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Wasserringpumpe Die Erfindung betrifft eine Wasserringpumpe mit den
Wasserring unterteilenden Ringen an der Gehäusewand, insbesondere Pumpe mit elliptischem
Gehäuse. Sie bezweckt, zunächst einmal die Wasserringpumpen allgemeiner Bauart,
welche in einem elliptischen Gehäuse ein im Querschnitt kreisförmiges Laufrad mit
Verdrängungskammern haben, zti verbessern.
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Die Erfindungsaufgabe besteht darin, nach Mitteln zu suchen, die die
Größe und Leistungsfähigkeit von Pumpen mit derartigem Gehäuse steigern. Das wird
allein durch an der Innenwand des Gehäuses angebrachte ringförmige Rippen nicht
in genügendem Maße erreicht. Denn es wurde gefunden, daß hei der genannten Pumpenart
die Außenkreisgeschwindigkeit des Laufrades einen bestimmten und genau bekannten
Betrag nicht überschreiten darf, wenn die Leistungsfähigkeit der Pumpe aufrechterhalten
werden soll. Alle Versuche zur Erhöhung der relativen Achslänge des Laufrades über
ungefähr 4o °J, seines Außendurchmessers hinaus haben gezeigt, daß ein scharfes
Nachlasen der Wirksamkeit beim Arbeiten im Bereiche größeren Unterdruckes eintritt.
Die praktische Folgerung, die man durchaus zog, war daher bisher die, das Fassungsvermögen
der genannten Pumpenart dadurch zu erhöhen, daß man den Durchmesser im Verhältnis
zur Länge des Laufrades vergrößerte und zur Aufrechterhaltung derselben Außenkreisgeschwindigkeit
des Rotors die Zahl der Umdrehungen entsprechend verkleinerte. Diese Maßnahme zur
Erhöhung des Fassungsvermögens führt aber zu notwendigen Erhöhungen im Gewicht und
der Motorgröße, die außerhalb jeden Verhältnisses hinsichtlich des Zuwachses an
Fassungsvermögen stehen. Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin,
Mittel anzugeben, welche eine Vergrößerung des Pumpenlaufrades in axialer Richtung
ermöglichgn und so das Fassungsvermögen erhöhen, ohne den Wirkungsgrad der Pumpe
herabzusetzen. Im besonderen sollen Mittel angegeben werden, die das Hochkriechen
des Wassers an den Seitenwänden der Gehäuseerweiterungen durch ein Trennungselement
verhindern, wodurch die Laufradlänge tatsächlich vergrößert werden kann, während
der Wirkungsgrad der Pumpe entweder aufrechterhalten oder erhöht wird. Andere Zwecke
und Vorteile, die sich durch die Erfindung ergeben, gehen aus dem Folgenden hervor.
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Es ist auch schon bekannt geworden, das Laufrad für sich durch in
einer Querschnittsfläche angeordnete Scheidewände zu unterteilen, doch kann dadurch
allein der Wasserring nicht gehindert werden, seitlich abzuwandern.
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Die Erfindung besteht darin, daß sowohl die Innenwand mit einem oder
mehreren abstehenden Unterteilungsringen, als auch das
Laufrad mit
in einer Ouerschnittsfläche angeordneten Unterteilungswänden versehen ist, welche
mit den Unterteilungsringen der Innenwand in einer Fläche liegen und den Arbeitsraum
zweckmäßig ungefähr in gleiche Teile zerlegen, wobei die Unterteilungsringe zweckmäßig
nur bis kurz vor die Stellen geführt sind, wo das Laufrad an die Innenwand des Gehäuses
herantritt.
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Insbesondere sind die Unterteilungsringe und -wände in ihrer Höhe
so bemessen, daß sie sich bis auf den zur Drehung des Laufrades erforderlichen Zwischenraum
einander nähern.
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Durch die Erfindung ist das angestrebte Ziel erreicht. Die Pumpe kann
bei Verwirklichung der Erfindung beliebig lang gemacht werden. Die unterteilte Pumpe
kann man als innige Verschmelzung zweier oder mehrerer Pumpen ansehen. Dabei ist
zu beachten, daß die Anbringung der Scheidewände an der Innenwand "des Gehäuses
sowie im Laufrad unbedingt notwendig erscheint, da nur so ein wirksames Abwandern
des Wasserringes bei höheren Geschwindigkeiten und hoher Belastung vermieden werden
kann.
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Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Wasserringpumpe
nach der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Pumpe
nach Linie 5-5 von Abb. 3.
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A;bb. 2 zeigt einen ,der Abb. i entsprechenden Teilschnitt durch eine
andere Ausführungsform.
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Abb. 3 und d. sind Querschnitte nach den Linien 3-3 und 4-q. von Abb.
i.
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Abb. 5 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform
der Pumpe nach der Erfindung. Die Abbildung veranschaulicht die Anwendung =der Erfindung
auf eine etwas anders gebaute Pumpenart.
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Abb. 6 zeigt einen der Abb. 5 entsprechenden Teilschnitt durch eine
andere Ausführungsform.
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Auf der Welle i i ist ein in einem Gehäuse i2 drehbares Laufrad io
aufgekeilt. Das Laufrad wird von einem Motor o. dgl. kraftschlüssig angetrieben.
Das Laufrad io ist vorzugsweise, wie üblich, zylindrisch geformt und dreht sich
in einer Arbeitskammer im Gehäuse 12, das einen elliptischen Querschnitt hat, wobei
das Laufrad sich an Dichtflächen zu beiden Seiten der Kammer vorbeibewegt (vgl.
Abb.3). Das Gehäuse steht über und unter dem Laufrad von der Bahnfläche der äußersten
Kante des Laufrades ab. Das Laufrad ist durch genau radiale Blätter in eine Reihe
von Verdrängungskammern unterteilt, von denen jede an ihrem Boden eine öffnung hat.
Das Gehäuse 12 ist mit einem Eimaß 13 versehen, der durch eine Leitung 13a mit den
Einlaßöffnungen 1d. in Verbindung steht.
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In der vorzugsweise dargestellten Ausführungsform sind die Wände der
Laufradkamm-er oder der Verteiler 25 in der Nähe der Welle konisch ausgebildet.
Die Laufradverdrängungskammern sind am Boden mit Üffnungen 28 versehen, welche an
im Verteiler 25 vorgesehenen öffnungen 1d. vorübergeführt werden. Weitere Üffnungen
28' stellen zwischen den Kammern des Laufrades io durch die Auslaßöffnungen 15 eine
Verbindung mit der Leitung 16 und dem Auslaß 17
der Pumpe her.
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Wie bereits erwähnt, ist es bei Pumpen der bisher beschriebenen Art
nicht möglich, daß die axiale Länge des Laufrades io größer als 40 °/o seines äußeren
Durchmessers gemacht wird, ohne daß dabei der Wirkungsgrad der Pumpe beträchtlich
herabgesetzt wird. Es erscheint wahrscheinlich, daß diese Herabsetzung des Wirkungsgrades
bei Verlängerung des Laufrades in axialer Richtung darauf zurückzuführen ist, daß
das Wasser seitlich an den Wänden der Ausbauchungen des elliptischen Gehäuses i2
hochkriecht, welche über und unter dem Laufrade io vorgesehen sind.
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Um das zu verhindern, wird eine Scheidewand oder -rippe 2o, vorzugsweise
genau auf der Innenseite des Gehäuses, an den Ausbauchungen derart vorgesehen, daß
sie sich nach innen bis dicht an die von der äußersten Laufradkante bestrichene
Fläche anlegt. Wenn eine derartige Scheidewand vorhanden ist, kann man, wie gefunden
wurde, sehr gut die Länge des Laufrades im Verhältnis zu seinem Außendurchmesser
vergrößern, ohne daß der Wirkungsgrad herabgesetzt wird. Auf diese Weise ist es
möglich, dementsprechend das Fassungsvermögen der Pumpe durch bloße Vergrößerung
ihrer Länge und ohne Änderung der Außenkreisgeschwindigkeit des Laufrades zu erhöhen.
Eine entsprechende Scheidewand oder -rippe 21 (ebb. i) wird in dem Laufrad vorgesehen,
wobei diese Scheidewand sowohl zur Verstärkung der Laufradblätter dient als auch
mit der Scheidewand 2o in dem Sinne zusammenwirkt, um das Auftreten von Ouerströmungen
in den Verdrängungskamrnern des Laufrades io zu hindern, wodurch die Leistung der
Pumpe beeinträchtigt würde.
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In Abb. 2 ist eine Scheidewand 24. bis an die äußere Umlauffläche
des Rotors herangeführt, wodurch das Auftreten von Querströmungen auf das erreichte
Mindestmaß herabgesetzt wird.
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Abb. 5 zeigt die Verwendung von Scheidewänden 20a bei einer etwas
von der in den
anderen Abbildungen dargestellten verschiedenen Pumpenart,
bei der Auslaß- und Einlaßöffnungen 3o in einem Verteiler vorgesehen sind, der nicht
konisch ausgebildet ist. Die Wirkung und die Vorteile der Scheidewände sind hier
die gleichen wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen. Abb. 6 zeigt einen
Schnitt durch eine Pumpe nach Art derjenigen von Abb. 5. Hier sind Scheidewände
2oa am Gehäuse und 21v im Laufrad vorgesehen.
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Bei allen dargestellten Ausführungsformen führt die gegenüber dem
Bekannten augenscheinlich einfache bauliche Veränderung durch Einsetzung von Scheidewänden
in dein zwischen Laufrad und Gehäuse freien Teil der Arbeitskammer sowie in dem
Laufrad selbst zii sehr bemerkenswerten Erhöhungen des Wirkungsgrades und auch zu
einer sehr großen Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung der Pumpe. Es wurde beispielsweise
gefunden, daß das Fassungsvermögen einer Pumpe von bestimmter Größe durch die Maßnahme
nach der Erfindung erhöht werden kann und daß dabei sogar mindestens ein Drittel
an Metallgewicht gegenüber einer Pumpe desselben Fassungsvermögens, aber mit einem
größeren Durchmesser und schmalerem Laufrad gespart werden kann. Außerdem kommt
noch hinzu, daß infolge der erhöhten Geschwindigkeit, mit der die längere, mit einem
kleineren Laufrad arbeitende Pumpe betrieben werden kann, auch die Motorgröße sich
herabsetzen läßt.