DE3416051A1

DE3416051A1 - Hydrodynamic rotary pump

Info

Publication number: DE3416051A1
Application number: DE19843416051
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Schleitheim Schneider
Original assignee: SCHNEIDER HANS ULRICH
Current assignee: SCHNEIDER HANS-ULRICH 7894 STUEHLINGEN DE
Priority date: 1983-04-28
Filing date: 1984-04-30
Publication date: 1985-01-10
Also published as: CH665006A5; DE8413238U1; DE8413253U1

Abstract

In pumps of this type there is the problem, particularly when pumping solid-laden liquids, of achieving a high pumping efficiency at different viscosities and solids loadings, as well as that of keeping the pumping duct free of blockages, especially in the case of fibrous soft materials in the pump fluid. To overcome said problems, the angle of inclination (q) of the rotor vane (12) with respect to the normal plane (NE) to the rotor shaft (X) is made to increase along the rotor shaft (X). In addition, the rotor vane (12) is provided with an inner edge (5) shaped like a cutting edge and facing the flow. <IMAGE>

Description

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Hydrodynamische RotationspumpeHydrodynamic rotary pump

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodynamische Rotationspumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Pumpe ist bekannt aus der DE-OS 29 24· 822.The invention relates to a hydrodynamic rotary pump according to the preamble of claim 1. Such a pump is known from DE-OS 29 24 822.

Diese bekannte Pumpe weist eine im wesentlichen über die Laufradlänge gleichbleibende Neigung des Laufradflügels gegen die Normalebene zur Laufradachse auf· Damit lassen sich zwar für jeweils entsprechende Betriebsverhältnisse und Konsistenzen des Fördermediums gute Förderwirkungsgrade erzielen, jedoch ist die Konstruktion hinsichtlich Verwendbarkeit unter verschiedenen Betriebsbedingungen und mit Fördermedien variierender Konsistenz verbesserungsbedürftig.This known pump has a substantially over the length of the impeller constant inclination of the impeller blade against the Normal plane to the impeller axis on · This allows for corresponding operating conditions and consistencies of the conveying medium achieve good conveying efficiencies, but the design is different in terms of usability Operating conditions and with pumping media of varying consistency in need of improvement.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Pumpe der eingangs genannten Art, die sich durch Verbesserung hinsichtlich vielseitiger Einsatzmöglichkeiten auszeichnet. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 1. Der somit über die Laufradlänge veränderlicheThe object of the invention is therefore to create a pump of the type mentioned, which can be improved in terms of versatile application. The invention The solution to this problem is characterized by the features of claim 1. The thus variable over the impeller length

Neigungswinkel des Laufradflügeis erbringt nicht nur die genann te Verbesserung, sondern passt sich auch der in Strömungsrichtung innerhalb des Förderkanals zunehmenden Strömungsgeschwindigkeit an, wodurch der Förderwirkungsgrad allgemein verbessert wird.The angle of inclination of the flight ice is not only provided by the mentioned te improvement, but also adapts to the increasing flow velocity in the direction of flow within the conveying channel on, whereby the conveying efficiency is generally improved.

Praktische Untersuchungen haben überraschend ergeben, dass der Neigungswinkel des Laufradflügels in Bezug auf die genannte Normalebene zur Laufradachse (im folgenden kurz "Achsnormalebene" genannt) im Eintrittsbereich des Laufrades vorteilhaft sehr klein, vorzugsweise wenigstens annähernd auf O⁰, bemessen wird, während er im austrittseitigen Endbereich des Laufrades zwischen etwa 60° und etwa 90°, vorzugsweise zwischen etwa 70° und etwa 90°, einzustellen ist. Besondere Bedeutung für den Förderwirkungsgrad hat auch die Neigungsbemessung des Laufradflügels im Übergangsbereich zwischen Saugteil und Zentrifugalteil des Laufrades, wo sich Werte des Neigungswinkels zwischen etwa 30° und etwa 4-5° als vorteilhaft erwiesen haben.Practical investigations have surprisingly shown that the angle of inclination of the impeller blade in relation to the aforementioned normal plane to the impeller axis (hereinafter referred to as "axis normal plane" for short) in the inlet area of the impeller is advantageously very small, preferably at least approximately to O ⁰ , while it is dimensioned in the outlet side The end region of the impeller is to be set between approximately 60 ° and approximately 90 °, preferably between approximately 70 ° and approximately 90 °. The dimensioning of the inclination of the impeller blade in the transition area between the suction part and the centrifugal part of the impeller, where values of the angle of inclination between approximately 30 ° and approximately 4-5 ° have proven to be advantageous, is also of particular importance for the conveying efficiency.

Eine wesentliche Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich auf das Problem der Betriebssicherheit bei der Förderung von Flüssigkeiten, die mit vergleichsweise voluminösen Weichkörpern, insbesondere solchen von faser- oder strangförmiger Beschaffenheit beladen sind. Hier hat es sich für die Freihaltung des Förderkanals von Verstopfungen überraschend als vorteilhaft erwiesen, den Laufradflügel Lnnerhalb des Saugteils mit einer schneidenförmigen, der Strömung zugewandten Innenkante zu versehen, die eine Zerkleinerung der Feststoffbeladung bewirkt.An essential development of the invention extends to the problem of operational safety when conveying Liquids with comparatively voluminous soft bodies, in particular those of a fiber-like or strand-like nature are loaded. Here it has surprisingly proven to be advantageous for keeping the conveying channel free from blockages proved to be the impeller blades inside the suction part with a blade-shaped inner edge facing the flow to provide a crushing of the solids load causes.

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. 6.. 6th

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierin zeigt:Further features and advantages of the invention are explained using the exemplary embodiment shown in the drawings. Herein shows:

Fig.l einen Axialschnitt einer erfindungsgemassen Rotat-Fig.l an axial section of an inventive Rotat-

tionspumpe,
Fig.2 eine Stirnansicht der Pumpe in Eintrittsrichtung gemässtion pump,
FIG. 2 shows an end view of the pump in the inlet direction according to FIG

Schnitt TI-II in Fig.i und
Fig.3 eine Stirnansicht auf die Pumpenrückseite gemäss Schnitt III-III in Fig.l.Section TI-II in Fig.i and
3 shows an end view of the rear of the pump according to section III-III in Fig.l.

Die insgesamt mit 1 bezeichnete Pumpe umfasst ein zweiteiliges Gehäuse 2 und ein einstückig ausgeführtes Laufrad 3 mit nur einem Förderkanal FK, der im wesentlichen durch einen Laufradflügel 12 gebildet wird. Der Förderkanal FK umfasst ein im wesentlichen schraubenförmiges Saugteil 8 und ein im wesentlichen spiralförmiges Zentr f. f uqa ] tei 1. 9. Tm Beispiel besteht ersteres aus einem Schraubengang mit der Steigung S, wobei der Neigungswinkel v· des Lau f rad f lügelprof i 1 s gegen die Normalebene NE zur Laufradachse X vom Eintrittsbereich EB mit einem sehr geringen, gegen Null gehenden Winkelwert zum- Übergangsbereich UB am Zentrifugalteil 9 mit einem Winkelwert von etwa 40° zunimmt. Der Neigungswinkel ^- nimmt dann im Zentrifugalteil weiter zu bis zu einem Winkelwert von etwa 75° im austrittseitigen Endbereich des Laufradflügels, d.h. an der rückseitigen Stirnfläche RS des Laufrades am Nabenteil 6.The pump, designated as a whole by 1, comprises a two-part housing 2 and a one-piece impeller 3 with only a conveying channel FK, which is essentially formed by an impeller blade 12. The conveying channel FK includes an im Essentially helical suction part 8 and an essentially spiral-shaped center for f uqa] tei 1. 9. The example consists of the former from a helix with the pitch S, where the angle of inclination v · of the running wheel wing profile is 1 s relative to the normal plane NE to the impeller axis X from the entry area EB with a very low angle value approaching zero to the transition area UB on the centrifugal part 9 with an angle value of approximately 40 ° increases. The angle of inclination ^ - then decreases in the centrifugal part further up to an angular value of about 75 ° in the outlet end area of the impeller blade, i.e. at the Rear face RS of the impeller on the hub part 6.

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Die Hüllfläche der Aussenkante 7 des Laufradflügels im Saugteil ist im Beispiel kegelförmig mit in Strömungsrichtung zunehmendem Radius r ausgebildet. Grundsätzlich kommt hier aber auch ein im Axialschnittprofil bogenförmig zunehmender Verlauf des Radius r, also eine toroidförmige Gestaltung der Hüllfläche in Betracht, gegebenenfalls sogar eine zylindrische Hüllflächenform.The envelope surface of the outer edge 7 of the impeller blade in the suction part is conical in the example with a radius r increasing in the direction of flow. Basically comes here though also an arcuate course of the radius r in the axial section profile, that is, a toroidal design of the Enveloping surface into consideration, possibly even a cylindrical one Envelope shape.

Wesentlich ist ferner die Ausbildung der inneren, der Strömung zugewandten Laufradkante 5 als scharfe Schneidkante, die sperrige und faserige oder strangförmige Weichkörper in der Förderflüssigkeit zerteilen kann und so Verstpfungen vermeiden hilft. Ebenso ist die Ausbildung des eintrittseitigen Anfangsabschnitts des Laufradflügels mit einer im wesentlichen ebenen Stirnfläche 4- geringer Flächenausdehnung wesentlich. Diese Gestaltung bietet den Vorteil der geringen Empfindlichkeit dieses wichtigen Funktionsteils gegen Verschleiss durch in der Förderflüssigkeit mitgeführte Granulate und dergl. sowie geringer Beschädigungsgefahr durch gröbere Fremdkörper.Also essential is the formation of the inner impeller edge 5 facing the flow as a sharp cutting edge, which can break up bulky and fibrous or strand-like soft bodies in the pumped liquid and thus avoid clogging helps. Likewise, the formation of the inlet-side starting section of the impeller blade with a substantially flat end face 4- low surface area is essential. This design offers the advantage of the low sensitivity of this important functional part to wear Granules and the like carried along in the delivery fluid, as well as low risk of damage from coarser foreign bodies.

Im Zentrifugalteil 9 hat der Laufradflügel eine vergleichsweise spitzwinklige Lage zur Laufradachse X und nimmt im Durchmesser d spiralförmig nach aussen zu, entsprechend der hier dominierenden Radialförderung unter der Wirkung der Zentrifugalkraft. Der Übergang zwischen vorherrschender Axial- und Zentrifugalförderung ist dabei infolge der zunehmenden Neigung des Laufradflügelprofils gegen die Achsnormalebene NEIn the centrifugal part 9, the impeller vane has a comparatively acute-angled position to the impeller axis X and increases in diameter d spirally outwards, corresponding to the here dominant radial conveyance under the effect of centrifugal force. The transition between predominant axial and centrifugal conveyance is due to the increasing Inclination of the impeller blade profile against the axis normal plane NE

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stetig und strömunqsgünstig.steady and streamlined.

Die rückwärtige Stirnfläche RS des Laufrades ist mit einer spirdldrtig vin innen nach aussen verlaufenden Ausnehmung 11 versehen, die als ZentrifugaI-Beschleunigungselement für die Im Spalt zwischen der Stirnfläche RS und der gegenüberliegenden Innenfläche des Gehäuses 2 befindliche Flüssigkeit wirkt und eine nach aussen gerichtete Flüssigkeitsströmung erzeugt. Dies bewirkt eine Spaltreinigung von sich absetzenden Fremdkörpern und eine Verminderung dessauf die Dichtung der Laufradachsendurchführung im Gehäuse lastenden Druckes.The rear end face RS of the impeller is provided with a recess 11 running in a spiral shape from the inside to the outside provided, which is used as a centrifugal acceleration element for the Liquid located in the gap between the end face RS and the opposite inner surface of the housing 2 acts and creates an outward flow of liquid. this causes gaps to be removed from foreign bodies that have settled and a reduction in the seal of the impeller axle throat pressure in the housing.

In besonders vorteilhafter Weise weist der Querschnitt der Ausnehmung 11 im Bereich der äusseren Austrittsöffnung AO eine Einschnürung auf, die zu einer erhöhten Strömungsgeschnwindigkeit mit verstärkter Reinigungswirkung im äusseren Spaltbereich führt. Ferner ist die in Umdrehungsrichtung gese- '" hen rückwärtige Wandung RW der Ausnehmung 11 entsprechend einem wenigstens annähernd radialen Verlauf sowie konkav gekrümmt ausgebildet. Bei dem vergleichsweise geringen Strömungsdurchsatz im erwähnten Spalt an der rückwärtigen Stirnfläche RS des Laufrades hat eine solche Gestaltung des Zentrifugal-Beschleunigungselementes die relativ beste Wirkung.In a particularly advantageous manner, the cross section has Recess 11 in the area of the outer outlet opening AO a constriction, which leads to an increased flow velocity with an increased cleaning effect on the outside Gap area leads. Furthermore, the direction of rotation is seen '" hen rear wall RW of the recess 11 is designed to be at least approximately radial and curved in a concave manner. With the comparatively low flow rate in the mentioned gap on the rear face RS of the impeller has such a design of the centrifugal acceleration element the relatively best effect.

Die Gestaltungsmerkmale des Zentrifuga1-Beschleunigungselementes an der Raufradrücksei te können gegebenenfalls mit Vorteil auch unabhängig von den anderen Erfindungsmerkmalen an-The design features of the Zentrifuga1 acceleration element on the Raufradrücksei te can possibly be advantageous also independent of the other features of the invention

Claims

APD-82 claims

1. Hydrodynamic rotary pump for pumping liquids, especially with admixtures and sludge, with a pump impeller rotating in a pump housing (2) (3), the one at least partially axially helical and at least partially radially helical Has conveying channel (FK) and in the flow direction axially successive a substantially helical one Suction part (8) and an essentially spiral-shaped centrifugal egg I (9), the conveying channel (FK) is formed by an impeller blade (12), which is inclined at a specified angle (V-) against the normal plane (NE) to the impeller axis (X) over the axial length of the impeller (3) runs, characterized in that the angle of inclination (γ-) of the impeller blade (12) against the Axial normal plane (NE) increases at least in sections in the axial flow direction along the impeller axis (X).

2. Hydrodynamic rotary pump according to claim 1, characterized in that the angle of inclination (V-) of the impeller blade (12) is at least approximately 0 ° in the inlet area of the impeller (3).

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3. Hydrodynamic rotary pump according to claim 1 or 2, characterized in that the angle of inclination (# ·) of the Impeller vane (12) in the outlet end area of the same is between about 60 ° and about 90 °, preferably between about 70 ° and about 90 °.

4. Hydrodynamic rotary pump according to one of the preceding Claims, characterized in that the angle of inclination (v-) of the impeller blade (12) in the transition area (UB) between the suction part (8) and the centrifugal part (9) is between about 30 ° and about 4-5 °.

5. Hydrodynamic rotary pump according to one of the preceding claims, characterized in that the impeller vane (12) within the suction part (8) at least partially has a blade-shaped inner edge (5) facing the flow.

6. Hydrodynamic rotary pump according to one of the preceding claims, characterized in that the rear end face (RS) of the impeller (3), seen in the axial flow direction, has in a known manner at least one recess (11) which acts as a centrifugal acceleration element for the im Gap between the impeller face (RS) and the housing (2) generates an outwardly directed flow of liquid, and that the cross section of this recess (11) in the

Area of their radially outer outlet opening (AO) has a reduced cross-section compared to the radially central recess area.

7. Hydrodynamic rotary pump according to one of the preceding claims, in particular according to claim 6, characterized in that the rear end face (RS) of the impeller (3), seen in the axial flow direction, has in a known manner at least one recess (11) which is designed as a centrifugal -Accelerator element for which in the gap between the impeller face (RS) and the housing (2) an outwardly directed liquid flow is generated, and that at least the rear wall (RW) of the recess (11) seen in the direction of rotation is at least approximately radial, preferably concavely curved Has course.

8. Hydrodynamic rotary pump according to one of the preceding Claims, characterized in that the inlet-side starting section of the impeller blade (12) with an essentially flat end face (4 ·) with a small surface area compared to the flow cross-section is provided.

9. A hydrodynamic rotary pump according to claim 8, characterized by a radially outer inlet end face (A-) of the impeller blade (12).