DE2442446A1

DE2442446A1 - Pumpe zum foerdern von wasser und abwasser

Info

Publication number: DE2442446A1
Application number: DE2442446A
Authority: DE
Inventors: Hannes Kraemer
Original assignee: Lederle GmbH Pumpen und Maschinenfabrik
Current assignee: Lederle GmbH Pumpen und Maschinenfabrik
Priority date: 1974-09-05
Filing date: 1974-09-05
Publication date: 1976-03-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe zum Fördern von Wasser, Abwasser od. dgl. Fördermedium, das gegebenenfalls schlammartige und/oder feste Bestandteile mit sich führen kann, wobei die Pumpe ein mit Schaufeln'versehenes Pumpenlaufrad hat.

Zum Fördern von Medien mit darin enthaltenen schlammigen und/oder festen Bestandteilen sind bereits Einschaufel-Zentrifugalpumpen bekannt. Bei einer Pumpe dieser Art schraubt sich eine Schaufel in einer enger werdenden Spirale in den Saugmund vor und endet in einer Spitze. Dies hat unter anderem den Nachteil, daß sich faserige Textilteile und dgl. gut an der

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Schaufelspitze festhängen können und dann die Pumpe verstopfen. Auch können empfindliche Teile, z.B. Früchte,gegen die Schaufelkante prallen, von dieser an den Umfang abgelenkt und in einem spitzen Winkel zwischen Schaufelkante und Saugmund eingeklemmt und zerrissen werden.

Man kennt auch bereits ein Einschaufel-Zentrifugalpumpenrad, bei dem das vordere Schaufelende gegen die Strömungsrichtung axial aus der Radnabe herauswächst und sich zugleich radial von dieser löst, wobei es, der Schraubenspirale folgend und nach Art einer Sichel immer schmäler werdend, radial am Saugmundumfang verbleibt. Bei einem solchen Pumpenrad können sich jedoch insbesondere Lappen und Kneuel aus Textil zwischen der sich drehenden Schaufel und dem feststehenden Saugmund einklemmen und erheblich den Pumpenbetrieb stören. Ferner durchsetzt der massive Kern dieser Schraubenzieherartigen Schaufel das gesamte Gehäuse und ragt dabei in den Saugmund hinein, so daß die Durchtrittsflächen zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse verhältnismäßig eng bleiben, so daß sich auch dort derartige feste Gegenstände einklemmen bzw. die Pumpe verstopfen können. Dies gilt auch

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für den bekannt gewordenen Weiterbildungsvorschlag für diese Pumpe, nach der das Pumpenrad geschlossen ausgebildet, also mit einer Seitenwand versehen ist. Bei dieser Einschaufel-Zentrifugalpumpe bleiben auch die weiteren Nachteile, daß das Pumpenlaufrad in Folge seines Schaufelverlaufes nicht oder jedenfalls nicht mit erträglichem Aufwand ausgewuchtet, werden kann und deshalb auch seine Lagerung problematisch wird. Ferner besitzt ee mehrere Windungen, die sich also über einen Winkel von 800 bis 900° erstrecken, was sowohl für die Herstellung als auch für eine eventuelle Reinigung des Pumpenlaufrades bei Verstopfungen erschwerend ist.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Pumpe zum Fördern von Wasser, Abwasser und dgl. zu schaffen.» bei der die Nachteile der vorerwähnten Pumpen vermieden werden. Dabei soll das Laufrad insbesondere gut und einfach (fliegend) gelagert sein können, große Durchtrittsquerschnitte besitzen und insbesondere solche Fördermedien gut pumpen können, die achlämmartige und /oder feste Bestandteile mit sich führen.

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Die erfindungsgeniäße Lösung besteht vor allem darin, daß bei einer Pumpe der eingangs erwähnten Art das Laufrad einen zu seinem Einlauf offenen, in das Pumpengehäuse mündenden, radial geschlossenen Mantelteil besitzt, an dessen Innenwand sich wenigstens zwei in ihrer Querrichtung im wesentlichen radial nach innen vorstehende Schaufeln befinden, die in ihrer Längserstreckung wendelartig von einem Auslaßbereich des Laufrades zu dessen Einlaufseite hin verlaufen und dabei einen angenähert zylindrischen Kernbereich im Mantelteil freilassen. Versuche haben gezeigt, daß eine mit einem solchen Laufrad versehene Pumpe gut Schmutzwasser fördern kann und auch bei ihr die Verstopfungsgefahr selbst dann sehr gering ist, wenn das Fördermedium schlammartige und/oder feste Bestandteile mit sich führt. Zwischen den sich drehenden Schaufeln und feststehenden Pumpenteilen bestehen keine Quefcschfugen, in denen sich Lappen, Kneuel und dgl. insbesondere aus Textil verklemmen könntien. Dagegen wifekt dieses Laufrad nicht nur in der Art eines Pumpenlaufrades, sondern kann auch mit der Arbeitsweise eines Rührwerkes verglichen werden. Wenn das zu fördernde Me-

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dium nur wenig und durch kleine Teilchen verunreinigt ist, werden diese kleinen Teilchen vom Pumpenlaufrad aufgewirbelt und mitgefördert. Der rohrartige Mantelteil kann sich dabei an seinem freien Ende im Fördermedium etwas zentrierend führen, gegebenenfalls aber auch noch im Gehäuse, so daß trotz mechanisch fliegender .Lagerung das Laufrad eine gute Führung hat und verhältnismäßig ruhig läuft. Dies wird auch dadurch begünstigt, daß wenigstens zwei Schaufeln vorgesehen sind, so daß diese Schaufeln drehsymmetrisch angeordnet sein können und man das Laufrad entsprechend auswuchten kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß die radialen Breiten der Schaufeln von ihrem druckseiti-gen Ende zur Einlaufseite hin abnimmt, vorzugsweise kontinuierlich sowie gegebenenfalls gegen die Breite "Null". Bei derart ausgebildeten Schaufeln wird eine einlaufseitige Anlaufkante vermieden, dementsprechend auch die eingangs bereits erwähnten Nachteile von vorbekannten Pumpen. Da in diesem Fall das einlaufseitige Schaufelende praktisch in die Innenwand des Mantelteils einläuft, weist eine solche Pumpe keine Spitzen, keine Spalte oder sonstige Ansätze auf, an

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denen sich Festteile wie Lappen, Kneuel und dgl. aus Textil innerhalb des Pumpenlaufrades festsetzen könnten.

Zusätzliche Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen aufgeführt. Dabei begünstigen die Merkmale des zweiten Anspruches die Förderleistung durch Vergrößerung der Fliehkräfte in Druckrichtung. Ferner werden dadurch die Durchtrittsquerschnitte vergrößert, insbesondere im übergangsbereich zum Pumpengehäuse. Auch bekommen die druckseitigen Endbereiche der Schaufeln eine radiale Richtungskomponente, welche einem Verstopfen des Laufrades entgegenwirkt.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend mit ihren erfindungswesentlichen Einzelheiten noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig.l eine Ansicht einer teilweise im Schnitt dargestellten Pumpe entsprechend der Schnittlinie I-I in Fig. 2,

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Fig.la ■ in stark vergrößertem Maßstab eine in Fig.l mit A bezeichnete Einzelheit,

Fig.2 einen waagerechten Querschnitt durch das Purapenlaufrad entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 3
und

Fig.3 einen senkrechten Längsschnitt durch das Pumpenlaufrad entsprechend der Schnittlinie Ulli I in Fig. 2.

Eine im ganzen mit P bezeichnete Pumpe besitzt einen Motor 5* der über eine Welle 4 ein im ganzen mit 1 bezeichnetes Pumpenlaufrad antreibt* Dieses wird hier auch kurz"Laufrad 1" genannt und besitzt einen zentralen Befestigungskern 3> an dem die Welle 4 eingreift. Wie durch Pfeil Pf 1 in Fig. 1 angedeutet, wird das Laufrad 1 rechtsdrehend angetrieben. Es besitzt ein in radialer Richtung geschlossenes rohrartiges Mantelteil 10. Dieses hat eine etwa trapezförmige Umrissform, die sich zur Einlaufseite 7 des Laufrades 1 hin verjüngt. Der Oberrand 11 des Mantelteils 10 mündet im Pumpengehäuse 12 und ist von diesem derart umfasst,

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daß sich unter freilassen eines kleinen Spaltes Sp eine genügende Abdichtung ergibt. In der rechtan Seite von Fig. 1 ist ergänzend eine besondere Ausführung der Pumpe 1 dargestellt, wo das 'Mantelteil 10 einen Schleifring 8 trägt. Durch diesen kann noch eine bessere Dichtung zwischen Gehäuse 12 und Laufrad 1 bewirkt werden, gleichzeitig aber auch eine Art Lagerung für dieses Laufrad.

An der Innenwand 20 des Mantelteils 10 sind zwei Schaufeln 2 vorgesehen,und zwar durchgehend mit dem Mantelteil 10 verbunden. Es können auch mehr als zwei Schaufeln vorgesehen sein. Die Schaufeln 2 sind rotationssymmetrisch angeordnet, so daß das Laufrad 1 leicht auszuwuchten ist.Diese Schaufeln 2 erstrecken sich wendelartig jeweils über einen Umfangsbereich von etwa l8o° des Mantelteils 10. Dabei nimmt die radiale Breite B dieser Schaufeln 2 vom druckseitigen Auslaßbereich zur Einlaufseite 7 hin ab, wie besonders gut aus den unterschiedlichen Breiten Bl, B 2 und B 3 gemäß Fig. 3 und 2 zu erkennen jsb. Dabei stehen die Schaufeln 2 in ihrer Qu'er er Streckung im wesentlichen radial ins Innere des Laufrades 1 vor. Durch die tra-

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pezförraige Ausbildung der lichten Weite des Mantelteils und die Abnahme der Breite B 1 bis B 3 der Schaufeln vom Auslaßbereich 6 zum Einlaß 7 hin ergibt sich, vereinfacht ausgedrückt, ein etwa zylindrischer Kernbereich 22 im Laufrad 1, in den keine Schaufeln 2 od. dgl. Teile hineinreichen. Dadurch ist auch gewährleistet, daß Festteile, Lappen, Kneuel od. dgl. Fördergut störungsfrei das Laufrad passieren können. Das im druckseitigen Auslaßbereich β liegende breite Ende der Schaufeln 2 dient auch als mechanische Verbindung zwischen dem Mantelteil 10 und dem zentralen Befestigungskern J5· Durch dessen strömungsgünstige Formgebung wird das Fördermedium gut radial in das Pumpgehäuse abgelenkt. Dementsprechend liegt auch die zentrale axiale Höhe H des Befestigungskerns 3 etwa bei der halben Breite D des Pumpengehäuses 12.

Versuche haben gezeigt, daß das Laufrad 1 auch in der Art eines Rührwerkes wirkt. Schmutzteilchen werden aufgewirbelt und der Schmutz wird mit hoch transportiert. Ferner hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß das Mantelteil 10 eine-zusätzliche Lagerung im ihn umgebenden Fördermedium erhält, was seine Lage sta-

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bilisiert.

Durch die Ausbildung des Pumpenlaufrades mit geschlossenem Mantelteil 10 und den beiden wendelartig angeordneten Schaufeln-2 ergibt sich ,..daß auch Schmutzwasser oder Fördermedium mit Führerkonzentration., die mit Festteilen wie z.B. Lappen, Kneuel, störungsfrei gefördert werden können. Insbesondere ist weitgehend ausgeschlossen, daß derartige Teile an Schaufelkanten oder zwischen Schaufeln und Mantel oder im Auslaufbereich der Schaufeln hängenbleiben können bzw. dort zerquetscht werden. Ebenso können auch verhältnismäßig empfindliche, im Fördermedium befindliche Teile vom Laufrad i gefördert werden.

In Fig. la ist in vergrößertem Maßstab der Ausschnitt A gemäß Fig. 1 dargestellt. Dort kann man den Schleifring S, der zwischen den Teilen 10 und 12 wirkt, gut erkennen .

Alle vorbeschrxebenen und in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale und Konstruktionsdetails können einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

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- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche

Pumpe zum Fördern von V/asser, Abwasser od. dgl. Fördermedium, das gegebenenfalls schlammartige und/ oder feste Bestandteile mit sich führt, wobei die Pumpe ein mit Schaufeln versehenes Pumpenlaufrad hat,dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (l) einen zu seinem Einlauf (7) offenen, in das Pumpengehäuse (12) mündenden, radial geschlossenen Mantelteil (10) besitzt, an dessen Innenwand sich wenigstens zwei in ihrer Quererstreckung im wesentlichen radial nach innen vorstehende Schaufeln (2) befinden, die in ihrer Längserstreckung wendelartig von einem Auslaßbereich (6) des Laufrades (1) zu dessen Einlauf-

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(7)
seite^yhin verlaufen und dabei einen angenähert . zylindrischen Kernbereich im Mantelteil (1O) freilassen.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Mantelteil (10) einen sich zu seiner Einlaufseite (7) verjüngenden, etwa trapezförmigen lichten Querschnitt hat.
J). Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der antriebsseitigen Stirnseite des Laufrades (1) ein zumindest etwa rotafcionssymetrischer Befestigungskern 0) vorgesehen ist,mit dem der Mantelteil (10) über die druckseitigen Endbereiche (9) der Schaufeln in Verbindung steht.
4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungskern eine auf das radiale Ablenken des Fördermediums strömungstechnisch angepasste Form hat, z.B. das Profil der angeströmten Seite eines Tropfens, und daß der Befestigungskern (3) sich in seinem Zentrum in axialer Richtung vorzugsweise maximal bis etwa zur halben Gehäusebrei-

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te (D) erstreckt.
5. Pumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis K, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberrand des Mantelteiles (lO) vom Pumpengehäuse (12) unter freilassen eines engen Spaltes (Sp) umfasst ist, gegebenenfalls als radiallagerartige Schleifstelle umfasst ist.
6. Pumpe nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Mantelteil (IO) und dem Pumpengehäuse (12) ein Schleifring (8) vorgesehen ist.
7. Pumpe nach einem oder mehreran der Ansprüche. 1 bis 6, dadurch agekennzeichnet, daß die radialen Breiten (B) der Schaufeln (2) von ihrem druckseitigen Ende zur Einlaufseite (7) hin abnimmt,.vorzugsweise kontinuierlich, wobei sie gegebenenfalls mit der Breite " Null " auslaufen.
8. Pumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis ¹J, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (2) an ihrer äußeren Längsseite mit dem Mantelteil (10) im wesentlichen durchgehend und fest verbunden sind.

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9. Pumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schaufeins (2) gemeinsam über einen Umfangsbereich von etwa 360 erstrecken, vorzugsweise zwei Schaufeln über je einen Umfangsbereich von etwa l8o°.

(H. Schmitt) Patentanwalt

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