DE1176485B

DE1176485B - Kreiselradmaschine, insbesondere Kreiselrad-pumpe, mit im Meridianschnitt sich erweiterndem Stroemungsweg

Info

Publication number: DE1176485B
Application number: DEE15293A
Authority: DE
Original assignee: Eta Corp GmbH
Current assignee: Eta Corp GmbH
Priority date: 1958-01-31
Filing date: 1958-01-31
Publication date: 1964-08-20

Description

Kreiselradmaschine, insbesondere Kreiselradpumpe, mit im Meridianschnitt sich erweiterndem Strömungsweg Die Erfindung bezieht sich auf Kreiselradmaschinen, insbesondere auf Kreiselradpumpen, die vor allem bestimmt sind zur Förderung von Gemischtmedien bzw. von Suspensionen. Bekanntgeworden sind Pumpen dieser Art, bei denen der Strömungsweg nach den Schaufelaustrittskanten zu im Meridianschnitt sich erweitert. Solche Erweiterungen wurden bisher dadurch erreicht, daß die saugseitige Kreiselradwand im Umlenkungsbereich vom axialen zum radialen Gehäuseteil zur Saugseite bzw. nach außen hin abgewinkelt wurde. Daraus ergab sich ein Strömungsweg, der sich vom axialen Laufradeintritt bis zur erfolgten Strömungsumlenkung verengt und sich daraufhin nach dem Schaufelaustrittsende zu wieder erweitert. Solche Einschnürungen in der Umlenkung sind jedoch bekanntlich mit strömungstechnischen Nachteilen, wie starken Druckungleichheiten, verbunden, die sich unter anderem auf den Wirkungsgrad ungünstig auswirken können.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile, und zwar dadurch, daß sie einen Strömungsverlauf sowohl auf der axialen wie auf der radialen Strömungsstrecke ohne wesentliche Druckschwankungen sichert. Erreicht wird das dadurch, daß der axiale Pumpensaugteil in an sich bekannter Weise von seinem Eintritt bis zum Kreiselradeintritt sich stetig erweitert und die Durchströmungswege im Kreiselrad vom Kreiselradeintritt bis zum Kreiselradaustritt sich ebenfalls stetig erweitern, und zwar in der Weise, daß beide, den gesamten Strömungsweg bildenden Teile, gemeinsame stetige Erweiterung, insbesondere bezogen auf den mittleren Strömungsfaden, aufweisen. Damit wird eine zügige und hinsichtlich des Druckverlaufes gleichmäßige Durchströmung erreicht. Der Erweiterungswinkel, der die Kreiselradschaufeln im radialen Bereich begrenzenden Kreiselradwände oder des Pumpengehäuses kann in an sich bekannter Weise ablösungserzwingend gewählt werden, wie es sich zur Förderung von z. B. tropfbaren Medien mit Einschlüssen gasförmiger Medien als zweckmäßig erwiesen hat. Bei Pumpen ohne Einschlüsse der genannten Art wird erfindungsgemäß der Erweiterungswinkel innerhalb des laminaren Strömungsbereiches gewählt bzw. kleiner gehalten.
Um in der Pumpenzuleitung für bestimmte Betriebsbedingungen einen gewissen Geschwindigkeitsanstieg bzw. Druckabfall zu erreichen, ohne daß dabei die Schaufeleintrittskanten der Kavitation ausgesetzt werden, kann die Saugleitung zum Pumpengehäuse erfindungsgemäß zum Pumpengehäuse konisch sich verengend ausgebildet sein. Eine solche Verengung im Pumpengehäuse selbst ist an sich bekannt.
Zur Förderung von Suspensionen hat sich eine negative Schaufelüberdeckung bewährt, die in an sich bekannter Weise auch beim Erfindungsgegenstand zur Anwendung kommen kann. Ähnliches gilt für das Vorziehen der Schaufeleintrittskanten in an sich bekannter Weise in den axialen Strömungsraum.
Die sich im Meridianschnitt erweiternden seitlichen Schaufelbegrenzungswände mit ihrer höheren Grenzschichtbiegung bringen eine Verzögerung des Mediums in diesen Bereichen mit sich. Aus dem Grunde sieht die Erfindung vor, daß die Schaufelaustrittskanten, wie an sich bekannt, in den Wandbereichen radial längere Erstreckung haben als im Bereich des mittleren Strömungsfadens. Erfindungsgemäß ist es ferner möglich, Kreiselräder der in Rede stehenden Art in an sich bekannter Weise ganz oder teilweise wandlos auszubilden.
Bei Gemischtmedien mit höherem Gehalt an gasförmigen Medien kann es zweckmäßig sein, die Ablösungsräume möglichst groß zu halten, so daß die Erfindung für die genannte Aufgabe die an sich bekannte, nach außen bauchige Ausbildung der seitlichen Schaufelbegrenzungen vorsieht.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise wiedergegeben.
F i g. 1 zeigt ein Kreiselrad im Meridianschnitt mit vorgeschalteter Saugleitung; F i g. 2 zeigt die Auftragung der Erweiterungsmaße als Ordinaten auf einer Abszisse von der Länge des mittleren Strömungsfadens. Die Verbindungslinien der Ordinatenwerte ergeben eine zügige, z. B. gerade oder kurvige Linie; in F i g. 3 ist beispielsweise die Erweiterung der Schaufelkanäle nach der Erfindung dargestellt und in F i g. 4 ein Schaufelquerschnitt, der die zunehmende Dicke der Schaufel von der Saug- zur Druckseite im Umlenkungsraum des Kreiselrades zeigt. Der mittlere Strömungsfaden im Pumpenzuströmgehäuse und im Kreiselrad ist mit 1, 2, 3 und 4 bezeichnet. In den Punkten 1, 2, 3 und 4 sind auch die sich stetig vergrößernden Breiten für die Strömungswegerweiterungen im Meridianschnitt eingetragen. Diese Breiten, über eine Abszisse 0-X als Ordinaten 0-Y aufgetragen, ergeben je nach Form der Erweiterung die Erweiterungscharakteristiken 5 oder 6 oder 7.
Der Erweiterungswinkel im Meridianschnitt a, ist ein solcher im laminaren Strömungsbereich und der Erweiterungswinkel* 1 im Ablösungsbereich.
In F i g. 3 ist eine Umfangsabwicklung eines Kreiselrades nach der Erfindung wiedergegeben, bei dem beispielsweise die Kreiselraderweiterung im Meridianschnitt sich auf den saugseitigen Schaufelbereich erstreckt.

Claims

Patentansprüche: 1. Kreiselradmaschine, insbesondere Kreiselradpumpe, mit im Meridianschnitt nach den Schaufelaustrittskanten zu sich erweiterndem Strömungsweg, dadurch gekennzeichn e t, daß der axiale Pumpensaugteil in an sich bekannter Weise von seinem Eintritt bis zum Kreiselradeintritt sich stetig erweitert und die Durchströmungswege des Kreiselrades vom Kreiselradeintritt bis zum Kreiselradaustritt sich stetig erweitern, indem beide, den gesamten Strömungsweg bildenden Teile, gemeinsam stetige Erweiterung, insbesondere bezogen auf einen mittleren Strömungsfaden, haben, wobei der Erweiterungswinkel der die Kreiselradschaufeln im radialen Bereich begrenzenden Kreiselradwände oder Pumpengehäuse bei der Förderung von gashaltigen tropfbaren Medien in an sich bekannter Weise ablösungserzwingend gewählt ist, während er bei der Förderung von reinen tropfbaren Medien in an sich bekannter Weise so bemessen ist, daß eine laminare Strömung entsteht.
2. Kreiselradmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterungen, wie an sich bekannt, sich auf den Schaufelunterdruckbereich erstrecken und im Schaufeldruckbereich, also vor den Schaufeln, die Schaufelkanalbegrenzung parallel oder konvergierend ist.
3. Kreiselradmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelüberdeckung eine an sich bekannte negative ist.
4. Kreiselradmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeleintrittskanten in an sich bekannter Weise in den axialen Zuströmungsraum vorgezogen sind.
5. Kreiselradmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Umlenkungsbereich die Schaufeldicke druckseitig größer ist als saugseitig.
6. Kreiselradmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelaustrittskanten in an sich bekannter Weise im Bereich der Kreiselradwand radial größere Erstreckung haben als im Bereich des mittleren Strömungsfadens.
7. Kreiselradmaschine nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Schaufelbegrenzungen, z. B. die Kreiselradwände, im radialen Bereich nach außen konvex bzw. bauchig sind. B.
Kreiselradmaschine nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem sich erweiternden Teil des Pumpengehäuses, der dem Kreiselrad vorgeordnet ist, eine sich zum Pumpengehäuse verengende Leitung vorgeschaltet ist.
9. Kreiselradmaschine nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreiselrad in an sich bekannter Weise ganz oder teilweise offen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 880 252, 843 812, .180 863; österreichische Patentschrift Nr. 78 316; schweizerische Patentschrift Nr. 68 228; britische Patentschriften Nr. 658 843, 138 536.