DE2255193B2

DE2255193B2 - CENTRIFUGAL PUMP

Info

Publication number: DE2255193B2
Application number: DE19722255193
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-11-10
Filing date: 1972-11-10
Publication date: 1976-08-12
Also published as: DE2255193A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, insbesondere selbstansaugende Kreiselpumpe mit offenem Laufrad, dessen Schaufeln mit geringem axialen Ab-•tand ihrer seitlichen Stirnflächen an der Pumpengetiäusewand entlangdrehen und in diesen sich in radialer Richtung nach außen erstreckende Nuten aufweisen.The invention relates to a centrifugal pump, in particular self-priming centrifugal pump with open impeller, the blades of which have a small axial distance their lateral end faces on the pump casing wall turn along and have in these grooves extending outward in the radial direction.

Bei den bekannten Kreiselpumpen mit offenem Laufrad erfolgt die Abdichtung der seitlichen Stirnflächen der Schaufeln meist dadurch, daß man einen lnöglichst geringen Abstand zu den beiden seitlichen Pumpenge-Üäusewänden vorsieht und das axiale Lagerspiel mögliehst gering hält, damit im Betrieb ein Entlangschleifen der seitlichen Stirnflächen an der Wand nicht auftreten kann. Trotzdem wird ein bestimmter Verschleiß an den Pumpengehäusewänden und den Schaufelstirnflächen beobachtet, der, soll nicht ein schlechter Pumpenwirkungsgrad in Kauf genommen werden, durch Nacharbeiten und Nachstellen des Abstands der beiden Gehäusewände zu beiden Seiten des Laufrads ausgeglichen werden muß. Würde man, um den Verschleiß zu mindern, den axialen Abstand der Schaufelstirnflächen von den Gehäusewänden vergrößern, erhöhte man gleichzeitig die Spaltverluste und verringerte den Pumpenwirkungsgrad. In the known centrifugal pumps with an open impeller, the lateral end faces are sealed of the blades mostly by keeping as small a distance as possible from the two side walls of the pump housing provides and keeps the axial bearing play as low as possible, so that grinding along during operation the side faces on the wall cannot occur. Even so, there will be a certain amount of wear and tear on the The pump casing walls and the vane end faces should not result in poor pump efficiency be accepted by reworking and readjusting the distance between the two housing walls must be balanced on both sides of the impeller. One would get to the wear and tear too decrease, increase the axial distance of the blade end faces from the housing walls, one increased at the same time the gap losses and reduced the pump efficiency.

Um hier Besserung zu schaffen, ist es bei einem offenen Laufrad für eine Kreiselpumpe bekannt, in den seitlichen Stirnflächen der Schaufeln eine eingefräste Nut vorzusehen, so daß die Schaufelstirnwand im Querschnitt in zwei Spitzen ausläuft. Hierdurch soll erreicht werden, daß eine geringere Spaltbreite zum Vermeiden des Anlaufens des Laufrads an der Gehäuseinnenwand vorhanden und damit die Leckströmung wesentlich verringert wird. Die Nuten sind jedoch radial innen und außen offen, damit sich, wie angestrebt, innerhalb jeder Nut eine Wirbelwalze ausbilden kann, welche eine stärkere Abdrosselung der Verlustströmung zur Folge ha- ⁶S ben soll. Diese bekannte Ausbildung des Schaufelrads führt jedoch nicht im angestrebten Umfange zu einer Verbesserung des Pumpenwirkungsgrads bei ausreiIn order to improve this situation, it is known for an open impeller for a centrifugal pump to provide a milled groove in the lateral end faces of the blades so that the blade end wall terminates in two points in cross section. This is intended to ensure that there is a smaller gap width to avoid the impeller running against the inner wall of the housing and thus the leakage flow is significantly reduced. The grooves are, however, radially inwardly and outwardly open so that, as desired, can form a vortex within each roll groove which a stronger throttling of the flow loss resulted HA should ben ⁶ S. However, this known design of the impeller does not lead to the desired extent to an improvement in the pump efficiency with sufficient

chendem axialen Spiel.corresponding axial play.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Verschleiß an den seitlichen Schaufelstirnflächen und der Pumpengehäusewände, an denen sie entlangdrehen, ohne Verschlechterung des Pumpenwirkungsgrads, also ohne eine größere Leckströmung zuzulassen, zu vermindern und in engen Grenzen zu halten.The invention is based on the object of the wear on the lateral blade end faces and the Pump housing walls along which they rotate without deteriorating pump efficiency, i.e. without allowing a larger leakage flow, reducing it and keeping it within narrow limits.

Diese Aufgabe ist für die eingangs genannte Kreiselpumpe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Nuten radial innen und außen geschlossen sind und sich in radialer Richtung nach außen verengen und daß das Laufrad ein geringes Axialspiel aufweist. Die größte Breite der Nuten braucht nicht mehr als etwa 30 bis 40% der Schaufeldicke im radial äußeren Bereich zu betragen und kann flacher als breit sein. Die Nuten bilden hydraulische Kanäle und lassen vor ihnen ein hydraulisches Polster entstehen. Auf Grund der Verjüngung der Nuten verdichtet sich die Förderflüssigkeit in den Nuten radial schneller als zwischen den benachbarten Schaufeln, wodurch ein geringfügig höherer Druck erzeugt wird. Hierdurch wird der Verschleiß geringer gehalten und eine hydraulische Abdichtung von Schaufel zu Schaufel während des Betriebs erzielt. Dementsprechend ist ein geringerer Verschleiß des Laufrads und der ihm gegenüberliegenden Pumpengehäusewände ebenso wie eine geringere Leckströmung im äußeren, im besonders leckströmungsanfälligen Bereich beobachtet worden. Ein zweiter Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahme ist es, daß auf Grund des dem Laufrad verliehenen geringen Axialspiels ein selbstzentrierendes Laufrad im Förderraum auf Grund des Druckanstiegs im radial äußeren Bereich der stirnseitigen Nuten bewirkt wird, welches ebenfalls zur Verschleißminderung beiträgt. Dieses Merkmal ist bei selbstansaugenden Pumpen besonders wichtig. Das geringe Axialspiel des Laufrads soll nur so groß sein, daß der durch die Radialnuten ausgelöste Selbstzentrierungseffekt auftreten kann.This object is achieved for the centrifugal pump mentioned above according to the invention in that the Grooves are closed radially inside and outside and narrow in the radial direction outward and that the Impeller has a small axial play. The greatest width of the grooves does not need to be more than about 30 to 40% of the blade thickness in the radially outer area and can be flatter than wide. Form the grooves hydraulic channels and create a hydraulic cushion in front of them. Because of the rejuvenation of the grooves, the fluid to be pumped condenses radially faster in the grooves than between the neighboring grooves Blades, which creates a slightly higher pressure. This reduces wear and achieved a hydraulic bucket-to-bucket seal during operation. Accordingly is less wear on the impeller and the opposite pump casing walls as well as a lower leakage flow in the outer area, which is particularly susceptible to leakage flow been observed. A second advantage of the measure according to the invention is that due to the Impeller lent a self-centering impeller in the pumping chamber due to the low axial play Pressure increase is caused in the radially outer area of the end-face grooves, which is also used to reduce wear contributes. This feature is particularly important with self-priming pumps. The little Axial play of the impeller should only be so large that the self-centering effect triggered by the radial grooves can occur.

Es hat sich gezeigt, daß für die Förderung von Flüssigkeiten mit niedrigerer bzw. höherer Viskosität als Wasser eine Erhöhung des angestrebten Effekts dadurch erzielt werden kann, daß die fördernde Fläche der Schaufel (Schaufelbrust) wenigstens im Bereich der Nuten konkav bzw. konvex gekrümmt ist Die Druckausbildung in dem Spalt zwischen Gehäusewand und der vorderen Kante der seitlichen Stirnfläche ist durch die konvexe Ausbildung der Schaufelbrust bei der Flüssigkeit mit größerer Viskosität als Wasser erhöht, wodurch die hydraulische Abdichtung verstärkt ist. Bei Fördermedien mit einer Viskosität, die niedriger als die von Wasser ist, läßt sich ein absolut gleichbleibender Druck, der aber gegenüber dem im Schaufelraum sich einstellenden erhöht ist, erreichen, wodurch die Spaltanpressung nahezu gleich über den gesamten Schaufelquerschnitt ist.It has been shown that for the delivery of liquids with a lower or higher viscosity than Water an increase in the desired effect can be achieved that the conveying surface the blade (blade face) is concave or convex curved at least in the area of the grooves in the gap between the housing wall and the front edge of the side face is through the convex formation of the blade face increases in the case of the liquid with a higher viscosity than water, whereby the hydraulic seal is reinforced. For fluids with a viscosity lower than the is of water, an absolutely constant pressure can be achieved, but this is different from that in the blade space setting is increased, so that the gap pressure is almost the same over the entire blade cross-section is.

Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigtThe invention is explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to a drawing in which shows

F i g. 1 einen Axialschnitt, durch den vorderen Teil mit dem Pumpraum einer einstufigen Kreiselpumpe,F i g. 1 shows an axial section through the front part with the pump chamber of a single-stage centrifugal pump,

F i g. 2 eine Stirnansicht des Laufrads auf dessen Schaufeln,F i g. 2 an end view of the impeller on its blades,

F i g. 3 eine seitliche Stirnfläche einer Schaufel des Laufrads nach F i g. 2 in vergrößertem Maßstab,F i g. 3 shows a lateral end face of a blade of the impeller according to FIG. 2 on an enlarged scale,

Fig.4 einen Querschnitt durch eine Schaufel mit konvexer Schaufelbrust, und4 shows a cross section through a shovel with convex shovel face, and

Fig.5 einen Querschnitt durch eine Schaufel mit konkaver Schaufelbrust.5 shows a cross section through a shovel with concave shovel face.

Von einer erfindungsgemäß ausgestatteten Kreisel-From a gyro equipped according to the invention

pumpe zeigt F i g. 1 den vorderen Teil eines Stators 1, an den ein Pumpengehäuse 2 mit axialem Einlaß 3 und radialem Auslaß 4 angeflanscht ist. Während die vordere Gehäusewand 5 durch den radialen Abschnitt 6 des Gehäuses 2 gebildet wird, ist die hintere Gehäusewand durch eine Kammerscheibe 8 gebildet, welche zwischen dem Gehäuse 2 und dem Stator 1 eingeklemmt und durch Rezesse im Gehäuse 2 und Stato 1 radial zentriert ist Diese Scheibe nimmt auch die Stopfbüchsdichtung 9 mit der Brille 10 für die Pumpenwelle 11 auf, an deren vorderem Ende das Pumpenlaufrad 12 befestigt ist. Es ist au offenes Laufrad ausgebildet und weist rückwärts gekrümmte Schaufeln 13 auf, deren vordere Stirnflächen 14 und hintere Stirnflächen 15 mit geringem axialem Abstand von der vorderen Gehäusewand 5 bzw. hinteren Gehäusewand 7 an diesen entlangdrehen. Der radiale Förderkanal 16 erweitert sich spiralförmig zum Auslaß 4.pump shows F i g. 1 the front part of a stator 1, to which a pump housing 2 with an axial inlet 3 and radial outlet 4 is flanged. While the front housing wall 5 through the radial section 6 of the Housing 2 is formed, the rear housing wall is formed by a chamber disk 8, which between clamped in the housing 2 and the stator 1 and radially centered by recesses in the housing 2 and stato 1 This disk also takes the gland seal 9 with the gland 10 for the pump shaft 11, at the front end of which the pump impeller 12 is attached. It is designed as an open impeller and has backward curved blades 13, the front end faces 14 and rear end faces 15 with little rotate along the axial distance from the front housing wall 5 or rear housing wall 7. The radial delivery channel 16 widens in a spiral shape towards the outlet 4.

Die seitlichen Stirnflächen 14 und 15 der Schaufeln 13 weisen jeweils sich von innen nach außen verengende Nuten 17 und 18 auf. Diese Nuten laufen sowohl an ihrem radial äußeren wie radial inneren Ende in den Stirnflächen aus, sind also nichi nach innen und außen offene Kanäle, die einen Nebenschluß zum offenen Schaufelraum 19 zwischen benachbarten Schaufeln 13 bilden würden. Die in die Nuten 17 und 18 durch den Spalt zwischen den Stirnflächen der Schaufeln und den Gehäusewänden eintretende Flüssigkeit wird im Betrieb, d. h. bei Drehung des Schaufelrads, durch die Zentrifugalkraft radial nach außen gefördert und führt wegen ihrer entsprechend starken Verengung zu einer Druckerhöhung, die höher als die im großen offenen Schaufelraum zwischen benachbart zn Schaufeln ist, so daß ein hydraulisches Polster zwischen der Gehäusewand und den Schaufeln entsteht, welches so zur Abdichtung als auch zur Verschleißminderung beiträgt, da auf Grund des vorgesehenen richtig bemessenen Axialspiels sich das Laufrad 12 selbst zentriert.The lateral end faces 14 and 15 of the blades 13 each narrow from the inside to the outside Grooves 17 and 18. These grooves run into the radially outer and radially inner ends End faces are therefore not channels that are open inwards and outwards, which are a shunt to the open one Blade space 19 would form between adjacent blades 13. The in the grooves 17 and 18 by the Liquid entering the gap between the end faces of the blades and the housing walls is d. H. when the paddle wheel rotates, conveyed radially outward by centrifugal force and leads due to their correspondingly strong constriction leads to a pressure increase that is higher than that in the large open Vane space between adjacent zn vanes, so that a hydraulic cushion between the housing wall and the blades arises, which thus contributes to sealing and also to reducing wear, since The impeller 12 centers itself on the basis of the intended, correctly dimensioned axial play.

In den F i g. 4 und 5, die Querschnitte durch Schaufeln zeigen, erkennt man, daß die fördernde Fläche 20 dtr Schaufel 13 gemäß F i g. 4, die Schaufelbrust, konkav gekrümmt ist. Diese Ausbildungsform wird dann gewählt, wenn Flüssigkeiten zu pumpen sind, deren Viskosität niedriger als die von Wasser ist. Die seitlichen Stirnflächen 14 und 15 der Schaufeln 13 verlaufen parallel zu den Gehäusewänden 5 und 7. Die Förderflüssigkeit kann durch den Spalt 21 zwischen Schaufel 13 und den Gehäusewänden 5 und 7 in die Nuten 17 und 18 eintreten.In the F i g. 4 and 5, which show cross sections through blades, it can be seen that the conveying surface 20 dtr blade 13 according to FIG. 4, the shovel face, is concave. This form of training is then chosen when liquids are to be pumped whose viscosity is lower than that of water. The side End faces 14 and 15 of the blades 13 run parallel to the housing walls 5 and 7. The conveyed liquid can through the gap 21 between the blade 13 and the housing walls 5 and 7 enter the grooves 17 and 18.

Für die Förderung von Flüssigkeiten mit höherer Viskosität als Wasser ist die Ausbildungsform der Schaufeln gemäß F i g. 5 vorzuziehen, bei welcher die Schaufelbrust 22 eine konvexe Formgebung aufweist und zusätzlich an den Seitenkanten die Schaufeln angefast sind, so daß das Fördermedium in den Späh 23 zwischen den Gehäusewänden 5 und 7 sowie der Schaufel 13 eintreten und in die Nuten 17 bzw. 18 gelangen kann. Die Pfeile in den F i g. 3 bis 5 deuten die Flüssigkeitsströmung in den Nuten 17 und 18 an.For the pumping of liquids with a higher viscosity than water, the training form is Shovels according to FIG. 5, in which the blade face 22 has a convex shape and, in addition, the blades are chamfered at the side edges so that the conveyed medium flows into the scoop 23 enter between the housing walls 5 and 7 and the blade 13 and get into the grooves 17 and 18, respectively can. The arrows in FIGS. 3 to 5 indicate the flow of liquid in the grooves 17 and 18.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Centrifugal pump, especially self-priming centrifugal pump, with an open impeller, the blade of which Rotate along the pump housing wall with a small axial distance between their side faces and in these have grooves extending outward in the radial direction, thereby characterized in that the grooves (17,18) are radial are closed inside and outside and narrow in the radial direction outwards and that the Impeller (12) has a small axial play.

2. Centrifugal pump for pumping liquids with a lower viscosity than water according to «5 Claim 1, characterized in that the conveying surface (20) of the blades (13) (blade face) is concavely curved at least in the area of the grooves (17, 18) (FIG. 4).

3. Centrifugal pump for pumping liquids with a higher viscosity than water according to claim 1, characterized in that the conveying surface (22) of the blades (13) (blade face) is convexly curved at least in the area of the grooves (17, 18) (FIG. 5).