DE60311165T2 - Centrifugal pump for low flow rates with improved suction height - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft hydraulische Pumpen, insbesondere hydraulische Pumpen für große Saughöhen und geringe Förderleistung.The The invention relates to hydraulic pumps, in particular hydraulic Pumps for size suction lifts and low flow rate.
Als große Saughöhe wird eine Saughöhe von mehr als 4 Metern betrachtet. Außerdem wird eine Förderleistung von weniger als 400 l/h als geringe Förderleistung betrachtet. Eine vergrößerte Saughöhe und eine geringer Förderleistung sind Betriebsbedingungen, die häufig bei Pumpen für Systeme zur Rückgewinnung von Regenwasser angetroffen werden, die zur Versorgung von sanitären Anlagen oder Waschmaschinen dienen. Die Fluiddurchsätze betragen in diesem Fall typischerweise 50 bis 400 l/h, und die Saughöhen liegen zwischen 4 und 7 m.When size Suction will be a suction height of considered more than 4 meters. In addition, a delivery considered less than 400 l / h as low flow rate. A increased suction height and one low flow rate are operating conditions that are common for pumps for Recovery systems Rainwater can be found used to supply sanitary facilities or washing machines serve. The fluid flow rates are in this case typically 50 to 400 l / h, and the suction heights are between 4 and 7 m.
Beim Ansaugen herrscht am Einlaß der Pumpe ein geringer Druck. Manchmal sinkt der Druck, bis Luftblasen in dem Fluid auftreten. Bei geringen Förderleistungen ist die Geschwindigkeit des Fluids vermindert. Die Blasen werden deshalb in der Pumpe nicht von dem Fluid mitgenommen. Es kommt deshalb manchmal zur Ansammlung von Blasen im Einlaß der Pumpe. Das Fluid kann dann nicht mehr ausfließen, und der Einlaßdruck bricht zusammen. Dies führt dann zu einem Ausfall der Pumpe.At the Suction prevails at the inlet of the pump a low pressure. Sometimes the pressure drops until air bubbles in the fluid occur. At low flow rates is the speed of the fluid decreases. The bubbles are therefore not in the pump taken from the fluid. It therefore sometimes comes to accumulation of bubbles in the inlet of the Pump. The fluid can then no longer flow out, and the inlet pressure breaks together. this leads to then to a failure of the pump.
Es ist auch bekannt, eine Strahlpumpe mit Hydro-Ejektor zu verwenden. Diese Pumpe ist unter den Bedingungen geringer Förderleistung und großer Saughöhe weniger ausfallanfällig. Andererseits ist diese Pumpe jedoch sehr laut, was bei bestimmten Anwendungen besonders störend ist.It It is also known to use a jet pump with hydro ejector. This pump is less in conditions of low flow and high suction lift prone to failure. On the other hand, this pump is very loud, which is certain Applications particularly disturbing is.
Ein Nachteil in Verbindung mit solchen Laufrädern besteht darin, daß die Blasen an der Stelle einer radialen Öffnung nicht die größten Abmessungen haben, so daß ihre Evakuierung nicht erleichtert wird.One Disadvantage associated with such wheels is that the bubbles at the location of a radial opening do not have the largest dimensions, so that theirs Evacuation is not relieved.
Außerdem begünstigt die Geometrie dieser Laufräder nicht die Rückgewinnung von Fluid, das an einer radialen Öffnung der Räder austritt.It also favors the Geometry of these wheels not the recovery of fluid exiting at a radial opening of the wheels.
Im übrigen sind die Laufräder der oben beschriebenen Pumpen nicht besonders dazu angepaßt, in einer Pumpe mit großer Saughöhe, d. h., mehr als 4 Metern, montiert zu werden.Otherwise are the wheels the pumps described above are not particularly adapted in one Pump with big suction lift, d. h., more than 4 meters, to be mounted.
Des weiteren sind diese Laufräder nicht besonders dazu angepaßt, in einer Pumpe mit geringer Förderleistung montiert zu werden, d. h., mit einer Förderleistung zwischen 50 und 400 l/h.Of others are these wheels not particularly adapted in a pump with low flow rate to be mounted, d. h., with a capacity between 50 and 400 l / h.
Die vorstehend beschriebenen Pumpen sind außerdem Einkammerpumpen, d. h. mit einem Rad in einem Spiralgehäuse.The Pumps described above are also single-chamber pumps, i. H. with a wheel in a spiral housing.
Es besteht somit Bedarf an einem Rad und einer Pumpe, die eines oder mehrere dieser Probleme überwinden.It There is thus a need for a wheel and a pump, the one or overcome several of these problems.
Gegenstand der Erfindung ist somit die Konzeption eines neuen Rades, das eine einwandfreie Funktion der Pumpe mit großer Saughöhe und geringer Förderleistung ohne Hydro-Ejektor ermöglicht.object The invention is thus the concept of a new wheel, the one perfect function of the pump with high suction height and low flow rate without hydro ejector.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Rad einer hydraulischen Pumpe mit einem Fluid-Einlaß auf einer Seite, einer radialen Öffnung, wenigstens einem Fluidkanal, der den Fluid-Einlaß mit der radialen Öffnung verbindet, und, am Umfang des Rades auf der anderen Seite des Rades, einer Abstufung, die gegenüber der Öffnung winkelversetzt ist.The Invention also relates a wheel of a hydraulic pump with a fluid inlet on one Side, a radial opening, at least one fluid channel connecting the fluid inlet to the radial port, and, on the circumference of the wheel on the other side of the wheel, one Gradation opposite the opening is angularly offset.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Rad nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Fluchtwinkel zwischen der Abstufung und dem Umfang des Rades in Drehrichtung des Rades zwischen 10 und 40°, vorzugsweise zwischen 15 und 25° beträgt.According to one embodiment the wheel according to claim 1, characterized in that the escape angle between the gradation and the circumference of the wheel in the direction of rotation of the wheel between 10 and 40 °, preferably between 15 and 25 °.
Gemäß einer anderen Ausführungsform beträgt der Angriffswinkel zwischen der Abstufung und dem Umfang des Rades in Drehrichtung des Rades zwischen 80 und 100°.According to one another embodiment is the angle of attack between the gradation and the circumference of the wheel in the direction of rotation of the wheel between 80 and 100 °.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat die Abstufung entlang der Rotationsachse des Rades eine Breite zwischen 40 und 60% der Breite des Kanals.According to one another embodiment the gradation along the axis of rotation of the wheel has a width between 40 and 60% of the width of the channel.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform hat die Abstufung in Radialrichtung eine Tiefe zwischen 9 und 14% des Durchmessers des Rades.According to one more another embodiment the gradation in the radial direction has a depth between 9 and 14% the diameter of the wheel.
Die Anordnung kann so getroffen sein, daß die Abstufung eine Winkelausdehnung zwischen 80 und 120% der Winkelausdehnung des Fluidkanals aufweist.The arrangement can be made such that the grading has an angular extent between 80 and 120% of the angular extent of the fluid channel.
Gemäß einer Ausführungsform weist die zwischen zwei benachbarten Kanälen gebildete Schaufel in der Nähe des Fluid-Einlasses einen Krümmungsradius zwischen 2 und 6 mm auf.According to one embodiment has the blade formed between two adjacent channels in the Near the Fluid inlet a radius of curvature between 2 and 6 mm.
Gemäß noch einer Ausführungsform bildet das Rad einen ersten Flansch, auf dem der Einlaß angeordnet ist, einen zweiten Flansch, auf dem die Abstufung ausgebildet ist und wenigstens eine Schaufel, und die ersten und zweiten Flansche begrenzen einen der genannten Kanäle.According to one more embodiment the wheel forms a first flange, on which the inlet is arranged is a second flange on which the gradation is formed and at least one blade, and the first and second flanges limit one of the mentioned channels.
Gemäß einer anderen Ausführungsform hat der Kanal einen Divergenzwinkel zwischen 7 und 15°, vorzugsweise zwischen 8 und 9°.According to one another embodiment the channel has a Divergenzwinkel between 7 and 15 °, preferably between 8 and 9 °.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Pumpe mit wenigstens einem solchen Rad.object The invention also relates to a pump with at least one such wheel.
Gemäß einer Ausführungsform hat die Pumpe eine Saughöhe von mehr als 4 Metern.According to one embodiment the pump has a suction height of more than 4 meters.
Gemäß einer anderen Ausführungsform hat die Pumpe eine Förderleistung zwischen 50 und 400 l/h.According to one another embodiment the pump has a delivery rate between 50 and 400 l / h.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Studium der nachstehenden, nur als Beispiel dienenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the study the following, by way of example only, of embodiments the invention with reference to the accompanying drawings, in which demonstrate:
Die Erfindung schlägt insbesondere ein Rad für eine hydraulische Pumpe vor, die eine bessere Mitnahme von in einem Fluid vorhandenen Gasblasen erreicht. Das Rad hat einen Fluid-Einlaß auf einer Seite, eine radiale Öffnung, wenigstens einen Fluidkanal, der den Fluid-Einlaß mit der radialen Öffnung verbindet, und eine Abstufung am Umfang des Rades, die sich auf der anderen Seite des Rades befindet und gegenüber der Öffnung winkelversetzt ist.The Invention proposes in particular a wheel for a hydraulic pump in front, which is better entrainment in one Fluid existing gas bubbles reached. The wheel has a fluid inlet on one Side, a radial opening, at least one fluid channel connecting the fluid inlet to the radial port, and a gradation on the circumference of the wheel, based on the other Side of the wheel and is angularly offset with respect to the opening.
Das
Rad
Im
gezeigten Beispiel hat das Rad eine Einlaßseite für das Fluid, die durch einen
ersten Flansch
Die
Abstufung
Die
Abstufung bildet außerdem
einen Fluchtrand
Die Abstufung hat vorzugsweise in Richtung der Drehachse des Rades eine Dicke, die mehr als 40% der Dicke des Kanals längs dieser Achse beträgt. Eine solche Dicke erlaubt es, genügend Fluid mitzunehmen, um die Blasen zu beseitigen. Vorzugsweise verwendet man auch eine Dicke in Richtung der Drehachse des Rades, die mehr als 60° der Dicke des Kanals in Richtung dieser Achse beträgt. Eine solche Dicke erlaubt es, einen guten hydraulischen Wirkungsgrad beizubehalten. Der beste Kompromiß zwischen dem hydraulischen Wirkungsgrad und dem Abtransport der Blasen wurde bei einer Dicke in Richtung der Achse des Rades erhalten, die 50% der Dicke des Kanals in Richtung dieser Achse beträgt.The Gradation preferably has in the direction of the axis of rotation of the wheel Thickness that is more than 40% of the thickness of the channel along this axis. A such thickness allows enough Fluid to take away the bubbles. Preferably used you also have a thickness in the direction of the axis of rotation of the wheel, the more as 60 ° of Thickness of the channel in the direction of this axis is. Such a thickness allows it to maintain a good hydraulic efficiency. The best Compromise between the hydraulic efficiency and the removal of the bubbles was obtained at a thickness in the direction of the axis of the wheel, which is 50% the thickness of the channel is in the direction of this axis.
Die Abstufung hat vorzugsweise in Radialrichtung eine Tiefe zwischen 9 und 14 % des Durchmessers des Rades. Je größer die Tiefe, desto besser die Funktion, auf Kosten des hydraulischen Wirkungsgrades.The Gradation preferably has a depth in the radial direction 9 and 14% of the diameter of the wheel. The greater the depth, the better the function, at the expense of hydraulic efficiency.
Die Ausnehmung hat vorzugsweise eine Winkelausdehnung, die zwischen 80 und 120 % der Winkelausdehnung des Fluidkanals beträgt.The Recess preferably has an angular extent between 80 and 120% of the angular extent of the fluid channel.
Eine
bestimmte Geometrie einer Schaufel
Vorzugsweise
verwendet man auch einen Kanal, dessen Divergenz gering ist. So
verwendet man vorzugsweise einen Kanal
Das
Rad
Das
allgemeine Problem bei der Funktionsweise einer Pumpe mit geringer
Förderleistung
und größerer Saughöhe ist verschieden
von dem Problem der Funktionsweise einer Pumpe während des Anlaufens oder dem
Problem des Wirkungsgrades der Pumpe. Das Rad
Eine Pumpe mit mehreren Rädern, wie sie vorstehend beschrieben wurden, ist eine Mehrkammerpumpe. Sie kann mehrere Räder mit Rücklaufkanälen und Diffusoren aufweisen. Zum Beispiel kann die Pumpe gegebenenfalls einen festen Diffusor aufweisen, der zwischen zwei Rädern eingefügt ist. Der Diffusor kann glatt sein oder Flügel bilden, wie als solches bekannt ist.A Pump with multiple wheels, as described above is a multi-chamber pump. She can have several wheels with return channels and Have diffusers. For example, the pump may be optional have a solid diffuser inserted between two wheels. The diffuser can be smooth or form wings, as such is known.
Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung, wie sie in den nachstehenden Ansprüchen definiert ist, nicht auf die beschriebenen und dargestellten Beispiele und Ausführungsformen beschränkt ist, sondern auf zahlreiche im Griffbereich des Fachmanns liegende Arten abgewandelt werden kann.It understands that the present invention as defined in the following claims is not on the described and illustrated examples and embodiments limited but to many within the reach of those skilled in the art Species can be modified.
Claims (12)
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