SE461996B - Slutet loephjul foer pumpar, kompressorer, flaektar etc av centrifugal- eller halvaxiell typ - Google Patents

Description

461 996 2 I DE 35 30 985 visas en uppfinning som avser' att xninska strömningsförlusten i pumphjul, genom att nav- och täckskivorna utformas icke rotationssymmetriska. Den minskning av avståndet mellan nav och täckskiva pà sugsidan som föreslås, har emellertid inte något avgörande inflytande på sekundärströmningen, eftersom omlänkningen i meridianplanet på sug- och trycksida är väsentligen lika stor. Denna lösning ger därför inte någon större reduktion av den förlust som härrör från sekundärströmning.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att ytterligare förbättra egenskaperna hos pumphjul av ovan nämnt slag.

Med hjälp av uppfinningen erhålls dels minskade strömningsförluster vilket höjer maskinens verkningsgrad, dels erhålls förbättrade kavitationsegenskaper. Då maximala fria genomlopp eftersträvas, exempelvis vid avloppspumpar, medför uppfinningen även betydande förbättringar i _detta avseende. Ovanstående förbättringar uppnås med hjälp av de särdrag som anges i efterföljande lpatentkrav och som förklaras närmare under hänvisning till bifogade figurer.

I det följande talas om pumphjul för pumpning av flytande medier, men även andra typer av maskiner, exempelvis fläktar ryms inom uppfinningstanken.

Fig l visar ett meridiansnitt genom ett pumphjul av konven- tionellt slag, fig 2 visar ett motsvarande snitt samt en plan- vy av ett pumphjul enligt uppfinningen, medan fig 3 slutligen, visar en perspektivvy av hjulet enligt uppfinningen.

I fig 1. betecknar 1. hål för axelanslutning, 2 och 3 ett snitt genom en navskiva respektive en täckskiva, 4 pumpinlopp, S skovlar med framkant 6 och bakkant 7.

I fig 2 betecknar dessutom § och 9 skovelns anslutning till navskivan på skovelns tryck- respektive sugsida och 10 och ll skovelns anslutning till täckskivan på skovelns tryck- respektive sugsida. l 461 996 I fig 3 betecknar 12 och l3 skovelns sug- respektive trycksida och 14 och 15 nav- respektive täckskivornas insidor.

Fig l visar sålunda ett snitt genom en del av ett konventio- nellt, slutet flerskovlig pumphjul. Navskivan 2 och täckskivan 3 uppbär mellan sig ett antal skovlar 5. vätskan sugs in genom den centrala öppningen 4 i täckskivan 3 och lämnar hjulet genom kanalernas öppningar.

Strömningen genom ett pumphjul av detta slag sker ej likfor- migt. Något förenklat kan strömningen beskrivas som en omlänkning i två huvudriktningar. Dels från det axiella inflödet till det radiella utflödet och dels erhålls ett betydande tangentialflöde från inlopp till utlopp.

Varje omlänkning av ett strömmande medium medför en sekundär- strömning som härrör från gränsskikten närmast kanalväggen.

Dessa belastas med samma tryckgradienter som den fria ström- ningen i kanalens inre. Av detta skäl uppkommer en transport av medium från områden med högt tryck till områden med lågt tryck. Detta medför en förstärkning av gränsskikttill- växt, avlösning och därigenom förluster.

Områdena med högt respektive lågt 'tryck i. kanalen härrör främst från förhållandet att skoveln får en högtryckssida 13 vänd framåt i hjulets rotationsriktning och en lågtrycksi- da, sugsida 12, vänd bakåt i rotationsriktningen. Dessutom medför omlänkningen från det axiella inflödet till det radiella utflödet ur pumphjulet att en högtryckssida. även uppkommer vid navet respektive en sugsida vid täckskivan.

Enligt uppfinningen utformas såsom framgår av fig 2 nav- och täckskivornas insidor, d v s de ytor som på tvâ sidor begränsar kanalerna, på ett sådant sätt att den ovan nämnda sekundärströmningen reduceras. Detta sker genom att skivornas insidor utformas icke rotationssymetriska och innebär att sett i ett meridianplan genom hjulet, skärningen mellan nav- respektive täckskiveytan och skovelbladets sugsida avviker i förhållande till motsvarande projektioner i meridianplanet av skärningen mellan nav- respektive täckskive- 4 461 996 ytan och skovelbladets trycksida, varvid avvikelsen är obefintlig vid skovelbladets framkant och ökar i riktning mot bakkanten. Avvikelsen sker genom att 'krökningsradien vid. såväl nav- som täckskivan är större på skovelbladets sugsida än på dess trycksida .

Fördelen med denna utformning är såsom tidigare nämnts, att sekundärströmningen i hjulet minskar avsevärt vilket innebär ökad verkningsgrad och förbättrade kavitationsegen- skaper.

Av fig 3, som visar en perspektivvy av ett pumphjul enligt uppfinningen, framgår kanalernas tvärsnitt i utloppet på hjulperiferien. 12 och l3 anger skovlarnas sug- respektive trvcksida och 14 och 15 nav- respektive täckskivans insidor som tillsammans formar _en parallellgram som kan ha icke räta vinklar.

Med hjälp av den ovan beskrivna utformningen av kanalerna kommer de zoner där sekundärströmningen tenderar att koncent- rera blockerande gränsskikt att bli mindre, eftersom de tryckskillnader som uppkommer p g a omlänkningen i meridiansnittet anpassas efter skovelns sug- respektive trycksidor. Detta medför en betydande förbättring av verk- ningsgraden och kavitationsegenskaperna. Detta medför i sin tur att skovelvinklarna kan ökas, vilket ger större genomlopp.

Claims (4)

1. 5 461 996 PATENTKRAV 1 Slutet löphjul för pumpar, kompressorer, fläktar etc av centri- fugal- eller halvaxiell typ, innefattande en navskiva (2) och en täckskiva (3) och ett antal däremellan anordnade, krökta skovelblad (5), vilka mellan sig bildar kanaler och vilka var och en har en trycksida (13) vänd framåt i rotationsriktningen respektive en sugsida (12) vänd bakåt i rotationsriktningen, k ä n n e t e c k n a t därav, att projektionen (9), (11) i meridianplanet av skärningen mellan navskiveytan (täckskiveytan) och skovelbladets sugsida avviker i förhållande till.motsvarande projektion (8), (10) i samma meridianplan av skärningen mellan navskiveytan(täckskiveytan)ochskovelbladetstrycksida,varvid avvikelsen är obefintlig vid skovelbladets framkant (6),,(hjul- inloppet) och ökar 1 riktning mot skovelbladets bakkant (7) (hjulutloppet).

2. Slutet löphjul enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att projektionen (9), (11) i meridianplanet av skovelbladets sugsida har större krökningsradie än på dess trycksida vid såväl nav- (2) som täckskivan (3), resulterande i en axiell förskjut- ning av sugsidan relativt trycksidan vid skovelns bakkant, sådan att det axiella avståndet från inloppet är störst på sugsidan.

3. Slutet löphjul enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att strömningskanalens form vid nav- (2) respektive täckskivan (3) utgörs av huvudsakligen linjär (alt kvadratisk, kubisk etc) övergång i tangentiell led mellan sug- (12) och trycksida (13).

4. Slutet löphjul enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att avstånden mellan nav- (2) och täckskiva (3) (kanalhöjden) på sug- (12) respektive trycksida (13) är väsentligen lika stora. Arbl.krv