DE102012201665B4

DE102012201665B4 - Kreiselpumpenlaufrad

Info

Publication number: DE102012201665B4
Application number: DE102012201665.1A
Authority: DE
Inventors: Jörg Meinberg
Original assignee: KSB SE and Co KGaA
Current assignee: KSB SE and Co KGaA
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2021-11-04
Anticipated expiration: 2032-02-07
Also published as: DE102012201665A1

Abstract

Kreiselpumpenlaufrad (1) umfassend mindestens eine Deckscheibe (3) mit einem Laufradnabenbereich (2), mindestens eine Laufradschaufel (5) und mindestens eine der Laufradschaufel gegenüberliegende Rückenschaufel (6), wobei die Kontur der Rückenschaufel (6) dem Verlauf der Laufradschaufel (5) folgt, wobei die Maße der mindestens einen Rückenschaufel (6) vom äußeren Umfang des Laufrades (1) zur Laufradnabe (2) hin zunehmen, und die Rückenschaufel (6) mit der Laufradnabe (2) verbunden ist, wobei die mindestens eine Rückenschaufel (6) vom äußeren Umfang des Laufrades (1) bis zur Laufradnabe (2) gegenüberliegend zur Laufradschaufel (5) verläuft, wobei die Rückenschaufelbreite (B) vom äußeren Umfang des Laufrades (1) zur Laufradnabe (2) hin zunehmend ist, wobei die Rückenschaufelhöhe (H) vom äußeren Umfang des Laufrades (1) zur Laufradnabe (2) hin zunehmend ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunahme der Rückenschaufelbreite (B) 10 bis 20% des Maßes am äußeren Umfang ist und dass die Zunahme der Rückenschaufelhöhe mindestens 4% des Maßes (H) am äußeren Umfang ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kreiselpumpenlaufrad mit Rückenschaufeln.
Durch die AU 42 06 28 B2 ist ein Laufrad für eine Kreiselpumpe bekannt, bei dem Rückenschaufeln vorgesehen sind. Zur Verbesserung der Wirkung sind die Rückenschaufeln spiralförmig angeordnet. Nachteilig ist jedoch, dass die vorgestellten Rückenschaufeln bei der Herstellung des Laufradrohteils aus Metallguss zur Bildung von Fehlstellen neigen.
Die US 5 489 187 A zeigt ein Kreiselpumpenlaufrad umfassend mindestens eine Deckscheibe mit einem Laufradnabenbereich, mindestens eine Laufradschaufel und mindestens eine der Laufradschaufel gegenüberliegende Rückenschaufel, wobei die Kontur der Rückenschaufel dem Verlauf der Laufradschaufel folgt.
Die EP 1 457 682 A1 offenbart eine Kreiselpumpe mit einem beschaufelten Laufrad, wobei auf der Außenseite der Deckscheibe Schaufeln angeordnet sind, durch die das Laufrad von einem Spaltstrom zusätzlich antreibbar ist.
In der DE 102 19 616 A1 wird eine Kreiselpumpe mit einem auf der Außenseite mit Förderschaufeln versehenen Laufrad beschrieben, wobei das Laufrad im Nabenbereich mit Öffnungen, die schräg durch das Laufrad geführt sind und die zu auf der Rückseite des Laufrads angeordneten Rückenschaufeln führen, versehen ist.
Die DE 689 18 740 T2 zeigt eine Anordnung von Laufradschaufeln und Rückenschaufeln, wobei mindestens eine Rückenschaufel vom äußeren Umfang des Laufrades bis zur Laufradnabe gegenüberliegend zur Laufradschaufel verläuft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kreiselpumpenlaufrad, umfassend mindestens eine Deckscheibe mit einem Laufradnabenbereich, mindestens eine Laufradschaufel und mindestens eine der Laufradschaufel gegenüberliegende Rückenschaufel, wobei die Kontur der Rückenschaufel dem Verlauf der Laufradschaufel folgt, weiter zu entwickeln, das einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Die Lösung sieht vor, dass die mindestens eine Rückenschaufel vom äußeren Umfang des Laufrades bis zur Laufradnabe gegenüberliegend zur Laufradschaufel verläuft, wobei die Maße der mindestens einen Rückenschaufel vom äußeren Umfang des Laufrades zur Laufradnabe hin zunehmen, und dass die Rückenschaufel mit der Laufradnabe verbunden ist. Diese Anordnung verbessert die Gießbarkeit des Bauteils.
Bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreiselpumpenlaufrades ist die Rückenschaufelbreite zunehmend. Steigt die Breite der Rückenschaufel vom Laufradrand zur Laufradnabe hin an, so werden Gussfehler deutlich reduziert. Den selben Effekt hat ein Ansteigen der Rückenschaufelhöhe vom Laufradrand zur Laufradnabe hin, der in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung vorgeschlagen wird.
Erfindungsgemäß beträgt die Zunahme der Rückenschaufelbreite zur Nabe hin 10 bis 20% des Maßes am äußeren Umfang. Bei der Rückenschaufelhöhe ist eine Zunahme zur Nabe hin um mindestens 4% des Maßes am äußeren Umfang erfindungsgemäß.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Nabenbereich des Laufrades sowohl auf der Seite der Laufradschaufel als auch auf der Seite der Rückenschaufel als Erhebung über die Deckscheibe ausgebildet ist. Hierdurch lässt sich die Erstarrungsschrumpfung am Laufrad zusätzlich reduzieren, da dieser Bereich zusätzlich eine Speiserfunktion übernimmt.
Besonders geeignet ist die erfindungemäße Anordnung und Ausführung des Kreiselpumpenlaufrades und der vorgesehenen Rückenschaufeln, wenn das Kreiselpumpenlaufrad als Gussteil, insbesondere als Metallgussteil hergestellt ist, in besonderer Ausführung als Stahlgussteil. Gusstechnische Probleme mit Fehlstellen können mit dieser Ausgestaltung auf ein Minimum reduziert werden.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus der Kombination der bisher dargestellten und sind deshalb hier nicht weiter ausgeführt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen die

1 eine Schrägsicht des erfindungsgemäßen Kreiselpumpenlaufrades, die
2 einen Schnitt im Bereich der Laufradschaufeln, die
3 eine Draufsicht und die
4 einen Längsschnitt des Kreiselpumpenlaufrades.

Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kreiselpumpenlaufrad 1 mit einer Nabe 2, bei dem zwischen einer Deckscheibe 3 und einer Tragscheibe 4 mehrere Schaufeln 5, zur Förderung eines Fluids angeordnet sind. Auf der Deckscheibe 3 sind die erfindungsgemäßen Rückenschaufeln 6 angeordnet. Die Rückenschaufeln 6 verlaufen spiralförmig parallel zu den Schaufeln 5 des Kreiselpumpenlaufrades, wobei sie nicht bis zum äußersten Rand der Deckscheibe 3 angelegt sind. In der 1 ist deutlich ausgeführt, dass die Rückenschaufeln 6 von der Nabe 2 bis zum Rand der Deckscheibe 3 in der Breite und in der Höhe abnehmen.
Das erfindungsgemäße Kreiselpumpenlaufrad 1 wird durch ein Metallgießverfahren hergestellt, wobei die Erstarrungsschrumpfung im Bereich der Schaufeln 5 und der Rückenschaufeln 6 durch Speiser, die im Bereich der Nabe 2 vorgesehen sind, ausgeglichen werden kann. Durch diese Maßnahme ist die Bildung von Fehlstellen im Bereich der Schaufeln 5 und Rückenschaufeln 6 deutlich reduzierbar.
Die 2 zeigt einen Schnitt durch das Kreiselpumpenlaufrad 1 zwischen der Deckscheibe 3 und der Tragscheibe. Die Anordnung der Schaufeln 5 ist durch schraffierte Bereiche dargestellt. Die hinter der Deckscheibe liegenden Rückenschaufeln 6 sind durch punktierte Linien dargestellt. Die 2 zeigt deutlich, dass die Schaufeln 5 und die Rückenschaufeln 6 parallel und direkt benachbart verlaufen. Dies steht bei einem Gussteil eigentlich im Widerspruch zum Handeln des Fachmanns, da dieser bemüht ist sogenannte X-Knoten, also Stellen, an denen beim Abkühlen Schrumpfung im mehreren Richtungen auftritt, zu vermeiden. Die dargestellte erfindungsgemäße Anordnung der Schaufeln 5 und Rückenschaufeln 6 lässt sich jedoch bei geeigneter Positionierung eines Speisers überraschenderweise ohne weitere Einschränkungen gusstechnisch herstellen. Die 3 zeigt eine Draufsicht auf die Deckscheibe 3 des Kreiselpumpenlaufrades 1 mit den Rückenschaufeln 6. Die Rückenschaufeln 6 sind nicht bis zum Rand des Kreiselpumpenlaufrades 1 ausgeführt. Dargestellt ist ebenfalls die Verbreiterung der Rückenschaufeln 6 vom Rand, wo diese eine Breite B ausweisen, bis zur Nabe 2, wo die Breite der Rückenschaufeln 6 um zehn bis zwanzig Prozent größer ist als B. Diese Zunahme der Breite ermöglicht ein optimales Gießergebnis.
Die 4 zeigt eine Schnittdarstellung des Kreiselpumpenlaufrades entsprechend der Markierung A-A in 2. Im Randbereich weist die Rückenschaufel 6 eine Höhe H auf, die bis zur Nabe 2 auf einen Wert ansteigt, der um mindestens vier Prozent zunimmt. Neben der oben beschriebenen Verbreiterung der Rückenschaufeln 6 ist die zum Rand hin abfallende Höhe ein Hilfsmittel zur Verbesserung der Gussergebnisse. In der Endbearbeitung werden die Rückenschaufeln bei Bedarf wieder in ihrer Höhe reduziert, wobei Gussfehler durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rückenschaufeln stark reduziert sind.
Bezugszeichenliste

1: Kreiselpumpenlaufrad
2: Nabe
3: Deckscheibe
4: Tragscheibe
5: Rückenschaufel
6: Schaufel
B: Rückenschaufelbreite
H: Rückenschaufelhöhe

Claims

Kreiselpumpenlaufrad (1) umfassend mindestens eine Deckscheibe (3) mit einem Laufradnabenbereich (2), mindestens eine Laufradschaufel (5) und mindestens eine der Laufradschaufel gegenüberliegende Rückenschaufel (6), wobei die Kontur der Rückenschaufel (6) dem Verlauf der Laufradschaufel (5) folgt, wobei die Maße der mindestens einen Rückenschaufel (6) vom äußeren Umfang des Laufrades (1) zur Laufradnabe (2) hin zunehmen, und die Rückenschaufel (6) mit der Laufradnabe (2) verbunden ist, wobei die mindestens eine Rückenschaufel (6) vom äußeren Umfang des Laufrades (1) bis zur Laufradnabe (2) gegenüberliegend zur Laufradschaufel (5) verläuft, wobei die Rückenschaufelbreite (B) vom äußeren Umfang des Laufrades (1) zur Laufradnabe (2) hin zunehmend ist, wobei die Rückenschaufelhöhe (H) vom äußeren Umfang des Laufrades (1) zur Laufradnabe (2) hin zunehmend ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunahme der Rückenschaufelbreite (B) 10 bis 20% des Maßes am äußeren Umfang ist und dass die Zunahme der Rückenschaufelhöhe mindestens 4% des Maßes (H) am äußeren Umfang ist.
Kreiselpumpenlaufrad nach einem der Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenbereich (2) sowohl auf der Seite der Laufradschaufel (5) als auch auf der Seite der Rückenschaufel (6) als Erhebung über die Deckscheibe (3) ausgebildet ist.
Kreiselpumpenlaufrad nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kreiselpumpenlaufrad (1) als Gussteil, insbesondere als Metallgussteil hergestellt ist, in besonderer Ausführung als Stahlgussteil.