DE10307887A1

DE10307887A1 - Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE10307887A1
Application number: DE2003107887
Authority: DE
Inventors: Frank-Hendrik Dr.-Ing. Wurm
Original assignee: Wilo AG
Current assignee: Wilo SE
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2023-02-26
Also published as: DE10307887B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit mindestens einem beschaufelten Laufrad. Der an die Eintrittskante angrenzende Bereich der Laufradschaufel weist eine solch höhere Elastizität als der übrige Bereich der Laufradschaufel auf, dass dieser Bereich aus seiner Ruhelage durch die Strömungskräfte ausbiegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit mindestens einem beschaufelten Laufrad und/oder einer Leiteinrichtung.
Es ist bekannt, die Schaufeln eines Pumpenlaufrades jeweils mit einem Gelenk zu versehen, so dass ein Bereich der Schaufel beweglich ist, um die Stoßverluste zu verringern. Eine solche Konstruktion ist aufwendig in der Herstellung, reparaturanfällig und bei Pumpen kleiner Baugröße technisch kaum durchführbar. Darüber hinaus ist es bekannt, die Schaufeln einer Schiffsschraube aus Kunststoff herzustellen, damit ihre Steigung sich entsprechend der Belastung einstellt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Schaufeln des Laufrades und/oder einer Leiteinrichtung einer Kreiselpumpe so zu verbessern, dass die Schaufeln sich entsprechend der Belastung selbstständig einstellen, um die Stoßverluste zu verringern und optimale Kennlinien über einen breiten Betriebsbereich der Maschine zu erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der an die Eintrittskante angrenzende Bereich der Schaufeln des Laufrades und/oder der Leiteinrichtung eine solch höhere Elastizität als der übrige Bereich der Laufradschaufel aufweist, dass dieser Bereich aus seiner Ruhelage durch die Strömung ausbiegbar ist.
Der Eintrittsbereich jeder Schaufel wird durch die Strömungsbelastung etwas ausgebogen, so dass eine eigene selbstständige Einstellung des Schaufelanfangs insbesondere bezüglich der Steigung erreicht wird. Dies führt zu einer Verringerung der Stoßverluste und zu einer Optimierung der Kennlinien. Konstruktion und Herstellung der Schaufeln und des Laufrades sind hierbei besonders einfach, wobei eine hohe Standfestigkeit erreicht wird.
Zusätzlich oder alternativ wird vorgeschlagen, dass bei einer Anordnung von feststehenden Leitschaufeln um das Laufrad herum die Eingangsbereiche dieser Leitschaufeln in gleicher Weise durch die Strömung ausbiegbar sind. Hierdurch werden die obengenannten Vorteile noch weiter vergrößert. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass der Bereich höherer Elastizität der Schaufel um ein Maß aus seiner Ruheposition ausbiegbar ist, das größer ist als 1/100 des Laufradradius.
Von Vorteil ist, wenn der Bereich höherer Elastizität bis zur Hälfte der Länge der Schaufel umfasst. Auch wird vorzugsweise vorgeschlagen, dass der Bereich höherer Elastizität nur einen Teil der Schaufelhöhe umfasst.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zumindest der ausbiegbare Bereich der Schaufel aus einem Kunststoff oder Gummi ist.
Fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen in axialen Schnitten als Ausschnitte dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 eine Radialkreiselpumpe,
2 eine Halbradialkreiselpumpe,
3 eine Radialkreiselpumpe mit äußeren Leitschaufeln,
4 eine Halbradialkreiselpumpe mit äußeren Leitschaufeln und
5 eine Axiallaufradpumpe.
Das Laufrad einer Radialkreiselpumpe sitzt auf einer Welle 2, die von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird. Das Laufrad 1 bildet mehrere Schaufeln 3, die sich gebogen von der Saugöffnung 4 bis zur Druckseite 5 erstrecken. Der Eingangsbereich 6 jeder Schaufel 3, der an der Eintrittskante 7 beginnt und sich bis zur Hälfte der Schaufellänge erstreckt, ist in der Zeichnung gepunktet dargestellt und besteht aus einem Material höherer Elastizität als der übrige Schaufelbereich 8, der sich bis zur Druckseite 5 erstreckt. Dieser Bereich 6 höherer Elastizität besteht aus einem hochpolymeren Kunststoff oder aus Gummi, so dass er durch den Strömungsdruck ausbiegbar ist.
Der Grad der Ausbiegung hängt von dem gewählten Material ab, das an das zu pumpende Medium, die Pumpengröße und die Pumpenleistung angepasst wird. Vorzugsweise wird das Material so gewählt, dass der Bereich 6 höherer Elastizität um ein Maß aus seiner Ruheposition ausbiegbar ist, das größer ist als ein Hunderstel des Laufradradius 9.
Der Bereich 6 höherer Elastizität kann sich bis zur Hälfte der Schaufellänge L von der Eintrittskante 7 aus erstrecken. Auch kann der Bereich 6 höherer Elastizität nur einen Teil der Schaufelhöhe H umfassen, wobei der der Saugöffnung 4 näher gelegene Bereich eine höhere Elastizität besitzt als der entferntere.
Auf der Druckseite kann das Laufrad 1 außen ringsum von feststehenden Leitschaufeln 10 umgeben sein, die von ihrer Eintrittskante 11 aus in gleicher Weise einen Bereich 6 höherer Elastizität besitzen, so dass auch die Leitschaufeln entsprechend der Belastung sich selbstständig einstellen können, das heißt um ein geringes Maß ausbiegen. Das Maß der Ausbiegung aus der Ruheposition heraus kann wiederum größer sein als ein Hunderstel des Laufradradius 9.
Die höhere Elastizität des Bereichs 6 der Schaufel 3 und/oder der Leitschaufel 10 ist auch dadurch erreichbar, dass die gesamte Schaufel aus demselben elastischen Material besteht, aber im Bereich 6 die Dicke der Schaufel so viel geringer gewählt ist, dass es in diesem Bereich zu einem stärkeren Ausbiegen kommt.

Claims

Kreiselpumpe mit mindestens einem beschaufelten Laufrad (1), dadurch gekennzeichnet, dass der an die Eintrittskante (7) angrenzende Bereich (6) der Laufradschaufel (3) eine solch höhere Elastizität als der übrige Bereich (8) der Laufradschaufel aufweist, dass dieser Bereich (6) aus seiner Ruhelage durch die Strömungskräfte ausbiegbar ist.
Kreiselpumpe mit mindestens einem beschaufelten Laufrad (1), das von feststehenden Leitschaufeln (10) radial umgeben ist, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der an die Eintrittskante (11) angrenzende Bereich (6) der Leitschaufel (10) eine solch höhere Elastizität als der übrige Bereich der Leitschaufel aufweist, dass dieser Bereich (6) aus seiner Ruhelage durch die Strömungskräfte ausbiegbar ist.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (6) höherer Elastizität der Schaufel (3, 10) um ein Maß aus seiner Ruheposition ausbiegbar ist, das größer ist als 1/100 des Laufradradius (9).
Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (6) höherer Elastizität bis zur Hälfte der Länge (L) der Schaufel (3) umfasst.
Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (6) höherer Elastizität nur einen Teil der Schaufelhöhe (H) umfasst.
Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der ausbiegbare Bereich (6) der Schaufel (3, 10) aus einem hochpolymeren Kunststoff oder Gummi ist.