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Einkanalrad-Kreiselpumpe
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einkanalrad-Kreiselpumpe, insbesondere
zurFörderung von Abwässern, mit axialem Saugstutzen und radialem Druckstutzen und
einer Schaufel, deren Eintrittsrand, bezogen auf die Drehachse des Einkanalrades,
auf einem kleineren Radius liegt als ihre Austrittskante.
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Eine derartige bekannte Einkanalrad-Kreiselpumpe, die ebenfalls bevorzugt
zur Förderung von Abwässern dient, besitzt eine im wesentlichen spiralförmige Schaufel,
deren Eintrittsrand ganz oder annähernd in der Drehachse des Einkanalrades liegt
und wobei die axiale Einlauföffnung des Einkanalrades exzentrisch zur Drehachse
angeordnet ist (DT-AS 1 137 629). Der Zentriwinkel durchläuft im bekannten Fall
vom Eintrittrand bis zur Austrittskante einen Winkelbereich von etwa 360°. Die Anordnungdes
abgerundeten Eintritts randes in der Nähe der Drlhyisæ des Einkanalrades bedeutet,
daß die Umfangsgeschwindigkeit des Eintrittsrandes nahezu gleich null ist und infolgedessen
der parallel zur Schaufelkante eintretende Wasserstrom nicht geteilt wird. Langfaserige
Fremdkörper werden an diesem Rand somit auch nicht inzwei verschiedene Volumen gezerrt
und können sich daher an ihm nicht aufhängen. Vielmehr wird der parallel zum Förderstrom
verlaufende Eintrittsrand ununterbrochen freigespult.Diese Vorteile werden jedoch
mit einer relativ komplizierten Schaufelform erreicht, das heißt, die Schaufel muß
sich zunächst der Einlauföffnung über einen Teil des Umfanges tangential anschmiegen
und sich anschließend weiterhin mit stetiger Steigung zum Austrittsende winden.
Die Herstellung einer solchen Schaufel ist schwierig und teuer.
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Der Erfindung liegt, ausgehend von der vorbeschriebenen Einkanalrad-Kreiselpumpe,
die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung stark reduzierter Verstopfungsgefahr die
Form der Schaufel zu vereinfachen. , r e
Die Lösung dieser Aufgabe
besteht darin, daß erfindungsgemäß die Schaufel von ihrem Eintrittsrand aus über
einen großen ersten Zentriwinkelbereich (von vorteilhaft mindestens 180°) hinweg
als Xreiselzylinderteilmantel ausgebildet ist, sich in einem demgegenüber kleinen
zweiten Zentriwinkelbereich bis zur Austrittskante erweitert und im verbleibenden
dritten Zentriwinkelbereich offen ist. Hierbei ist vorteilhaft der zweite Zentriwinkelbereich
kleiner als der dritte.
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Eine solche im wesentlichen kreiszylinderische Schaufel läßt sich
einfach herstellen. Überraschenderweise läßt sich bereits mit einer einfach etwa
in Tangenten-Richtung fortlaufenden Schaufelerweiterung am austrittsseitigen Ende
des Zylinderteilmantels eine ausreichende Förderwirkung erreichen.
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Um Verstopfungen zu vermeiden, ist vorteilhaft der dritte Zentriwinkelbereich
so groß, daß der Austrittsquerschnitt des Einkanalrades mindestens so groß ist wie
der Querschnitt des Eintrittsstutzens.
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Vorzugsweise schließt sich an den ZylindZerteilmantel als Schaufelerweiterung
eine um eine zur'Drehachse des Einkanalrades achsparallele Achse drehbewegliche
Klappe an, an der sich die Austrittskante befindet. Neben der Vermeidung von Strömungsablösungen
und Kavitation ist es somit durch die gelenkig verbundene Klappe möglich, die Leistung
und die Größe des zweiten Zentriwinkelbereictes einzustellen und diese Einstellung
vor Ort vorzunehmen. Zu diesem Zweck kann die Klappe von der Außenseite des Pumpengehäuses
aus einstellbar sein. Vorteilhaft ist die Klappe gekrümmt, und zwar vorzugsweise
nach außen.
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Vorzugsweise ist die Klappe derart verstellbar, daß sie mit der durch
die Drehachse velaufenden Tangente einen (auf der AuBenseite gemessenen) Winkel
4 * 1800 einschließt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispie3.es erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch
die Einkanalrad-Kreiselpumpe, senkrecht zur Drehachse des Einkanalrades geschnitten,
Fig. 2 einen Schnitt in axialer Richtung durch die Einkanalrad-Kreiselpumpe gemäß
Fig. 1 und Fig. 3 eine nach außen gekrümmte Klappe.
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Aus Fig. 1 sind das Pumpengehäuse 1 mit Druckstutzen 2 und das Einkanalrad
3 mit Schaufel 4 ersichtlich. Die Schaufel 4 besitzt einen abgerundeten Eintrittsrand
5, der auf einem kleinen Radius r liegt. Dieser Radius r bleibt konstant über einen
ersten Zentriwinkelbereich r hinweg bis zur Drehachse7 einer apn Zylinderteilmantel
8 angelenkten, um einen Winkel ß schwenkbaren Klappe 9, an der sich die Austrittskante
10 der Schaufel 4 befindet. Die Drehachsen6 und 7 sind einander parallel. Die Klappe
9 erstreckt sich über einen einstellbaren kleineren zweiten Zentriwinkelbereich
bis zu dieser Austrittskante 10 hin.
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Ein verbieibender dritter Zentriwinkelbereich Q ist offen. Die Drehrichtung
des Einkanalrades 3 ist durch einen Pfeil 11 und die Austrittsströmung des zu fördernden
Mediums durch einen Pfeil 12 angedeutet.
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Aus Fig. 2 ist der Ei@nrittsstutzen 13 ersichtlich, in den das zu
fördernde Medium in Pfeilrichtung 14 eintritt. Das PumpengehAuse 1 besitzt eine
Öffnung 15, in die von Hand bzw. mittels Werkzeug oder durch eine automatische Stellvorrichtung
eingegriffen werden kann, um die Klappe 9 in den entsprechenden Winkel zu stellen
und zu arretieren. Dieser Winkel schließt mit der Tangente t, die in der Drehachse
7 an den Kreiszylindertei1-tel 8 gelegt ist, höchstens 0£ = 180° ein. Dieser Winkel
ist an der Außenseite der Schaufel 4 gemessen. Die WinkelverStellung kann beispielsweise
über zwei miteinander kämmende Zahnräder geschehen, von denen eines auf der Welle
der Klappe 9 sitzt.+l Es sind andere Ausführungsformen denkbar. Die Klappe 9 kann
auch um eine feststehende Achse verschwenkt werden.
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+)Dies ist durch die Strichlinierung 16 lediglich angedeutet.
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Fig. 3 zeigt eine zur Lenkung der Strömung besonders vorteilhafte
Ausbildung der Klappe 9. Diese ist nach außen (17) hin gekrümmt, das heißt, ihre
Innenseite 18 ist konvex ausgebildet.
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Die Wirkungsweise der Einkanalrad-Kreiselpumpe ergibt sich bereits
aus den vorstehenden Erläuterungen. In bekannter Weise tritt das zu fördernde Medium
in Pfeilrichtung 14 in das Einkanalrad 3 ein, gelangt über die Öffnung im Zentriwinkelbereich
r auf die Außenseite der Schaufel 4 und wird aufgrund des sich verengenden Kanales
von der Außenseite der Schaufel 4 in den Druckstutzen 2 gefördert. Wegen der mittels
der Klappe 9 verstellbaren Schaiifelerweiterung läßt sich die Förderleistung einfach
einstellen und auch der Strömungskanal bei Verstopfung einfach erweitern. Im Gegensatz
zur eingangs beschriebenen bekannten Einkanalrad-Kreiselpumpe bewegt sich zwar der
Eintritts rand 5 mit einer relativ großen Umfangsgeschwindigkeit; aber die Strömung
umläuft diesen Eintrittsrand 5, welcher parallel zur Eintrittsrichtung 14 liegt.
Das Einkanalrad besitzt in diesem Bereich eine relativ große Öffnungsweite.