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Schraubenschaufler. Für die Förderung von sehr großen Wassermengen
auf verhältnismäßig geringe Höhen, meistens nur i bis 2'/_ m, werden mit Vorliebe
sogenannte Schraubenschaufler (stehende Achsialkreiselpumpen) verwendet, die sich
durch besonders einfache Bauart auszeichnen. Obwohl man nun die Schaufelformen möglichst
günstig unter Verwendung der gesamten Erfahrungen auf hydraulischem Gebiete ausbildet,
zeigt sich doch, rlaß in sehr vielen Fällen der Gesamtwirkungsgrad der Anlage niedrig
blieb, was vielfach die Schraubenschaufler in 1Vlißkredit brachte. Genauere Untersuchungen
haben nun ergeben, daß die Schuld an diesen -Verhältnissen meistens an der ungünstigen
Ausgestaltung des Wasserein- und Auslaufes in die eigentliche Pumpe lag; besonders
die Austrittsverhältnisse aus dem Laufrad in die anschließende Rohrleitung sind
von ausschlaggebender
Bedeutung. Es ist von größter Wichtigkeit,
daß die Geschwindigkeit des die gesamte Fördervorrichtung verlassenden Wassers möglichst
gering ist, so daß für den Ausfluß nur eine geringe Geschwindigkeitshöhe erzeugt
werden muß, und daß andererseits die Geschwindigkeit des Wassers, mit der dasselbe
das Laufrad verläßt, möglichst verlustlos und vollständig in Druck urngesetzt wird.
Diese Forderungen sind zwar aus dem speziellen Kreiselpumpenbau bekannt, doch hat
man ihre Anwendung auf die Schraubenschaufler bislang vernachlässigt, indem man
ihre ausschlaggebende Bedeutung gerade in diesem Falle, wo es sich um sehr geringe
Förderhöhen handelte, nicht erkannte. Man hat z. B.,. wie veröffentlichte Versuche
zeigen, das Wasser mit 5 m sekundlicher Geschwindigkeit die Pumpe verlassen lassen,
während eine nutzbare Förderhöhe von nur 1,25 m zu überwinden war. Die für
den Ausfluß zu erzeugende Geschwindigkeitshöhe beträgt demgemäß
d. h. mit anderen Worten, der Kraftverlust durch das austretende Wasser ist ebenso
groß wie der Kraftaufwand für die reine Förderung. Danach ist es kein Wunder, wenn
vielfach sehr ungünstige 'V#'irkungs'rade festgestellt wurden.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß
der Austrittsstutzen, der sich unmittelbar an das Laufrad anschließt, eine kegelförmig
erweiterte Form besitzt, und zwar derart, daß seine Wandneigung und Länge der Neigung
und Länge des inneren Begrenzungskegels entspricht, so daß die Mittellinie der Wasserfäden
gerade und der Maschinenachse parallel ist. Daran schließt sich dann ein Ausflußrohr
an, dessen Durchmesser wesentlich größer .ist als der Außendurchmesser des Schaufelrades.
Wenn das Wasser rein achsial durch die Pumpe strömen würde, so würde erfahrungsgemäß
für den Neigungswinkel der Wandungen ein Winkel von 5 bis 6' genügen, wobei eine
Umsetzung der Geschwindigkeit in Druck bis etwa 8o Prozent stattfände. Bei den Schraubenschauflern
wird aber das Wasser in Drehbewegung versetzt und nur ein Teil dieser Drehbewegung
durch die Leitschaufeln im Auslaufstutzen in achsialer Richtung umgelenkt. Die noch
verbleibende Komponente wird infolge der dadurch erzeugten Zentrifugalkraft das
Wasser nicht rein achsial durch die Pumpe strömen lassen, sondern dahin wirken,
daß der nach außen auch mit einer stärkeren Neigung als 5 bis 6' erweiterte Querschnitt
voll ausgefüllt wird. Hierdurch ergibt sich im vorliegenden Falle ein besonders
großer Vorteil. Es wird von der Größe der Drehungsgeschwindigkeit abhängen, wie
groß der Neigungswinkel der äußereren Begrenzungswand gemacht werden kann. Da die
Drehungsgeschwindigkeit nicht nach innen wirkt, müßte dort die Neigung des inneren
Konus einen Winkel von höchstens 5 bis 6' erhalten. Der verhältnissmäßig große Querschnitt
des anschließenden Austrittsrohres erlaubt dann, die Ausflußgeschwindigkeit sehr
gering zu halten, so daß die entsprechenden Kräfteverluste in mäßigen Grenzen bleiben.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Auf der Achse a sitzt das Schaufelrad b, das in bekannter Weise ausgebildet
ist. Der Einlauf des Wassers erfolgt durch den düsenförmig gestalteten Einlaufkörper
c, der der besseren Wasserführung wegen mit Leitschaufeln d versehen ist. An das
Laufrad b schließt sich nach oben der Austrittsstutzen e an, dessen äußere Wandungen
sich nach oben kegelförmig erweitern und hierdurch im Verein mit dem die Achse umgehenden
Kegelkörper f eine diffusorartige Einrichtung bilden, in der sich die Austrittsgeschwindigkeit
des Wassers aus dem Laufrad in Druck umsetzt. An den Austrittsstutzen e schließt
sich weiterhin das Auslaufrohr g an, aus welchem das Wasser dann in beliebiger Weise,
z. B. durch einfaches Überlaufen, abgeführt wird. Unmittelbar anschließend an das
Laufrad b sind in dem Stutzen e Leitschaufeln h angeordnet, die eine Drehbewegung
des Wassers aufheben und einen möglichst achsial gerichteten Wasserstrom herbeiführen.