EP2699803B1 - Laufrad für kreiselpumpen - Google Patents

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EP2699803B1
EP2699803B1 EP12717260.9A EP12717260A EP2699803B1 EP 2699803 B1 EP2699803 B1 EP 2699803B1 EP 12717260 A EP12717260 A EP 12717260A EP 2699803 B1 EP2699803 B1 EP 2699803B1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/24—Vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2261—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
    • F04D29/2294—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures for protection, e.g. against abrasion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/24—Vanes
    • F04D29/242—Geometry, shape

Definitions

  • the invention relates to an impeller for centrifugal pumps with at least two blades for conveying media containing solids.
  • the DE 40 15 331 A1 describes an impeller with only one blade.
  • the bucket wheel produced by a casting process forms a channel between a front cover disk and a rear cover disk and a bucket, the cross section of which decreases from the inlet of the bucket wheel to the outlet.
  • the suction side forms a semicircle arranged concentrically to the axis of rotation on the first 180 ° of the angle of rotation.
  • the impeller is designed to prevent premature blistering and thus cavitation.
  • the blade head has a very large radius of curvature. This flattening prevents long-fiber components from attaching.
  • impellers with several blades are characterized by a higher degree of efficiency.
  • impellers also have special requirements with regard to preventing solid components from accumulating in the conveying path.
  • special measures must be taken to avoid blockages.
  • the suitability of these impellers for wastewater is checked, among other things, with the ball passage.
  • the ball passage describes the ability of the impellers to convey large solid bodies corresponding to a ball.
  • Centrifugal pumps with high specific speeds are increasingly used in wastewater technology.
  • the leading edges of the blades are flowed around from the pressure side to the suction side.
  • the stagnation point on the pressure side presses the fibers in the wastewater firmly onto the surface of the blades.
  • the high-speed area is followed by an area with a lower speed.
  • Dead water is created there. Fibers adhering to the leading edge tend to fill this dead water. Due to the flow around the fibers are pressed onto the blade contour, whereby the assignment of fibers can increase significantly.
  • the object of the present invention is to provide an impeller with a high degree of efficiency, in which deposits and the occurrence of cavitation are avoided.
  • the blade entry angle is: less than 0 °, the blade angle increasing in a first section until it reaches one Value of 0 ° reached, then increases in a second section up to a maximum value and decreases in a third section.
  • the blade angle at the inlet is less than 0 ° and then increases. This leads to a strong curvature of the blade contour.
  • the angular course ensures an even load on the entire blade surface.
  • the stagnation point of the flow shifts from the pressure side to the area of maximum curvature of the leading edge or even to the suction side. This reduces the load on the blade leading edge and the forces that press the fibers in the entry area.
  • a high-speed area forms on the suction side of the blades, which contributes to detachment of adhering fibers. After reaching a maximum value, the blade angle drops again.
  • the blade course shows an S-stroke.
  • the goal of the interpretation is; to reduce the load on the blade leading edge and the pressure-side dynamic pressure area.
  • the course of the blade profile according to the invention and thus the blade angle also achieves a further flow acceleration in partial load operation in the partial load area, as a result of which the separation area is kept small.
  • the point of highest flow speed is thus placed in the middle part of the blade suction side.
  • the blade angle remains constant in a subsequent fourth section.
  • the impeller has a constantly small blade angle in the radial area of the pump. The expansion of the return flow area on the pressure side is reduced by loading the suction side. The small blade outlet angle reduces the load at the blade end and reduces the area of the backflow area on the blade pressure side.
  • the blade angle in the inlet area is less than -10 °.
  • the small entry angles lead to a hydraulically shock-free flow.
  • the blade angle increases until it reaches a value of 0 °. Then in a second section there is a further increase in the blade angle until a maximum value is reached.
  • the blade angle preferably increases with the same gradient in the first and second sections.
  • the blade angle increases in the first and / or second section with a gradient of more than 0.35.
  • the strong curvature leads to a homogeneous blade load in the middle area of the blade surface. Due to the extreme angle increase in the front part of the bucket, the load distribution is maintained even at partial load. The increased stress on the leading edge, which normally increases the adhesion effect, is thereby reduced.
  • the blade angle drops to the blade exit angle in a third section from a turning point.
  • the blade angle preferably remains constant.
  • the ratio of blade outlet radius to blade inlet radius is preferably less than 1.5. This enables the impeller to be operated effectively even at high specific speeds.
  • impellers With conventional impellers, large radii of curvature of the blade leading edges are required in order to avoid high flow rates and the associated occurrence of cavitation. This causes material accumulations that lead to heavy impellers. Because of the blade angle curve according to the invention, it is possible to use impellers; which have a small radius of curvature of the blade leading edges. The radius of curvature of the blade leading edges is preferably equal to or less than the value of the blade thickness in the fourth region. Despite the high flow velocities that occur, there is no cavitation damage to the impellers according to the invention. The impellers can be made slim and light due to the small radius of curvature of the blade leading edges.
  • the impeller used to convey waste water preferably comprises two or three blades. Such designs are particularly suitable for waste water with a high proportion of solid admixtures and are also referred to as two-channel or three-channel. If the number of blades is too large, there is a risk of blockage. Compared to single-bladed wheels, the two- or three-bladed impellers ensure a higher degree of efficiency and, due to the lack of unbalance and less pulsation, better operating behavior.
  • the impeller preferably has a cover disk and is therefore designed in a closed design.
  • Fig. 1 is an axial section through a radial impeller.
  • the liquid interspersed with solid admixtures enters the impeller through the suction mouth 1.
  • the blades 4 arranged between the cover disk 2 and the support disk 3 accelerate the liquid.
  • the liquid flows radially outward from the axis of rotation 5.
  • the impeller is operated at specific speeds of more than 70.
  • a low ratio of blade outlet radius R 2 to blade inlet radius R 1 proves to be particularly favorable. In the exemplary embodiment, the ratio of blade outlet radius R 2 to blade inlet radius R 1 is less than 1.3.
  • FIG. 2a and 2b is a front view and a perspective view of the blades 4 of the impeller.
  • the impeller comprises two blades 4 that are attached to a support disk 3.
  • the impeller rotates clockwise with a view of the representations.
  • the blade leading edges 6 have a small radius of curvature.
  • the radius of curvature is 7 mm in the exemplary embodiment.
  • the solids-containing medium is accelerated by the blades 4.
  • a distinction is made between the pressure side 7 and the suction side 8 of the blades 4.
  • Fig. 3a the course of the blade angle ⁇ is shown.
  • Fig. 3b shows a conformal image of the skeletal line.
  • the wrap angle ⁇ is plotted on the abscissa.
  • the blade angle ⁇ of the skeleton line is plotted on the ordinate.
  • the blade entry angle ⁇ 1 is less than 0 °.
  • the blade angle ⁇ increases steadily until it reaches a value of 0 °.
  • a second section 10 there is a further steady increase until the blade angle ⁇ reaches a maximum value.
  • the gradient of the increase in the blade angle ⁇ in the first section 9 and second section 10 are the same.
  • the blade angle ⁇ reaches its maximum value at the turning point of the skeleton line.
  • a third section 11 the blade angle ⁇ drops steadily until it reaches the value of the blade exit angle ⁇ .
  • the blade angle ⁇ remains constant at the value of the blade exit angle ⁇ 2 .
  • the conformal image of the skeleton line shows that, starting from the blade entry radius R 1, the radius initially drops to a minimum value R min and then continues to increase to the value of the blade exit radius R 2 .
  • FIGS. 4a and 4b show a radial section of a two-bladed vehicle showing the streamlines that have different speeds.
  • the impeller rotates counterclockwise with a view of the figures.
  • the stagnation point 13 of the flow is not on the pressure side 7 but in the area of maximum curvature of the blade leading edge 6.
  • an area 14 of high speeds is formed, which contributes to detachment: adhering fibers.
  • the load on the blade leading edge 6 is reduced. As a result, the forces which press fibers in the entry region decrease. Due to the load on the middle suction-side area of the blade 4, high speeds occur there, as a result of which adhering fibers are removed.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Laufrad für Kreiselpumpen mit mindestens zwei Schaufeln zur Förderung von feststoffhaltigen Medien.
  • Die DE 40 15 331 A1 beschreibt ein Laufrad mit nur einer Schaufel. Das durch ein Gießverfahren hergestellte Einschaufelrad bildet zwischen einer vorderen Deckscheibe und einer hinteren Deckscheibe und einer Schaufel einen Kanal, dessen Querschnitt von Einlauf des Einschaufelrades zum Austritt hin abnimmt. Die Saugseite bildet auf den ersten 180° des Drehwinkels einen konzentrisch zur Drehachse angeordneten Halbkreis. Das Einschaufellaufrad ist so gestaltet, dass eine frühzeitige Blasenbildung und somit ein Auftreten von Kavitation verhindert wird. Der Schaufelkopf hat einen sehr großen Krümmungsradius. Diese Abflachung verhindert das Anlagern langfaseriger Bestandteile.
  • Im Gegensatz zu Einschaufelrädern zeichnen sich Laufräder mit mehreren Schaufeln durch einen höheren Wirkungsgrad aus. Allerdings werden an solche Laufräder auch besondere Anforderungen bezüglich der Verhinderung von Anlagerung fester Bestandteile im Förderweg gestellt. Bei mehrschaufligen Laufrädern müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, um Verstopfungen zu vermeiden.
  • Die Eignung dieser Laufräder für den Abwasserbereich wird unter anderem mit dem Kugeldurchgang überprüft. Mit dem Kugeldurchgang wird die Fähigkeit der Laufräder beschrieben auch große, einer Kugel entsprechende, Festkörper zu fördern.
  • In der DE 88 00 074 U1 wird ein Pumpenlaufrad für eine Kreiselpumpe beschrieben, dessen Schaufeleintrittswinkel zwischen 0° und 40° beträgt. Die Laufradschaufeln sind dabei so gestaltet, dass das Auftreten von Kavitation verringert wird und dennoch eine gute Saugfähigkeit im Überlastbereich gewährleistet ist. Dazu weisen die Stromlinien der Laufradschaufeln einen Abschnitt auf, in welchem der Schaufelwinkel um bis zu 25° ansteigt.
  • In der Abwassertechnik werden immer häufiger Kreiselpumpen mit hohen spezifischen Drehzahlen eingesetzt. Bei herkömmlichen Laufrädern führt dies dazu, dass von einer Schaufeianströmung deren Staupunkt, besonders bei Teillastbetrieb, auf die Druckseite der Schaufeln wandert. Die Eintrittskanten der Schaufeln werden von der Druckseite zur Saugseite umströmt. Der auf der Druckseite liegende Staupunkt presst im Abwasser befindliche Fasern auf die Oberfläche der Schaufeln fest an.
  • Bei der Umströmung der Eintrittkanten der Schaufeln gibt es einen Bereich hoher Geschwindigkeit. Bei Laufrädern, deren Eintrittskante einen kleinen Krümmungsradius aufweist, sind in diesem Bereich die Geschwindigkeiten besonders groß. Sinkt aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit der statische Druck unter den Dampfdruck, so bilden sich Dampfblasen, die zu Kavitationsschäden führen.
  • An den Hochgeschwindigkeitsbereich schließt sich ein Bereich mit geringerer Geschwindigkeit an. Dort entsteht ein Totwasser. An der Eintrittkante haftende Fasern neigen dazu, dieses Totwasser auszufüllen. Durch die Umströmung werden die Fasern auf die Schaufelkontur gepresst, wobei die Belegung mit Fasern stark ansteigen kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Laufrad mit einem hohen Wirkungsgrad zur Verfügung zu stellen, bei dem Ablagerungen sowie das Auftreten von Kavitation vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, dass der Schaufeleintrittswinkel: kleiner 0° ist, wobei der Schaufelwinkel in einem ersten Abschnitt ansteigt bis er einen Wert von 0° erreicht, dann in einem zweiten Abschnitt bis zu einem maximalen Wert ansteigt und in einem dritten Abschnitt abfällt.
  • Erfindungsgemäß beträgt der Schaufelwinkel am Eintritt weniger als 0° und steigt dann an. Dies führt zu einer starken Krümmung der Schaufelkontur. Der Winkelverlauf gewährleistet eine gleichmäßige Belastung der gesamten Schaufelfläche. Der Staupunkt der Strömung verschiebt sich von der Druckseite in den Bereich maximaler Krümmung der Eintrittskante bzw. sogar auf die Saugseite. Dadurch werden die Belastung der Schaufeleintrittkante und die Kräfte, welche Fasern im Eintrittbereich anpressen, verringert. An der Saugseite der Schaufeln bildet sich ein Bereich hoher Geschwindigkeiten, der zu einem Ablösen anhaftender Fasern beiträgt. Nach Erreichen eines maximalen Wertes fällt der Schaufelwinkel wieder ab. Der Schaufelverlauf zeigt einen S-Schlag.
  • Das Ziel der Auslegung besteht darin; die Belastung der Schaufelanströmkante und das druckseitige Staudruckgebiet zu reduzieren.
  • Bei einer hydraulisch stoßfreien Schaufelanströmung ist die (Anström-) Geschwindigkeit am Schaufelprofil-Nasenpunkt annähernd Null. Das Schaufelprofil wird gleichmäßig umströmt.
  • Dagegen ergibt sich im Teillastbetrieb eine schräge Schaufelanströmung, wobei der Staupunkt von dem Schaufelprofil-Nasenpunkt zur druckseitigen Schaufelseite wandert. Die Teillast-Anströmung steht dann im Winkel zur Schaufeiskelettlinie. Dann treten bei der Umströmung der Profilnase und primär am Punkt höchster Krümmung, dem Nasenpunkt, extrem hohe Geschwindigkeiten auf. Auf der Schaufelsaugseite stellt sich eine Verzögerung der Strömungsgeschwindigkeit ein, wodurch saugseitig in Strömungsrichtung hinter dem Schaufelprofil-Nasenpunkt die Ausbildung eines Ablösegebietes die Folge ist. Infolgedessen liegt die Strömung nicht mehr an der Schaufel an, löst sich von den Schaufeln und verkleinert den :von benachbarten ScHaufeln begrenzte Querschnitt eines Durchströmkanals im Laufrad; in das hinter dem Nasenpunkt liegende Ablösegebiet können Fasern angesaugt werden.
  • Dagegen erzielt der erfindungsgemäße Verlauf des Schaufelprofils und damit des Schaufelwinkels auch beim Teillastbetrieb in dem Teillastgebiet eine weitere Strömungsbeschleunigung, wodurch das Ablösegebiet klein gehalten wird. Der Punkt höchster Strömungsgeschwindigkeit wird somit in den mittleren Teil der Schaufelsaugseite gelegt. Diese Lösung hat zur Folge, dass von einer Strömung mitgeführte Fasern oder dergleichen nicht mehr an der Schaufelanströmkante angepresst werden. Stattdessen werden sie durch die hohen Geschwindigkeiten im mittleren, saugseitigen Schaufelteil abtransportiert. Ein Verstopfen des Laufradeintrittes wird damit verhindert.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung bleibt der Schaufelwinkel in einem sich anschließenden vierten Abschnitt konstant. Das Laufrad weist im radialen Bereich der Pumpe einen konstant kleinen Schaufelwinkel auf. Durch die Belastung der Saugseite wird die Ausdehnung des Rückströmgebietes auf der Druckseite reduziert. Der kleine Schaufelaustrittswinkel vermindert die Belastung am Schaufelende und reduziert das flächige Rückstromgebiet auf der Schaufeldruckseite.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, die insbesondere für hohe spezifische Drehzahlen geeignet ist, beträgt der Schaufelwinkel im Eintrittsbereich weniger als -10°. Die kleinen Eintrittswinkel führen zu einer hydraulisch stoßfreien Anströmung.
  • Im ersten Abschnitt steigt der Schaufelwinkel an bis er einen Wert von 0° erreicht. Dann erfolgt in einem zweiten Abschnitt eine weitere Zunahme des Schaufelwinkels bis ein Maximalwert erreicht wird. Der Schaufelwinkel steigt im ersten und zweiten Abschnitt vorzugsweise mit dem gleichen Gradienten an.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung steigt der Schaufelwinkel im ersten und/oder zweiten Abschnitt mit einem Gradienten mehr als 0,35 an. Die starke Krümmung führt zu einer homogenen Schaufelbelastung im mittleren Schhaulflächenbäreich. Durch den extremen Winkelanstieg im vorderen Teil der Schaufel bleibt :auch bei Teillast die Belastungsverteilung erhalten. Die erhöhte Belastung der Eintrittskante, welche normalerweise den Anhaftungseffekt verstärkt, wird dadurch reduziert.
  • Als besonders günstig erweist es sich, wenn der Schaufelwinkel ab einem Wendepunkt in einem dritten Abschnitt auf den Schaufelaustrittswinkel abfällt. In einem vierten Abschnitt bleibt der Schaufelwinkel vorzugsweise konstant.
  • Als besonders günstig erweist es sich, wenn das Laufrad als Radialrad ausgeführt ist. Dabei ist das Verhältnis von Schaufelaustrittsradius zu Schaufeleintrittsradius vorzugsweise kleiner als 1,5. Dadurch kann das Laufrad auch bei hohen spezifischen Drehzahlen effektiv betrieben werden.
  • Bei herkömmlichen Laufrädern sind große Krümmungsradien der Schaufeleintrittskanten erforderlich, um hohe Umströmungsgeschwindigkeiten und das damit verbundene Auftreten von Kavitation zu vermeiden. Dies bedingt Materialanhäufungen, die zu schweren Laufrädern führen. Aufgrund des erfindungsgemäßen Schaufelwinkelverlaufs ist es möglich, Laufräder einzusetzen; die einen kleinen Krümmungsradius der Schaufeleintrittskanten aufweisen. Vorzugsweise ist der Krümmungsradius der Schaufeleintrittskanten gleich oder kleiner als der Wert der Schaufeldicke im vierten Bereich. Trotz der dabei auftretenden hohen Umströmungsgeschwindigkeiten kommt es bei den erfindungsgemäßen Laufrädern nicht zu Kavitationsschäden. Die Laufräder können aufgrund des geringen Krümmungsradius der Schaufeleintrittskanten schlank und leicht ausgeführt werden.
  • Das zur Förderung von Abwasser eingesetzte Laufrad umfasst vorzugsweise zwei oder drei Schaufeln. Solche Ausführungen sind besonders für Abwässer mit einem hohen Anteil an Feststoffbeimengungen geeignet und werden auch als Zweikanalrad bzw. Dreikanalrad bezeichnet. Bei einer zu großen Anzahl an Schaufeln droht Verstopfungsgefahr. Gegenüber Einschaufelrädern gewährleisten die zwei- oder dreischaufligen Laufräder einen höheren Wirkungsgrad und wegen der fehlenden Unwucht und der pulsationsärmeren Förderung ein besseres Betriebsverhalten.
  • Vorzugsweise weist das Laufrad eine Deckscheibe auf und ist somit in geschlossener Bauform ausgeführt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst.
  • Dabei zeigt
    • Fig. 1
    einen Axialschnitt durch ein Laufrad,
    Fig. 2a
    eine Vorderansicht der Schaufeln des Laufrades,
    Fig. 2b
    eine perspektivische Ansicht der Schaufeln des Laufrades,
    Fig. 3a
    einen Verlauf des Schaufelwinkels,
    Fig. 3b
    eine konformes Abbild der Skelettlinie,
    Fig. 4a
    eine Radialschnitt durch das Laufrad mit Darstellung der Geschwindigkeiten der Stromlinien,
    Fig. 4b
    eine vergrößerte Darstellung des Eintrittteils einer Schaufel gemäß Fig.4a.
  • In Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch ein radiales Laufrad dargestellt. Die mit festen Beimengungen durchsetzte Flüssigkeit tritt durch den Saugmund 1 in das Laufrad ein. Die zwischen Deckscheibe 2 und Tragscheibe 3 angeordneten Schaufeln 4 beschleunigen die Flüssigkeit. Die Flüssigkeit strömt von der Drehachse 5 radial nach außen. Das Laufrad wird bei spezifischen Drehzahlen von mehr als 70 betrieben. Dabei erweist sich ein geringes Verhältnis von Schaufelaustrittsradius R2 zu Schaufeleintrittsradius R1 als besonders günstig. Im Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis von Schaufelaustrittsradius R2 zu Schaufeleintrittsradius R1 kleiner als 1,3.
  • In den Figuren 2a und 2b ist eine Vorderansicht und eine perspektivische Darstellung der Schaufeln 4 des Laufrades dargestellt. Das Laufrad umfasst zwei Schaufeln 4, die auf einer Tragscheibe 3 befestigt sind. Das Laufrad rotiert mit Blick auf die Darstellungen im Uhrzeigersinn. Die Schaufeleintrittskanten 6 haben einen kleinen Krümmungsradius. Der Krümmungsradius beträgt im Ausführungsbeispiel 7 mm. Das feststoffhaltige Medium wird von den Schaufeln 4 beschleunigt. Man unterscheidet zwischen der Druckseite 7 und der Saugseite 8 der Schaufeln 4.
  • In Fig. 3a ist der Verlauf des Schaufelwinkels β dargestellt. Fig. 3b zeigt ein konformes Abbild der Skelettlinie. Auf der Abszisse ist der Umschlingungswinkel ϕ aufgetragen. Auf der Ordinate ist der Schaufelwinkel β der Skelettlinie aufgetragen. Der Schaufeleintrittswinkel β1 ist kleiner 0°. In einem ersten Abschnitt 9 steigt der Schaufelwinkel β stetig an bis er einen Wert von 0° erreicht. Dann erfolgt in einem zweiten Abschnitt 10 ein weiterer stetiger Anstieg bis der Schaufelwinkel β einen maximalen Wert erreicht. Der Gradient des Anstiegs des Schaufelwinkeis β im ersten Abschnitt 9 und zweiten Abschnitt 10 sind gleich. Seinen maximalen Wert erreicht der Schaufelwinkel β am Wendepunkt der Skelettlinie. In einem dritten Abschnitt 11 fällt der Schaufelwinkel β stetig ab bis er den Wert des Schaufelaustrittswinkels β, erreicht. In einem vierten Abschnitt 12 bleibt der Schaufelwinkel β konstant beim Wert des Schaufelaustrittswinkels β2.
  • Das konforme Abbild der Skelettlinie zeigt, dass ausgehend vom Schaufeleintrittsradius R1 der Radius zunächst auf einen minimalen Wert Rmin sinkt und anschließend weiter bis zum Wert des Schaufelaustrittsradius R2 ansteigt.
  • Die Figuren 4a und 4b zeigen einen Radialschnitt eines Zweischauflers mit Darstellung der Stromlinien, die unterschiedliche Geschwindigkeiten aufweisen. Das Laufrad rotiert mit Blick auf die Figuren entgegen dem Uhrzeigersinn. Im Gegensatz zu herkömmlichen Laufrädern liegt der Staupunkt 13 der Strömung nicht auf der Druckseite 7 sondern im Bereich maximaler Krümmung der Schaufeleintrittskante 6. An der Saugseite 8 der Schaufeln 4 bildet sich ein Bereich 14 hoher Geschwindigkeiten, der zu einem Ablösen: anhaftender Fasern beiträgt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Laufrad wird die Belastung der Schaufeleintrittskante 6 verringert Dadurch sinken die Kräfte, welche Fasern im Eintrittsbereich anpressen. Durch die Belastung des mittleren saugseitigen Bereichs der Schaufel 4 treten dort große Geschwindigkeiten auf, wodurch anhaftende Fasern abtransportiert werden.

Claims (11)

  1. Laufrad für Kreiselpumpen mit mindestens zwei Schaufeln (4) zur Förderung von feststoffhaltigen Medien,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    dass der Schaufeleintrittswinkel (β1) kleiner 0° ist, wobei der Schaufelwinkel β in einem ersten Abschnitt (9) ansteigt bis er einen Wert von 0° erreicht, dann in einem zweiten Abschnitt (10) bis zu einem maximalen Wert ansteigt und in einem dritten Abschnitt (11) abfällt.
  2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufeleintrittswinkel (β1) kleiner -10° ist.
  3. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelwinkel (β) im ersten Abschnitt (9) und zweiten Abschnitt (10) mit dem gleichen Gradienten ansteigt.
  4. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelwinkel (β) im ersten Abschnitt (9) und/oder zweiten Abschnitt (10) mit einem Gradienten von mehr als 0,35 ansteigt
  5. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet; dass ab einem Wendepunkt der Schaufelwinkel (β) in einem dritten Abschnitt (11) auf den Schaufelaustrittswinkel (β2) abfällt.
  6. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelwinkel (β) in einem vierten Abschnitt (12) konstant bleibt.
  7. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad als Radialrad ausgeführt ist.
  8. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Schaufelaustrittsradius (R2) zur Schaufeleintrittsradius (R1) kleiner als 1,5 ist.
  9. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius der Schaufeleintrittskanten (6) gleich oder kleiner als der Wert der Schaufeldicke im vierten Abschnitt (12) ist.
  10. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad höchstens drei Schaufeln (4) aufweist.
  11. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad eine Deckscheibe (2) aufweist.
EP12717260.9A 2011-04-21 2012-04-18 Laufrad für kreiselpumpen Active EP2699803B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011007907A DE102011007907B3 (de) 2011-04-21 2011-04-21 Laufrad für Kreiselpumpen
PCT/EP2012/057035 WO2012143367A2 (de) 2011-04-21 2012-04-18 Laufrad für kreiselpumpen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2699803A2 EP2699803A2 (de) 2014-02-26
EP2699803B1 true EP2699803B1 (de) 2020-04-29

Family

ID=46017835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12717260.9A Active EP2699803B1 (de) 2011-04-21 2012-04-18 Laufrad für kreiselpumpen

Country Status (15)

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EP (1) EP2699803B1 (de)
JP (1) JP6092186B2 (de)
KR (1) KR101868132B1 (de)
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AU (1) AU2012244804B2 (de)
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