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Die
Neuerung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem in einem Gehäuse rotierend
angeordneten Freistromlaufrad, wobei zwischen einer saugseitigen Gehäusewand
und dem Freistromlaufrad ein schaufelloser Raum angeordnet ist und
die Pumpe mit einer Einrichtung zur Vermeidung des Abreißens der Strömung versehen
ist.
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Kreiselpumpen
mit einem Freistromlaufrad dienen vornehmlich der Förderung
von festen Bestandteilen enthaltenden Flüssigkeiten. Sie weisen einen
schaufellosen Raum zwischen einer saugseitigen Gehäusewand
und den Laufradschaufeln auf, um den Durchtritt von Feststoffen
störungsfrei
durch das Gehäuse
zu ermöglichen.
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Durch
die DE-B 2 200 847 ist eine Kreiselpumpe mit vertikaler Anordnung
der Laufraddrehachse bekannt. Auf der beschaufelten Seite des Laufrades
und in der Nähe
der Drehachse ist hier ein einzelner Stift angeordnet. Er verhindert
eine Zusammenballung größerer Mengen
nicht geförderter,
in der Förderflüssigkeit
enthaltener fester Bestandteile und damit ein Abreißen der
Strömung.
Solche Bestandteile werden im Laufradeintrittsbereich vom Stift erfasst
und gelangen in den Förderstrom.
Eine solche Kreiselpumpe ist bei mit Gas durchsetzten Förderflüssigkeiten,
wie sie Abwässer
oft darstellen, nur bedingt verwendbar. Während eines Betriebes einer Kreiselpumpe
mit Freistromlaufrad kommt es bei feststoff- und gashaltigen Abwässern zu
unerwünschten
Gasansammlungen innerhalb der Kreiselpumpe. Werden solche Gasblasen
zu groß,
führt dies zu
einem Abreißen
der Strömung.
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Der
Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Kreiselpumpen mit Freistromlaufrad
eine sichere Förderung
von feststoff- und gashaltigen Förderflüssigkeiten
zu gewährleisten
und ein Abreißen
der Strömung
zu vermeiden.
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Die
Lösung
dieses Problems sieht vor, dass gegenüberliegend zu den Laufradschaufeln
und an der saugseitigen Gehäusewand
mindestens ein, in den schaufellosen Raum vorstehendes, ein- oder mehrteiliges,
strömungsbeeinflussendes
Mittel angeordnet ist. Das im Gegensatz zum rotierenden Laufrad
stillstehende strömungsbeeinflussende
Mittel an der saugseitigen Gehäuseinnenwand
zwingt die Förderflüssigkeit
im schaufellosen Raum zwischen saugseitiger Gehäuseinnenwand und den Laufradschaufeln
auf einen sich an das Laufrad annähernden Strömungspfad. Durch die erzwungene
lokale Annäherung
an das Laufrad verwirbelt dieses eine mögliche Anlagerung von Gasen
in Räumen
niedrigen Drucks und verhindert die Bildung unerwünschter
Gasansammlungen. Bereits kleine Gasblasen werden durch das strömungsbeeinflussende
Mittel an der saugseitigen Gehäusewand
in den förderwirksamen
Bereich der Laufradschaufen gebracht und weggefördert. Ein Abreißen der
Strömung
wird dadurch sicher verhindert.
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Eine
Ausgestaltung der Neuerung sieht vor, dass das strömungsbeeinflussende
Mittel eine radial verlaufende und axial vorstehende Rippe ist.
Die radiale Erstreckung einer solchen Rippe kann gleich, kleiner
oder größer als
die Erstreckung der Laufradschaufeln sein. Durch eine Änderung
der radialen und/oder axialen Erstreckung und auch durch Anpassung
der Rippenform an den Freistromraum erfolgt eine Optimierung der
Wirksamkeit des strömungsbeeinflussenden
Mittels.
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Weitere
Ausgestaltungen sehen vor, dass ein rohrförmiger Saugstutzen in den schaufellosen Raum
hineinragt, dass das strömungsbeeinflussende
Mittel dichtend am Saugstutzen und/oder an der saugseitigen Gehäusewand
anliegt und/oder als Bestandteil des Saugstutzens ausgebildet ist.
Der rohrförmige
Saugstutzen führt
zu einer Geschwindigkeitserhöhung
der Förderflüssigkeit
im Laufradeintrittsbereich und damit zu einer Reduzierung der Verweilzeit
von Gasblasen im schaufellosen Raum, was einer Ansammlung von Gasblasen
entgegenwirkt. Zudem wird durch die direkte Zuführung der Förderflüssigkeit zu den Laufradschaufeln
eine Zopfbildung der Feststoffe verhindert. Die dichtende Anlage
des strömungsbeeinflussenden
Mittels am Saugstutzen und/oder an der Gehäuseinnenwand unterstützt die Strömungsführung.
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Es
hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die saugseitige Gehäusewand
und das strömungsbeeinflussende
Mittel als Bestandteil eines Gehäusedeckels
ausgebildet sind. Dies ermöglicht
im Bedarfsfall eine Umrüstung
einer bestehenden Freistrompumpe und einen schnellen und einfachen
Austausch eines Gehäusedeckels.
Somit kann eine Kreiselpumpe auch nachträglich einfach auf einen Betrieb
mit gashaltigen Förderflüssigkeiten
umgerüstet
werden.
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Strömungsbeeinflussende
Mittel können
auf einem oder mehreren von einer Saugöffnung ausgehenden Radialstrahlen
angeordnet sein. Damit sowie mit der Ausgestaltung, dass ein strömungsbeeinflussendes
Mittel auf einem Radialstrahl zwischen einer Saugöffnung und
einem Befestigungsort des Gehäusedeckels
angeordnet ist, lässt
sich eine reproduzierbare Position des oder der strömungsbeeinflussenden
Mittel vorgeben. Entsprechend der Anzahl der Befestigungsorte sind
mit einem Gehäusedeckel
verschiedene Einbaulagen des strömungsbeeinflussenden
Mittels, je nach Betriebszustand der Pumpe, also beispielsweise
Voll- oder Teillastbetrieb, wählbar.
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Durch
die lösbare
Befestigung des strömungsbeeinflussenden
Mittels und/oder des Saugstutzens ergibt sich eine nachträgliche Anpassungsoption
einer Kreiselpumpe mit verschiedenen strömungsbeeinflussenden Mitteln.
Eine Kreiselpumpe kann also erst im Bedarfsfall mit einem strömungsbeeinflussenden
Mittel ausgestattet werden. Dabei ist durch die lösbare Befestigung
eine problemlose, fallweise Anpassung an die jeweiligen Förderflüssigkeitszusammensetzungen
gegeben. Verschiedene Formen und/oder Einbaupositionen haben sich
in praktischen Versuchen als erfolgreich erwiesen.
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Mit
der Ausgestaltung, wonach das strömungsbeeinflussende Mittel
in den Druckraum und/oder in die Saugöffnung der Pumpe hineinragt, kann
die Strömungsführung im
Pumpengehäuse
der Freistrompumpe positiv beeinflusst werden.
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Ausführungsbeispiele
der Neuerung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden
näher beschrieben.
Es zeigen die
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1 eine
Kreiselpumpe mit Freistromrad und strömungsbeeinflussendem Mittel
an einer saugseitigen Gehäusewand,
die
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2 einen
saugseitigen Gehäusedeckel mit
einer radial angeordneten Rippe, die
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3 eine
Kreiselpumpe mit saugseitigem Gehäusedeckel mit einer anderen
Rippenform und mit einem Saugstutzen und die
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4 einen
weiteren saugseitigen Gehäusedeckel.
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Die 1 zeigt
eine Kreiselpumpe 1 zur Förderung einer mit Feststoffen
und Gasen durchsetzten Förderflüssigkeit.
Die Kreiselpumpe 1 weist ein in einem Gehäuse 2 rotierend
angeordnetes Freistromlaufrad 3 mit Laufradschaufeln 4 auf,
welches mit einer Antriebswelle 5 verbunden ist. Zwischen
einer saugseitigen Gehäusewand 6 und
dem Freistromlaufrad 3 ist ein schaufelloser Raum 7 angeordnet. Die
Kreiselpumpe 1 ist mit einem Druckstutzen 8 an eine
Rohrleitung anschließbar. Über eine
Saugöffnung 9 strömt die Förderflüssigkeit
der Pumpe zu und daran könnte
auch eine – hier
nicht dargestellte – Saugleitung
angeschlossen werden. Der Anschluss für eine mögliche Saugleitung kann in
den verschiedenen bekannten Formen gestaltet sein.
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Den
Laufradschaufeln 4 gegenüberliegend ist an der saugseitigen
Gehäusewand 6 ein
strömungsbeeinflussendes
Mittel 10 angeordnet. Dabei wird in diesem Ausführungsbei spiel
ein überwiegender
Teil der saugseitigen Gehäusewand 6 durch
einen abnehmbaren, saugseitigen Gehäusedeckel 11 gebildet,
mit dem das – hier
einteilig ausgebildete – strömungsbeeinflussende
Mittel 10 verbunden ist. Das strömungsbeeinflussende Mittel
kann verschiedene Gestaltsformen, beispielsweise auch mehrteilige,
Ausbildungen aufweisen. Das strömungsbeeinflussende
Mittel 10 an der saugseitigen Gehäusewand 6 führt im schaufellosen
Raum 7 zu geänderten Strömungspfaden
der Förderflüssigkeit.
Eine durch das strömungsbeeinflussende
Mittel 10 und in dessen Bereich bedingte, partielle Erhöhung der
Strömungsgeschwindigkeit
verhindert eine Anlagerung von Gasen und eine Bildung unerwünschter
Gasansammlungen. Gasblasen werden dadurch in einen förderwirksamen
Bereich der Laufradschaufeln 4 geleitet und mitgefördert. Die
Wirkung des strömungsbeeinflussenden
Mittels 10 erreicht auch eine mehrteilige Anordnung von
strömungslenkenden
Elementen. Die Kreiselpumpe 1 kann die verschiedensten Einbaulagen
aufweisen und ist nicht auf die hier dargestellte vertikale Variante
beschränkt.
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Die 2 zeigt
einen saugseitigen Gehäusedeckel 12 einer
Kreiselpumpe mit einer Saugöffnung 13 und
drei Befestigungsorten 14, 15, 16 zur Befestigung
des saugseitigen Gehäusedeckels 12. An
dem saugseitigen Gehäusedeckel 12 ist
als strömungsbeeinflussendes
Mittel eine Rippe 17 radial angeordnet. Sie befindet sich
auf einem Radialstrahl der Saugöffnung 13.
Durch eine um jeweils 120 Grad gedrehte Befestigung des saugseitigen
Gehäusedeckels 12 am
Kreiselpumpengehäuse 2 sind
mit dem selben Gehäusedeckel 12 drei
verschiedene Positionen der Rippe 17 zum Kreiselpumpengehäuse 2 wählbar, wodurch
eine leichte Anpassung an eine Förderflüssigkeit,
eine Einbaulage und/oder einen Betriebspunkt der Kreiselpumpe erfolgt.
Auch hier ist die Rippe 17 als ein strömungsbeeinflussendes Mittel exemplarischer
Gestalt zu verstehen. Andere ein- oder mehrteilige Gestaltsformen
des strömungsbeeinflussenden
Mittels können
mit quadratischem, rechteckigem, rundem, halbrundem, dreieckigem, polygonalem,
profilartigem, trapezförmigem
Querschnitt, gestaltet sein. Ebenso kann es auch eine sich in radialer,
axialer und/oder Umfangsrichtung ändernde Erstreckung aufweisen.
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3 zeigt
eine weitere Bauform einer Kreiselpumpe 18, bei der die
saugseitige Gehäusewand 6 als
ein Bestandteil eines saugseitigen Gehäusedeckels 19 ausgebildet
ist. Ein strömungsbeeinflussendes
Mittel 20 ist mittels zweier Befestigungsmittel 21, 22 am
saugseitigen Gehäusedeckel 19 dichtend
befestigt. Weiterhin durchdringt die saugseitige Gehäusewand 6 ein
Saugstutzen 23, der als ein integrales oder auswechselbares
Element gestaltet sein kann. An diesem rohrförmigen Saugstutzen 23 liegt
das strömungsbeeinflussende
Mittel 20 dichtend an. Ein solcher Saugstutzen 23 kann
auch einstückig
mit dem strömungsbeeinflussenden
Mittel 20 verbunden sein. Der rohrförmige Saugstutzen 23 bildet
mit seinem Innendurchmesser eine Saugöffnung 24 des saugseitigen
Gehäusedeckels 19 und
ist mit seinem Aussendurchmesser im Gehäusedeckel 19 befestigt. Alternativ
dazu kann ein Saugstutzen 23 auch anders mit dem saugseitigen
Gehäusedeckel 19 verbunden sein,
beispielsweise mittels Schraub-, Flansch- und/oder Klemmverbindungen.
Der rohrförmige Saugstutzen 23 ragt
in den schaufellosen Raum 7 der Kreiselpumpe 18 hinein.
Die mit Feststoffen und Gasen durchsetzte Förderflüssigkeit wird dadurch direkter
den Laufradschaufeln 4 zugeführt. Ausserhalb der Kreiselpumpe 18 dient
ein Teil des Saugstutzens 23 zur Verbesserung der Zuströmbedingungen.
Dazu ist der Saugstutzen 23 an seinem saugseitigen Ende trichterförmig gestaltet.
Der Saugstutzen 23 kann auch andere Bauformen aufweisen
und/oder aus mehreren, mit dem saugseitigen Gehäusedeckel 19 dichtend
verbundenen, Teilen bestehen.
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In 4 ist
ein saugseitiger Gehäusedeckel 25 mit
einem die Saugöffnung 27 bildenden Saugstutzen 28 versehen.
Damit verbunden ist eine Rippe 26, die sich in radialer
Richtung über
den strömungsführenden
Bereich des saugseitigen Gehäusedeckels 25 erstreckt.
Die Rippe 26 liegt an dem röhrförmigen Saugstutzen 28 und
an der Gehäuseinnenwand 6 an.
Der Saugstutzen 28 bildet in diesem Ausführungsbeispiel
ein in die Saugöffnung 27 eingepasstes
Rohrstück.
Das dem Druckraum der Kreiselpumpe zugekehrte Ende der Rippe 26 ist
hier schräg verlaufend
ausgebildet.