DE8207527U1 - Peripheralpumpe - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE ZELLENTl N

ZWEIBRÜCKENSTR. 15

8OOO MÜNCHEN 2 17.März 1982

Peripheralpumpe

Die Erfindung betrifft eine Peripheralpumpe mit einem Antrieb für ein doppelseitiges Laufrad mit radilen K«tsn,das drehbar in einem teilbaren Kammergehäuse angeordnet ist, das einen Saugstutzen, einen Druckstutzen und einen als Druckraum dienenden Kingkanal und ein "Presselement, welches die Saug- und Druckseite des Ringkanals voneinander trennt, aufweist, wobei der Saug- und Druckstutzen axial angeordnet ist.

Derartige Peripheralpumpen, die im deutschsprachigen Bereich auch als Wirbel-, Turbulenz- oder Reibungspumpen und im angelsächsischen Sprachbereich als Regenerativ-Traction-, Westco-type Rotary- oder Dragpumpe bezeichnet werden, sind beispielsweise aus "Maschinenbautechnik", 7. Jg-, H. 4, 1958, S. 214-218 bekannt.

Die Pumpwirkung dieser Pumpen wird wesentlich durch die ²^ Anzahl und die Form der Nuten und auch die QuerEchnittsform des Ringkanals bestimmt, die die Ausbildung der Zirkulation beeinflußt. Der mit diesen Pumpen erreichbare hohe Druck hängt von den Einströmverhältnissen und den Axialspieleii zwischen Laufrad, Ringkanal und Trennelement ab. ^O Bei höheren Drehzahlen entwickeln diese Pumpen jedoch unangenehme, laute Geräusche, die einen Einsatz in Räumen, in denen gearbeitet wird, ohne zusätzliche die Pumpe verteuernde und deren Abmessungen erhöhende Schalldämmungen

unmöglich macht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Peripheralpumpe der
eingangs genannten Art anzugeben, die bei entsprechender
Druck- und Durchsatzleistung und bei geringen, der DIN-Norm 5440 entsprechenden Abmessungen auch bei hohen Dreh-

zahlen geringe deutlich unter der Störschwelle liegende
Geräusche entwickelt.

Diese Aufgabe wird durch eine Peripheralpumpe mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

geringes, deutlich unter der Störschwelle liegendes Maß
zu reduzieren.

Bei einer vorzugsweisen Ausführung sind mindestens zwei, ä jeweils ein Laufrad aufweisende Kammergehäuse axial hintereinander angeordnet und deren Einström- bzw. Ausström- | öffnungen in den Ringkanal derart gestaltet und climensio- | niert, daß eine beidseitig gleichmäßige Beaufschlagung des \ Laufrads bzw. eine entsprechende Abströmung gewährleistet | ist. Durch die in axialer Richtung erfolgende Hinterein- | anderanordnung von zwei oder mehr Pumpenstufen und der \ Ein- und Ausströmverhältnisse kann bei nur unwesentlicher » Vergrößerung der Pumpe - zudem nur in axialer Richtung - I eine Steigerung der Förderhöhe erreicht werden. Hierdurch ) wird auch eine Scheibenbauweise möglich, die es ermöglicht, [ beliebig viele Pumpenstufen vorzusehen und auch eine leich- ί te Anpassung an unterschiedliche Pumpaufgaben gestattet. «

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs- ] ^^ beispiels unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:

Fig. 1 in schematischer Darstellung den Pumpenteil einer r erfindungsgemäßen zweistufigen Peripheralpumpe,
^?

Fig. 2 die Draufsicht auf eine geöffnete Gehäusekammer mit
darin angeordnetem Laufrad,

-A-

Fig, 3 die perspektivische Darstellung eines Pumpenbodens mit Einströmöffnung und Teilen des Ringkanals und des Trennelements.

Der in Fig. 1 dargestellte Pumpenteil weist auf einer Antriebswelle 1 eines nicht dargestellten Antriebs zwei auf ihr befestigte Laufräder 2, 2' auf, in denen beidseitig von einem bestimmten Radius ab radial nach außen verlaufende Nuten 3 stirnseitig eingefräst sind. Die Laufräder 2_; 2' rotieren jeweils in einem einen Ringkanal 4 aufweisenden Kammergehäuse 5. Der Innenradius des Ringkanals 4 entspricht dem Radius, der die Nuten 3 nach innen begrenzt. Der Außenradius des Ringkanals 4 (s. Fig. 2) ist um einen bestimmten Betrag größer als der Laufradradius. Bei der Rotation des Laufrades 2 wird ein flüssiges Medium, das durch den axial angeordneten Saugstutzen 6 in den Ringkanal 4 gelangt, durch turbulente Reibung zwischen Laufrad und Medium mitgenommen. Gleichzeitig wird das in den Nuten 3 befindliche flüssige Medium beschleunigt und tritt _mit einer Richtung aus diesen aus, welche sich aus der Relativgeschwindigkeit in den Nuten 3 und der Umfangsgeschwindigkeit (= Führungsgeschwindigkeit) des Laufrades ergibt. Die austretende Menge übt einen Impuls auf das im Ringkanal 4 befindliche flüssige Medium aus und verschiebt ^ dieses. Die hiermit verbundene Reaktionskraft auf das Laufrad 2 muß durch das eingeleitete Drehmoment überwunden werden. Gleichzeitig tritt eine gleichgroße Flüssigkeitsmenge in die Nuten 3 ein. Diese besitzt eine kleinere Absolutgeschwindigkeit in Umfangsrichtung. Die Differenz der

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Umfangsgeschwindigkeiten zwischen dem Eintritt in die Nuten 3 und dem Austritt ist ein Maß für das vom Laufrad 2 auf die Flüssigkeit übertragene Moment.

Es tritt also eine Oberlagerung einer tangential verlaufenden Primärströmung mit einer radial verlaufenden Sekundärströmung (Zirkulationsbewegung) auf. Die resultierende

-δ-Stromlinie entspricht einer Schraubenlinie. Da das Medium beim Durchlaufen dieser Schraubenlinie nacheinander die Nuten 3 des Laufrades 2 durchströmt, kommt es praktisch zu feinem mehrstufigen (regenerativen) Druckaufbau im Ringkanal 4 und damit zur gewünschten Förderwirkung in Umfangsrichtung.

Die für die Impulsübertragung erforderliche turbulente Vermischung der aus den Nuten 3 austretenden Flüssigkeitsmenge mit der im Ringraum 4 wird in ihrer Intensität weniger durch die Geschwindigkeitsgradienten in radialer Richtung als vielmehr durch die Form des Laufrades 2 beeinflußt. Untersuchungen zufolge sind die Anzahl und die Form der Nuten von merklichem Einfluß auf die Pumpwirkung, ebenso die Querschnittsform des Ringkanals 4, welche die Ausbildung der Zirkulation beeinflußt (siehe hierzu z.B. "Maschinenbautechnik" 7. Jg., Heft 4, 1958, S. 214-218, Transactions of the ASME, November 1955, S. 1303-1316 und August 1957, S.1291-1304). Diesen Literaturstellen sind die optimalen Verhältnisse entnehmbar, so daß diese nicht weiter dargelegt werden.

Die Flüssigkeit tritt durch den axialen Saugstutzen 6 in den Ringicanal 4 der Pumpe ein und durch den axialen Druckstutzen 7 aus. Der Ringkanal 4 weist im Ausführungsbeispiel einen rechteckförmigen Querschnitt auf, kann aber grundsätzlich auch anders geformt sein. Die radiale und axiale Erstreckung ergibt sich aus dem geforderten Durchsatz und steht in einem bestimmten, aus der angegebenen

° Literatur bekannten optimalen Verhältnis.

Druck- und Saugstutzen 6,7 sind durch ein Trennelement 8 (Verdränger) (Fig. 2, 3) getrennt, das ein Rückströmen vom Druck- 7 zum Saugstutzen 6 verhindern soll. Dieses Trennelement 8 wird durch die Ringkanalwand (Fig. 3) gebildet, die an dieser Stelle bis auf ein geringes axiales Spiel an

die Stirnseiten des Lavsfrades 2 herangezogen ist. Lediglich das in den Nuten 3 befindliche Medium und die nicht vermeidbaren Leckmengen gehen dem Druckerhöhungsprozeß verloren. Die Druckerhöhung wird besonders durch die Einströmung uftd durch die Axialspiele beeinflußt.

Im Bereich des Trennelements 8 ist die druckseitige Begrenzungskante mit einer Fase 12 (Anschrägung) versehen. In demselben Bereich können zusätzlich oder auch alternativ an der umfangseitigen und/oder stirnseitigen Begrenzung des Ringkanals 4 längs- oder quergerichtete Kammern 13 oder Nuten 14 vorgesehen sein.

Durch die axiale Anordnung der Saug- und Druckstutzen 6,7 lassen sich mehrere Kammergehäuse 5 axial hintereinander zu mehrstufigen Pumpen anordnen, wie es in Fig. 1 für zwei Kammergehäuse 5 dargestellt ist, ohne daß in der radialen Richtung mehr Platz erforderlich ist. Hierbei werden durch die gleiche Antriebswelle 'S zwei Lauf räder 2, 2' (oder gegebenenfalls mehr) angetrieben. Der Druckstutzen 7 der ersten Stufe ist mit dem Saugstutzen 6' der zweiten Stufe und so weiter verbunden. Die Kammergehäuse 5 einer einstufigen Pumpe sind zweigeteilt ausgeführt, mit einem Boden (Fig. 3), mit dem Saugstutzen 6 und einem entsprechenden Deckel mit Druckstutzen 7. Um mehrstufige Pumpen herzustellen, sind Zwischenelemente in Form von Zwischenboden (Fig.1)

vorgesehen, die jeweils die eine Hälfte der benachbarten Ringkanäle bilden und gleichzeitig beide Stufen voneinander trennen.

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Claims (2)

1. PATENTANWÄLTE ZELLENTlN

   ZWEIBRÜCKENSTR. 15 8OCO MÜNCHEN 2

   17. März 1982 msb 82 12& RZ/Hu

   Schutzansprüche

   t. ?eripheralpaaps sit einem Antrieb für ein doppelseitiges Laufrad mit radialen Nuten, das drehbar in einem teilbaren Kammergehäuse angeordnet ist/ das einen Saugstutzen, einen Druckstutzen und einen als Druckraum dienenden Ringkanal und ein Trennelement, welches die Saug- und Druckseite des Ringkanals voneinander trennt, aufweist, wobei der Saug- und Druckstutzen axial angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich de* Trennelements (8) die druckseitige Begrenzungskante und/oder die umfangs- und/oder stirnseitige Begrenzung des Ringkanals (4) eine Fase (12j und/oder Kammern (13) und/oder Nuten (14) aufweist.
2. 2. Peripheralpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   /J JZ

   daß mindestens zwei jeweils ein Laufrad (2) aufweisende Kammergehäuse (5) axial hintereinander angeordnet sind, wobei deren Einström- bzw.Ausströmöffnungen (10,11) in den Ringkanal (4) derart gestaltet und dimensioniert

   sind, daß eine beidseitig gleichmäßige Beaufschlagung

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   des Laufrads (2) bzw. eine entsprechende Abströmung

   gewährleistet ist.

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