DE2708368A1 - Laufrad fuer kreiselpumpen - Google Patents

Description

Laufrad fUr Kreiselpumpen

Die Erfindung betrifft eine Schaufel gestaltung fUr Laufräder von Kreiselpumpen halbaxialer und radialer Bauart.

Aus verschiedenen Gründen wurde in den letzten Jahren das Drehzahlniveau bei Kreiselpumpen der oben genannten Art erheblich angehoben. Durch die somit erhöhten Geschwindigkeiten am Laufradeintritt steigt unter anderem die Kavitationsbeanspruchung der Schaufeln stark an. Daraus ergibt sich innerhalb kürzester Zeit eine beachtliche Materialabtragung infolge der implodierenden Kavitationsblasen. Im Extremfall kann dies zum Ausfall einer Anlage fuhren. Entsprechend dem Stand der Technik werden zur Vermeidung solcher Schäden die Zulaufverhältnisse verbessert, z.B. durch eine größere Vorpumpe, höhere geodätische Zulaufhöhe, Polsterdruck, Kaltwassereinspritzung oder ähnliches. ; Der wesentliche Nachteil dieser Maßnahmen besteht jedoch in dem zu betreibenden erheblichen Aufwand baulicher und maschinentechnischer Art. ;

ι Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Pumpen der obengenannten Art eine wenig aufwendige Maßnahme zur weitestgehenden Verhütung der laufradeintrittsseitigen Kavitationsschäden zu finden. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß der saugseitige Schaufelanfang als Gerade oder

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unwesentlich gekrümmte Linie unter einem Winkel von 0 Grad bis 5 Grad gegenüber der Umfangsrichtung ausgeführt ist und daß die Longe der Geraden oder der unwesentlich gekrümmten Linie zwischen einem Minimalwert von drei Millimeter und einem Maximalwert, der gleich der Länge der Schaufelteilung ist, liegt.

Nach der weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegt das Verhältnis des Übergangsradius am Schauf elanfang zur Schaufelstärke am Schaufelanfang der entsprechenden, nicht gemäß Anspruch 1 gestalteten Schaufel zwischen 0,04 und 0,50 und/oder das Verhältnis des Übergangsradius am Schaufelanfang zur Schaufel te ilung zwischen 0,0035 und 0,04.

Im Normal- und Teillastbereich treten beim Auftreffen der Strömung auf die Schaufelanfänge auf den Schaufelsaugseiten Unterdrücke gegenüber dem Zulaufdruck auf. Diese führen, wenn sie die Größenordnung des Dampfdruckes der zu fördernden Flüssigkeit erreichen, zur Bildung von Dampfblasen, deren Implosion an den Schaufel flächen die bekannten Kavitationszerstörungen hervorruft. Mit dem Gegenstand der Erfindung wird, verglichen mit den bekannten Profilen, die gegenüber dem Zulaufdruck erfolgende Absenkung des Druckes an der Schaufelsaugseite erheblich reduziert. Die Druckreduzierung ist so nachhaltig, daß die ersten Dampfblasen erst bei ungefähr einem Drittel des gewöhnlich

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erforderlichen Zulaufdruckes entstehen. Dies wirkt sich insofern besonders vorteilhaft aus, als hierdurch, je nach Einsatzbereich und Betriebsbedingungen, beispielsweise die Zulaufpumpe wesentlich kleiner ausgeführt werden oder sogar völlig entfallen kann, oder daß die zulaufseitigen Maßnahmen wesentlich weniger aufwendig gestaltet werden können.

Bekannte Maßnahmen der Schaufelprofil ierung sind saug-, druck- und beidseitige Anschaffungen der Schaufel zur Verbesserung des NPSH- -Wertes für die üblichen Förderhöhenabfallkriterien. Jedoch werden die für die Erfindung wesentlichen NPSH.-Werte, d.h. Werte beginnender Kavitation, durch diese drei Maßnahmen nur negativ oder unwesentlich beeinflußt. Bei der druckseitigen Anschaffung wird der Eintrittswinkel der Schaufel und die Eintrittsfläche des Schaufelkanals vergrößert, wodurch sich die "DampfccMuckfähigkeit" des Laufrades, insbesondere bei Überlast, verbessert. Die saugseitige Anschaffung der Schaufel verbessert durch Verkleinerung des Eintrittswinkels das vorstehend geschilderte Verhalten der Pumpe, insbesondere im Teillastbereich, aber unter Inkaufnahme einer

gewissen Verschlechterung im Überlastbereich. Die beidseitige und symmetrische Zuschärfung der Schaufelkante verbessert das NPSH-Verhalten über den gesamten Lastbereich.

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ι Im Unterschied zu der Schaufelprofilierung nach der Erfindung, können die bekannten Schaufelzuschärfungen nachträglich angebracht werden und bedürfen keinerlei Berücksichtigung bei der Auslegung.

Die Erfindung ist als Ausfuhrungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Bei der Konstruktion der Pumpenhydraulik werden das Laufrad und die Schaufeln entsprechend den vorgegebenen Bedingungen ausgelegt. Wenn die für den Auslegepunkt erforderliche Form der Schaufel 1 vorliegt, erfolgt die Profilierung entsprechend der Erfindung. Die dargestellte Gerade 2 zeigt den Verlauf der Schau fei saugsei te nach der Profilierung. Gegenüber der hier beispielhaft gewählten Ausgangsform wäre bei der Schaufel 1 im Bereich A Material abzutragen und im Bereich B Material aufzutragen. Der übergang der Geraden.2 oder einer unwesentlich gekrümmten Linie in die ursprüngliche Schaufel 1 ist stetig ausgeführt. Es können sich entsprechend den zur Profilierung gewählten ' Schaufelformen aucK- Ausführungsformen ergeben, bei denen nur eine Materialauftragung oder nur eine Materialabtragung erfolgt. Es ist aber auch möglich, daß die erfindungsgemäße Gestaltung der Schaufel schon beim Guß des Laufrades berücksichtigt werden kann. Die in dem Ausfuhrungsbeispiel noch enthaltenen

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Bezugszeichen stellen folgendes dar: t entspricht der Schaufelteilung/ s der Schaufelstärke am Schaufel anfang der für den Auslegepunkt entworfenen Schaufel 1 und r ist der Übergangsradius zwischen dem Schaufel fang und der unter dem Winkel ß verlaufenden Geraden 2 oder unwesentlich gekrümmten Linie. Die Länge I erstreckt sich vom Ende der Abrundung am Schaufelanfang bis zum Beginn des stetigen Übergangs 3.

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Claims (1)

1. Klein, Schanzlin & Decker Akiiengesellschaft

   Patentansprüche

   ι 1. JSchauf el gestaltung für Laufräder von Kreisclpvmpen halbaxialer und radialer Bauart, dadurch gekennzeichnet, daß der saugseitige Schaufelanfang als Gerade oder unwesentlich gekrümmte Linie (2) unter einem Winkel (ß ) von 0 Grad bis 5 Grad gegenüber der Umfangsrid tung ausgeführt ist und daß die Länge (I) der Geraden oder der unwesentlich

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   gekrümmten Linie zwischen einem Minimalwert von drei Millimeter und einem Maximalwert, der gleich der Länge der Schaufel teilung (t) ist, liegt.

   2. Scha'jfelprofilierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Übergangsradius (r) am Schaufelanfang zur Schaufelstärke (s) am Schaufelanfang der entsprechenden, nicht gemäß Anspruch 1 gestalteten Schaufel zwischen 0,04 und 0,50 liegt und/oder das Verhältnis des Übergang-.-radius (r) am Schaufelanfang zur Schaufelteilung (t) zwischen 0,0035 und 0,04 liegt.

   8 0*1 835/0266 ORIGINAL INSPECTED