DE384179C

DE384179C - Impeller for centrifugal pumps and blowers

Info

Publication number: DE384179C
Application number: DEW57959D
Authority: DE
Original assignee: DR LUDWIG WEIL
Current assignee: DR LUDWIG WEIL
Priority date: 1921-04-07
Filing date: 1921-04-07
Publication date: 1923-10-27

Description

taufrad :für -Kreiselpumpen und -gebl.äse. Gegenstand der Erfindung ist ein Laufrad für Kreiselpumpen oder -gebläse, bei dem unter voller Beaufschlagung am Radumfange eine ungleichmäßige ;Ausströmung und die.Bildung von toten Räumen, die eine Wirbelbildung verursachen, und die mit diesen Erscheinungen verbundenen Energieverluste vermieden werden.Impeller: for centrifugal pumps and blowers. Subject of the invention is an impeller for centrifugal pumps or fans in which under full pressure at the wheel circumference an uneven flow and the formation of dead spaces, which cause eddy formation and those associated with these phenomena Energy losses can be avoided.

Bei den bekannten Laufrädern mit radialen Schaufeln strömt die Förderflüssigkeit durch die von den Schaufeln und den Radwänden begrenzten Laufradkanäle hindurch. Da nun die in der Richtung des Radumfanges gemessene Eintrittsweite dieser Kanäle zur Austrittsweite im Verhältnis der Raddurchmesser am Eintrittsende und Austrittsende der Kanäle stehen muß, .so ist die Austrittsweite bei voller Beaufschlagung des Rades im Verhältnis dieser Durchmesser größer als die Eintrittsweite. Bei theoretisch richtiger Stromführung .sollen nun sämtliche in die Laufradkanäle eintretende Flüssigkeitsteilchen die durch die Schaufelformen bestimmte Bahn durchlaufen und sich gleichmäßig am Energieumsatz beteiligen. Tatsächlich ist dies jedoch nicht der Fall. Die unmittelbar längs der treibenden Schaufelflächen strqmenden Flüssigkeitsteilchen nehmen mehr Energie auf, als die weiter im Inneren des Kanals strömenden Teilchen, letztere weichen auch in ihrer Bewegungsrichtung beträchtlich von der theoretischen ab. Infolgedessen wird nur der Raum ' unmittelbar vor-der Austrittskante der treibenden Fläche von einem zusammenhängenden Flüssigkeitsstrom erfüllt, dessen Teilchen außerdem noch verschiedene Richtung -und Geschwindigkeit und daher verschiedenen Energieeinhalt laben, während in dem übrigen Raume an der Austrittsstelle Wirbel auftreten. Hierdurch wird der Strom von der ausweichenden Schaufelfläche entfernt, und unter Umständen findet sogar ein Zurückströmen der Förderflüssigkeit statt. Mit diesen Erscheinungen, die gewissermaßen eine Drosselwirkung an der Austrittsstelle hervorrufen, sind erhebliche Energieverluste verbunden. Die Erscheinung wird durch die Erweiterung des Kanals nach außen und die dadurch bedingte schlechte Stromführung noch verstärkt.In the known impellers with radial blades, the delivery fluid flows through the impeller channels delimited by the blades and the wheel walls. Since now the entry width of these channels measured in the direction of the wheel circumference to the outlet width in the ratio of the wheel diameter at the inlet end and outlet end the channels must stand, .so is the exit width with full admission of the Wheel in the ratio of this diameter larger than the entrance width. With theoretically correct current flow. should now all liquid particles entering the impeller channels run through the path determined by the blade shapes and spread evenly on the Participate in energy sales. In fact, this is not the case. The immediate Liquid particles flowing along the driving blade surfaces take up more Energy than the particles flowing further inside the channel, the latter also differ considerably from the theoretical in their direction of movement. Consequently only the space 'immediately in front of the trailing edge of the driving surface of a coherent flow of liquid, the particles of which are also met different direction and speed and therefore different energy content refresh, while eddies appear in the rest of the space at the exit point. Through this the flow is removed from the evading blade surface, and possibly there is even a backflow of the pumped liquid. With these appearances which to a certain extent cause a throttling effect at the exit point are considerable Connected energy losses. The appearance is due to the widening of the canal to the outside and the resulting poor current conduction is even more pronounced.

Man hat versucht, diesem übelstand durch Zwischenschaufeln abzuhelfen, die den Flüssigkeitsstrom in Teilströme zerlegen sollten. Ein Ergebnis wird aber dadurch nicht erzielt, weil die Ursache, nämlich die durch das Verhältnis der Durchmesser bedingte Erweiterung der Kanäle in der Umfangsrichtung nach außen, nicht beseitigt wird.Attempts have been made to remedy this problem by shoveling in between which should split the liquid flow into partial flows. A result will however not achieved thereby, because the cause, namely that of the ratio of the diameter conditional expansion of the channels in the circumferential direction outwards, not eliminated will.

Man hat auch versucht, die Stromführung dadurch zu verbessern, daß man das Rad nur am Eintritt voll beaufschlagte, am Austritt jedoch nur im Verhältnis des Durchmessers an der Austrittsstelle zu demjenigen an der Eintrittsstelle, so daß zwischen zwei Austrittsöffnungen am äußeren Radumfang tote Räume liegen. Diese toten Räume rufen aber, besonders wenn Leiträder vorgesehen sind, sehr heftige Wirbelungen hervor, die wiederum zu großen Energieverlusten führen.Attempts have also been made to improve the current flow in that the wheel was only fully loaded at the entrance, but only proportionally at the exit the diameter at the exit point to that at the entry point, so that there are dead spaces between two outlet openings on the outer circumference of the wheel. These However, dead spaces cause very violent eddies, especially if guide wheels are provided which in turn lead to large energy losses.

Es sind auch Kreiselpumpen oder -gebläse bekannt geworden, bei denen die Förderflüssigkeit durch im Innenraum des Laufrades angeordnete Schaufeln von U-förmigem Querschnitt derart geführt wird, daß sie am ganzen Umfang des Laufrades austritt, wobei diese Schaufeln so angeordnet sind, daß zwischen ihnen von Flüssigkeit erfüllte, durchweg miteinander in Verbindung stehende Zwischenräume vorhanden sind, aus denen den Schaufeln über deren Kanten hinweg Förderflüssigkeit zufließen kann. Auch bei einer derartigen Einrichtung bilden sich in diesen flüssigkeitserfüllten Zwischenräumen Wirbelströmungen, die den Fördervorgang stören und die Nutzwirkung des Laufrades beeinträchtigen. Wollte man statt der Schaufeln von U-förmigem Querschnitt allseitig geschlossene Kanäle anwenden, so würde zwar dieser Übelstand beseitigt werden, doch würde kein störungsfreier Zutritt der Förderflüssigkeit zu den Eintrittsöffnungen dieser Kanäle stattfinden können, da sich die Flüssigkeit an den Kanten dieser Kanäle stoßen und in den freien Zwischenräumen Wirbel erzeugen würde.There are also centrifugal pumps or fans are known in which the pumped liquid through blades arranged in the interior of the impeller U-shaped cross-section is guided so that it is on the entire circumference of the impeller emerges, these blades being arranged so that between them of liquid there are filled, interconnected spaces throughout, from which conveying liquid can flow into the blades over their edges. Even with such a device, liquid-filled ones form in these Interstices eddy currents that disrupt the conveying process and the useful effect affect the impeller. If you wanted a U-shaped cross-section instead of the blades use channels that are closed on all sides, then this deficiency would indeed be eliminated be, but there would be no trouble-free access of the fluid to the inlet openings These channels can take place because the liquid is at the edges of these channels and would create eddies in the free spaces.

Durch die Erfindung werden alle diese ?\-achteile vermieden.The invention avoids all of these disadvantages.

Gemäß der Erfindung ist der Innenraum des Laufrades der Kreiselpumpe oder des Kreiselgebläses in gegeneinander abgeschlossene, am .Radumfang hintereinander ohne Zwischenraum ausmündende Zellen geteilt, deren in der Richtung des Radumfanges gemessene Weite vom Eintritt bis zum Austritt gleich groß ist oder abnimmt. Diese Zellen sind auf verschiedene in der Richtung der Radachse hintereinanderliegende Schichten so verteilt, daß die Eintrittsöffnungen der Zellen jeder Schicht zusammen ununterbrochen den vollen Umfang des Innenkreises des Laufrades umfassen. Hierdurch wird erreicht, daß der Zutritt der Förderflüssigkeit zu den beschaufelten Teilen störungsfrei und in gleichmäßiger Verteilung über die ganze Eintrittsfläche erfolgt und ebenso der Austritt auf dem ganzen Umfange des Laufrades ebenfalls störungsfrei stattfindet. In Verbindung mit der Form der Zellen ergibt sich also eine vollkommen störungsfreie Stromführung.According to the invention, the interior of the impeller is the centrifugal pump or the centrifugal fan in mutually closed, one behind the other on the wheel circumference cells opening out without space divided, their in the direction of the wheel circumference measured width from entry to exit is the same or decreases. These The cells are arranged one behind the other in the direction of the wheel axis Layers distributed so that the entry openings of the cells of each layer come together continuously encompass the full circumference of the inner circle of the impeller. Through this it is achieved that the access of the conveying liquid to the bladed parts occurs without interference and evenly distributed over the entire entrance area and also the discharge over the entire circumference of the impeller is also trouble-free takes place. In connection with the shape of the cells, this results in a perfect one trouble-free power supply.

Die Zellen können symmetrisch oder unsymmetrisch zur Mittelebene des Radprofils angeordnet werden. Die Zahl der Kanäle hängt von dem Verhältnis der Eintritts- und Austrittsweite der Kanäle und dem Verhältnis der Raddurchmesser an der Eintritts- und Austrittsstelle der Kanäle ab. Ist also beispielsweise die Austrittsweite gleich der Eintrittsweite und das Verhältnis der Durchmesser i : 3, so beträgt die Anzahl der Kanäle drei.The cells can be symmetrical or asymmetrical to the median plane of the Wheel profile are arranged. The number of channels depends on the ratio of the entrance and outlet width of the channels and the ratio of the wheel diameter at the inlet and exit point of the channels. For example, if the exit width is the same the inlet width and the ratio of the diameters i: 3, the number is of channels three.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform eines Laufrades gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar in Abb. i im Querschnitt, in Abb. a im Längsschnitt nach A-B in Abb. i.The drawing shows an embodiment of an impeller according to FIG Invention shown for example, in Fig. I in cross section, in Fig. a in longitudinal section according to A-B in Fig. i.

Das Laufrad d ist derart in Kanäle geteilt, daß in jedem Querschnitt in der Richtung der Radachse drei Kanäle I, II, III hintereinanderliegen, denen die Förderflüssigkeit vom Eintritt b her zuströmt. Die Kanäle sind so gestaltet, daß sie am Umfange des Rades, wie aus der Zeichnung ersichtlich, hintereinander münden, so daß am Austritt eine ununterbrochene Beaufschlagung stattfindet.The impeller d is divided into channels that in each cross-section in the direction of the wheel axis three channels I, II, III lie one behind the other, which the delivery liquid flows in from inlet b. The channels are designed so that they are one behind the other at the circumference of the wheel, as can be seen from the drawing open, so that an uninterrupted application takes place at the outlet.

An der Eintrittsstelle liegen die Eintrittsöffnungen der Zellen sowohl in der Ebene senkrecht zur Achse wie in der Achsenrichtung ebenfalls ohne Zwischenräume neben- und hintereinander.At the entry point, the entry openings of the cells are both in the plane perpendicular to the axis as in the axis direction also without gaps side by side and behind one another.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Eintrittsweite t1 gleich der Austrittsweite t,. Da die Durchmesser Dl an der Eintrittsstelle und D, an der Austrittsstelle im Verhältnis i : 3 stehen, so sind zwecks Erzielung der vollen Beaufschlagung bei gleichbleibender Weite der Kanäle in jedem Querschnitt drei Kanäle erforderlich. Bei Verengerung der Kanäle nach außen hin und bei anderem Verhältnis der Durchmesser würde sich die Zahl der Kanäle .entsprechend ändern. Eine Erweiterung der Kanäle nach außen ist natürlich aus den vorher angeführten Gründen unzulässig.In the illustrated embodiment, the entry width is t1 equal to the exit width t ,. Since the diameters Dl at the point of entry and D, are in the ratio i: 3 at the exit point, in order to achieve the full loading with the same width of the channels in each cross-section three channels required. With narrowing of the canals towards the outside and with other things In relation to the diameter, the number of channels would change accordingly. An extension of the channels to the outside is of course from the ones previously mentioned Reasons not allowed.

Claims

PATENT CLAIM: Impeller for centrifugal pumps or fans where the liquid escapes over the entire circumference of the wheel, characterized in that the Interior of the impeller in mutually closed, one behind the other on the wheel circumference emptying cells are divided on different ones in the direction of the wheel axis successive layers are distributed so that the inlet openings of the Cells of each layer together uninterruptedly the full circumference of the inner circle of the impeller.