DE3209736C2

DE3209736C2 - Peripheralpumpe

Info

Publication number: DE3209736C2
Application number: DE3209736A
Authority: DE
Inventors: Günther 1000 Berlin Sohns; Elmar Prof. Dr.-Ing. Tonn
Original assignee: Maschinenfabrik Spandau KG Geco-Pumpentechnik GmbH & Co, 1000 Berlin
Current assignee: SKF Lubrication Systems Germany GmbH
Priority date: 1982-03-17
Filing date: 1982-03-17
Publication date: 1985-08-14
Also published as: DE3209736A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Peripheralpumpe mit hohen Druck- und Durchsatzleistungen bei geringen Abmessungen, die sich zum Einsatz als Tauchpumpe eignet. Die Peripheralpumpe ist mit einem Antrieb für ein doppelseitiges Laufrad (2) mit Nuten (3) versehen, das drehbar in einem teilbaren Kammergehäuse (5) angeordnet ist, das einen Saugstutzen (6), einen Druckstutzen (7) und einen als Druckraum dienenden Ringkanal (4) und ein Trennelement (8), welches die Saug- und Druckseite des Ringkanals (4) voneinander trennt, aufweist, wobei der Saug- und Druckstutzen (6, 7) axial angeordnet ist. Erfindungsgemäß weist im Bereich des Trenn elements (8) die druckseitige Begrenzungskante und/oder die umfangs- und/oder stirnseitige Begrenzung des Ringkanals (4) eine Fase (12) und/oder Kammern (13) und/oder Nuten (14) auf. Bei einer Ausführungsform sind mindestens zwei jeweils ein Laufrad (2) aufweisende Kammergehäuse (5) axial hintereinander angeordnet, wobei deren Einström- bzw. Aus ström öffnungen (10, 11) in den Ringkanal (4) derart gestaltet und dimensioniert sind, daß eine beidseitig gleichmäßige Beaufschlagung des Laufrads (2) bzw. eine entsprechende Abströmung gewährleistet ist.

Description

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Die Erfindung betrifft eine Peripheralpumpe mit einem Antrieb für ein doppelseitiges Laufrad mit radialen Nuten, das in einem teilbaren Kammergehäuse angeordnet ist, das einen Saugstutzen, einen Druckstutzen und einen als Druckraum dienende .1 Ringkanal und ein Trennelement, welches die Saug- und Druckseite des Ringkanals voneinander trennt, aufweist, wobei der Saug- und Druckstutzen axial angeordnet ist

Derartige Perinheralpumpcn, die im deutschsprachigen Bereich aucn als Wirbel-, Turbulenz- oder Reibungspumpen und im angrlsächsE-;hen Sprachbereich als Regenerativ-Tracticn-, Westco-type Rotary- oder Dragpumpe bezeichnet werden, sin^ beispielsweise aus »Maschinenbautechnik«, 7.Jg, H. 4, 1958, S. 214—218 bekannt

Die Pumpwirkung dieser Pumpen wird wesentlich durch die Anzahl und die Form der Nuten und auch die Querschnittsform des Ringkanals bestimmt, die die Ausbildung der Zirkulation beeinflußt Der mit diesen Pumpen erreichbare hohe Druck hängt von den Einström-,Verhältnissen und den Axialspielen zwischen Laufrad, Ringkanal und Trennelement ab. Bei höheren Drehzahlen entwickeln diese Pumpen jedoch unangenehme, laute Geräusche, die einen Einsatz in Räumen, in denen gearbeitet wird, ohne zusätzliche die Pumpe verteuernde und deren Abmessungen erhöhende Schalldämmungen unmöglich macht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Peripheralpumpe der eingangs genannten Art anzugeben, die bei entsprechender Druck- und Durchsatzleistung und bei geringen, der DIN-Norm 5440 entsprechenden Abmessungen auch bei hohen Drehzahlen geringe deutlich unter der Störschwelle liegende Geräusche entwickelt.

Diese Aufgabe wird durch eine Peripheralpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierdurch ist es möglich, die Geräuschen) wicklung auf ein geringes, deutlich unter der Störschwelle liegendes Maß zu reduzieren.

_;. , Nachstehend wird ,die, Erfindung anhand eines Aus-ί ⁴-T führungsbeispiels"unter;, bezug auf.Zeichnungen'näher^', ί erläutert. Es zeigt ' V" ~^f

F i g. 1 in schematischer Darstellung den Pumpenteil ' einer erfindungsgemaßen zweistufigen Peripheralpumpe, ; . . '

¹F ig. 2 die Draufsjcht: auf. eine geöffnete Gehäuse-■ ' kammer.mit darin angeoränetem Laufradi

' Fi g. 3 die perspektivische Darstellung eines Pumpenbodens mit Einströmöfmung und Teilen des Ringkanals und des Trennelements.

Der in Fig. 1 dargestellte Pumpenteil weist auf einer Antriebswelle 1 eines nicht dargestellten Antriebs zwei auf ihr befestigte Laufräder 2,2' auf, in denen beidseitig von einem bestimmten Radius ab radial nach außen verlaufende Nuten 3 stirnseitig eingefräst sind. Die Laufräder 2, 2' rotieren jeweils in einem einen Ringkinal 4 aufweisenden Kammergehäuse 5. Der Innenradius des Ringkanals 4 entspricht dem Radius, der die Nuten 3 nach innen begrenzt Der Außenradius des Ringkanals 4 (siehe F i g. 2) ist um einen bestimmten Betrag größer als der Laufradradius. Bei d-;r Rotation des Laufrades 2 e/ird ein flüssiges Medium, das durch den axial angeordneten Saugstutzen 6 in den Ringkanal 4 gelangt, durch turbulente Reibung zwischen Laufrad 2 und Medium mitgenommen. Gleichzeitig wird das in den Nuten 3 befindliche flüssige Medium beschleunigt und tritt mit einer Richtung aus diesen aus, welche sich aus der Relativgeschwindigkeit in den Nuten 3 und der Umfangsgeschwindigkeit (= Führungsgeschwindigkeit) des Laufrades ergibt Die austretende Menge übt einen Impuls auf das im Ringkanal 4 befindliche flüssige Medium aus und verschiebt dieses. Die hiermit verbundene Reaktionskraft auf das Laufrad 2 muß durch das eingeleitete Drehmoment überwunden werden. Gleichzeitig tritt eine gleichgroße Flüssigkeitsmenge in die Nuten 3 ein. Diese besitzt eine kleinere Absolutgeschwindigkeit in Umfangsrichtung. Die Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten zwischen άζτη Eintritt in die Nuten 3 und dem Austritt ist ein Maß für das vom Laufrad 2 auf die Flüssigkeit übertragene Moment.

Es tritt also eine Überlagerung einer tangential verlaufenden Primärströmung mit einer radial verlaufenden Sekundärströmung (Zirkulationsbewegung) auf. Die resultierende Stromlinie entspricht einer Schraubenlinie. Da das Medium beim Durchlaufen dieser Schraubenlinie nacheinander die Nuten 3 des Laufrades 2 durchströmt, kommt es praktisch zu einem mehrstufigen (regenerativen) Druckaufbau im Ringkanal 4 und damit zur gewünschten Förderwirkung in Umfangsrichtung.

Die für die Impulsübertragung erforderliche turbulente Vermischung der aus den Nuten 3 austretenden Flüssigkeitsmenge mit der im Ringraum 4 wird in ihrer Intensität weniger durch die Geschwindigkeitsgradienten in radialer Richtung als vielmehr durch die Form des Laufrades 2 beeinflrßt Untersuchungen zufolge sind die Anzahl und die Form der Nuten von merklichem Einfluß auf die Pumpwirkung, ebt iso die Querschnittsform des Ringkanals 4, welche die Ausbildung der Zirkulation beeinflußt (siehe hierzu z. B. »Maschinenbautechnik« 7. Jg, Heft 4,1958, S. 214 - 218, Transactions of the ASME, November 1955, S. 1303-1316 und August 1957, S. 1291 —1304). Diesen Literaturstellen sind die optimalen Verhältnisse entnehmbar, so daß diese nicht weiter dargelegt werden.

Die Flüssigkeit tritt durch den axialen Saugstutzen 6 in den Ringkanal 4 der Pumpe ein und durch den axialen ^Druckstutzen 7 aus, Der Ringkanal 4 weist im Ausfuh rungsbeispiel einen'rechteckförmigen ,Querschnitt auf, .'-₍kann'aber grundsätzlich auch "anders geformt sein. Die .,radiale und axiale Erstreckung ergibt sich aus dem ge-iforderten;Durchsatz:und steht in einem bestimmten, aus ;der angegebenen Literatur bekannten optimalen Ver- ihältnis. '·

Druck- und Saugstutzen 6,7 sind durch ein Trennelement 8 (Verdränger) (F i g. 2,3) getrennt, das ein Rück- ^

strömen vom Druck- 7 zum Saugstutzen 6 verhindern soll. Dieses Trennelement 8 wird durch die Ringkanalwand (F i g. 3) gebildet, die an dieser Stelle bis auf ein •geringes axiales Spiel an die Stirnseiten des Laufrades 2 herangezogen ist Lediglich das in den Nuten 3 befindliehe Medium und die nicht vermeidbaren Leckmengen gehen dem Druckerhöhungsprozeß verloren. Die Druckerhöhung wird besonders durch die Einströmung .und durch die Axialspiele beeinflußt

Im Bereich des Trennelements 8 ist die druckseitige Begrenzungskante mit einer Fase 12 (Anschrägung) versehen, in demselben Bereich können zusätzlich oder auch alternativ an der umfangsseitigen und/oder stirnseitigen Begrenzung des Ringkanals 4 längs- oder quergerichtete Kammern 13 oder Nuten 14 vorgesehen sein.

Durch die axiale Anordnung der Saug- und Druckstutzen 6,7 lassen sich mehrere Kammergehäuse 5 axial hintereinander zu mehrstufigen Pumpen anordnen, wie es in Fi g. 1 für zwei Kammergehäuse 5 dargestellt ist ohne daß in der radialen Richtung mehr Platz erforderlieh ist Hierbei werden durch die gleiche Antriebswelle 1 zwei Laufräder 2,2' (oder gegebenenfalls mehr) angetrieben. Der Druckstutzen 7 der ersten Stufe ist mit dem •Saugstutzen 6' der zweiten Stufe und so weiter verbunden. Die Kammergehäuse 5 einer einstufigen Pumpe sind zweigeteilt ausgeführt, mit einem Boden 15 (F i g. 3), mit dem Saugstutzen 6 und einem entsprechenden Deckel mit Druckstutzen 7. Um mehrstufige Pumpen herzustellen, sind Zwischenelemente in Form von Zwischenboden (F i g. 1) vorgesehen, die jeweils die eine Hälfte der benachbarten Ringkanäle bilden und gleichzeitig beide Stufen voneinander trennen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentanspruch:

Peripheralpumpe mit einem Antrieb für ein doppelseitiges Laufrad mit radialen Nuten, das in einem teilbaren Kammergehäuse angeordnet ist, das einen Saugstutzen, einen Druckstutzen und mindestens einen als Druckraum dienenden Ringkanal und ein Trennelement, welches die Saug- und Druckseite jedes Ringkanals voneinander trenn», aufweist, wobei to der Saug- und Druckstutzen axial angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Trennelements (8) die druckseitige Begrenzungskante und/oder die umfangs- und/oder stirnsoitige Begrenzung jedes Ringkanals (4) eine Fase (12) und/oder Kammern (13) und/oder Nuten (14) aufweist