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Zentrifugalpumpe Die Erfindung betrifft Zentrifugalpumpen jener Art,
bei welcher der Läufer sich mit Spielraum in der vom Gehäuse umschlossenen Flüssigkeit
bewegt und deren Laufradkanäle sich stetig von innen nach außen erweitern. Die Erfindung
bezweckt die Erhöhung des Wirkungsgrades solcher Pumpen und die Steigerung der Druckhöhe.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß man den axialen Abstand
zwischen den Seitenwänden des Gehäuses und dem Umfange des Laufrades etwa 6 bis
9 Zehntel der Läuferbreite wählt und deren seitlichen Abstand auf eine Strecke von
mindestens 3 Zehntel des Läuferradius von außen nach innen in solchem Maße zunehmen
läßt, daß die Axialzylinderflächen jenes Spielraumes ebenfalls von außen nach innen
zunehmen.
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In den Abbildungen zeigen: Abb.1 einen senkrechten Längsschnitt durch
eine Zentrifugalpumpe gemäß der Erfindung, Abb. 2 einen zentralen Ouerschnitt nach
Linie 2-2 voll Abb. i.
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Die Zentrifugalpumpe besteht aus einem Schaufelrad A, welches im Innern
eines Geliäuses B rotiert und in geeigneten Erdlagern C gelagert ist. Im vorliegenden
Beispiel wird das Schaufelrad A von beiden Seiten beaufschlagt. Das Wasser oder
eine andere zu fördernde Flüssigkeit tritt durch die gegenüberliegenden Öffnungen
D und B
ein und strömt beim Auslaß F am Umfang des Schaufelrades wieder
aus.
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Das Gehäuse B ist demgemäß mit Einlässen G versehen, die sich an die
Eintrittsöffnungen des Schaufelrades A anschließen, sowie mit einem Auslaß H für
die aus der Pumpe strömende Flüssigkeit.
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Das Schaufelrad A kann in geeigneter Weise auf einer Welle J befestigt
sein, etwa mit Hilfe von Hülsen K, die auf die Welle J bei Laufgeschraubt sind und
durch geeignete Stopfbüchsen O mit ihren Deckeln P nach außen abgedichtet werden.
Die Welle J kann einen Kuppelflansch 0 tragen zum Anschluß eines Motors.
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Eine der Hauptverlustquellen bei einer Zentrifugalpumpe ist jene Kraft,
welche durch die sogenannte Läuferreibung verbraucht wird, d. h. also lediglich
dazu, um das Schaufelrad in dein umgebenden `Nasser zu drehen, selbst wenn letzteres
nicht gefördert wird. Diese Reibung ändert sich finit etwa der fünften Potenz des
Schaufelraddurchmessers. Sie wird gemäß der Erfindung hauptsächlich dadurch verringert,
daß der axiale Abstand zwischen den Seitenwänden R des Gehäuses B und dem LTmfangS
des
Laufrades verhältnismäßig eng bemessen wird, nämlich etwa 6
bis 9 Zehntel der Läuferbreite.
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Ferner wurde gefunden, daß es wesentlich auf die richtige Abmessung
des Spielraumes zwischen den Seiten S des Schaufelrades und den feststehenden Seitenwänden
R des PumpengehäusesB ankommt. Bisher glaubte man, daß diese Abmessungen von untergeordneter
Bedeutung wären. Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung wurde
jedoch gefunden, daß dieser Umstand besonders dann wichtig ist, wenn das Gehäuse
B konzentrische bzw. kreisförmige Gestalt aufweist, wie es bei T dargestellt ist.
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Die Abmessungen können am besten in Beziehung zu der Zylinderfläche
angegeben werden, welche durch Rotation des axialen Abstandes zwischen Läufer und
Gehäuse um die Mittellinie der Läuferwelle als Rotationsachse gebildet wird. Die
Rotation des axialen Abstandes erzeugt eine Zylinderfläche, und die Änderung des
Flächeninhaltes dieser Zylinderflächen zwischen den Wänden R und S beim Fortschreiten
vom Umfang F in Richtung nach der WeIleJ ist von größter Wichtigkeit für die Erzielung
eines hohen Wirkungsgrades. Der axiale Abstand zwischen den Seitenwänden R des Gehäuses
und der Außenfläche des Läufers an dessen Peripherie F sollte erfahrungsgemäß etwa
6 bis 9 Zehntel der Läuferbreite, gemessen am Umfang F, betragen. Es wurde gefunden,
daß, wenn die obigen Zylinderflächen im Zwischenraum zwischen den Wänden R und S
in der Richtung zur Läuferachse größer werden, der beste Wirkungsgrad für die Pumpe
erzielt wird. Das Verhältnis der Zunahmeschnelligkeit der erwähnten Zylinderflächen
ist nicht so wichtig als der Umstand, daß eine solche Zunahme überhaupt vorhanden
ist. Die Divergenz der benachbarten Seitenwände R und S in Richtung zur Läuferachse
kann auch so ausgedrückt werden, daß man sagt, daß die Axialzylinderflächen jenes
Spielraumes von außen nach innen zunehmen. Eine solche Zunahme sollte über eine
Strecke von wenigstens 3 Zehntel des Läuferradius vorhanden sein, ' "gemessen in
radialer Richtung nach innen vom Läuferumfang F aus.
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Bei einer Niederdruckpumpe gemäß der Erfindung betrug die Laufradbreite
an der Auslaßöffnung F etwa 5 mm, während der senkrechte Abstand zwischen den Seitenwänden
R des Gehäuses und dem Laufradumfang S 3 bis 4.,5 mm betrug. Man erzielte dann eine
Druckhöhe bis zu 30 m bei einer Förderung von etwa 38o Liter pro Minute.
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Bei einer Hochdruckpumpe gemäß der Erfindung wurde eine Laufradbreite
an der Auslaßöffnung F von 2,79 mm gewählt, während der Spielraum nur 1,7
bis 1,5 mm betrug. Bei einer gleichen Fördermenge von 38o Liter pro Minute erzielte
man eine Druckhöhe bis zu 9o m. Bei beiden Pumpen war die Bedingung erfüllt, daß
der seitliche Abstand zwischen Laufradumfang und Gehäuseseitenwand von außen nach
innen auf einer Strecke von mindestens 3 Zehntel des Läuferradius zunahm, und zwar
in solchem Maße, daß die Axialzylinderflächen jenes Spielraumes ebenfalls von außen
nach innen zunahmen. Man erzielte so gegenüber den bisherigen Pumpen, bei welchen
der Spielraum nicht in diesem Maße zunimmt, eine Steigerung des Wirkungsgrades um
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