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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.
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PATENT CLAIM E
1.Centrifugal pump with a single-bladed impeller for conveying long-fiber suspended solids, the outlet end of the bladder brushing a housing wall penetrated by the impeller axis and the pressure-side blade flank in front of the housing wall ending in a blade front edge which runs between the blade end edge tip and the blade wheel hub and which ends as the blade front edge A counter shear edge of the housing wall cooperating shear edge is formed, characterized in that the housing wall (3) is a straight truncated cone penetrated axially by the impeller axis (la), the from the blade end edge tip (8a) to a point (7a) at which the Blade front edge (8) ends in the impeller hub (1),
the truncated cone wall (3) following the blade front edge (8) forms the boundary of the pressure-side blade flank (7).
2. Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the angle of inclination (c) of the pressure-side blade flank (7) to the axial plane and the angle of inclination () of the housing wall (3) to the radial plane are each between at least 5 and at most 70, advantageously about 60, while the circumferential angle (n) of the blade end edge (8) between the blade end edge tip (8a) and the point (7a) at which the blade end edge ends in the impeller hub is at least 20, and expediently between 60 and 270.
3. Centrifugal pump according to claim 2, characterized in that the sum of the appropriately acute angle of inclination (y, 3) of the blade front edge (8) and counter shear edge (9) to the circular tangent deviates from 1800.
4. Centrifugal pump according to claim 3, characterized in that the blade end edge (6) immediately in front of the pressure-side blade end edge tip (8a) has an unimpeded slipping of fiber parts along the blade end edge making it impossible (6a).
The invention relates to a centrifugal pump with a single-bladed impeller for conveying long-fiber suspended solids, the outlet end of the bladed brushing a housing wall penetrated by the impeller axis and the pressure-side blade flank in front of the housing wall ending in a blade end that runs between the blade end edge tip and the blade wheel hub, the front edge sharp, with a counter shear edge of the housing wall cooperating shear edge is formed.
A centrifugal pump of this type is described in DE-PS 2855 385. This pump is designed in such a way that a fibrous part looping around the impeller outlet part can slide along the blade end edge against the housing wall lying in a radial plane, where it is gripped by the blade end edge and cut as a result of rotation of the impeller between the blade end edge and the counter shear edge on the housing wall.
Such slipping along the entire edge of the blade often takes place very slowly or not at all, depending on the type of fiber parts and the degree of roughness of the blade edge. Due to the tendency of such fiber loops under tension along the pressure-side end flank of the blade to slip into the groove formed between this flank and the hub and to get caught there, the rapid slipping of the loop on the opposite end edge part can also be considerably slowed down.
The present invention now aims to provide a centrifugal pump with a single-bladed impeller of the type mentioned, in which, on the one hand, a complete slipping of the fiber loops along the blade end edge to the housing wall is no longer necessary and the fiber loop is no longer tightened in the groove formed between the blade and the hub is to ensure that the solid parts looping around the blade are quickly and safely guided against the housing wall, where they are properly cut between the front edge of the blade and the counter shear edge and the resulting cut parts are safely washed away to the outside.
For this purpose, the centrifugal pump according to the invention is characterized in that the housing wall is a straight truncated cone which is axially penetrated by the impeller axis, the blade front edge following the truncated blade wall following the cone end wall and the point at which the blade end edge ends in the impeller hub delimits the pressure-side edge Blade flank forms.
This ensures that a fibrous part sucked in by the pump and looping around the blade slips on the blade flank at relatively small flank angles, i.e. in the axial direction towards the housing wall, up to the point at which the blade front edge merges into the hub ; this point of the blade end edge rotating directly above the truncated cone housing wall thus guides the fibrous part over the counter-shear edge of the housing wall, which leads to the cutting of the fibrous part by shearing action.
It should be noted that for the successful implementation of the measure according to the invention, the relevant angles, namely the angle of inclination of the housing wall to the radial plane, flank angle of the blade and circumferential angle of the blade front edge, opposite edge angle on the housing and shear edge angle on the blade, can vary within relatively large ranges. The housing wall inclination angle and the flank angle of the blade can lie between 5 and 70 "and the front edge circumferential angle between 20 and 360". The counter shear edge angle and the shear edge angle can each be between 5 and 90 ", but together should not be 1800.
The invention is shown for example in the accompanying drawing; therein shows:
1 in axial section the pump housing with a schematically drawn impeller,
2 is a plan view of the truncated cone housing wall of FIG. 1,
3 is a side view of the impeller and truncated cone housing wall with the outer housing broken away,
Fig. 4 is a plan view of the truncated cone housing wall in the direction of arrow A in Fig. 3 with impeller front edge projection and
5 is an end view of the impeller of the pump of FIG.
3 and 4 in the direction of arrow B in FIG. 3.
The single-bladed impeller has a conical hub 1, the axis 1 a of which is mounted in the housing 2 in a manner not shown, passing through the pressure-side housing wall 3. The housing wall 3 forms a straight truncated cone and is brushed with a small clearance 4 by the blade 5, the end edge of which is designated by 6. The angle of inclination of the housing wall 3 to the radial plane is denoted by y. In the housing wall 3, which is swept by the blade 5, there is a milling which is spiraling in the sense of the direction of rotation of the impeller from the inside to the outside and is wedge-shaped in cross section
10 available. The radially inner edge 9 of this cutout forms a stationary shear edge, the angle of inclination of which to the circular tangent is designated by 6.
As can be seen from Fig. 3, the pressure-side end flank of the blade 5 with 7 and its flank angle to the axial plane is designated by ±. At this angle s the blade flank 7 runs out at point 7a into the front edge 8 of the blade 5; At this point 7a the blade front edge 8 ends in the hub 1. As can be seen from FIGS. 4 and 5, the blade front edge 8 forming the pressure-side boundary of the blade flank 7 and covering the truncated cone housing wall 3 extends over a circumferential angle n up to the blade end edge tip 8a , in which the blade end edge 6 runs out via a step 6a. This formed as a sharp shear edge and cooperating with the counter shear edge 9 of the housing wall 3 blade end 8 leads at an angle y to the tangent to the hub 1.
The condition here is that the two angles ö and y together must not be 1,800, because only then does a real shear effect occur while simultaneously pushing the cut parts outwards. The following can be said about the angles r, ç and n:
The flank angle, which causes a fiber loop coming onto the flank 7 to slip towards the pressure side and must therefore be at least approximately S, is suitably approximately between 20 and 700; an angle of 60 has proven to be particularly suitable. The same applies to the angle of inclination (p of the housing wall 3, i.e. values between 20 and 70 "are also expedient for this angle, and an angle cp of 60 has also proven to be good in practice.
In contrast, the circumferential angle 1 of the blade front edge (between tip 8a and point 7a) can assume practically any value between approximately 20 and 360 ". However, circumferential angle 11 between 60 and 270 has been found to be particularly advantageous.
Thanks to the design described, a longer fibrous part no longer needs to slide along the blade end edge 6 with its always relatively weak slope to the blade tip 8a in order to reach the area of the interacting shear edges 8, 9; rather, the fibrous part will slip off directly on the pressure-side flank 7 against the point 7a of the smallest radial distance of the blade front edge 8 and cut over the counter-shear edge 9 on the housing wall while slipping over this point 7a; Even if several passes or revolutions of the impeller are required to completely cut the fibrous part, this happens considerably faster than if the complete slipping of the fibrous part along the blade end edge 6 would have to be waited for.
It may even be appropriate to prevent this complete slipping along the end edge 6.
which can be done, for example, according to the drawing by step 6a of this end edge directly in front of the blade tip 8a. This can prevent thin fiber parts, e.g. Textile loops such as yarns and the like ..
get completely behind the impeller and penetrate there into the narrow gap 4 between the sitter edge 8 and the housing wall 3 and can brake the impeller.