Selbstansaugende Kreiselpumpe mit als Seitenkanal ausgebildetem Arbeitsraum
Selbstansaugende Kreiselpumpen mit als Seitenkanal ausgebildetem Arbeitsraum, der
für die Förderflüssigkeit, insbesondere Wasser,, und die Luft eine gemeinsame Eintrittsöffnung,
aber getrennte Drucköffnungen hat, werden bisher gewöhnlich so ausgebildet, daß
das Flügelrad von den Seitenflächen des Gehäuses, welche die beiden Kanäle enthalten
und den Arbeitsraum begrenzen, einen sehr kleinen Abstand hat. Bei größeren Abständen
nehmen nämlich die Spaltverluste infolge des am Umfang des Flügelrades zunehmenden
Druckes, der sich quer über die Flügelradscheibe durch diese Spalte auszugleichen
sucht, stark zu, was bei der beim Ansaugen stattfindenden Luft- bzw. Gasförderung
zum baldigen Versagen der Pumpe führt. Andererseits sind größere Spalte trotz der
durch sie bei der Wasserförderung verursachten Wirkungsgradverminderung erwünscht,
weil sie die Empfindlichkeit der Pumpe gegen Verunreinigungen des Wassers herabsetzen.
Um die Anwendung einer größeren Spaltbreite auch bei Luftförderung zu ermöglichen,
hat man bereits vorgeschlagen, die Spalte durch in der Gegend des zur Förderung
der Luft dienenden Sektors angebrachte Öffnungen von der Druckseite der Pumpe her
mit Wasser aufzufüllen und dadurch abzudichten. Hierdurch wird ein gewisser Teilerfolg
erreicht. So konnte z. B. bei einer Pumpe mit etwa 140 mm Flügelraddurchmesser der
zulässigeRadspalt auf jeder Radseite von 0,04 auf 0,15 mm erweitert werden. Die
vorliegende Erfindung geht nun darauf aus, die Empfindlichkeit der Pumpe gegen Verschleiß
durch noch stärkere Vergrößerung der zulässigen Spaltbreiten ohne Erhöhung der Spaltverluste
bei Luftförderung zu verringern.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß beim Fördern von Luft
nicht nur der sogenannte »Luftsektor« des Seitenkanals zwischen den beiden Drucköffnungen
für Wasser und Luft, sondern auch der »Wassersektor« zwischen dem Seitenkanalanfang
und der Drucköffnung für das Wasser maßgebend beteiligt ist. Beim Luftfördern strömt
nämlich die Luft am Anfang des Seitenkanals in diesen und in das Flügelrad ein und
wird durch die bei Wasserförderung bekannte Wirbelströmung schon auf dem Wege zur
Drucköffnung für das Wasser hin auf annähernd den im Druckstutzen herrschenden Druck
verdichtet. Der »Luftsektor« dient nur zum Ausschieben der bereits verdichteten
Luft in den Druckraum. Um nun die erwünschte Luftförderleistung auch bei größeren
Spalten zu erhalten, muß der Radseitenspalt während des Luftförderns auf der ganzen
Länge des Wasserförderungssektors mit Wasser gefüllt sein. Dies kann erfindungsgemäß
in folgender Weise erreicht werden: Die Erfindung geht von einer selbstansaugenden
Kreiselpumpe aus, die einerseits einen als Seitenkanal ausgebildeten Arbeitsraum
hat, der für die Förderflüssigkeit, insbesondere Wasser, und für die Luft eine gemeinsame
Eintrittsöffnung, aber getrennte Drucköffnungen besitzt, und andererseits mit einem
die Pumpenachse umschließenden, von der Luft durchströmten Druckraum versehen ist.
Gemäß der Erfindung ist bei einer solchen Pumpe der an den Radseitenspalt anschließende,
die Welle umgebende Raum von dem Druckraum der Pumpe durch eine Wand, einen Steg
od. dgl. abgeschlossen und mit dem Ende des Seitenkanals oder einem daran anschließenden
Wasseraustrittskanal verbunden. Dadurch wird das Entweichen der Luft während der
Kompression verhindert. Gegebenenfalls kann zu diesem Zweck auch gemäß der Erfindung
der die Welle und die Flügelradnabe umgebende Sperrflüssigkeitsraum mit der Drucköffnung
für die Förderflüssigkeit bzw. mit dem an die Drucköffnung anschließenden Förderkanal
unmittelbar durch einen vorzugsweise zur Radnabe hin offenen Kanal verbunden sein.
Der konzentrische Spaltwasserraum bzw. Kanal steht auch hierbei nicht mit dem luftdurchströmten
Teil des Druckraumes in unmittelbarer Verbindung, und es wird auch hier verhindert,
daß durch das bei größeren Spalten heftig zurückfließende Wasser Luft in den Seitenkanal
mitgerissen und der Weg der Luft durch die Pumpe kurzgeschlossen wird. Das dem Seitenkanal
zuströmende Spaltwasser wird zusammen mit der zu verdichtenden Luft längs des Seitenkanals
gefördert und verläßt diesen zum größten Teil wieder durch die Drucköffnung für
das Wasser in den Austrittskanal, aus dem es wieder dem Spaltwasserraum zugeführt
wird.
In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Kreiselpumpe im Längsschnitt bzw. in Ansicht
dargestellt. 1 ist das Pumpengehäuse, in dem die durch einen Elektromotor od. dgl.
angetriebene Welle 2 gelagert ist, auf deren frei fliegendem Ende das Flügelrad
3 befestigt ist. Das Flügelrad ist von einem kappenartigen Gehäuse 4 umgeben, das
mit dem Gehäuse 1 durch Schrauben od. dgl. fest verbunden ist. 5 und 6 sind die
Zufluß- bzw. Abflußstutzen für die von der Pumpe zu fördernde Flüssigkeit, insbesondere
Wasser, und Luft. Die dem Flügelrad 3 zugewandte Seitenfläche 1 enthält einen Seitenkanal,
der in seinem ersten und größeren Teil als Wasserförderungssektor 7 und in seinem
kleineren Teil als Luftförderungssektor 8 ausgebildet ist. Das von dem Wasserförderungssektor
7 geförderte Wasser tritt durch die Drucköffnung 9 in den durch die beiden gestrichelt
gezeichneten Seitenwände 10 und 11 begrenzten Wasseraustrittskanal
12 ein, während die geförderte Luft am Ende des Luftförderungssektors 8 durch die
Drucköffnung 13 in den Druckraum 14 eintritt, der sich kurz vor dem Stutzen 6 mit
dem Wasseraustrittskanal 12 vereinigt. Die das Flügelrad 3 tragende
Welle 2 ist nun von einem gegenüber dem luftdurchströmten Druckraum 14 durch
die Wand 15 abgeschlossenen Sperrflüssigkeitsraum 16 umgeben, der mit dem
Förderkanal 12 für das Wasser durch einen zur Radnabe hin offenen Kanal
17 unmittelbar verbunden ist, durch den Druckwasser dem Sperrflüssigkeitsraum
zugeführt wird. Aus dem Sperrflüssigkeitsraum tritt nun das Wasser in der mit Pfeilen
18 bezeichneten Richtung in den zwischen der Radnabe und der an ihr anliegenden
Wand des Gehäuses vorhandenen Spalt ein und bewirkt eine Abdichtung des Spaltes
auf der ganzen Länge des zur Flüssigkeitsförderung dienenden Seitenkanals 7. Vom
Spalt gelangt die Flüssigkeit in den Seitenkanal 7 und wird durch die Austrittsöffnung
9 und den Kanal 17 in der Pfeilrichtung 18 wieder dem Sperrflüssigkeitsraum
16 zugeführt. Durch den Abschluß des Sperrflüssigkeitsraumes gegenüber dem
Druckraum mittels der Wand 15 wird das Mitreißen von Luft aus diesem in die Spalte
verhindert. Infolge der auf diese Weise erzielten Abdichtung können die Spalte entsprechend
breiter ausgebildet werden.