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Radial durchströmtes Laufrad von Gebläsen oder Pumpen Die Erfindung
befaßt sich mit der Verbesserung von doppelseitig beaufschlagten, im wesentlichen
axial angeströmten und radial durchströmten Laufrädern von Gebläsen oder Pumpen,
bei denen die spiegelbildlich gleichen Schaufelpaare in die Nabe getrennt eingesetzt
und axialzusammengespannt sind.
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Gebläse- oder Pumpenläufer fördern oft Medien, die Bestandteile enthalten,
die eine starke Verschleißwirkung auf das Laufrad ausüben. Es ist bekannt, daß in
diesem Fall der Verschleiß durchaus nicht gleichmäßig in allen Teilen der Laufradscheiben
und -schaufeln auftritt. Die Schaufeln sind immer besonders dem Verschleiß ausgesetzt,
und zwar vor allem auch am Schaufeleintritt. Ferner ist die Nebenscheibe an der
Stelle, wo die Strömung aus der axialen Eintrittsrichtung in die radiale umgelenkt
wird, in der Nähe des Schaufeleintritts besonders auf Erosion beansprucht.
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Es ist weiterhin bekannt, bei Laufrädern, die die erwähnte starke
Verschleißbeanspruchung auszuhalten haben, die Schaufel mit einem Schutzbelag zu
versehen, der entweder durch Spritzen oder Schweißen fest aufgetragen wird oder
als Blech aufgenietet oder aufgeschraubt ist. Dieaufgeschweißten oder aufgespritzten
Beläge bestehen meist aus einem Material, dessen Preis außergewöhnlich hoch ist,
um eine Lebensdauer zu erreichen, die gegenüber dem normalen Schaufelwerkstoff wenigstens
dasDoppelte beträgt. Daher kommt es, daß der Schutz der Schaufeln durch derartige
Beläge meist nicht wirtschaftlicher ist als die Verwendung ungeschützter Schaufeln,
die nach entsprechendem Verschleiß ausgewechselt werden müssen, was bei den bekannten
Konstruktionen mit eingenieteten Schaufeln eine Demontage des ganzen Gebläses und
sehr umfangreicheArbeiten an dem Laufrad bedeutet.
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Der Schutz der Schaufeln durch zusätzliche Verschleißbleche, die aufgenietet
oder aufgeschraubt werden und nach entsprechendem Verschleiß ausgewechselt werden,
bedeutet eine zusätzliche Belastung der Schaufeln durch die zusätzliche Fliehkraft
des Belages. Wenn das Schutzblech eine längere Lebensdauer haben soll, dann muß
es in entsprechender Stärke ausgeführt sein. Da die Schaufeln selbst schon meist
an der Grenze ihrer Tragfähigkeit durch die Fliehkraft belastet sind, sind sie nicht
in der Lage, derartig große zusätzliche Massen zu tragen. Außerdem müssen diese
Schutzbleche insbesondere an den Eintrittskanten der Schaufeln angebracht werden,
wo der Verschleiß am stärksten ist. Gerade dort wird aber der Wirkungsgrad des Laufrades
durch die Verdickung der Schaufel unter Umständen empfindlich beeinträchtigt.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die obigen Schwierigkeiten
dadurch zu vermeiden, daß sie eine. Konstruktion schafft, bei der die Schaufeln
selbst leicht auszuwechseln. sind. Sie erreicht dies dadurch, daß die einzelnen
Schaufeln. jedes Paares mit einem an ihrem Fuß angeordneten Vorsprung in eine an
jeder Seitenwand derNabe ausgebildete Ringnut eingreifen und durch jeweils eine
in der Nabe, befestigte Konsole in Umfangsrichtung festgehalten und mittels Schrauben
zusammengespannt sind.
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Durch die neuartige Konstruktion nach der Erfindung wird erreicht,
daß die Schaufeln leicht ausgewechselt werden können, was bei großen Gebläsen sogar
ohne Ausbau des Laufrades bei öffnen oder Abheben nur eines Gehäuseteiles erfolgen
kann. Dabei werden sowohl die großen Kräfte, die durch die Fliehkraft in radialer
Richtung auftreten, als auch die durch die Strömung im wesentlichen in Umfangsrichtung
auf die Schaufeln wirkenden Kräfte in einwandfreier Weise aufgenommen.
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Es ist zwarbekannt, andenSchaufeln einesKreiselgebläses einkonsolartigesZwischenstück
anzuordnen. Bei dieser bekannten Ausführung ist aber beabsichtigt, lediglich die
Resultate der Schaufel-Fliehkräfte durch die konsolartige Ausbildung dieses Zwischenstückes,
das gleichzeitig eine Begrenzung des Strömungskanals bildet, möglichst in die Radiale
über den Befestigungspunkt zu legen. Das konsolartige Zwischenstück ist also kein
tragendes, sondern ein zusätzlich mit Fliehkraft belastendes Element. Im Gegensatz
dazu dient bei der vorliegenden Erfindung die im übrigen ganz anders ausgebildete
Konsole zur
Aufnahme der Umfangskräfte an den Schaufeln. An ihr
sind, wie auch bei dem die Fliehkraft aufzunehmenden Element, die Schaufeln nur
durch Schrauben befestigt, so daß sie leicht ausgewechselt werden können.
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Die Fig. 1 zeigt ein Laufrad nach der Erfindung in perspektivischer
Darstellung, wobei zur Verdeutlichung die Nabe und Welle aufgeschnitten sind und
nur ein Schaufelpaar ausgezogen und ein weiteres davorliegendes strichpunktiert
angedeutet ist.
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Die Nabe 1 ist in dem gezeichneten Beispiel an die Welle 3 angeschweißt.
Die Fortsetzung der Welle nach der anderen Seite der Nabe ist nicht angedeutet.
Die Nabe kann natürlich auch in anderer Weise mit der Welle verbunden, z. B. durch
Flansche angeschraubt oder mit einer Nabenbohrung aufgesetzt sein. Die Nabe weist
auf jeder der beiden gegenüberliegenden Seiten eine Ringnut 2 auf. Die paarweise
angebrachten Schaufeln 4 tragen an ihrem radial innenliegenden Ende axiale Vorsprünge
6, die in die Ringnuten 2 der Nabe eingreifen. Ringe 7, die durch nicht gezeichnete
Schrauben in .axialer Richtung angepreßt werden, halten die Schaufeln fest und sichern
sie gegen Herausziehen in axialer Richtung. Um einzelne Schaufeln auswechseln zu
können, ist es vorteilhaft, diese Ringe nicht einteilig auszuführen, sondern für
nur einzelne oder mehrere Schaufeln entsprechende Ringsegmente vorzusehen.
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Am Umfang der Nabe ist für jedes Schaufelpaar eine Konsole 8 vorgesehen,
deren Tragfläche in einer axialen Schnittebene liegt. An dieser Konsole sind die
Schaufeln mittels Schrauben befestigt. Von dieser Befestigung sind in der Abbildung
lediglich die Schraubenlöcher 12 dargestellt.
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Die Konsolplatte kann an der Laufradnabe fest angebracht, beispielsweise
an einer Nabenscheibe angeschweißt sein. Bei der dargestellten Ausführungsform der
Erfindung weist die Nabe am Außendurchmesser eine radial eingedrehte Nut 10 auf.
In diese Nut ist der Steg 9 der Konsole eingesetzt und an der Verbindungsstelle
11 durch Schrauben oder Niete gegen die Wirkung der Fliehkraft gehalten.
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Statt des einfachen Steges kann die Konsole auch zwei parallele Stege
aufweisen. In den Fig. 2 bis 4 ist eine solche Ausführungsform in verschiedenere
Rissen dargestellt, wobei die Schaufeln weggelassen sind und lediglich die Radnabe
mit einer oder mehreren Konsolen gezeichnet ist. Die Nabe 1 des Laufrades hat in
diesem Falle am Außenrand keine Nut. Die Konsole besteht aus der Tragfläche 18 und
zwei parallelen Stegen 19, die innen den Rand 20 der Nabe zwischen sich einschließen
und durch Schrauben oder Niete 21 gegen die Fliehkraftwirkung gehalten sind. Durch
die zwei in einem gewissen Abstande angeordneten Stege wird die Stabilität der Konsole
und damit der ganzen Schaufelbefestigung in axialer Richtung wesentlich erhöht.
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Durch die Befestigung mit Hilfe der Vorsprünge 6 in der Nut 2 der
Nabe und an der Konsolplatte 8 (Feg. 1) wird sowohl die Fliehkraft der Schaufeln,
die in radialer Richtung wirkt, als auch die durch die Strömungskräfte entstehende
Umfangskraft in einwandfreier Weise aufgenommen. Gleichzeitig wird auch die Schaufel
in axialer Richtung sicher festgehalten. Ein Auswechseln. sowohl einzelner Schaufeln
wie eines ganzen Schaufelsatzes erfordert lediglich ein Lösen von Schraubverbindungen.
Ein solches Auswechseln ist daher an sich mindestens so einfach durchzuführen wie
ein Auswechseln von besonderen Verschleißblechen der bekannten Ausführungsart, da
sogar die bei letzteren immer schwierige Anpaßarbeit an die Schaufelform wegfällt.
Darüber hinaus ist es bei der Konstruktion nach der Erfindung möglich, die Schaufeln
auszuwechseln ohne den Läufer auszubauen. Es braucht bei größeren Maschinen nicht
einmal das Gehäuseoberteil abgehoben zu werden. Nach Einstieg durch ein Mannloch
im Saugstutzen kann man die leicht zugängigen Schraubverbindungen lösen und die
Schaufel nach dem Saugstutzen zu herausbringen.
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Der Steg 9 der Konsole (Feg. 1), der in der Mittelebene des Laufrades
liegt, hat eine etwa dreieckige Form mit der Basis am Nabenumfang, wobei aus Gründen
der Stabilität die Breite am Nabenumfang etwa der Schaufelteilung dort entspricht.
Die Spitze am Schaufelrücken liegt etwa in halber Schaufelhöhe, was eine ausreichende
Festigkeit gegenüber den Kräften in Umfangsrichtung ergibt. Die Vorderseite zier
Schaufeln bleibt dabei frei von Einbauten, also auch das durch Schraffur gekennzeichnete
Dreieck 16 zwischen den beiden Schaufelteilen, d. h. die Stelle, wo bei Vorhandensein
einer Nabenscheibe an dieser der stärkste Verschleiß auftritt. In der Zeichnung
ist durch zwei etwa vom Innendurchmesser des Schaufeleintrittes ausgehende Stromfäden
14 und 15 angedeutet, wie die Strömung verläuft, die durch die Umlenkung an dieser
Stelle zum; Aufprall von mitgeführten Festteilchen und damit zum Verschleiß führt.
Das geförderte Medium, ein Gas oder eine Flüssigkeit, tritt in axialer Richtung
an der Schaufelkante 5 ein und wird in die radiale Richtung umgelenkt, so daß die
Abströmung nach außen in radialer Richtung erfolgt. Die von beiden Seiten eintretenden
Ströme treffen sich an der Stoßkante 13 der beiden Schaufeln, an deren Stelle bei
der üblichen Ausführungsform eines doppelflutigen Laufrades die trennende Nabenscheibe
sitzt. Es ist zwar bereits bekannt, die Nabenscheibe an der verschleißbeanspruchten
Stelle, d. h. an der Vorderseite der Schaufeln auszuschneiden. Eine Auswechselbarkeit
der Schaufeln. ist aber dadurch nicht gegeben. Die vorliegende Erfindung vermeidet
eine Nabenscheibe ganz und ermöglicht es, die Schaufeln. bei Verschleiß leicht und
schnell auszuwechseln.