DE4423149A1 - Pumpe, insbesondere Freistrompumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Freistrom­ pumpe, die ein- oder mehrstufig mit einem Ring- bzw. Spiralgehäuse ausgeführt ist, in dem ein oder mehrere angetriebene Freistrom- Laufräder drehgelagert sind, mit einem zentralen oder dezentralen Saugstutzen und mit einem Druckstutzen.

Solche Freistrompumpen in ein- oder zweistufiger Ausführung wei­ sen immer einen zentrischen Pumpeneintritt in Verlängerung der Drehachse auf, so daß eine Umlenkung des Förderstroms hin zum mittigen Einlauf der zweiten Stufe erforderlich ist. Untersuchun­ gen zu einer asymmetrischen, d. h. außermittigen Anordnung des Saugstutzens haben gezeigt, daß die Wirkungsgradkurven der Pumpe in Abhängigkeit der Förderstromkurven ähnlich verlaufen, wenn der Pumpeneinlauf über den Umfang wandert. Außerdem tritt ein ähn­ licher Bereich des optimalen Förderstroms ein. Ein weniger steiler Verlauf der Drosselkurve in Abhängigkeit des Förderstroms wurde sodann ermittelt. Es ist nach alledem jedoch völlig im Dunkeln, bei welcher Winkellage der dezentrale Saugstutzen angeordnet werden muß, um die günstigsten Betriebskennwerte zu erhalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrun­ de, die Strömungsführung für ein- oder mehrstufige Pumpen zu ver­ bessern, diese kompakter und besser herstellbar zu gestalten.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein innerer Druckstutzen einer ersten Stufe innerhalb des Ring­ bzw. Spiralgehäuses angeordnet ist und daß der Pumpenaustritt in einem Winkel von ca. 90° zum Pumpeneintritt verläuft. Dadurch wird die Strömungsumlenkung wesentlich vereinfacht und der Aufwand hierzu vermindert, ohne Beeinträchtigung der günstigen Betriebs­ kennwerte. Weitere Vorteile sind eine kompakte, kostengünstig zu fertigende Pumpe mit kürzesten Strömungswegen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei einer mehr­ stufigen Pumpe der Druckstutzen der ersten Stufe unmittelbar in einen asymmetrisch angeordneten Saugstutzen der zweiten Stufe mündet. Der Vorteil ist auch hier ein kürzestmöglicher Strömungs­ weg.

Eine andere Weiterbildung ist dahingehend getroffen, daß die Lauf­ räder mit ihrer Brustseite hintereinander oder mit dem Rücken an­ einander liegend angeordnet sind. Hier steht die Kompaktheit der Pumpe im Vordergrund.

Weitere Merkmale sind dadurch gegeben, daß das Ring- bzw. Spiral­ gehäuse auf der Seite des inneren Druck- bzw. Saugstutzens asym­ metrisch zum Laufrad bzw. zu den Laufrädern geformt ist. Damit wird eine erträgliche Gehäuse-Erweiterung erreicht, ohne die Kom­ paktheit zu beeinträchtigen.

Der Volumenstrom der Pumpe kann ferner dadurch erhöht werden, daß zusätzlich zu einem ersten Saugstutzen ein zweiter, außermittiger Saugstutzen vorgesehen ist.

Hierbei ist es vorteilhaft, daß beide Saugstutzen außermittig angeordnet sind, um so separate Förderströme der Pumpe zuzuführen, um eine Vermischung unterschiedlicher Fördermedien in der Pumpe zu erreichen und um den Fördervorgang dort durch Beimengung von Flüs­ sigkeit zu ermöglichen, wo der Feststoffanteil oder der Anteil Trockensubstanz eine Förderung sonst ausschließt.

Diese Vorteile können noch weiter ausgenutzt werden, indem bei einer zumindest zweistufigen Pumpe zumindest drei Saugstutzen am Ring- bzw. Spiralgehäuse angeordnet sind. Der Fördermedienzulauf kann dadurch von verschiedenen Seiten erfolgen.

Diese Überlegung führt sodann zu der weiteren Ausgestaltung, daß der dritte Saugstutzen einer zweiten Stufe zugeordnet und asymme­ trisch, d. h. etwa senkrecht zur Saugströmungsrichtung verläuft.

Die Förderung von Fördermedien mit stückigem oder langfaserigem Feststoff kann dadurch verbessert werden, daß in einem oder mehre­ ren Saugstutzen eine Schneideinrichtung vorgesehen ist.

Hierbei kann auch so gestaltet sein, daß neben einem Saugstutzen mit Schneideinrichtung ein Saugstutzen ohne Schneideinrichtung an­ geordnet ist. Hier können abrasive Verunreinigungen, die zu einem vorzeitigen Verschleiß der Schneideinrichtung führen würden, sepa­ rat angesaugt werden.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch die Pumpe mit dem Grundprinzip der Erfindung (Verlegung des Umlenkkanals ins Innere),

Fig. 2 einen axialen Querschnitt durch die Pumpe mit einer ersten Alternativen (des äußeren Druckstutzens),

Fig. 3 einen axialen Querschnitt durch die Pumpe mit einem veränderten Ring- bzw. Spiralgehäuse,

Fig. 4 einen axialen Querschnitt durch eine zweistufige Frei­ strompumpe mit zwei Saugstutzen,

Fig. 5 einen axialen Querschnitt durch die Pumpe mit drei Saug­ stutzen,

Fig. 6 einen axialen Querschnitt durch die Pumpe mit einer Schneideinrichtung und

Fig. 7 einen axialen Querschnitt durch die Pumpe mit zwei Saugstutzen und nur einer Schneideinrichtung.

Die Pumpe 1 ist als Freistrompumpe 1a ausgeführt und besitzt ein Ring- bzw. Spiralgehäuse 2, in dem ein oder mehrere Freistrom- Laufräder 3 angetrieben und in einem Drehlager 4 mittels einer Welle 5 drehgelagert sind und die durch eine Dichtungspackung 6 nach außen abgedichtet sind. Am Ring- bzw. Spiralgehäuse 2 sind zentrale oder dezentrale Saugstutzen 7 am Pumpeneintritt 8 und ein Druckstutzen 9 am Pumpenaustritt 10 angeordnet.

Ein innerer Druckstutzen 11 verbindet einen ersten Strömungskanal 12 einer ersten Stufe 12a mit einem zweiten Strömungskanal 13 einer zweiten Stufe 13a, wobei der Pumpenaustritt 10 in einem Winkel von ca. 90° zum Pumpeneintritt 8 verläuft. Der Pumpenaus­ tritt 10 ist in Fig. 1 am Umfang versetzt gezeichnet. Bei einer mehrstufigen Pumpe 14 (Fig. 1 und 2) mündet der innere Druck­ stutzen 11 der ersten Stufe 12a unmittelbar in einen asymmetrisch angeordneten inneren Saugstutzen 15. Die Laufräder 3 sind mit ihrer Brustseite 3a entweder hintereinander (Fig. 1) oder mit dem Rücken 3b aneinander liegend angeordnet (Fig. 2), wobei im letz­ teren Fall zwei Laufräder 3 zu einem einzigen zusammengefaßt wer­ den können. Das Ring- bzw. Spiralgehäuse 2 ist auf der Seite des inneren Druck- bzw. Saugstutzens 11, 15 asymmetrisch zum Laufrad 3 bzw. zu den Laufrädern geformt (Fig. 3).

Am Ringgehäuse 2 kann zusätzlich zu einem ersten Saugstutzen 7 ein zweiter außermittiger Saugstutzen 16 vorgesehen sein, um unter­ schiedliches Fördermedium anzusaugen (Fig. 4).

Eine andere Alternative (Fig. 5) sieht bei einer zumindest zwei­ stufigen Pumpe drei oder mehr Saugstutzen 7, 16, 17 vor, bei je­ weiliger Saugströmungsrichtung 18.

Der dritte Saugstutzen 17 ist einer zweiten Stufe 13a zugeordnet und vollkommen asymmetrisch, weil sogar senkrecht zu den Saug­ strömungsrichtungen 18 der beiden anderen Saugstutzen 7 und 16 (Fig. 5) verlaufend.

In einem oder mehreren Saugstutzen 7, 16, 17 kann noch eine Schneideinrichtung 19 vorgesehen sein (Fig. 6).

Nach einer weiteren Alternativen (Fig. 7) ist nur der eine Saug­ stutzen 7 mit einer Schneideinrichtung 19 versehen, währenddem der andere Saugstutzen 16 von zwei Saugstutzen 7, 16 ohne Saug­ stutzen ausgeführt ist, um wahlweise feste und/oder flüssige Fördermedien zu pumpen.

Bezugszeichenliste

1 Pumpe
1a Freistrompumpe
2 Ring- bzw. Spiralgehäuse
3 Laufrad
3a Brustseite
3b Rücken
4 Drehlager
5 Welle
6 Dichtungspackung
7 Saugstutzen
8 Pumpeneintritt
9 Druckstutzen
10 Pumpenaustritt
11 innerer Druckstutzen
12 erster Strömungskanal
12a erste Stufe
13 zweiter Strömungskanal
13a zweite Stufe
14 mehrstufige Pumpe
15 innerer Saugstutzen
16 außermittiger Saugstutzen
17 dritter Saugstutzen
18 Saugströmungsrichtung
19 Schneideinrichtung

Claims (10)

1. Pumpe, insbesondere Freistrompumpe, die ein- oder mehrstufig mit einem Ring- bzw. Spiralgehäuse ausgeführt ist, in dem ein oder mehrere angetriebene Freistrom-Laufräder drehgelagert sind, mit einem zentralen oder dezentralen Saugstutzen und mit einem Druckstutzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer Druckstutzen (11) einer ersten Stufe (12a) in­ nerhalb des Ring- bzw. Spiralgehäuses (2) angeordnet ist und daß der Pumpenaustritt (10) in einem Winkel von ca. 90° zum Pumpeneintritt (8) verläuft.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer mehrstufigen Pumpe (14) der innere Druckstutzen (11) der ersten Stufe (12a) unmittelbar in einen asymmetrisch angeordneten inneren Saugstutzen (15) der zweiten Stufe (13a) mündet.

3. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufräder (3) mit ihrer Brustseite (3a) hinterein­ ander oder mit dem Rücken (3b) aneinander liegend angeordnet sind.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ring- bzw. Spiralgehäuse (2) auf der Seite des inneren Druck- bzw. Saugstutzens (11, 15) asymmetrisch zum Laufrad (3) bzw. zu den Laufrädern geformt ist.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu einem ersten Saugstutzen (7) ein zweiter, außermittiger Saugstutzen (16) vorgesehen ist.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Saugstutzen (7, 16) außermittig angeordnet sind.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer zumindest zweistufigen Pumpe (14) zumindest drei Saugstutzen (7, 16, 17) am Ring- bzw. Spiralgehäuse (2) angeordnet sind.

8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Saugstutzen (17) einer zweiten Stufe (13a) zugeordnet und asymmetrisch, d. h. etwa senkrecht zur Saug­ strömungsrichtung (18) verläuft.

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oder mehreren Saugstutzen (7, 16, 17) eine Schneideinrichtung (19) vorgesehen ist.

10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß neben einem Saugstutzen (7) mit Schneideinrichtung (19) ein Saugstutzen (16) ohne Schneideinrichtung angeordnet ist.