewand zerschnitten; auch wenn mehrere Durchgänge bzw. Umdrehungen des Laufrades bis zum vollständigen Zerschneiden des Faserstoffteils erforderlich sind, geschieht dies doch erheblich schneller, als wenn das vollständige Abrutschen des Faserstoffteils längs der Schaufelendkante 6 abgewartet werden müsste.

Es kann sogar zweckmässig sein, dieses vollständige Abrutschen längs der Endkante 6 zu verhindern.

was beispielsweise gemäss Zeichnung durch die Stufe 6a dieser Endkante unmittelbar vor der Schaufelspitze 8a erfolgen kann. Dadurch kann verhindert werden, dass dünne Faserstoffteile, z.B. Textilschlaufen wie Garne und dergl..

vollständig hinter das Laufrad gelangen und dort in den engen Spalt 4 zwischen Sitrnkante 8 und Gehäusewand 3 eindringen und das Laufrad bremsen können.

Claims

PATENTANSPRÜCH E 1. Kreiselpumpe mit Einschaufel-Laufrad zur Förderung von langfasrigen aufgeschwemmten Feststoffen, wobei das Auslassende der Schaufel mit Spiel eine von der Laufradachse durchsetzte Gehäusewand bestreicht und die druckseitige Schaufelflanke vor der Gehäusewand in einer zwischen Schaufelendkantenspitze und Schaufelradnabe verlaufenden Schaufelstirnkante endet, die als scharfe, mit einer Gegenscherkante der Gehäusewand zusammenwirkende Scherkante ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand (3) ein von der Laufradachse (la) axial durchsetzter gerader Kegelstumpf ist, wobei die von der Schaufelendkantenspitze (8a) bis zu einer Stelle (7a), an der die Schaufelstirnkante (8) in der Laufradnabe (1) endet,

der Kegelstumpfwand (3) folgende Schaufelstirnkante (8) die Begrenzung der druckseitigen Schaufelflanke (7) bildet.
2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (c) der druckseitigen Schaufelflanke (7) zur Axialebene und der Neigungswinkel ()der Gehäusewand (3) zur Radialebene je zwischen mindestens 5 und höchstens 70 , zweckmässig etwa 60 betragen, während der Umfangswinkel (n) der Schaufelstirnkante (8) zwischen Schaufelendkantenspitze (8a) und der Stelle (7a), an der die Schaufelstirnkante in der Laufradnabe endet, mindestens 20 , und zweckmässig zwischen 60 und 270 , beträgt.
3. Kreiselpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der zweckmässig spitzen Neigungswinkel (y, 3) von Schaufelstirnkante (8) und Gegenscherkante (9) zur Kreistangente von 1800 abweicht.
4. Kreiselpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelendkante (6) unmittelbar vor der druckseitigen Schaufelendkantenspitze (8a) eine das ungehinderte Abrutschen von Faserstoffteilen längs der Schaufelendkante verunmöglichende Stufe (6a) aufweist.

Gegenstand der Erfindung ist eine Kreiselpumpe mit Einschaufel-Laufrad zur Förderung von langfasrigen aufgeschwemmten Feststoffen, wobei das Auslassende der Schaufel mit Spiel eine von der Laufradachse durchsetzte Gehäusewand bestreicht und die druckseitige Schaufelflanke vor der Gehäusewand in einer zwischen Schaufelendkantenspitze und Schaufelradnabe verlaufenden Schaufelstirnkante endet, die als scharfe, mit einer Gegenscherkante der Gehäusewand zusammenwirkende Scherkante ausgebildet ist.

Eine Kreiselpumpe dieser Art ist in der DE-PS 2855 385 beschrieben. Diese Pumpe ist so ausgebildet, dass ein sich um den Laufradaustrittsteil schlingender Faserstoffteil entlang der Schaufelendkante gegen die in einer Radialebene liegende Gehäusewand hin rutschen kann, dort von der Schaufelstirnkante erfasst und infolge Rotation des Laufrads zwischen Schaufelstirnkante und Gegenscherkante an der Gehäusewand zerschnitten wird.

Ein solches Abrutschen entlang der ganzen Schaufelendkante erfolgt oft je nach Art der Faserstoffteile und dem Rauheitsgrad der Schaufelendkante recht langsam oder auch gar nicht. Durch die Tendenz solcher unter Zug stehender Faserschlingen längs der druckseitigen Endflanke der Schaufel in die zwischen dieser Flanke und der Nabe gebildete Kehlung zu rutschen und dort hängenzubleiben, kann das schnelle Abrutschen der Schlinge auf der gegenüberliegenden Endkantenpartie ebenfalls erheblich gebremst werden.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer Kreiselpumpe mit Einschaufel-Laufrad der genannten Art, bei welcher einerseits ein vollständiges Abrutschen der Faserstoffschlingen längs der Schaufelendkante bis zur Gehäusewand nicht mehr erforderlich und das Festspannen der Faserstoffschlinge in der zwischen Schaufel und Nabe gebildeten Kehlung nicht mehr möglich ist, um so zu gewährleisten, dass die sich um die Schaufel schlingenden Feststoffteile schnell und sicher gegen die Gehäusewand geführt und dort zwischen Schaufelstirnkante und Gegenscherkante einwandfrei zerschnitten und die entstehenden Schnitteile sicher nach aussen weggespült werden.

Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemässe Kreiselpumpe dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand ein von der Laufradachse axial durchsetzter gerader Kegelstumpf ist, wobei die von der Schaufelendkantenspitze bis zu einer Stelle, an der die Schaufelstirnkante in der Laufradnabe endet, der Kegelstumpfwand folgende Schaufelstirnkante die Begrenzung der druckseitigen Schaufelflanke bildet.

Damit wird erreicht, dass ein von der Pumpe angesaugter, sich um die Schaufel schlingender Faserstoffteil schon bei relativ kleinen Flankenwinkeln der Schaufel auf der Schaufelflanke, also in Achsrichtung nach der Gehäusewand hin, bis zu jener Stelle rutscht, an welcher die Schaufelstirnkante in die Nabe übergeht; diese unmittelbar über der Kegelstumpf-Gehäusewand rotierende Stelle der Schaufelstirnkante führt somit den Faserstoffteil über die Gegenscherkante der Gehäusewand, was durch Scherwirkungzum Zerschneiden des Fasestoffteils führt.

Dabei ist zu beachten, dass zum einwandfreien Erfolg der erfindungsgemässen Massnahme die hier massgebenden Winkel, nämlich Neigungswinkel der Gehäusewand zur Radialebene, Flankenwinkel der Schaufel und Umfangswinkel der Schaufelstirnkante, Gegenkantenwinkel am Gehäuse und Scherkantenwinkel an der Schaufel, innerhalb relativ grosser Bereiche variieren können. So können der Gehäusewand-Neigungswinkel und der Flankenwinkel der Schaufel zwischen 5 und 70" und der Stirnkanten-Umfangswinkel zwischen 20 und 360" liegen. Der Gegenscherkantenwinkel und der Scherkantenwinkel können je zwischen 5 und 90" liegen, sollten aber zusammen nicht 1800 betragen.

In der beiliegenden Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt; darin zeigt: Fig. 1 im Axialschnitt das Pumpengehäuse mit schematisch gezeichnetem Laufrad, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kegelstumpf-Gehäusewand nach Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht von Laufrad und Kegelstumpf Gehäusewand bei weggebrochenem Aussengehäuse, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Kegelstumpf-Gehäusewand in Pfeilrichtung A in Fig. 3 mit Laufrad-Stirnkantenprojektion und Fig. 5 eine Stirnansicht des Laufrades der Pumpe nach Fig.

3 und 4 in Pfeilrichtung B in Fig. 3.

Das Einschaufel-Laufrad besitzt eine Konusnabe 1, deren Achse 1 a die druckseitige Gehäusewand 3 durchsetzend in nicht näher dargestellter Weise im Gehäuse 2 gelagert ist. Die Gehäusewand 3 bildet einen geraden Kegelstumpf und wird mit kleinem Spiel 4 von der Schaufel 5 bestrichen, deren Endkante mit 6 bezeichnet ist. Der Neigungswinkel der Gehäusewand 3 zur Radialebene ist mity bezeichnet. In der von der Schaufel 5 bestrichenen Gehäusewand 3 ist eine spiralförmig im Sinne der Laufraddrehrichtung von innen nach aussen umlaufende, im Querschnitt keilförmige Ausfräsung 10 vorhanden. Die radial innere Kante 9 dieser Ausfräsung bildet eine stationäre Scherkante, deren Neigungswinkel zur Kreistangente mit 6 bezeichnet ist.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die druckseitige Endflanke der Schaufel 5 mit 7 und deren Flankenwinkel zur Axial **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.