DE3622168C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zentrifugalpumpe mit einem Pumpenrad, das zentrisch hinter einer Eingangsöffnung angeordnet ist und von einer Pumpenkammer umgeben ist, die durch mit wenigstens einem Fenster versehene Seitenwände abgeschlossen ist und an die sich ein Sammelraum anschließt, der eine Ausgangsöffnung aufweist.The invention relates to a centrifugal pump with a pump wheel, which is arranged centrally behind an entrance opening and from a pump chamber is surrounded by at least one Window-provided side walls is completed and attached to the a collection room connects, which has an exit opening.
Derartige Pumpen sind als Tauchpumpen oder als Pumpen mit Schlauchanschluß bekannt und werden beispielsweise für die Wasserversorgung in Campinganlagen verwendet. An eine in Strömungsrichtung vorn liegende Wand mit der Eingangsöffnung schließt sich ein Pumpenrad an, das in einer Pumpenkammer den Pumpendruck in der Flüssigkeit erzeugt.Such pumps are as submersible pumps or as pumps with a hose connection known and are used, for example, for water supply used in campsites. One in the direction of flow a pump wheel closes the wall with the entrance opening in a pump chamber the pump pressure in the liquid generated.
An die Pumpenkammer schließt sich ein Sammelraum an, der eine Ausgangsöffnung aufweist. Diese Pumpen lassen sich mit einem Kunststoffgehäuse, das zugleich den Antriebsmotor abgedichtet umfaßt, relativ preiswert herstellen, wenn für solche Anwendungsfälle, wie die Camping-Wasserversorgung o. ä., auch größere Toleranzen in Kauf genommen werden können. A collection room connects to the pump chamber, the one Has exit opening. These pumps can be used with one Plastic housing that also seals the drive motor includes, relatively inexpensive to manufacture if for such applications, like the camping water supply or similar, also larger tolerances can be accepted.
Die Funktion derartiger Pumpen wird problematisch, wenn sich im Bereich der Eingangsöffnung Luft angesammelt hat, die zunächst von der Pumpe abgesaugt werden muß, um dann die Flüssigkeit zu fördern. In der Praxis zeigt es sich, daß in derartigen Fällen die störungsfreie Förderung von Flüssigkeiten nicht erfolgt.The function of such pumps becomes problematic when Area of the inlet opening has accumulated air initially must be sucked off by the pump, then the liquid promote. In practice it turns out that in such cases the smooth delivery of liquids does not take place.
Eine Zentrifugalpumpe der eingangs erwähnten Art ist durch die US-PS 18 32 619 bekannt. Die Pumpenkammer dieser Zentrifugalpumpe ist von einer Mantelwandung umgeben, durch die die durch das Pumpenrad unter Druck gebrachte Flüssigkeit durch Schlitze hindurchtreten muß, um in einen Sammelraum zu gelangen. Die offenbarten acht engen Schlitze haben die Aufgabe, die durch das Pumpenrad verursachte Unruhe der Wasserströmung zu brechen, so daß die Verwirbelung innerhalb der Sammelkammer auf ein Minimum reduziert ist. Die Beruhigung der Strömung durch das Hindurchpressen der in der Pumpenkammer beschleunigten Wassermenge durch enge Schlitze führt zu einem nicht unerheblichen Druckverlust. Maßnahmen zur Verbesserung des Ansaugverhaltens sind in dieser Druckschrift nicht erwähnt.A centrifugal pump of the type mentioned is through the US-PS 18 32 619 known. The pump chamber of this centrifugal pump is surrounded by a wall, through which the through the Push the impeller liquid under pressure through the slots must go to a collection room. The disclosed Eight narrow slots have the task of being created by the impeller caused unrest to break the water flow, so that the Turbulence within the collection chamber is reduced to a minimum is. The calming of the flow by pushing the The pump chamber accelerated the amount of water through narrow slits leads to a not inconsiderable loss of pressure. Measures to Improvement of the suction behavior are in this publication not mentioned.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifugalpumpe der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß eine verbesserte Ansaugleistung - auch gegenüber Luftpolstern - möglich ist.The invention is therefore based on the object of a centrifugal pump of the type mentioned in such a way that an improved Suction power - also compared to air cushions - is possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Zentrifugalpumpe der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß bis zu vier Fenster vorgesehen sind, deren gesamte Fensterfläche zwischen 100 und 200% der Größe der Eingangsöffnung liegt.This object is achieved with a centrifugal pump initially mentioned type solved that up to four windows are provided, the total window area between 100 and 200% of the size of the entrance opening.
Die erfindungsgemäße Zentrifugalpumpe weist somit eine Pumpenkammer und Sammelraum trennende Seitenwand auf, die auf ihrer Umfangsfläche von wenigstens einem Durchtrittsfenster unterbrochen ist. The centrifugal pump according to the invention thus has a pump chamber and collecting space separating side wall on its peripheral surface is interrupted by at least one passage window.
Erfindungsgemäß sind bis zu vier solche Fenster vorgesehen, so daß sich über den Umfang der Seitenwand Wandteile mit Fenster und Wandteile ohne Fenster abwechseln.According to the invention up to four such windows are provided, so that over the circumference of the side wall wall parts with windows and wall parts alternate without windows.
Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Zentrifugalpumpe eine wesentlich verbesserte Ansaugleistung erbringt und in der Lage ist, kleinere, an der Eingangsöffnung stehende Luftpolster vollständig abzutransportieren, so daß ein ungestörtes Pumpen der Flüssigkeit erreicht wird.It has been shown that the centrifugal pump according to the invention provides a significantly improved suction performance and in the Location is smaller air cushions standing at the entrance opening to be removed completely, so that undisturbed pumping the liquid is reached.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Größe der Fläche der Fenster zwischen 100 und 150% der Größe des Querschnitts der Eingangsöffnung.In a preferred embodiment, the size of the area is the window between 100 and 150% of the size of the cross section of the Entrance opening.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine wesentliche weitere Verbesserung der Ansaugleistung dadurch erzielt, daß die Fenster spitz zulaufende Kanten parallel zur Achse des Pumpenrades aufweisen, die durch eine kontinuierliche Verringerung der Wandstärke vom Außenkreis zum Innenkreis gebildet sind. In the embodiment according to the invention, an essential one achieved further improvement in the suction performance in that the Window tapered edges parallel to the axis of the pump wheel have by continuously reducing the wall thickness are formed from the outer circle to the inner circle.
In einer bevorzugten Dimensionierung sind die Innenwände der Seitenwand in einem Bereich angeordnet, der 15 bis 40% grö ßer als der Durchmesser des Pumpenrades ist.In a preferred dimensioning, the inner walls of the Sidewall arranged in an area that is 15 to 40% larger is larger than the diameter of the impeller.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform entspricht die Höhe der Fenster etwa der Höhe des Pumpenrades. Ferner soll te das Verhältnis der Länge der Seitenwandteile ohne Fenster zu der Länge der Seitenwandteile mit Fenster auf dem Innen radius der Seitenwand wenigstens 1:1 sein.In a further preferred embodiment, the Height of the windows about the height of the impeller. Furthermore should te the ratio of the length of the side wall parts without windows to the length of the side panels with windows on the inside radius of the side wall must be at least 1: 1.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Seitenwand für die Pumpen kammer wird vorzugsweise durch entsprechend ausgebildete Ansätze an dem vorderen Wandteil und dem hinteren Wandteil (in Strömungsrichtung) des die Pumpenkammer bildenden Gehäu ses gebildet. Hierzu kann das vordere oder das hintere Wand teil zur Bildung der Fenster kammförmig ausgebildet sein, wobei der jeweils andere Teil einen ringförmigen Steg auf weist, an dessen Innenwand die Außenwände der freien Enden des kammförmigen Wandteils anliegen.The side wall designed according to the invention for the pumps Chamber is preferably trained by appropriately Lugs on the front wall part and the rear wall part (in the direction of flow) of the housing forming the pump chamber ses formed. For this, the front or the rear wall part to be comb-shaped to form the windows, the other part on an annular web points, on the inner wall of the outer walls of the free ends of the comb-shaped wall part.
Fertigungstechnisch einfach ist auch die Herstellung der Fenster dadurch, daß das vordere und das hintere Wandteil je einen ringförmigen Steg aufweisen, die ein die Fenster auf weisendes ringförmiges Kammteil bzw. Lochteil zentrisch halten.The manufacture of the is also technically simple Windows in that the front and the rear wall part each have an annular web, which the window on pointing ring-shaped comb part or hole part centrally hold.
Ferner ist es möglich, die die Seitenwände bildenden Ansätze der beiden Wandteile aufeinanderstoßen zu lassen.It is also possible for the lugs forming the side walls to let the two wall parts collide.
Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will now be described with reference to one in the drawing voltage illustrated embodiment explained in more detail will. Show it:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine stehende Tauch pumpe Fig. 1 shows a vertical section through a standing submersible pump
Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch die die Pumpenkam mer von dem Sammelraum trennende Seitenwand mit Fenstern Fig. 2 shows a horizontal section through the side of the pump chamber from the collecting chamber separating side wall with windows
Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine stehende Tauch pumpe mit einem ringförmigen Sammelraum Fig. 3 is a vertical section through a standing submersible pump with an annular plenum
Fig. 4 einen Horizontalschnitt entlang der Linie A-B in Fig. 3 Fig. 4 is a horizontal section along the line AB in Fig. 3
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine als Zentrifugal pumpe arbeitende Tauchpumpe, wie sie beispielsweise für die Wasserversorgung in Campinganlagen verwendbar ist. In Über einstimmung mit dem bisher bekannten Aufbau weist die Tauch pumpe ein im wesentlichen zylindrisches Motorgehäuse 1 auf, das aus zwei Gehäuseteilen 2, 3 besteht, die in geeigneter Weise miteinander verbunden sind. Das obere Gehäuseteil 2 des Motorgehäuses 1 weist eine obere Stirnwand mit einer Durchgangsöffnung 4 auf, durch die ein elektrisches Anschluß kabel 5 abgedichtet hindurchgeführt ist. Das untere Gehäuse teil 3 setzt einerseits die zylindrische Wandung des oberen Gehäuseteils 2 fort und bildet ein Bodenstück 6, das einen zylindrisch nach innen weisenden ringförmigen Ansatz 7 auf weist, auf dem ein Motor 8 lagert und durch den eine Motor welle 9 hindurchgeführt ist, auf der ein Pumpenrad 10 be festigt ist. Das Pumpenrad 10 ist in Fig. 1 aus unten näher erläuterten Gründen nur rechts von der Motorachse 9 darge stellt. Fig. 1 shows a section through a submersible pump working as a centrifugal pump, as can be used, for example, for the water supply in campsites. In accordance with the previously known structure, the submersible pump has a substantially cylindrical motor housing 1 , which consists of two housing parts 2 , 3 , which are connected to each other in a suitable manner. The upper housing part 2 of the motor housing 1 has an upper end wall with a through opening 4 through which an electrical connection cable 5 is passed sealed. The lower housing part 3 on the one hand continues the cylindrical wall of the upper housing part 2 and forms a bottom piece 6 , which has a cylindrical inwardly facing annular extension 7 , on which a motor 8 is supported and through which a motor shaft 9 is passed a pump wheel 10 is fastened. The impeller 10 is shown in Fig. 1 for reasons explained in more detail below only to the right of the motor axis 9 Darge.
Das untere Gehäuseteil des Motorgehäuses 1 weist an seinem unteren Ende eine ringförmige, nach unten offene Kammer 11 auf, die auf einer Seite in einen nach oben offenen Schlauch anschluß 12 übergeht. The lower housing part of the motor housing 1 has at its lower end an annular, downwardly open chamber 11 which on one side merges into an upwardly open hose connection 12 .
In das unten offene untere Gehäuseteil 3 des Motorgehäuses ist ein Pumpenbodenteil 13 eingesetzt, das zusammen mit der unteren Kontur der Bodenseite 6 des Motorgehäuses 1 die als Sammelkammer dienende ringförmige Kammer 11 sowie eine das Pumpenrad 10 umgebende Pumpenkammer 14 bildet. Das Pumpenbo denteil 13 weist drei Stützfüße 15 auf, auf denen die Pumpe steht. Zwischen den Stützfüßen 15 ist eine Eingangsöffnung 16 vorgesehen, die koaxial mit der Motorwelle 9 liegt und in die das freie Ende der Motorwelle hineinragt.In the lower housing part 3 of the motor housing, which is open at the bottom, a pump base part 13 is inserted, which together with the lower contour of the base side 6 of the motor housing 1 forms the annular chamber 11 serving as a collecting chamber and a pump chamber 14 surrounding the pump wheel 10 . The Pumpenbo dteil 13 has three support feet 15 on which the pump stands. Between the support feet 15 there is an input opening 16 which is coaxial with the motor shaft 9 and into which the free end of the motor shaft projects.
Zwischen der Pumpenkammer 14 und dem Sammelraum 11 wird die Flüssigkeit durch entsprechend gebogene Wandstücke nach oben geleitet, da der Sammelraum 11 sowohl radial außerhalb als auch oberhalb der Pumpenkammer 14 liegt. Die in die Pumpen kammer 14 durch die Eingangsöffnung 16 gelangende Flüssig keit wird von den Flügeln des rotierenden Pumpenrades 10 nach außen geschleudert und auf dem genannten Weg nach oben umgelenkt, so daß sie in den Sammelraum 11 gelangt. Über den Schlauchstutzen 12 gelangt die Flüssigkeit unter Druck in Versorgungsschläuche, an deren Enden sie abnehmbar ist.Between the pump chamber 14 and the collecting space 11 , the liquid is directed upwards through correspondingly curved wall pieces, since the collecting space 11 lies both radially outside and above the pump chamber 14 . The liquid in the pump chamber 14 through the inlet opening 16 is thrown outwards by the wings of the rotating pump wheel 10 and deflected in the above-mentioned way so that it reaches the collecting space 11 . Via the hose connector 12 , the liquid comes under pressure into supply hoses, at the ends of which it can be removed.
Erfindungsgemäß ist zwischen der Pumpenkammer 14 und dem Sammelraum 11 eine ringförmige, geschlossene Seitenwand 17 zentrisch um die Motorwelle 9 angeordnet. Der Abstand der Seitenwand 17 zu den Flügeln des Pumpenrades 10 ergibt sich daraus, daß der Innendurchmesser der Seitenwand 17 etwa das 1,25fache des Pumpenraddurchmessers beträgt. In der Seiten wand sind zwei Fenster 18 angeordnet, von denen in Fig. 1 die linke Hälfte gut erkennbar ist, weil die auf der linken Seite der Motorachse 9 liegende Hälfte des Pumpenrades 10 nicht dargestellt ist. Die Fenster 18 weisen etwa die Höhe der Flügel des Pumpenrades 10 auf. Ihre Länge ergibt sich daraus, daß der Gesamtquerschnitt der Fenster dem Quer schnitt der Eingangsöffnung 16 entspricht oder bis zu 50% größer ist. Die vertikal - also parallel zur Mo torachse 9 - stehenden Kanten 19 der Fenster 18, gegen die die nach außen geschleuderte Flüssigkeit strömt, sind scharf ausgebildet. Hierzu ist die Wandstärke der Seiten wand 17 im Bereich der betreffenden Kante 19 kontinuierlich zum Innenradius hin verringert, so daß im Bereich des Innen radius die spitze Kante 19 entsteht.According to the invention, an annular, closed side wall 17 is arranged centrally around the motor shaft 9 between the pump chamber 14 and the collecting space 11 . The distance between the side wall 17 and the vanes of the pump wheel 10 results from the fact that the inside diameter of the side wall 17 is approximately 1.25 times the pump wheel diameter. In the side wall two windows 18 are arranged, of which the left half is clearly visible in FIG. 1, because the half of the pump wheel 10 lying on the left side of the motor axis 9 is not shown. The windows 18 have approximately the height of the wings of the impeller 10 . Their length results from the fact that the total cross section of the window corresponds to the cross section of the entrance opening 16 or is up to 50% larger. The vertical - that is, parallel to the motor axis 9 - standing edges 19 of the window 18 , against which the liquid thrown outward flows, are sharp. For this purpose, the wall thickness of the side wall 17 in the area of the relevant edge 19 is continuously reduced toward the inner radius, so that the pointed edge 19 is formed in the area of the inner radius.
In Fig. 2 ist diese Ausbildung der Kanten 19 für eine in beiden Drehrichtungen laufende Pumpe verdeutlicht. Ist für die Pumpe nur eine Drehrichtung vorgesehen, braucht jeweils nur eine Kante 19 spitz ausgebildet zu werden. Der innere Kreis deutet schematisch den Durchmesser des Pumpenrades 10 an.This embodiment of the edges 19 is illustrated in FIG. 2 for a pump running in both directions of rotation. If only one direction of rotation is provided for the pump, only one edge 19 needs to be made pointed at a time. The inner circle schematically indicates the diameter of the pump wheel 10 .
Es hat sich gezeigt, daß die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile insbesondere dann erreicht werden, wenn zwei bis vier Fenster 18 über den Umfang der Seitenwand 17 verteilt vorhanden sind.It has been shown that the advantages which can be achieved with the invention are achieved in particular if two to four windows 18 are distributed over the circumference of the side wall 17 .
Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Tauch pumpe gemäß Fig. 1. Die Abwandlung besteht darin, daß die Tauchpumpe einen Sammelraum 11′ aufweist, der sich über die gesamte Höhe des Gehäuses 1 erstreckt und einen Schlauchan schluß oberhalb des Motorgehäuses 1 aufweist. Die übrige Anordnung entspricht im wesentlichen der Anordnung gemäß Fig. 1 und wird zur Vermeidung von Wiederholungen nicht erneut erläutert. Fig. 3 shows a modified embodiment of the submersible pump according to FIG. 1. The modification is that the submersible pump has a collecting space 11 ', which extends over the entire height of the housing 1 and has a hose connection above the motor housing 1 . The remaining arrangement essentially corresponds to the arrangement according to FIG. 1 and is not explained again in order to avoid repetitions.
Fig. 4 verdeutlicht den Übergang vom Pumpenraum 14 in den ringförmigen Sammelraum 11′ durch die Fenster 18. Auch hier ist die Seitenwand 17 zum Fenster hin nach innen verjüngt spitz ausgebildet, um dem vom Pumpenrad 10 nach außen ge schleuderten Wasser eine definierte spitze Kante wirksam entgegenzustellen und nicht eine breitere Fläche, die zu Verwirbelungen des strömenden Wassers Anlaß geben könnte. Fig. 4 illustrates the transition from the pump chamber 14 in the annular collecting space 11 'through the window 18th Again, the side wall 17 is tapered towards the window towards the inside, in order to effectively oppose the water ejected from the impeller 10 to a defined pointed edge and not a wider area which could give rise to swirling of the flowing water.
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