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Kreiselpumpe mit Hilfsflüssigkeit. Die Erfindung bezieht sich auf
eine Kreiselpumpe mit Hilfsflüssigkeit, die zum Ansaugen und zum Verdichten von
Luft o. dgl. dient. Es sind Kreiselpumpen mit Hilfsflüssigkeit vorhanden, bei denen
die Schaufelung eines Kreiselrades an der Eingriffsseite abwechselnd in Verbindung
mit einem Saugrohr für die zu fördernde Luft und mit einer Zuleitung für die Hilfsflüssigkeit
gelangt, derart, daß in der Schaufelung Flüssigkeitskolben gebildet werden, die
die Luft o. dgl. durch das Kreiselrad hindurchtreiben.
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Die Erfindung bezweckt, den Läufer so auszugestalten, daß bei seinem
Umlauf die Hilfsflüssigkeit so bewegt wird, daß nur eine geringe Schaufelwirkung
auf sie ausgeübt wird. Das wird durch eine neue Ausbildung des Läufers zu erreichen
gesucht, der auf die Flüssigkeit so wirkt, daß die an sich durch das Kreiselrad
wandernden Flüssigkeitskolben, die durch die Läuferschaufeln am Eintrittsende geschöpft
werden, im Raum im wesentlichen in Ruhe bleiben und infolgedessen nach Art von feststehenden
Kolben wirken, die dauernd in im wesentlichen unveränderter Form erhalten bleiben,
während sie sich zwischen den Läuferschaufeln befinden. Hierdurch wird das Ausbreiten
und Zerreißen der Flüssigkeitskolben verhütet. Gemäß der Erfindung sind die Läuferschaufeln
zur Erreichung dieses Zieles so gestaltet, daß die Schaufelwände, soweit sie sich
überdecken, im wesentlichen parallel zueinander und konzentrisch zur Umdrehungsachse
des Läufers gestaltet sind, und daß sie sich an die konzentrisch zur Umdrehungsachse
verlaufenden Teile in Form einer Spirale oder Evolvente zu dieser Drehungsachse
verlaufende übergangsstücke anschließen.
Die Zeichnung zeigt zwei
Ausführungsbeispiele.
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Abb. i ist ein teilweise in Ansicht dargestellter senkrechter Schnitt
nach der Linie i-i der Abb. 2 der einen Ausführungsform.
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Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie 2-2 der Abb. i.
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Abb. 3 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie 3-3 der Abb. i.
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Abb. d. ist eine Vorderansicht von Abb. 5. Abb. 5 ist eine Seitenansicht
von Abb. d.. Abb.6 ist ein senkrechter Schnitt durch den Läufer.
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Abb.7 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie A-A in Abb. 9 bei
der zweiten iusführungsform.
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Abb.8 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie B-B der Abb.7.
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Abb.9 ist eine Draufsicht auf die untere Hälfte nach der Linie C-C
in Abb. B.
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Abb. io ist eine Endansicht der Abb. i i. Abb. i i ist eine Seitenansicht
der Abb. io. Nach der Ausführungsform der Abb. i bis 6 hat das Gebläsegehäuse io
einen Einlaß i i für die Flüssigkeit, z. B. Wasser. Im Gehäuse ist ein feststehender
Einsatz 17 vorgesehen, der mit seitlich vorspringenden Kammern 18 versehen ist,
zwischen denen ein Zwischenraum i9 für die Flüssigkeit bleibt. Der Einsatz 17 ist
hohl, um den Durchlaß 2o aufzunehmen, welcher niit einem Kanal 21 in Verbindung
steht, der seinerseits mit einem Kanal 2:2 in der Gehäusewand verbunden ist. Der
Kanal 22 hat einen Teil 23 mit dein Einlaß 24 für die Luft oder das Gas. Luft oder
Gas, welches in den Einlaß 24 gelangt, geht durch den Teil 23 in den Kanal
22 und von da in den Kanal ei, aus dem sie in die Kanäle 2o entleert wird, um durch
geeignete Austrittsöffnungen 25 auszutreten, wie durch Pfeile in Abb. i angezeigt
ist.
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Der Einsatz 17 ist etwas kleiner als der Innenraum der Kammer io,
so claß zwischen den Teilen 18 und der Gehäusewand ein Spalt verbleibt. Mit der
Welle 12 ist ein Läufer 26 mittels eines Durchsteckers 27 oder einer anderen Vorrichtung
so verbunden, daß er mit der Welle umläuft. Der Läufer besteht aus einer Scheibe,
von der seitlich am Umfang ein vorspringender Kranz 28 ausgeht, welcher die Enden
des Ansatzes 17 umfaßt. Der Läufer ist mit zwei Schaufeln 29 versehen, die, wie
aus Abb. 6 ersichtlich, eine verhältnismäßig große Länge haben und in einer angenäherten
Spirale um den Einsatz 17 verlaufen, wobei das Innenende jeder Schaufel das Innenende
der anderen Schaufel um ein Stück überdeckt (Abb.6).
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Die Schaufeln verlaufen in einem Abstand voneinander, wobei die Endteile
29a bzw. 29b und 29c bzw. 29d annähernd parallel zueinander verlaufen, so daß die
Schaufeln bei ihrer Vorwärtsbewegung in die Flüssigkeit tauchen und einen Teil davon
aufnehmen bzw. schöpfen.
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Der auf diese Weise von den Schaufeln entnommene Flüssigkeitsteil
ist in dem Durchgang zwischen den Schaufeln eingeschlossen und bleibt in einer im
wesentlichen ruhenden Lage mit dem Ergebnis, daß, wenn der Läufer angetrieben wird,
die Wände des Kanals in bezug auf die eingeschlossene Flüssigkeit sich vorbewegen
und nur eine geringe Zentrifugalkraft- oder Schleuderwirkung auf die Flüssigkeit
ausgeübt wird. Gleichzeitig erhält diese Flüssigkeit eine geringe radiale Strömung,
um durch weitere Flüssigkeitskolben zwischen den Kanalwänden allmählich verdrängt
zu werden. Diese Wirkung beruht darauf, daß die Schaufeln, welche annähernd parallel
zueinander verlaufen, mit sehr großer Geschwindigkeit in Umlauf sind und dabei Evolventen
in einem Kreis bilden, der konzentrisch mit der Läuferwelle ist.
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Während der Läufer sich dreht, kommen die Einlässe 30 der Kanäle
zu den Schaufeln 29 aufeinanderfolgend mit den Auslaßöffnungen 25 der Kanäle in
dem Einsatz 17 in Deckung mit dem Ergebnis, daß die Schaufeln allmählich diese Auslässe
25 schließen und öffnen und so Luft oder Gas abwechselnd mit den Flüssigkeitskolben
in den Schaufelkanälen aufgenommen werden. Da die Schaufeln zunächst in die Flüssigkeit
eintauchen und gegenüber dieser vorbewegt werden, wird die Flüssigkeit radial nach
außen bewegt und so unmittelbar unter Druck gefördert. Mit dem Wachsen dieses Druckes
wird die Flüssigkeit aus dem Gehäuse herausgefördert.
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Mit dem Gehäuse in Verbindung steht ein Ev olventen- oder Schneckenkanal
31 mit Auslaß 32 und vorteilhaft mit einer Trennwand 33.
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Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß bei der Ausführungsform nach
Abb. i bis 6 gemäß der Erfindung nur eine geringe Zentrifugalkraft- oder Schleuderwirkung
auf die Flüssigkeit ausgeübt wird, und daß das Gas, wenn die Schaufeln bzw. die
Kanäle zu den Schaufeln mit den Auslässen 25 des Gaskanals in Deckung kommen, zwischen
den Wasserkolben mitgenommen wird, wobei letztere nahezu vollständig ihre ursprüngliche
Form 1 ehalten, indem diese Flüssigkeitskolben nicht ausgebreitet werden, weil sie
nicht gegen die Schaufelwände gedrängt werden. Hierdurch wird die Reibung wesentlich
vermindert, und der Teil des Kanals zwischen den Flüssigkeitskolben bleibt frei
von Einengungen und frei von Flüssigkeit, woraus sich eine erhebliche Steigerung
der Leistungsfähigkeit des Gebläses ergibt.
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Es ist ersichtlich, daß die Flüssigkeit nach
Art eines
Kolbens wirkt, aber zum Unterschied von bekannten Ausführungsformen derartiger Gebläse
der Flüssigkeit keine Beschleunigung durch den Läufer erteilt wird, sondern daß
vielmehr hier der Flüssigkeitskolben praktisch in Ruhe bleibt, während der Läufer
in raschem Umlauf ist.
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Die Förderung geschieht durch die Schaufelkrümmung, während der schneckenförmig
gekrümmte Teil der Schaufeln die Gasöffnungen passiert. Es entsteht also eine verdrängende
Wirkung ohne merkbare Schleuderwirkung. Während des Umlaufes des Läufers wird die
Flüssigkeit allmählich nach außen bewegt und wirkt als Wand zwischen den Gasöffnungen,
so daß, wenn die Schaufeln eine Gasöffnung passieren, der Spiral- oder Evolvententeil
der Schaufeln die Verdrängung bewirkt.
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In den Abb. 7 bis i i der Zeichnung ist das Gehäuse 34 mit einem Flüssigkeitseinlaß
35 und einer Austrittsmündung 36 versehen. Das Gehäuse ist vorteilhaft mit Kammern
37 und 38 versehen, die mit dem Gehäuseinnern in Verbindung stehen. Die Welle 39
geht durch das Gehäuse und die Kammern und ist in Lagern 4o und 41 mittels geeigneter
Stopfbüchsen 42, 43 gelagert, wobei in geeigneter Weise die Welle Kraftantrieb erhalten
kann.
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Innerhalb der Kammern 37, 38 sind auf der Welle 39 mittels Keile 46
Läufer 44 und 45 gelagert, während Muttern 47 auf Gewinden 48 der Welle die seitliche
Stellung der Läufer sichern. Ein zwischen diesen angebrachter Ring hält den Abstand
aufrecht. Die Läufer füllen den Raum der Kammern 37# 38 aus, während ein geeigneter
Leitring oder Deflektor 49 zwischen den beiden Läufern sitzt, um die aus den Läufern
heraustretende Flüssigkeit in das Gehäuse 34 abzulenken.
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Jeder Läufer besteht aus einem nabenartigen Körper. Dieser trägt bei
dem Läufer 44 Schaufeln 50, 51 und bei Läufer 45 Schaufeln 52, 53. Die Schaufeln
jedes Läufers sitzen seitlich in einem Abstand voneinander, um zwischen sich Durchgangskanäle
für das zu befördernde Gas zu bilden. Die Schaufeln endigen kurz eine vor der anderen,
so daß gegenüberstehende Auslaßöffnungen 54, 55 an den gegenüberliegenden Seiten
des Deflektors 49 entstehen, die auf diesen zugerichtet sind.
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Die Endteile 56, 57 bzw. 58, 59 der Schaufeln jedes Läufers sind im
wesentlichen konzentrisch mit der Umdrehungsachse angeordnet und laufen im wesentlichen
parallel, während die Schaufelteile zwischen diesen parallelen Teilen spiralig und
gleichzeitig schraubenförmig hur Drehungsachse des Läufers angeordnet sind. Wenn
das Gebläse in Gang ist, bleibt infolgedessen auch hier die Flüssigkeit in den Schaufelkanälen
im wesentlichen im Ruhezustand mit dem Ergebnis, daß die Kanalwände in bezug auf
die eingeschlossene Flüssigkeit an dieser entlang sich vorbewegen, bis der schraubenförmige
Schaufelteil auf die Flüssigkeit einwirkt und diese seitlich nach dem Deflektor
49 verdrängt.
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Während des Umlaufes des Läufers kommen die Einlässe 61 der Schaufelkanäle
aufeinanderfolgend mit Auslaßöffnungen 62, 63 von Kanälen 64 in Gehäuse 34 in Deckung.
Die Kanäle 64 sind mit Einlaßöffnungen 65 zum Eintritt der Luft oder des Gases versehen,
welche durch die Saugwirkung beim Umlauf des Läufers eingesaugt werden.
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Mit der Vordrehung der Schaufeln schließen diese allmählich die Gasauslässe
62, 63 und öffnen sie wieder, wodurch Portionen von Luft oder Gas wechselweise mit
den Flüssigkeitskolben zwischen die Schaufeln gelangen. Während die Schaufeln gegenüber
der Flüssigkeit vorbewegt werden, wird diese sowie das Gas seitlich durch die spiraligen
und schraubenförmigen Schaufelteile verdrängt und durch die Auslaßöffnungen 54,
55 gegen den Deflektor 49 gefördert.
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Auch hier bleibt die Flüssigkeit in den Kanälen zwischen den Schaufeln
praktisch im Ruhezustand und bildet so wirksame Flüssigkeitskolben, da sie nicht
unter Zentrifugalkraft- oder Schleuderwirkung ausgebreitet und zerrissen werden
kann.