DE2255193C3 - Kreiselpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, insbesondere selbstansaugende Kreiselpumpe mit offenem Laufrad, dessen Schaufeln mit geringem axialen Abstand ihrer seitlichen Stirnflachen an der Pumpengehäusewand entlangdrehen und in diesen sich in radialer Richtung nach außen erstreckende Nuten aufweisen.

Bei den bekannten Kreiselpumpen mit offenem Laufrad erfolgt die Abdichtung der seitlichen Stirnflächen der Schaufeln meist dadurch, daß man einen möglichst geringen Abstand zu den beiden seitlichen Pumpengehäusewänden 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.

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 Schaufelstiruwand 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 haben soll. Diese bekannte Ausbildung des Schaufelrads führt jedoch nicht im angestrebten Umfange zu einer Verbesserung des Pumpenwirkungsgrads bei ausrei

chendem axialen Spiel.

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.

D^:ese Aufgabe ist für die eingangs genannte Kreisel pumpe 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, in 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 sol! nur so groß sein, daß der durch die Radialnuten ausgelöste Selbstzentrierungreffekt auftreten kann.

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 Wasst. 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.

Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt, durch den vorderen Teil mit dem Pumpraum einer einstufigen Kreiselpumpe,

F i g. 2 eine Stirnansicht des Laufrads auf dessen Schaufeln,

F i g. 3 eine seitliche Stirnfläche einer Schaufel des Laufrads nach F i g. 2 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 4 einen Querschnitt durch eine Schaufel mit konvexer Schaufelbrust, und

Fig.5 einen Querschnitt durch eine Schaufel mit konkaver Schaufelbrust.

Von einer erfindungsgemäß ausgestatteten Kreisel-

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 geb'.Uet, welche zwischen dem Gehäuse 2 und dem Stator 1 eingeklemmt und durch Rezesse im Gehäuse 2 und Stator 1 radial zentriert ist Diese Scheibe nimmt auch die SiopfbQchsdichtung 9 mit der Brille 10 für die Pumpenwelle 11 auf, an deren vorderem Ende das Pumpenlaufrad 12 befestigt ist. Es ist als 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.

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 nicht 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 iai großen offenen Schaufelraum zwischen benachbarten 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

In den F i g. 4 und 5, die Querschnitte durch Schaufeln zeigen, erkennt man. daß die fördernde Fläche 20 der 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.

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 angcfast sind, so daß das Fördermedium in den Spalt 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 Fig.3 bis 5 deuten die Flüssigkeitsströmung in den Nuten 17 und 18 an.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kreiselpumpe, insbesondere selbstansaugende Kreiselpumpe, mit offenem Laufrad, dessen Schaufein mit geringem axialen Abstand ihrer seitlichen Stirnflächen an der Pumpengehäusewand entlangdrehen und in diesen sich in radialer Richtung nach außen erstreckende Nuten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (17,18) radial innen und außen geschlossen sind und sich in radialer Richtung nach außen verengen und daß das Laufrad (12) ein geringes Axialspiel aufweist.

2. Kreiselpumpe für die Förderung von Flüssigkeiten mit niedrigerer Viskosität als Wasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fördernde Fläche (20) der Schaufeln (13) (Schaufelbrust) wenigstens im Bereich der Nuten (17, 18) konkav gekrümmt ist (F i g. 4).

3. Kreiselpumpe für die Förderung von Flüssigkeiten mit höherer Viskosität als Wasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fördernde Fläche (22) der Schaufeln (13) (Schaufelbrust) wenigstens im Bereich der Nuten (17, 18) konvex gekrümmt ist (F i g. 5). ²S