DE8413238U1

DE8413238U1 - Hydrodynamische Rotationspumpe

Info

Publication number: DE8413238U1
Application number: DE19848413238
Authority: DE
Original assignee: SCHNEIDER HANS-ULRICH 7894 STUEHLINGEN DE
Current assignee: SCHNEIDER HANS-ULRICH 7894 STUEHLINGEN DE
Priority date: 1983-04-28
Filing date: 1984-04-30
Publication date: 1992-10-08
Also published as: DE8413253U1; CH665006A5; DE3416051A1

Description

- 1 - APD-82

Hydrodynamische Rotationspumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodynamische Rotationspumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Pumpe ist bekannt aus der DE-OS 29 24 822.

Diese bekannte Pumpe weist eine im wesentlichen über die Laufradlänge gleichbleibende Neigung des Laufradflügels gegen die Normalebene zur Laufradachse auf. Damit lassen sich zwar für jeweils entsprechende Betriebsverhältnisse und Konsistenzen des Fördermediums gute Förderwirkungsgrade erzielen, jedoch ist die Konstruktion hinsichtlich Verwendbarkeit unter verschiedenen Betriebsbedingungen und mit Fördermedien variierender Konsistenz verbesserungsbedürftig.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Pumpe der eingangs genannten Art, die sich durch Verbesserung hinsichtlich vielseitiger Einsatzmöglichkeiten auszeichnet. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 1. Der somit über die Laufradlänge veränderliche

Neigungswinkel des Laufradflügels erbringt nicht nur die genannte Verbesserung, sondern passt sich auch der in Strömungsrichtung innerhalb des Förderkanals zunehmenden Strömungsgeschwindigkeit an, wodurch der Förderwirkungsgrad allgemein verbessert wird.

Praktische Untersuchungen haben überraschend ergeben, dass der Neigungswinkel des Laufradflügels in Bezug auf die genannte Normalebene zur Laufradachse (im folgenden kurz "Achsnormalebene" genannt) im Eintrittsbereich des Laufrades vorteilhaft sehr klein, vorzugsweise wenigstens annähernd auf 0°, bemessen wird, während er im austrittseitigen Endbereich des Laufrades zwischen etwa 60° und etwa 90°, vorzugsweise zwischen etwa 70° und etwa 90°, einzustellen ist. Besondere Bedeutung für den Förderwirkungsgrad hat auch die Neigungsbemessung des Laufradflügels im Übergangsbereich zwischen Saugteil und Zentrifugalteil des Laufrades, wo sich Werte des Neigungswinkels zwischen etwa 30° und etwa ^5° als vorteilhaft erwiesen haben.

Eine wesentliche Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich auf das Problem der Betriebssicherheit bei der Förderung von Flüssigkeiten, die mit vergleichsweise voluminösen Weichkörpern, insbesondere solchen von faser- oder strangförmiger Beschaffenheit beladen sind. Hier hat es sich für die Freihaltung des Förderkanals von Verstopfungen überraschend als vorteilhaft erwiesen, den Laufradflügel innerhalb des Saugteils mit einer schneidenförmigen, der Strömung zugewandten Innenkante zu versehen, die eine Zerkleinerung der Feststoffbeladung bewirkt.

- 3 - APD-82

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierin zeigt:

Fig.l einen Axialschnitt einer erfindungsgemassen Rotat-

tion spumpe,
Fig.2 eine Stirnansicht der Pumpe in Eintrittsrichtung gemäss

Schnitt II-II in Fig.l und
Fig.3 eine Stirnansicht auf die Pumpenrückseite gemäss Schnitt III-III in Fig.l.

Die insgesamt mit 1 bezeichnete Pumpe umfasst ein zweiteiliges Gehäuse 2 und ein· einstückig ausgeführtes Laufrad 3 mit nur einem Förderkanal FK, der im wesentlichen durch einen Laufradflügel 12 gebildet wird. Der Förderkanal FK umfasst ein im wesentlichen schraubenförmiges Saugteil &thgr; und ein im wesentlichen spiralförmiges Zentrifugalteil 9. Im Beispiel besteht ersteres aus einem Schraubengang mit der Steigung S, wobei der Neigungswinkel v. des Laufradflügelprofils gegen die Normalebene NE zur Laufradachse X vom Eintrittsbereich EB mit einem sehr geringen, gegen Null gehenden Winkelwert zum'Übergangsbereich UB am Zentrifugalteil 9 mit einem Winkelwert von etwa 40° zunimmt. Der Neigungswinkel /· nimmt dann im Zentrifugalteil weiter zu bis zu einem Winkelwert von etwa 75° Im austrittsei t igen Endbereich des Laufradflügels, d.h. an der rückseitigen Stirnfläche RS des Laufrades am Nabenteil 6.

- if - APD-82

Die Hüllfläche der Aussenkante 7 des Laufradflügels im Saugteil ist im Beispiel kegelförmig mit in Strömungsrichtung zunehmendem Radius r ausgebildet. Grundsätzlich kommt hier aber auch ein im Axialschnittprofil bogenförmig zunehmender Verlauf des Radius r, also eine toroidförmige Gestaltung der Hüllfläche in Betracht, gegebenenfalls sogar eine zylindrische Hül 1 flächen form.

Wesentlich ist ferner die Ausbildung der inneren, der Strömung zugewandten Laufradkante 5 als scharfe Schneidkante, die sperrige und faserige oder strangförmige Weichkörper in der Förderflüssigkeit zerteilen kann und so Verstpfungen vermeiden hilft. Ebenso ist die Ausbildung des eintrittseitigen Anfangsabschnitts des Laufradflügels mit einer im wesentlichen ebenen Stirnfläche ^ geringer Flächenausdehnung wesentlich. Diese Gestaltung bietet den Vorteil der geringen Empfindlichkeit dieses wichtigen Funktionsteils gegen Verschleiss durch in der Förderflüssigkeit mitgeführte Granulate und dergl. sowie geringer Beschädigungsgefahr durch gröbere Fremdkörper.

Im Zentrifugaltei1 9 hat der Laufradflügel eine vergleichsweise spitzwinklige Lage zur Laufradachse X und nimmt im Durchmesser d spiralförmig nach aussen zu, entsprechend der hier dominierenden Radialförderung unter der Wirkung der Zentrifugalkraft. Der Übergang zwischen vorherrschender Axial- und Zentrifugalförderung ist dabei infolge der zunehmenden Neigung des Laufradflügelprofils gegen die Achsnormalebene NE

- 5 - APD-82

stetig und strömungsgünstig.

Die rückwärtige Stirnfläche RS des Laufrades ist mit einer spiralartig vin innen nach aussen verlaufenden Ausnehmung 11 versehen, die als Zentrifugal-Beschleunigungselement für die im Spalt zwischen der Stirnfläche RS und der gegenüberliegenden Innenfläche des Gehäuses 2 befindliche Flüssigkeit wirkt und eine nach aussen gerichtete Flüssigkeitsströmung erzeugt. Dies bewirkt eine Spaltreinigung von sich absetzenden Fremdkörpern und eine Verminderung dessauf die Dichtung der Laufradachsen durchführung im Gehäuse lastenden Druckes.

In besonders vorteilhafter Weise weist der Querschnitt der Ausnehmung 11 im Bereich der äusseren Austrittsöffnung AO eine Einschnürung auf, die zu einer erhöhten Strömungsgeschnwindigkeit mit verstärkter Reinigungswirkung im äusseren Spaltbereich führt. Ferner ist die in Umdrehungsrichtung gese-' hen rückwärtige Wandung RW der Ausnehmung 11 entsprechend einem wenigstens annähernd radialen Verlauf sowie konkav gekrümmt ausgebildet. Bei dem vergleichsweise geringen Strömungsdurchsatz im erwähnten Spalt an der rückwärtigen Stirnfläche RS des Laufrades hat eine solche Gestaltung des Zentrifugal-Beschleunigungselementes die relativ beste Wirkung.

Die Gestaltungsmerkmale des Zentrifugal-Beschleunigungselementes an der Raufradrückseite können gegebenenfalls mit Vorteil auch unabhängig von den anderen Erfindungsmerkmalen angewendet werden.

Claims

- 1 - APD-82 Ansprüche

1. Hydrodynamische Rotationspumpe zum Fördern von Flüssigkeiten, insbesondere mit Beimengungen und Schlämmen, mit in einem Pumpengehäuse (2) rotierendem Pumpenlaufrad (3), das einen mindestens teilweise axial schraubenförmig und mindestens teilweise radial spiralförmig verlaufenden Förderkanal (FK) aufweist und in Strömungsrichtung axial aufeinanderfolgend ein im wesentlichen schraubenförmiges Saugteil (8) und ein im wesentlichen spiralförmiges Zentrifugal teil (9) umfasst, wobei der Förderkanal (FK) durch einen Laufradflügel <12) gebildet ist, der unter vorgegebenem Winkel (V-) gegen die Normalebene (NE) zur Laufradachse (X) geneigt über die axiale Länge des Laufrades (3) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (y-) des Laufradflügels (12) gegen die Achsnormalebene (NE) in axialer Strömungsrichtung längs der Laufradachse (X) wenigstens abschnittsweise zunimmt.

2. Hydrodynamische Rotationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (V-) des Laufradflügels (12) im Eintrittsbereich des Laufrades (3) wenigstens annähernd 0° beträgt.

- ? - APD-82

3. Hydrodynamische Rotationspumpe nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (&ggr;~) des Lauf radflügeis (12) im aus tri11seitigen Endbereich desselben zwischen etwa 60° und etwa 90°, vorzugsweise zwi^ sehen etwa 70° und etwa 90°, beträgt.

A-. Hydrodynamische Rotationspumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (V-) des Laufradflügels (12) im Übergangsbe reich (UB) zwischen dem Saugteil (8) und dem Zentrifugalteil (9) zwischen etwa 30° und etwa 45° beträgt.

5. Hydrodynamische Rotationspumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufradflügel (12) innerhalb des Saugteils (8) wenigstens teilweise eine schneidenförmige, der Strömung zugewandte Innenkante (5) aufweist.

6. Hydrodynamische Rotationspumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in axialer Strömungsrichtung gesehen rückwärtige Stirnfläche (RS) des Laufrades (3) in an sich bekannter Weise mindestens eine Ausnehmung (11) aufweist, die als Zentrifugal -Beschleunigungselement für die im Spalt zwischen der Laufradstirnfläche (RS) und dem Gehäuse (2) eine nach aussen gerichtete Flüssigkeitsströmung erzeugt, und dass der Querschnitt dieser Ausnehmung (11) im

- 3 - APD-82

Bereich ihrer radial äusseren Austrittöffnung (AO) einen gegenüber dem radial mittleren Ausnehmungsbereich verminderten Querschnitt aufweist.

7. Hydrodynamische Rotationspumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in axialer Strömungsrichtung gesehen rückwärtige Stirnfläche (RS) des Laufrades (3) in an sich bekannter Weise mindestens eine Ausnehmung (11) aufweist, die als Zentrifugal-Beschleunigungselement für die im Spalt zwischen der Laufradstirnfläche (RS) und dem Gehäuse (2) eine nach aussen gerichtete Flüssigkeitsströmung erzeugt, und dass wenigstens die in Umdrehungsrichtung gesehen rückwärtige Wandung (RW) der Ausnehmung (11) einen wenigstens annähernd radialen, vorzugsweise konkav gekrümmten Verlauf aufweist.

8. Hydrodynamische Rotationspumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eintrittseitige Anfangsabschnitt des Laufradflügels (12) mit einer im wesentlichen ebenen Stirnfläche (4) von im Vergleich zum Strömungsquerschnitt geringer Flächenausdehnung versehen ist.

9. Hydrodynamische Rotationspumpe nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine radial aussenliegende Eintritts-Stirnfläche (M des Laufradflügels (12).