EP0623752A1 - Centrifugal pump impeller - Google Patents

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EP0623752A1
EP0623752A1 EP94104842A EP94104842A EP0623752A1 EP 0623752 A1 EP0623752 A1 EP 0623752A1 EP 94104842 A EP94104842 A EP 94104842A EP 94104842 A EP94104842 A EP 94104842A EP 0623752 A1 EP0623752 A1 EP 0623752A1
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EP
European Patent Office
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blade
impeller
centrifugal pump
blades
pump impeller
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EP94104842A
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German (de)
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EP0623752B1 (en
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Sönke Dr. Brodersen
Peter Hergt
Wolfgang Metzinger
Paul Krieger
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KSB AG
Original Assignee
KSB AG
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/24Vanes
    • F04D29/242Geometry, shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2261Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
    • F04D29/2294Rotors specially for centrifugal pumps with special measures for protection, e.g. against abrasion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/20Rotors
    • F05D2240/30Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/303Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the leading edge of a rotor blade

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal pump impeller for conveying liquids containing solids.
  • the invention is based on the problem of developing a measure which prolongs the service life of the pump for the centrifugal pump impellers used for the conveyance of liquids, in which hydroabrasive wear is to be expected.
  • An embodiment of the invention provides for this that the transitions of the blade beginnings from the impeller cover disks to the blades take the form of arcs or straight lines with gradients of 0 ° to a maximum of 30 °. Due to the flat rise provided in the area of the middle blade area or the flat transition from the impeller cover disks into the blade tips, a constant increase in speed is brought about in the area of the blade leading edge. This prevents the occurrence of a backflow and thus the formation of a swirl field, which can destroy the cover disks and the blade leading edges.
  • the flat transition in the plane of the middle blade surface from the cover disks into the blade tips can be carried out by material application and / or material removal.
  • material application and material removal used here are not used in a restrictive and objective manner, but describe the form of change of the invention compared to what is known up to now. In this sense, this also applies to cast, sprayed or similarly made impellers, in which a complete impeller is produced in one operation.
  • the impeller model or impeller shape which is then used already has the design which ensures the contours according to the invention.
  • the use of the terms material application or material removal refers to the general structural change of a previous blade or contour compared to the new one.
  • the measure comparable to material removal predominantly in the area of the impeller cover disk, enables the flat transition in the area of the middle blade area to the beginning of the blade.
  • the same effect can be achieved by the measure in the corners between the impeller cover disk and the beginning of the blade, which is comparable to a material application.
  • these measures should always be carried out in an extension of the middle blade area beyond the beginning of the blade.
  • the measures result in a new course of the blade starts on the impeller cover disk side. To a certain extent, the blade beginnings in the edge area on the impeller cover disc side are clearly drawn forward.
  • the configurations described in claims 3 to 5 indicate the orders of magnitude of the transitions or material removal.
  • the initial blade thickness is to be understood as the blade thickness that can be measured at the beginning of the blade according to the rounding radius between the suction and pressure sides of the blade. Practical tests have shown that if these values are switched on, the formation of vortices which damage the cover disks and the beginning of the blades can be prevented.
  • Another solution to the problem provides that in the area of the impeller inlet diameter and the impeller cover disk on the suction side, the blade tips protrude from the impeller with rounded blade tips.
  • the blade tip which usually protrudes in the area of the impeller cover disk on the suction side, has a rounded tip. This influences the flow before entering the impeller, and the formation of a vortex field within the impeller and in front of the beginning of the blade can be effectively prevented.
  • the centrifugal pump shown in Fig. 1 for conveying media containing solids is of a single-stage design.
  • An impeller 2 is shown within a housing 1, the blades 3 of which are shown in the meridian section and projected into the sectional plane are arranged between the suction-side impeller cover plate 4 and the pressure-side impeller cover plate 5.
  • the latter is also known under the term support disc.
  • the blade tips 6 extend between the two cover disks.
  • the inlet cross section of the impeller is limited by the impeller end face 2.1.
  • Fig. 2 shows a flat development of a blade, the section of which runs through the middle blade surface.
  • material accumulations 8, 9 of the blade 3 are preceded. Seen in the direction of flow, the transition from the impeller cover disks 4, 5 into the material accumulations 8, 9 acting as an advanced blade leading edge occurs at a very flat angle ⁇ in this plane.
  • the radius of this arc is equal to or greater than that 2.5 times the initial blade thickness D.
  • the initial blade thickness D is predominantly constant here, but can initially rise over a short distance in the initial area, which is shown as a circular arc in FIGS. 3 and 4, for other contours, such as ellipses.
  • Decisive for the transition radius R shown in FIG. 2 from the impeller cover plate to the beginning of the blade 6 is the blade thickness which can be measured at the beginning of the blade; 3 and 4, therefore, the diameter of the semicircle at the character I. This applies if the blade surfaces are arranged perpendicular to the cover disks.
  • the blade surfaces are arranged inclined at an angle to the cover disks, then the blade thickness D that results from a cut running parallel to the impeller cover disk surface is decisive.
  • the radius R which has a flat increase, also increases.
  • FIG. 3 shows a top view of the blade 3 of FIG. 2 cut according to the lines I-I to IV-IV.
  • This is a blade with a small transition radius between the blade and the cover plate in the area of the blade channels.
  • the lines marked in this illustration with the characters I to IV are comparable in their function with contour lines.
  • the dash-dotted line 11 corresponds to the plane of the middle blade surface, the blade thickness of the blade tips 6 was marked with D.
  • FIG. 4 shows an embodiment in which the blade 3 merges directly into the cover plate without a radius of rounding.
  • FIG 5 shows an embodiment in which a flat transition 13 in the plane of the middle blade surface to the blade tips 6 takes place both by a material removal 12 in the area of the cover disks 4, 5 and by a material application 8, 9 at the blade tips 6 .
  • the section lines I to IV shown here run parallel to the cover plate. This course of the cutting line results in a blade contour corresponding to a height profile, as was shown in FIGS. 3 and 4.
  • the material removal 12 carried out on the cover disks should be at least twice greater than the initial blade thickness D. In this illustration, the material removal 12 extends into the blade channel. With an appropriate design of the blade transition to the cover plate, the expansion can also end before the blade starts and leave the blade channels unaffected.
  • FIG. 6 shows a blade tip (14) which is drawn forward beyond the impeller end face 2.1 in the area of the suction-side impeller cover disk 4. In the area of the impeller cover disk 5 on the pressure side, the flat rise into the blade tips 6 already discussed above is shown.

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Abstract

The invention relates to the inlet edges (suction edges) of blades of centrifugal-pump impellers which deliver solids-containing media. In the plane of the central blade face there is, upstream of the inlet edges of the blades, a very flat transition from the impeller backdisks to the inlet edges of the blades. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Kreiselpumpenlaufrad zur Förderung feststoffhaltiger Flüssigkeiten.The invention relates to a centrifugal pump impeller for conveying liquids containing solids.

Bei Kreiselpumpen zur Förderung von Flüssigkeiten die mit festen Bestandteilen wie z.B. Sand oder ähnlichen Verunreinigungen versetzt sind, tritt hydroabrasiver Verschleiß auf. Dieser beeinträchtigt nicht nur die Lebensdauer, sondern auch die Betriebssicherheit der Pumpe in entscheidendem Maße. Beim Einsatz derartiger Pumpen wurde beobachtet, daß ein sehr starker lokaler Materialabtrag an den Laufrädern die Lebensdauer der gesamten Pumpe nicht nur einschränken, sondern sogar zu einem plötzlichen Ausfall des gesamten Aggregates führen kann. Der Abtrag ist dabei abhängig von der Pumpenbauart, deren geometrischen Besonderheiten und den Einsatzgebieten der Pumpe. Es ist bekannt, zur Reduzierung der Verschleißerscheinungen besonders dicke Wandstärken vorzusehen, um mit Hilfe eines Zulässigen Materialabtrages die Lebensdauer zu verlängern. Andere Maßnahmen sehen eine Panzerung der Schaufelanfänge vor, um damit die Widerstandsfähigkeit gegenüber den verschleißenden Teilen zu erhöhen.In centrifugal pumps for pumping liquids containing solid components such as If there is sand or similar contaminants, hydroabrasive wear occurs. This not only significantly affects the service life, but also the operational safety of the pump. When using such pumps, it was observed that a very strong local material removal on the impellers not only limit the life of the entire pump, but can even lead to a sudden failure of the entire unit. The removal depends on the type of pump, its geometric characteristics and the areas of application of the pump. It is known to provide particularly thick wall thicknesses in order to reduce the signs of wear in order to extend the service life with the aid of a permissible material removal. Other measures include armoring the blade tips in order to increase the resistance to the wearing parts.

Im Aufsatz von M.L. Lenhard "Gegenüberstellung von Ganzmetallpumpen zu Pumpen mit auswechselbaren Elastomerschalen als Umwälzpumpen von Kalksteinsuspensionen in Rauchgasentschwefelungsanlagen", veröffentlicht im Sammelband VGB-Konferenz, Kraftwerkskomponenten, 1986, sind beispielhaft derart beanspruchte Kreiselpumpen beschrieben. In dem Aufsatz ist in Bild 4 eine Gestaltung eines Laufradeintrittsbereiches gezeigt. Dieser sieht im Meridianschnitt einen Verlauf ohne Störstellen vor. Das als Gußkonstruktion ausgebildete und im Meridianschnitt dargestellte Laufrad weist im Übergang zwischen Schaufeln und Laufraddeckscheiben bekannte, gußtechnisch bedingte Übergangsradien auf.In the essay by ML Lenhard "Comparison of all-metal pumps with pumps with interchangeable elastomer shells as circulation pumps of limestone suspensions in flue gas desulfurization plants", published in the anthology VGB conference, power plant components, 1986, exemplary described centrifugal pumps are described. A design of an impeller inlet area is shown in the attachment in Figure 4. This sees a course without in the meridian section Defects. The impeller, which is designed as a cast construction and is shown in the meridian section, has known transition technology radii in the transition between blades and impeller cover disks.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, für die zur Förderung von Flüssigkeiten benutzten Kreiselpumpenlaufräder, bei denen mit einem hydroabrasiven Verschleiß zu rechnen ist, eine die Lebensdauer der Pumpe entscheidend verlängernde Maßnahme zu entwickeln.The invention is based on the problem of developing a measure which prolongs the service life of the pump for the centrifugal pump impellers used for the conveyance of liquids, in which hydroabrasive wear is to be expected.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1. Mittels dieser Maßnahme wurde erreicht, daß die Lebensdauer eines derartigen Laufrades um ein Vielfaches erhöht werden konnte. Durch den in der Ebene der mittleren Schaufelfläche erfolgenden flachen Übergang bzw. den flachen Anstieg zwischen Laufraddeckscheibe und Schaufelanfang wird die Voraussetzung geschaffen, daß ein in diesem Bereich auftretendes und den Verschleiß verursachendes Wirbelfeld minimiert oder am Entstehen gehindert wird. Somit wird einem Wirbelfeld mit den darin befindlichen Feststoffteilchen die Möglichkeit genommen, einen Materialabtrag zu erzeugen.This object is achieved according to the characterizing part of claim 1. By means of this measure it was achieved that the service life of such an impeller could be increased many times over. Due to the flat transition in the plane of the middle blade surface or the flat rise between the impeller cover and the beginning of the blade, the prerequisite is created that a vortex field occurring in this area and causing wear is minimized or prevented from occurring. In this way, a vortex field with the solid particles contained therein is deprived of the possibility of generating material removal.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht hierzu vor, daß die Übergänge der Schaufelanfänge von den Laufraddeckscheiben zu den Schaufeln als Bögen oder Geraden mit Steigungen von 0° bis maximal 30° erfolgen. Aufgrund des im Bereich der mittleren Schaufelfläche vorgesehenen flachen Anstiegs oder der flachen Überleitung von den Laufraddeckscheiben in die Schaufelanfänge wird im Bereich der Schaufelanströmkante eine stetige Geschwindigkeitszunahme bewirkt. Dies verhindert die Entstehung einer Rückströmung und damit die Ausbildung eines Wirbelfeldes, welches die Deckscheiben und die Schaufeleintrittskanten zerstören kann.An embodiment of the invention provides for this that the transitions of the blade beginnings from the impeller cover disks to the blades take the form of arcs or straight lines with gradients of 0 ° to a maximum of 30 °. Due to the flat rise provided in the area of the middle blade area or the flat transition from the impeller cover disks into the blade tips, a constant increase in speed is brought about in the area of the blade leading edge. This prevents the occurrence of a backflow and thus the formation of a swirl field, which can destroy the cover disks and the blade leading edges.

Der flache Übergang in der Ebene der mittleren Schaufelfläche von den Deckscheiben in die Schaufelanfänge kann durch Materialauftrag und/oder Materialabtrag erfolgen. Grundsätzlich gilt jedoch für die gesamte Anmeldung, daß die hier benutzten Begriffe Materialauftrag sowie Materialabtrag nicht in einschränkender und gegenständlicher Art verwendet werden, sondern sie beschreiben die Veränderungsform der Erfindung gegenüber dem bisher Bekannten. In diesem Sinne gilt dies auch für gegossene, gespritzte oder ähnlich erstellte Laufräder, bei denen in einem Arbeitsgang ein komplettes Laufrad erzeugt wird. Das dann Anwendung findende Laufradmodell oder die Laufradform verfügt bereits über die Gestaltung, die die erfindungsgemäßen Konturen gewährleistet. In den nachstehenden Ausführungen bezieht sich die Verwendung der Begriffe Materialauftrag bzw. Materialabtrag also auf die allgemeine konstruktive Veränderung einer bisherigen Schaufel bzw. Kontur gegenüber dem Neuen. Durch die einem Materialabtrag vergleichbare Maßnahme, vorwiegend im Laufraddeckscheibenbereich, wird der flache Übergang im Bereich der mittleren Schaufelfläche auf die Schaufelanfänge ermöglicht. Durch die einem Materialauftrag vergleichbare Maßnahme in den Ecken zwischen Laufraddeckscheibe und Schaufelanfang kann der gleiche Effekt erzielt werden. Diese Maßnahmen sollten aber immer in Verlängerung der mittleren Schaufelfläche über die Schaufelanfänge hinaus erfolgen. Gegenüber dem bisherigen oder ursprünglichen Verlauf der Schaufelanfänge bewirken die Maßnahmen einen neuen Verlauf der laufraddeckscheibenseitigen Schaufelanfänge. Gewissermaßen sind die Schaufelanfänge im laufraddeckscheibenseitigen Randbereich deutlich nach vorne gezogen.The flat transition in the plane of the middle blade surface from the cover disks into the blade tips can be carried out by material application and / or material removal. In principle, however, it applies to the entire application that the terms material application and material removal used here are not used in a restrictive and objective manner, but describe the form of change of the invention compared to what is known up to now. In this sense, this also applies to cast, sprayed or similarly made impellers, in which a complete impeller is produced in one operation. The impeller model or impeller shape which is then used already has the design which ensures the contours according to the invention. In the explanations below, the use of the terms material application or material removal refers to the general structural change of a previous blade or contour compared to the new one. The measure comparable to material removal, predominantly in the area of the impeller cover disk, enables the flat transition in the area of the middle blade area to the beginning of the blade. The same effect can be achieved by the measure in the corners between the impeller cover disk and the beginning of the blade, which is comparable to a material application. However, these measures should always be carried out in an extension of the middle blade area beyond the beginning of the blade. Compared to the previous or original course of the blade starts, the measures result in a new course of the blade starts on the impeller cover disk side. To a certain extent, the blade beginnings in the edge area on the impeller cover disc side are clearly drawn forward.

Der gleiche Effekt wird auch durch die einem Materialabtrag entsprechende Maßnahme an den Deckscheiben im Bereich der Schaufelanfänge bewirkt. Dies kann sowohl vor den Schaufeln in den Deckscheiben stattfinden, als auch bei einer kombinierten Lösung, d.h. Materialanhäufung und Materialabtrag, durch einen weiteren deckscheibenseitigen Materialabtrag im Bereich der Schaufelanfänge.The same effect is also brought about by the measure corresponding to material removal on the cover disks in the area of the blade tips. This can take place in front of the blades in the cover disks as well as with a combined one Solution, ie material accumulation and material removal, by a further material removal on the cover plate side in the area of the blade tips.

Die in den Ansprüchen 3 bis 5 beschriebenen Ausgestaltungen geben die Größenordnungen der Übergänge bzw. Materialabträge an. Als anfängliche Schaufelstärke ist diejenige Schaufelstärke zu verstehen, die am Schaufelanfang nach dem Abrundungsradius zwischen Schaufelsaug- und -druckseite meßbar ist. Praktische Versuche haben gezeigt, daß bei Einschaltung dieser Werte eine Entstehung von die Deckscheiben und Schaufelanfänge schädigenden Wirbeln verhindert werden kann.The configurations described in claims 3 to 5 indicate the orders of magnitude of the transitions or material removal. The initial blade thickness is to be understood as the blade thickness that can be measured at the beginning of the blade according to the rounding radius between the suction and pressure sides of the blade. Practical tests have shown that if these values are switched on, the formation of vortices which damage the cover disks and the beginning of the blades can be prevented.

Eine andere Lösung der Aufgabe sieht vor, daß im Bereich des Laufradeintrittsdurchmessers und der saugseitigen Laufraddeckscheibe die Schaufelanfänge mit abgerundeten Schaufelspitzen aus dem Laufrad herausragen. Die gewöhnlich im Bereich der saugseitigen Laufraddeckscheibe hervorstehende Schaufelspitze weist hierbei eine abgerundete Spitze auf. Damit wird die Strömung vor dem Eintritt in das Laufrad beeinflußt, und die Bildung eines Verschleiß erzeugenden Wirbelfeldes innerhalb des Laufrades und vor den Schaufelanfängen kann somit wirkungsvoll verhindert werden.Another solution to the problem provides that in the area of the impeller inlet diameter and the impeller cover disk on the suction side, the blade tips protrude from the impeller with rounded blade tips. The blade tip, which usually protrudes in the area of the impeller cover disk on the suction side, has a rounded tip. This influences the flow before entering the impeller, and the formation of a vortex field within the impeller and in front of the beginning of the blade can be effectively prevented.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen die

Fig. 1
einen Schnitt durch ein Kreiselpumpengehäuse, die
Fig. 2
die Abwicklung einer im Bereich ihrer mittleren Schaufelfläche geschnittenen und mit Materialanhäufungen versehene Schaufel, die
Fig. 3 und 4
Schnitte durch die Abwicklung gemäß Fig. 2, die
Fig. 5
eine Abwicklung einer im Bereich ihrer mittleren Schaufelfläche geschnittenen Schaufel, wobei ein Materialabtrag im Übergang zwischen Deckscheibe und Schaufel erfolgt und die
Fig. 6
eine Abwicklung einer im Bereich ihrer mittleren Schaufelfläche geschnittenen Schaufel, deren Schaufelspitze aus dem Laufrad herausragt.
Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below. They show
Fig. 1
a section through a centrifugal pump housing, the
Fig. 2
the development of a blade cut in the area of its central blade surface and provided with material accumulations, the
3 and 4
Cuts through the development of FIG. 2, the
Fig. 5
a development of a blade cut in the area of its middle blade surface, material being removed in the transition between the cover disk and blade and the
Fig. 6
a development of a blade cut in the area of its middle blade surface, the blade tip of which protrudes from the impeller.

Die in Fig. 1 gezeigte Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien ist einstufiger Bauart. Innerhalb eines Gehäuses 1 ist ein Laufrad 2 dargestellt, dessen im Meridianschnitt abgebildeten, in die Schnittebene projezierten Schaufeln 3 zwischen der saugseitigen Laufraddeckscheibe 4 und der druckseitigen Laufraddeckscheibe 5 angeordnet sind. Letztere ist auch unter dem Begriff Tragscheibe bekannt. Die Schaufelanfänge 6 erstrecken sich zwischen den beiden Deckscheiben. Der Eintrittsquerschnitt des Laufrades wird durch die Laufradstirnfläche 2.1 begrenzt.The centrifugal pump shown in Fig. 1 for conveying media containing solids is of a single-stage design. An impeller 2 is shown within a housing 1, the blades 3 of which are shown in the meridian section and projected into the sectional plane are arranged between the suction-side impeller cover plate 4 and the pressure-side impeller cover plate 5. The latter is also known under the term support disc. The blade tips 6 extend between the two cover disks. The inlet cross section of the impeller is limited by the impeller end face 2.1.

Die Fig. 2 zeigt eine ebene Abwicklung einer Schaufel, deren Schnitt durch die mittlere Schaufelfläche verläuft. In Verlängerung dieser mittleren Schaufelfläche über die Schaufelanfänge 6 hinaus - oder bei der hier zweidimensionalen Darstellung anders ausgedrückt - über die linienförmige Schaufelanströmkante 6 hinaus, sind Materialanhäufungen 8, 9 der Schaufel 3 vorangestellt. In Strömungsrichtung gesehen erfolgt in dieser Ebene der Übergang von den Laufraddeckscheiben 4, 5 in die als vorgezogene Schaufelanströmkante wirkende Materialanhäufungen 8, 9 unter einem sehr flachen Winkel α.Fig. 2 shows a flat development of a blade, the section of which runs through the middle blade surface. In an extension of this middle blade area beyond the blade beginnings 6 - or in the two-dimensional representation here expressed differently - beyond the linear blade leading edge 6, material accumulations 8, 9 of the blade 3 are preceded. Seen in the direction of flow, the transition from the impeller cover disks 4, 5 into the material accumulations 8, 9 acting as an advanced blade leading edge occurs at a very flat angle α in this plane.

Bei Verwendung eines bogenförmigen Überganges von der Laufraddeckscheibe in die Schaufel, beispielsweise als Kreisbogen, ist der Radius dieses Bogens gleich oder größer als das 2,5fache der anfänglichen Schaufelstärke D. Die anfängliche Schaufelstärke D ist hierbei überwiegend konstant, kann jedoch im anfänglichen Bereich, der in Fig. 3 und 4 als Kreisbogen dargestellt ist, bei anderen Konturen, wie beispielsweise Ellipsen, über einen kurzen Weg zunächst ansteigen. Maßgeblich für den in Fig. 2 dargestellten Übergangsradius R von der Laufraddeckscheibe zum Schaufelanfang 6 ist die am Schaufelanfang meßbare Schaufelstärke; in Fig. 3 und 4 also der Durchmesser des Halbkreises beim Zeichen I. Dies gilt, wenn die Schaufelflächen senkrecht zu den Deckscheiben angeordnet sind. Sind die Schaufelflächen zu den Deckscheiben unter einem Winkel geneigt angeordnet, dann ist diejenige Schaufelstärke D maßgebend, die aus einem zur Laufraddeckscheibenoberfläche parallel verlaufenden Schnitt resultiert. Mit gegenüber den Laufraddeckscheiben zunehmender Schrägstellung der Schaufeln vergrößert sich auch der einen flachen Anstieg bekommende Radius R.When using an arcuate transition from the impeller cover disk to the blade, for example as a circular arc, the radius of this arc is equal to or greater than that 2.5 times the initial blade thickness D. The initial blade thickness D is predominantly constant here, but can initially rise over a short distance in the initial area, which is shown as a circular arc in FIGS. 3 and 4, for other contours, such as ellipses. Decisive for the transition radius R shown in FIG. 2 from the impeller cover plate to the beginning of the blade 6 is the blade thickness which can be measured at the beginning of the blade; 3 and 4, therefore, the diameter of the semicircle at the character I. This applies if the blade surfaces are arranged perpendicular to the cover disks. If the blade surfaces are arranged inclined at an angle to the cover disks, then the blade thickness D that results from a cut running parallel to the impeller cover disk surface is decisive. With increasing inclination of the blades compared to the impeller cover disks, the radius R, which has a flat increase, also increases.

Wird dagegen als andere Übergangsform eine Gerade verwendet, dann darf deren Anstieg in ihrem Anfangspunkt höchstens 30° betragen. Stärkere Winkel würden die Zuströmung stören und die Entstehung von materialabtragenden Wirbeln verursachen. Der Übergang von der Geraden in den Schaufelanfang 6 erfolgt dann in flacher Form, wobei das obengenannte Verhältnis für den Radius in Bezug auf die Anfangsschaufelstärke D auch hier gilt.If, on the other hand, a straight line is used as another transition form, then its slope may not exceed 30 ° at its starting point. Stronger angles would disrupt the inflow and cause material-removing vortices to form. The transition from the straight line to the beginning of the blade 6 then takes place in a flat form, the above-mentioned ratio for the radius in relation to the initial blade thickness D also being valid here.

Die in der Fig. 2 aus Übersichtlichkeitsgründen nur einseitig dargestellte gestrichelte Linie 10 - sie existiert auch im Bereich der saugseitigen Laufraddeckscheibe 4 - zeigt den üblichen und bisher benutzten Verlauf der Schaufelanströmkante 6 mit gußtechnisch bedingten kleinen Übergangsradien zwischen der Schaufel 3 und den Deckscheiben 4, 5.The dashed line 10 shown in FIG. 2 for clarity only - it also exists in the area of the impeller cover disc 4 on the suction side - shows the usual and previously used profile of the leading edge 6 of the blade, with casting-related small transition radii between the blade 3 and the cover discs 4, 5 .

In der Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die gemäß der Linien I-I bis IV-IV geschnittene Schaufel 3 von Fig. 2 gezeigt. Hierbei handelt es sich um eine Schaufel, bei der im Bereich der Schaufelkanäle ein kleiner Übergangsradius zwischen Schaufel und Deckscheibe besteht. Die in dieser Darstellung mit den Zeichen I bis IV markierten Linien sind in ihrer Funktion mit Höhenlinien vergleichbar. Die strichpunktierte Linie 11 entspricht der Ebene der mittleren Schaufelfläche, die Schaufelstärke der Schaufelanfänge 6 wurde mit D gekennzeichnet.FIG. 3 shows a top view of the blade 3 of FIG. 2 cut according to the lines I-I to IV-IV. This is a blade with a small transition radius between the blade and the cover plate in the area of the blade channels. The lines marked in this illustration with the characters I to IV are comparable in their function with contour lines. The dash-dotted line 11 corresponds to the plane of the middle blade surface, the blade thickness of the blade tips 6 was marked with D.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Schaufel 3 ohne Abrundungsradius direkt in die Deckscheibe übergeht. Der in den Deckscheibenbereich vorgezogene Schaufelanfang 6 verfügt dann über eine konstante anfängliche Schaufelstärke D.4 shows an embodiment in which the blade 3 merges directly into the cover plate without a radius of rounding. The blade beginning 6, which is brought forward in the cover disk area, then has a constant initial blade thickness D.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der sowohl durch einen Materialabtrag 12 im Bereich der Deckscheiben 4, 5 als auch durch einen Materialauftrag 8, 9 an den Schaufelanfängen 6 ein flacher Übergang 13 in der Ebene der mittleren Schaufelfläche auf die Schaufelanfänge 6 stattfindet. Die hierbei gezeigten Schnittlinien I bis IV verlaufen parallel zur Deckscheibe. Durch diesen Verlauf der Schnittlinie ergibt sich eine, einem Höhenprofil entsprechende Schaufelkontur, wie sie in den Fig. 3 und 4 dargestellt wurde. Der an den Deckscheiben vorgenommene Materialabtrag 12 sollte mindestens zweimal größer sein als die anfängliche Schaufelstärke D. Der Materialabtrag 12 erstreckt sich in dieser Darstellung in den Schaufelkanal hinein. Bei entsprechender Ausbildung des Schaufelübergangs zur Deckscheibe kann die Erweiterung auch vor den Schaufelanfängen enden und die Schaufelkanäle unberührt lassen.5 shows an embodiment in which a flat transition 13 in the plane of the middle blade surface to the blade tips 6 takes place both by a material removal 12 in the area of the cover disks 4, 5 and by a material application 8, 9 at the blade tips 6 . The section lines I to IV shown here run parallel to the cover plate. This course of the cutting line results in a blade contour corresponding to a height profile, as was shown in FIGS. 3 and 4. The material removal 12 carried out on the cover disks should be at least twice greater than the initial blade thickness D. In this illustration, the material removal 12 extends into the blade channel. With an appropriate design of the blade transition to the cover plate, the expansion can also end before the blade starts and leave the blade channels unaffected.

Die Fig. 6 zeigt eine über die Laufradstirnfläche 2.1 hinaus nach vorne gezogene Schaufelspitze (14) im Bereich der saugseitigen Laufraddeckscheibe 4. Im Bereich der druckseitigen Laufraddeckscheibe 5 ist der vorstehend bereits behandelte flache Anstieg in die Schaufelanfänge 6 gezeigt.FIG. 6 shows a blade tip (14) which is drawn forward beyond the impeller end face 2.1 in the area of the suction-side impeller cover disk 4. In the area of the impeller cover disk 5 on the pressure side, the flat rise into the blade tips 6 already discussed above is shown.

Claims (7)

Kreiselpumpenlaufrad zur Förderung feststoffhaltiger Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß in Verlängerung der mittleren Schaufelfläche (11) über die Schaufelanströmkanten (6) hinaus die Übergänge zwischen den Schaufeln (3) und den Laufraddeckscheiben (4, 5) durch Materialanhäufungen (8, 9) und/oder Materialabträgen (12) entsprechenden Maßnahmen gebildet sind, derart, daß ein flacher Anstieg von den Laufraddeckscheiben (4, 5) zu den Schaufelanfängen (6) erfolgt.Centrifugal pump impeller for conveying liquids containing solids, characterized in that the transitions between the blades (3) and the impeller cover disks (4, 5) due to material accumulations (8, 9) and / in the extension of the middle blade surface (11) beyond the blade leading edges (6) or measures corresponding to material removal (12) are formed such that there is a flat rise from the impeller cover disks (4, 5) to the blade tips (6). Kreiselpumpenlaufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge der Schaufelanfänge (6) von den Laufraddeckscheiben (4, 5) zu den Schaufeln (3) als Bögen oder Geraden mit Steigungen von 0° bis maximal 30° erfolgen.Centrifugal pump impeller according to claim 1, characterized in that the transitions of the blade beginnings (6) from the impeller cover disks (4, 5) to the blades (3) take the form of arcs or straight lines with gradients of 0 ° to a maximum of 30 °. Kreiselpumpenlaufrad nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bogenförmige Übergang in die Schaufelanfänge (6) einen Radius (R) aufweist, der gleich oder größer als das 2,5fache der anfänglichen Schaufelstärke (D) der Schaufeln (3) ist.Centrifugal pump impeller according to claims 1 or 2, characterized in that the arcuate transition into the blade tips (6) has a radius (R) which is equal to or greater than 2.5 times the initial blade thickness (D) of the blades (3). Kreiselpumpenlaufrad nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt zwischen den Deckscheiben (4, 5) des Laufrades (2) zu den Schaufelanfängen (6) hin düsenförmig verengt.Centrifugal pump impeller according to claims 1 to 3, characterized in that the cross section between the cover disks (4, 5) of the impeller (2) narrows in a nozzle shape towards the blade tips (6). Kreiselpumpenlaufrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe eines Materialabtrages (12) an den Laufraddeckscheiben (4, 5) mindestens zweimal größer als die anfängliche Schaufelstärke (D) der Schaufeln (3) ist.Centrifugal pump impeller according to claim 4, characterized in that the depth of a material removal (12) on the impeller cover disks (4, 5) is at least twice greater than the initial blade thickness (D) of the blades (3). Kreiselpumpenlaufrad zur Förderung feststoffhaltiger Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Laufradeintrittsdurchmessers und der saugseitigen Laufraddeckscheibe (4) die Schaufelanfänge (6) mit abgerundeten Schaufelspitzen (14) aus dem Laufrad (2) herausragen.Centrifugal pump impeller for conveying liquids containing solids, characterized in that in the area of the impeller inlet diameter and the impeller cover disk (4) on the suction side, the blade tips (6) protrude from the impeller (2) with rounded blade tips (14). Kreiselpumpenlaufrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überstand der Schaufelspitzen (14) gegenüber der Laufradstirnfläche (2.1) maximal dem zweifachen der anfänglichen Schaufelstärke (D) entspricht.Centrifugal pump impeller according to claim 6, characterized in that the projection of the blade tips (14) with respect to the impeller end face (2.1) corresponds to a maximum of twice the initial blade thickness (D).
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