EP0118027B1 - Selbstansaugende Seitenkanalpumpe - Google Patents

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EP0118027B1
EP0118027B1 EP84101022A EP84101022A EP0118027B1 EP 0118027 B1 EP0118027 B1 EP 0118027B1 EP 84101022 A EP84101022 A EP 84101022A EP 84101022 A EP84101022 A EP 84101022A EP 0118027 B1 EP0118027 B1 EP 0118027B1
Authority
EP
European Patent Office
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impeller
cells
channels
lateral channel
lateral
Prior art date
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Expired
Application number
EP84101022A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0118027A2 (de
EP0118027A3 (en
Inventor
Friedrich Schweinfurter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INTRASCO S.A. INTERNATIONAL TRADING AND SHIPPING C
Original Assignee
Friedrich Schweinfurter
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Filing date
Publication date
Application filed by Friedrich Schweinfurter filed Critical Friedrich Schweinfurter
Priority to AT84101022T priority Critical patent/ATE23910T1/de
Publication of EP0118027A2 publication Critical patent/EP0118027A2/de
Publication of EP0118027A3 publication Critical patent/EP0118027A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0118027B1 publication Critical patent/EP0118027B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
    • F04D5/002—Regenerative pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
    • F04D5/002—Regenerative pumps
    • F04D5/003—Regenerative pumps of multistage type
    • F04D5/005—Regenerative pumps of multistage type the stages being radially offset

Definitions

  • the invention relates to a self-priming side channel pump, which is suitable for generating high pressures with a high suction head.
  • side channel pumps are suitable whose vane cells are at least axially, additionally often also radially open, and to which side channels are assigned which completely cover the openings of the vane cells.
  • optimal energy transfer is possible by exchanging impulses from the faster rotating blade fluid to the slower volume flow in the side channel.
  • care is taken to ensure that the volume flow conveyed in the side channel undergoes as little change of direction as possible when it enters and exits from the side channel.
  • the inlet and in particular the outlet are guided outwards in the circumferential direction directly at the beginning or end of the side channel.
  • a self-priming centrifugal pump is known, the rotor of which has two impeller rings. Opposite the outer impeller ring is a side channel that completely covers the impeller cells and is directly connected to the pressure opening of the pump. As is generally known in peripheral wheel pumps, this outer side channel is only guided over part of the circumference and has an overflow channel at its input end, which is connected to an inner housing space assigned to the inner vane cells.
  • this known pump has a certain ability for self-priming, the suction height achievable with this arrangement is limited. In addition, the achievable pressure at the pump outlet is relatively low, since only a low pressure is specified for the external pressure stage.
  • the blade cells are provided in an alternating length to the impeller hub, so that shorter and longer blade cells alternate when viewed in the radial direction.
  • These alternatingly long vane cells are opposed by a side channel with a decreasing cross-section, which covers the long and short vane cells at the beginning, but only the short vane cells at the end.
  • This construction improves the air delivery of the side channel pump, but the suction and venting times are still quite long.
  • the long suction times especially in the case of long suction lines, lead to heating which can cause defects.
  • the heating increases the vapor pressure of the liquid required for the self-priming process within the pump, which results in a decrease in the suction height that can actually be achieved.
  • the side channel (s) connected to the inlet opening of the housing partially covers / cover the blade cells assigned to him / her in such a way that the uncovered, namely axially close, portions of the blade cells are sealed by the housing, wherein the transition opening (s) of the side channel / side channels associated with the inner blade ring (s) is / are arranged in the section near the axis.
  • the impeller is both in one design unit Vane cells arranged in a star shape, with long vane cells extending from the impeller hub and extending in the circumferential direction and with at least one larger, preferably double-sided vane cell ring with axially or axially and radially open vane cells and short vanes.
  • the star-shaped inner blade cells are either continuously open on both sides in the axial direction, or else are separated from one another by a central wall.
  • the blade cells are side channels each with an interrupter, which only partially cover the long blades in the direction of the hub and completely cover the short blade cells.
  • the inner blade ring with associated side channels which acts as a liquid ring “preliminary stage”, is connected upstream of several pump stages of blade cells connected in series and completely covering side channels with interrupters.
  • the following blade rings are thus arranged with increasing diameters in the impeller, which results in a particularly compact design with a very high final head and still good sowing behavior.
  • the construction according to the invention has the advantage that by combining the delivery elements of a directly self-priming liquid ring side channel pump with the delivery elements of a side channel system which is much better in terms of efficiency and pressure, but not self-priming, in one construction unit, a particularly compact, material-saving high pressure pump with good self-priming properties and good efficiency. Since all the pump elements are arranged on only one impeller, the adjustment of the impeller in the housing is not nearly as critical as in the case of the conventional pumps with a suction stage upstream, which are designed to achieve the pressure figure achieved here.
  • the design of the pump according to the invention improves the efficiency compared to conventional pumps, in particular in that the inner side channel pump operating as a liquid ring pump in this multi-stage version as a feeder pump pre-accelerates the volume flow entering the housing with a relatively low flow velocity into the larger one Circumferential speed promotes the next stage. In this way, the acceleration shock which otherwise leads to considerable losses when the blade enters the "compression stages" is reduced to a minimum.
  • FIGS. 1 to 6 shows a double-flow side channel pump with a liquid ring preliminary stage and consists of a housing 10 and an impeller 32.
  • the housing 10 is constructed in several parts and consists of a housing ring 11 with an inlet opening 12 and an outlet opening 13 , an end housing cover 14, a drive-side bearing cover 15 and the two side channel parts 16 and 16 '.
  • the pre-stage side channels 17 and 17' are the pre-stage inlet openings 18 and 18 ', the pre-stage outlet openings 19 and 19', post-displacement channels 20 and 20 'with ventilation bores 21 and 21', transfer channels 22 and 22 ', Pressure stage side channels 23 and 23 ', pressure stage inlet openings 24 and 24', pressure stage outlet openings 25 and 25 ', and interrupters 26 and 26' are arranged.
  • the housing cover 14 and the bearing cover 15 are sealed in the housing ring 11 by round cord rings 27 and screwed to the housing ring 11 with housing screws 42.
  • a shaft 30, which is sealed by packing rings 29, is mounted and is rotated in the direction of the arrow (FIG. 2) by a drive motor, not shown, for example an electric motor.
  • the impeller 32 is fastened to the free end of the shaft 30 by means of a barrel spring 31.
  • the two-stage impeller 32 consists of blade cells 33 arranged in a star shape, the blades 34 of which have a roof-shaped backing for reinforcement and form the impeller preliminary stage, and of the axially and radially open blade rings 35 and 35 ', which form the impeller compression stage.
  • the rotating vane 33 of the impeller cells precursor formed from the liquid content in the case a liquid ring which fills the annular Before g tufen-sammlungnkanat 17 and at the same time, the blade 33 closes off the cells impeller periphery.
  • the rotating vane cells reach the area of the side channel beginning, part of the vane cell content belonging to the liquid ring is forced into the side channel 17 by the centrifugal force.
  • the liquid ring thus moves away from the impeller hub and sucks in air through the preliminary stage inlet opening 18. Due to the steady increase in pressure in the side channel 17, caused by the exchange of impulses between the liquid content of the blade cells 33 and the volume flow in the side channel 17, liquid is pushed back from the side channel 17 into the blade cells 33.
  • the air flow i.e. the self-priming process, continues until the suction line and the inside of the pump are vented.
  • the volume flow entering through the inlet opening 12 in the housing 10 and the pre-stage inlet opening 18 into the pre-stage side channel 17 experiences an energy transfer through an exchange of impulses between the higher flow energy flow and the volume flow which is formed from the blade cells 33 by centrifugal force Energy state in the side channel 17.
  • the pumped medium flows through the side channel 17 from the beginning of the side channel to its transfer opening 19 and passes through the transfer channel 22 into the inlet opening 24 and thus into the pressure stage side channel 23.
  • FIGS. 7 to 9 show a further preferred embodiment of the pump according to the invention.
  • the preliminary stage feed cells 33 of the impeller 32 are arranged on one side, that is to say in one flow, and are open in the axial direction.
  • the pressure equalization between both sides of the impeller 32 takes place through pressure equalization bores 40 which are only provided in part of the blade cells 33.
  • the inner blades 34 are arranged flush with the impeller end face, as was also shown in the embodiments according to FIGS. 1 to 6.
  • the inner blades 34 protrude from the impeller 32 to which they are connected in one piece and are open both in the axial and in the radial direction.
  • the side channel assigned to them accordingly comprises the inner blade cells partially in the radial direction and entirely in the axial direction. That way is another. Pump efficiency can be increased.
  • the inner step is only single-flow, but a double-flow design is also possible.
  • FIGS. 13 and 14 show the impeller of a further preferred embodiment of the pump according to the invention.
  • the inner blade cells 33 are designed to be open on both sides, with side channels opposite them on both sides.
  • the subsequent pressure stage is formed by the blade cells 38 and 38 'with associated side channels, these outer blade cells 38 and 38' only being open in the axial direction.
  • FIGS. 15 to 18 show further preferred embodiments of the pump according to the invention based on its impellers.
  • the impeller according to FIGS. 15 and 16 has inner vane cells 33 and 33 'which are separated by a central wall 36 and which are 32-flush with the impeller.
  • the inner blade cells 33 and 33 ' are followed by two further pressure stages 38a, 38b and 38'a, 38'b, also connected in series.
  • the blade cells of the pressure stages are designed to be radially and axially open, opposite them are the correspondingly shaped side channels which completely cover the blade cells.
  • the first pressure stage is designed with only axially open blade cells 38a, 38'a.
  • the depth and arrangement of the vane cells of the various vane cell rings is selected in accordance with the required funding conditions, as is the one- or two-flow configuration of the various pressure levels.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine selbstansaugende Seitenkanalpumpe, die zur Erzeugung hoher Drücke bei gleichzeitig großer Saughöhe geeignet ist.
  • Zur Erzielung hoher Drücke eignen sich Seitenkanalpumpen, deren Schaufelzellen zumindest axial, zusätzlich oft auch radial offen sind und denen Seitenkanäle zugeordnet sind, welche die Öffnungen der Schaufelzellen ganz überdecken. Auf diese Weise ist eine optimale Energieübertragung durch Impulsaustausch von der schneller umlaufenden Schaufelflüssigkeit an den langsameren Volumenstrom im Seitenkanal möglich. Weiterhin achtet man zur Erzielung hoher Drücke darauf, daß der im Seitenkanal geförderte Volumenstrom beim Ein- und Austritt in bzw. aus dem Seitenkanal eine möglichst geringe Richtungsänderung erfährt. Hierfür führt man den Einlaß und insbesondere den Auslaß unmittelbar am Anfang bzw. Ende des Seitenkanales in Umfangsrichtung nach außen. Die Empfindlichkeit gegen Verunreinigungen des Fördermediums und der Druckverlust durch Einwärtsführung des Fördermediums kann hierdurch zwar vermindert bzw. vermieden werden, andererseits geht aber durch diese Maßnahme des unmittelbaren Anschlusses die Fähigkeit des Selbstansaugens der Seitenkanalpumpe verloren, da sich kein die angesaugte Luft verdrängender Flüssigkeitsring bilden kann, nachdem die in der Pumpe durch die Erstauffüllung vorhandene Flüssigkeit bei Wiederinbetriebnahme sofort abgeführt wird.
  • Es sind Sonderbauarten von Seitenkanalpumpen bekannt, bei denen die unmittelbaren Anschlüsse von Saug- und Druckstutzen durch seitliche, das heißt axial angeordnete Anschlüsse ersetzt sind, um einer unmittelbaren Selbstansaugfähigkeit nahezukommen. Durch diese Anordnung wird jedoch der Wirkungsgrad der Pumpe erheblich verschlechtert, die Ansaug- bzw. Entlüftungszeiten solcher Pumpen sind dennoch sehr lang.
  • Aus der US-A- 23 21 810 ist eine selbstansaugende Kreiselradpumpe bekannt, deren Rotor zwei Schaufelradkränze aufweist. Dem äußeren Schaufelradkranz liegt ein die Schaufelzellen ganz überdeckender Seitenkanal gegenüber, der unmittelbar mit der Drucköffnung der Pumpe verbunden ist. Dieser äußere Seitenkanal ist, wie bei Peripheralradpumpen allgemein bekannt, nur über einen Teil des Umfanges geführt und weist an seinem Eingangsende einen überströmkanal auf, der mit einem inneren, den inneren Schaufelzellen zugeordneten Gehäuseraum verbunden ist. Diese bekannte Pumpe weist zwar eine gewisse Fähigkeit zum Selbstansaugen auf, jedoch ist die mit dieser Anordnung erzielbare Saughöhe begrenzt. Darüber hinaus ist der erzielbare Druck am Pumpenauslaß relativ niedrig, da der äußeren Druckstufe nur ein geringer Druck vorgegeben wird.
  • Aus der DE-A-30 14 425 ist selbstansaugende Seitenkanalpumpe mit einem Gehäuse mit Eintrittsöffnung, Austritts-Öffnung und eingearbeiteten Seitenkanälen bekannt, die ein Laufrad mit Schaufelzellen aufweist, die in mindestens zwei koaxialen Schaufelzellenkränzen verschiedenen Durchmessers so angeordnet sind, daß ein Fördermedium zuerst zu den inneren, dann zu den äußeren Schaufelzellen gelangt. Der mit der Austrittsöffnung unmittelbar verbundene Seitenkanal überdeckt die ihm zugeordneten Schaufelzellen ganz und ist nur über einen Teil des Umfanges vorgesehen. Die Eintrittsöffnung des dem inneren Schaufelzellenkranz zugeordneten Seitenkanales ist im achsnahen Abschnitt angeordnet, wobei dieser Seitenkanal nach einer Übertrittsöffnung über einen auslaufenden Nachverdrängerkanal mit zugeordneter, achsnaher Austrittsöffnung fortgesetzt ist. Bei dieser Sonderausführung einer Seitenkanalpumpe sind die Schaufelzellen in einer zur Laufradnabe alternierenden Länge vorgesehen, so daß sich kürzere und längere Schaufelzellen in radialer Richtung gesehen abwechseln. Diesen alternierend langen Schaufelzellen steht ein im Querschnitt abnehmender Seitenkanal gegenüber, der an seinem Anfang die langen und die kurzen, an seinem Ende jedoch nur noch die kurzen Schaufelzellen überdeckt. Durch diese Konstruktion wird zwar die Luftförderung der Seitenkanalpumpe verbessert, jedoch sind die Ansaug- bzw. Entlüftungszeiten immer noch recht lang. Darüber hinaus führen die langen Ansaugzeiten, insbesondere bei langen Ansaugleitungen, zu einer Erwärmung die Defekte verursachen kann. Darüber hinaus wird durch die Erwärmung der Dampfdruck der für den Selbstansaugvorgang notwendigen Flüssigkeit innerhalb der Pumpe erhöht, was ein Sinken der tatsächlich erreichbaren Saughöhe nach sich zieht.
  • Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine unmittelbar selbst ansaugende Seitenkanalpumpe so auszubilden, daß eine hohe Energieübertragungszahl (Druckziffer) bei gutem Wirkungsgrad und Selbstansaugverhalten, das heißt kurzen Ansaug- bzw. Entlüftungszeiten erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß der/die mit der Eintrittsöffnung des Gehäuses verbundene(n) Seitenkanal/Seitenkanäle die ihm/ihnen zugeordneten Schaufelzellen in der Weise partiell überdeckt/überdecken, daß die nicht überdeckten, nämlich achsnahen Abschnitte der Schaufelzellen vom Gehäuse abgedichtet sind, wobei die Übertrittsöffnung(en) des/der dem/den inneren Schaufelkranz/kränzen zugeordneten Seitenkanales/Seitenkanäle im achsnahen Abschnitt angeordnet ist/sind.
  • Bei der vorliegenden Pumpe ist das Laufrad in einer Konstruktionseinheit sowohl mit sternförmig angeordneten Schaufelzellen, mit langen, von der Laufradnabe ausgehenden und sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schaufelzellen und mit mindestens einem im Durchmesser größeren, vorzugsweise doppelseitigen Schaufelzellenkranz mit axial oder axial und radial offenen Schaufelzellen und kurzen Schaufeln ausgebildet. Hierbei sind die sternförmigen inneren Schaufelzellen entweder in axialer Richtung nach beiden Seiten durchgehend offen, oder aber durch eine Mittelwand voneinander getrennt ausgebildet. Den Schaufelzellen gegenüber liegen Seitenkanäle jeweils mit einem Unterbrecher, welche die langen Schaufeln in Nabenrichtung nur zum Teil und die kurzen-Schaufelzellen ganz überdecken.
  • Der innere Schaufelkranz mit zugeordneten Seitenkanälen, der als Flüssigkeitsring - "Vorstufe" wirkt, ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe mehreren hintereinander geschalteten Pumpstufen aus Schaufelzellen und diese ganz überdeckenden Seitenkanälen mit Unterbrechern vorgeschaltet. Die nachfolgenden Schaufelkränze sind also stufenweise im Durchmesser größer werdend im Laufrad angeordnet, wodurch sich eine besonders kompakte Ausführung mit sehr großer Endförderhöhe und dennoch gutem Sauverhalten ergibt.
  • Die erfindungsgemäße Bauweise hat den Vorteil, daß durch die Vereinigung der Förderelemente einer unmittelbar selbst ansaugenden Flüssigkeitsring-Seitenkanalpumpe mit den Förderetementen eines in Wirkungsgrad und Druckziffer wesentlich besseren, jedoch nicht selbst ansaugenden Seitenkanalsystems in einer Konstruktionseinheit, eine besonders kompakte, materialsparende Hochdruckpumpe mit guten Selbstansaugeigenschaften und gutem Wirkungsgrad entsteab. Da alle Pumpelemente auf lediglich einem Laufrad angeordnet sind, ist die Justierung des Laufrades im Gehäuse bei weitem nicht so kritisch, wie bei den üblichen, zur Erzielung der hier erreichten Druckziffer mehrstufig ausgebildeteten Pumpen mit vorgeschalteter Saugstufe. Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Pumpe eine Verbesserung des Wirkungsgrades gegenüber herkömmlichen Pumpen insbesondere dadurch erreicht, daß die als Flüssigkeitsringpumpe arbeitende innere Seitenkanalpumpe in dieser mehrstufigen Ausführung als Zubringerpumpe den mit relativ geringer Strömungsgeschwindigkeit durch die Eintrittsöffnung im Gehäuse eintretenden Volumenstrom vorbeschleunigt in die mit größerer Umfangsgeschwindigkeit umlaufende nächste Stufe fördert. Auf diese Weise wird der sonst zu erheblichen Verlusten führende Beschleunigungsstoß beim Schaufeleintritt in die "Druckstufs" auf ein Minimum reduziert.
  • Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Pumpe ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert sind. Hierbei zeigt
    • Figur 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe entlang der Linie 1-1 aus Figur 2.
    • Figur 2 einen Querschnitt durch die Pumpe nach Figur 1 mit strichpunktiert angedeutetem Laufrad und strichliert gezeichnetem Überströmkanal,
    • Figur 3 eine Aufsicht auf das Laufrad nach den Figuren 1 und 2,
    • Figur 4 einen Schnitt durch das Laufrad nach Figur 3 entlang der Linie 11-11 aus Figur 3,
    • Figur 5 eine Aufsicht auf eines der Seitenkanalteile der Pumpe nach den Figuren 1 und 2,
    • Figur 6 einen Schnitt durch das Seitenkanalteil nach Figur 5 entlang der Linie III-III,
    • Figur 7 einen Längsschnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform mit einseitigem Innen-Zellenkranz und doppelseitiger Druckstufe,
    • Figur 8 einen Längsschnitt durch das Laufrad der Pumpe nach Figur 7 entlang der Linie IV-IV aus Figur 9,
    • Figur 9 eine Aufsicht auf das Laufrad der Pumpe nach Figur 8,
    • Figur 10 einen Längsschnitt einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Pumpe mit einseitiger Vorstufe und doppelseitiger Druckstufe,
    • Figur 11 einen Schnitt durch das Laufrad der Pumpe nach Figur 10 entlang der Linie V-V nach Figur 12,
    • Figur 12 eine Aufsicht auf das Laufrad der Pumpe nach Figur 11,
    • Figur 13 die Aufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Laufrades mit beidseitig offenen Schaufelzellen der Vorstufe und doppelseitigen, axial offenen Schaufelzellen der Druckstufe mit strichpunktiert angedeuteten Seitenkanälen und Ein-/Austrittsöffnungen,
    • Figur 14 einen Schnitt durch das Laufrad nach Figur 13 entlang der Linie VI-VI,
    • Figur 15 eine Aufsicht auf das Laufrad einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Pumpe mit doppelseitigen, durch eine Mittelwand getrennten Schaufelzellen der Vorstufe und mehreren nachfolgenden, doppelseitigen Druckstufen mit axial und radial offenen Schaufelzellen und strichpunktiert angedeuteten Seitenkanälen mit Ein-/Austrittsöffnungen,
    • Figur 16 einen Schnitt durch das Laufrad nach Figur 15 entlang der Linie VII-VII,
    • Figur 17 eine Aufsicht auf ein Laufrad einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Pumpe mit doppelseitigen, durch eine Mittelwand voneinander getrennten Schaufelzellen der Vorstufe und mehreren nachfolgenden, doppelseitigen Druckstufen mit axial und axial/radial offenen Schaufelzellen und strichpunktiert angedeuteten Seitenkanälen mit Ein-/Austrittsöffnungen, und
    • Figur 18 einen Schnitt durch das Laufrad nach Figur 17 entlang der Linie VIII-VIII.
  • Die in den Figuren 1 bis 6 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe zeigt eine doppelströmige Seitenkanalpumpe mit Flüssigkeitsring-Vorstufe und besteht aus einem Gehäuse 10 und einem Laufrad 32. Das Gehäuse 10 ist mehrteilig ausgebildet und besteht aus einem Gehäusering 11 mit Eintrittsöffnung 12 und Austrittsöffnung 13, einem stirnseitigen Gehäusedeckel 14, einem antriebsseitigen Lagerdeckel 15 und den beiden Seitenkanalteilen 16 und 16'.
  • In den Seitenkanalteilen 16 und 16' sind die Vorstufen-Seitenkanäle 17 und 17' die Vorstufen-Eintrittsöffnungen 18 und 18', die Vorstufenübertrittsöffnungen 19 und 19', Nachverdrängerkanäle 20 und 20' mit Entlüftungsbohrungen 21 und 21', Überleitungskanäle 22 und 22', Druckstufen-Seitenkanäle 23 und 23', Druckstufen-Eintrittsöffnungen 24 und 24', Druckstufenaustrittsöffnungen 25 und 25', sowie Unterbrecher 26 und 26' angeordnet.
  • Der Gehäusedeckel 14 und der Lagerdeckel 15 sind im Gehäusering 11 durch Rundschnurringe 27 abgedichtet und mit Gehäuseschrauben 42 mit dem Gehäusering 11 verschraubt.
  • Im Lagerdeckel 15 des Gehäuses 10 ist eine über Packungsringe 29 abgedichtete Welle 30 gelagert, die durch einen nicht dargestellten Antriebsmotor, beispielsweise einen Elektromotor, in Pfeilrichtung (Figur 2) in Drehung versetzt wird. Auf dem freien Ende der Welle 30 ist mittels einer Faßfeder 31 das Laufrad 32 befestigt.
  • Das zweistufe Laufrad 32 besteht aus sternförmig angeordneten Schaufelzellen 33, deren Schaufeln 34 zur Verstärkung einen dachförmigen Rücken aufweisen und die Laufrad-Vorstufe bilden, sowie aus den axial und radial offenen Schaufelkränzen 35 und 35', welche die Laufrad-Druckstufe bilden.
  • Die rotierenden Schaufelzellen 33 der Laufrad-Vorstufe bilden aus dem Flüssigkeitsinhalt in dem Gehäuse einen Flüssigkeitsring, der den ringförmigen Vorgtufen-Seitenkanat 17 füllt und gleichzeitig die Schaufelzellen 33 zum Laufradumfang abschließt. Wenn die umlaufenden Schaufelzellen in den Bereich des Seitenkanalanfanges gelangen, so wird durch die Fliehkraft ein Teil des zum Flüssigkeitsring gehörenden Schaufelzelleninhaltes in den Seitenkanal 17 gedrängt. Der Flüssigkeitsring entfernt sich somit von der Laufradnabe und saugt Luft durch die Vorstufen-Eintrittsöffnung 18 an. Durch die stetige Druckzunahme im Seitenkanal 17, bewirkt durch den Impulsaustausch zwischen dem Flüssigkeitsinhalt der Schaufelzellen 33 und dem Volumenstrom im Seitenkanal 17, wird Flüssigkeit aus dem Seitenkanal 17 in die Schaufelzellen 33 zurückgedrängt. Dadurch wird die im Nabenbereich der Schaufelzellen 33 eingeschlossene Luft verdichtet. Am Ende des Seitenkanales 17 wird durch einen in axialer Richtung flach auslaufenden Machverdränger 20 die Flüssigkeit zwangsläufig in die Schaufelzellen 33 zurückgedrängt, wodurch die verdichtete Luft durch die Entlüftungsbohrung 21 gedrückt wird.
  • Die Luftförderung, das heißt der Selbstansaugvorgang, hält so lange an, bis die Saugleitung und das Pumpeninnere entlüftet sind. Bei der sich unmittelbar anschließenden Flüssigkeitsförderung erfährt der durch die Eintrittsöffnung 12 im Gehäuse 10 und die Vorstufen-Eintrittsöffnung 18 in den Vorstufen-Seitenkanal 17 eintretende Volumenstrom eine Energieübertragung durch Impulsaustausch zwischen der sich aus den Schaufelzellen 33 durch Fliehkraft ausgebildeten Zirkulationsströmung höheren Energiezustand und dem Volumenstrom geringeren Energiezustandes im Seitenkanal 17. Das Fördermedium durchströmt den Seitenkanal 17 vom Seitenkanalanfang bis zu seiner Übertrittsöffnung 19 und gelangt durch den Überleitungskanal 22 in die Eintrittsöffnung 24 und somit in den Druckstufen-Seitenkanal 23. Beim Durchströmen des Druckstufen-Seitenkanales 23 tritt eine weitere Energiezufuhr bzw. Drucksteigerung durch Impulsaustausch zwischen den Schaufelzellen 38 und dem Volumenstrom im Seitenkanal 23 ein. Am Ende geht der Seitenkanal 23 unmittelbar in die angeschlossene Austrittsöffnung 25 im Gehäuse 10 über, so daß der Volumenstrom keine abrupte Richtungsänderung erfährt.
  • In den Figuren 7 bis 9 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe dargestellt. Bei dieser Pumpe sind die Vorstufen-Förderzellen 33 des Laufrades 32 einseitig, das heißt einströmig, und in axialer Richtung offen angeordnet. Der Druckausgleich zwischen beiden Seiten des Laufrades 32 erfolgt durch Druckausgleichsbohrungen 40, die lediglich in einem Teil der Schaufelzellen 33 angebracht sind. Bei dieser Ausführungsform sind die inneren Schaufeln 34 mit der Laufradstirnfläche fluchtend bzw. bündig angeordnet, wie dies auch bei der Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 6 gezeigt wurde.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe stehen, wie in Figur 10 gezeigt, die inneren Schaufeln 34 vom Laufrad 32, mit dem sie einstückig verbunden sind, hervor und sind sowohl in axialer, als auch in radialer Richtung offen. Der ihnen zugeordnete Seitenkanal umfaßt dementsprechend die inneren Schaufelzellen in radialer Richtung teilweise, in axialer Richtung ganz. Auf diese Weise ist eine weitere . Steigerung des Wirkungsgrades der Pumpe erzielbar. Im vorliegenden Fall ist die innere Stufe zwar nur einströmig ausgebildet, eine zweiströmige Ausbildung ist jedoch ebenso möglich.
  • Weitere Details des Laufrades gehen aus den Figuren 11 und 12 hervor, in denen auch die dachförmigen Versteifungen der inneren Schaufeln 34 gezeigt sind.
  • In den Figuren 13 und 14 ist das Laufrad einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe gezeigt. Hierbei sind die inneren Schaufelzellen 33 beidseitig offen ausgeführt, ihnen legen beidseitig Seitenkanäle gegenüber. Die nachfolgende Druckstufe wird durch die Schaufelzellen 38 und 38' mit zugeordneten Seitenkanälen gebildet, wobei diese äußeren Schaufelzellen 38 und 38' lediglich in axialer Richtung offen sind.
  • In den Figuren 15 bis 18 sind weitere bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpe anhand ihrer Laufräder gezeigt. Das Laufrad nach den Figuren 15 und 16 weist durch eine Mittelwand 36 getrennte innere Schaufelzellen 33 und 33' auf, die mit dem Laufrad 32-bündig abschließen. Den inneren Schaufelzellen 33 und 33' sind zwei weitere, ebenfalls in Reihe geschaltete Druckstufen 38a, 38b bzw. 38'a, 38'b nachgeschaltet. Die Schaufelzellen der Druckstufen sind hierbei radial und axial offen ausgebildet, ihnen gegenüber sind die entsprechend geformten, die Schaufelzellen ganz überdeckenden Seitenkanäle angeordnet. Bei der Ausführungsform der Pumpe nach den Figuren 17 und 18 ist zum Unterschied der vorher beschriebenen Ausführungsform die erste Druckstufe mit lediglich axial offenen Schaufelzellen 38a, 38'a ausgebildet.
  • Die Tiefe und Anordnung der Schaufelzellen der verschiedenen Schaufelzellenkränze wird jeweils den geforderten Förderbedingungen entsprechend gewählt, ebenso die ein- bzw. zweiströmige Ausbildung der verschiedenen Druckstufen.

Claims (7)

1. Selbstansaugende Seitenkanalpumpe mit einem Gehäuse mit Eintrittsöffnung (12), Austrittsöffnung (13) und eingearbeiteten Seitenkanälen, mit mindestens einem Laufrad (32) mit Schaufelzellen, die in mindestens zwei koaxialen Schaufelzellenkränzen verschiedenen Durchmessers so angeordnet sind, daß ein Fördermedium zuerst zu den inneren, dann zu den äußeren Schaufelzellen gelangt, wobei der/die mit der Austrittsöffnung unmittelbar verbundene(n) Seitenkanal/Seitenkanäle die ihm/ihnen zugeordneten Schaufelzellen ganz überdeckt/überdecken und dieser/diese Seitenkanal/Seitenkanäle (17,17') nur über einen Teil des Umfanges vorgesehen ist/sind,wobei die Eintrittsöffnung(en) des/der dem/den inneren Schaufelkranz/kränzen zugeordneten Seitenkanales/Seitenkanäle im achsnahen Abschnitt angeordnet ist/sind und dieser/diese Seitenkanal/Seitenkanäle (17,17') nach (einer) Übertrittsöffnung(en) (19,19') über (einen) auslaufende(n) Machverdrängerkanal/-kanäle (20,21') fortgesetzt ist/ sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der/die mit der Eintrittsöffnung (12) des Gehäuses verbundene(n) Seitenkanal/Seitenkanäle (17,17') die ihm/ihnen zugeordneten Schaufelzellen (33,33') in der Weise partiell überdeckt/überdecken, daß die nicht überdeckten, nämlich achsnahen Abschnitte der Schaufelzellen (33,33') vom Gehäuse (16,16') abgedichtet sind, wobei die Übertrittsöffnung(en) (19,19') des/der dem/den inneren Schaufelzellenkranz/-kränzen (33,33,) zugeordneten Seitenkanales/Seitenkanäle (17,17') im achsnahen Abschnitt angeordnet ist/sind.
2. Seitenkanalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die achsnahen Schaufelzellen (33) in axialer Richtung durch das Laufrad (32) hindurchführen.
3. Seitenkanalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die achsnahen Schaufelzellen (33, 33') durch eine Wand (36, 37) des Laufrades (32) in axialer Richtung einseitig abgeschlossen sind, wobei die Wand (36, 37) vorzugsweise durch einige Druckausgleichsbohrungen (40) durchbrochen ist.
4. Seitenkanalpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die achsnahen Schaufelzellen (33, 33') mit dem Laufrad (32) in axialer Richtung bündig abschließen.
5. Seitenkanalpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die achsnahen Schaufelzellen (33) in axialer Richtung vom Laufrad (32) stufenförmig vorspringend angeordnet und in axialer und radialer Richtung offen sind.
6. Seitenkanalpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den achsnahen Schaufelzellen (33, 33') mit Seitenkanäfen (17, 17') mehrere stufenweise im Durchmesser größer werdende, vorzugsweise doppelseitige Druckstufen mit Schaufelzellen 38a, 38'a, 38b, 38'b) mit den entsprechenden sie ganz überdeckenden Seitenkanälen (23a, 23b, 23'a, 23'b) in Reihe nachgeschaltet sind.
7. Seitenkanalpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Schaufelzellen (38, 38', 38a, 38b, 38'a, 38'b) radial, ggf. zusätzlich axial offen sind.
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