WO2006133577A1 - Kreiselpumpe - Google Patents

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WO2006133577A1
WO2006133577A1 PCT/CH2005/000337 CH2005000337W WO2006133577A1 WO 2006133577 A1 WO2006133577 A1 WO 2006133577A1 CH 2005000337 W CH2005000337 W CH 2005000337W WO 2006133577 A1 WO2006133577 A1 WO 2006133577A1
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WO
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impeller
centrifugal pump
pump according
blades
housing
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Application number
PCT/CH2005/000337
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michel Grimm
Jean-Nicolas Favre
Hagen Renger
Original Assignee
Egger Pumps Technology Ag
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Publication date
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Priority to AT05750409T priority patent/ATE421043T1/de
Priority to CA2611141A priority patent/CA2611141C/en
Priority to JP2008516097A priority patent/JP5384103B2/ja
Priority to BRPI0520297-3A priority patent/BRPI0520297B1/pt
Priority to PCT/CH2005/000337 priority patent/WO2006133577A1/de
Priority to PL05750409T priority patent/PL1891334T3/pl
Priority to US11/917,440 priority patent/US8025478B2/en
Priority to DK05750409T priority patent/DK1891334T3/da
Priority to DE502005006506T priority patent/DE502005006506D1/de
Priority to ES05750409T priority patent/ES2318497T3/es
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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
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2261—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
    • F04D29/2288—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures for comminuting, mixing or separating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/04—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous
    • F04D7/045—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous with means for comminuting, mixing stirring or otherwise treating

Definitions

  • the present invention relates to a centrifugal pump for conveying liquids with solids and gas admixtures, in particular a Kanalradpumpe, according preamble of claim 1.
  • the invention has for its object to provide a centrifugal pump, in which the ability to transport gas accumulations, is significantly improved.
  • a free-flow pump comprises an impeller chamber in which an impeller is arranged, and a vortex chamber extending in front of the impeller chamber, which is provided by blades - Q -
  • the per se known centrifugal pump in particular Kanalradpumpe, comprises, as is apparent from the preamble of claim 1, an impeller chamber in which an impeller is arranged, however, unlike free-flow pumps on no vortex chamber. ⁇
  • the interior of the correspondingly redesigned housing of the inventive centrifugal pump now consists of a front and one of them separated by a virtual plane rear room part.
  • the front part of the blade (s) extends while the impeller plate and the rear part of the blade (s) connected thereto are accommodated in the rear space part.
  • FIG. 1 shows a section of a first embodiment of the channel wheel or centrifugal pump according to the invention
  • FIG. 3 is a perspective view of a possible variant of an impeller with three auxiliary blades provided for the second embodiment
  • FIG. 4 is a section of a third embodiment of the pump.
  • the impeller 10 is mounted on a shaft 60 driven by a motor, not shown.
  • the housing 1, the impeller 10 and the shaft 60 have a common axis of symmetry IA.
  • the inner space 6 of the housing 1 consists of a front chamber part 5A encompassing an annular space or spiral collecting chamber 4 and a rear room part 5B separated from it by a virtual plane ⁇ T ⁇ .
  • This plane ⁇ T ⁇ coat approximately with the (no reference drawing provided) level together, which includes the rear (also without. Reference numeral provided) surface line of the opening 3 and is orthogonal to the axis of symmetry IA.
  • the impeller 10 comprises a number of preferably curved blades 15 carrying a number of preferably curved blades 15, having a front 12 and a rear surface 13, corresponding to the size of the solids. As a rule, as stated above, there are one to three blades (see also FIGS.
  • the front part 15F and the rear part 15R of the blade (s) 15 extend in the front 5A respectively.
  • the front edge 16 of the blade 15 may be in the immediate vicinity of the inner surface 7 of extending around the entrance
  • Housing wall part 7A pass by. Thanks to this proximity, a certain degree of sealing is achieved, since the distance between said surface and said leading edge is on the order of tenths of a millimeter and in the Usually rather less than 0.5 mm.
  • the peripheral edge 17 of the front part 15F of the blades 15 can move close to the liquid outlet 3.
  • a defined depending on the design of the pump, rotationally symmetrical housing surface 8, 8A of the housing 1 preferably encloses narrow (that is of the order of a few millimeters) the impeller 11, that is its peripheral surface 14 and the example according to flush peripheral edges 17 of the blades 15 and the rear part 15R of these blades. According to the embodiment shown in FIG.
  • the impeller plate is arranged such that its front surface is at least approximately in the virtual plane ⁇ T ⁇ , while the blades extend entirely in the impeller chamber located in front of this level ⁇ T ⁇ .
  • Impeller chamber part 5B with the distance D corresponding volume is increased.
  • the experiments have shown that the distance D in a range of 25% to 75% of Total width of the blades should be 15, preferably at about 50% of the total width.
  • the rear surface 13 of the impeller plate 11 may be located in the immediate vicinity of the surface 9 of the rear wall 9A of the housing 1. According to a variant, however, a greater distance can be provided between the surfaces 13, 9 in order to leave room for ribs 18 (on the surface 13) or 19 (on the surface 9) attached to the one and / or other of these surfaces.
  • the ribs 18 known per se may be curved radially or, for example, in a manner similar to the blades 15 (see FIG. 3, reference numeral 23).
  • the ribs 19 which are not known, however, preferably run radially and fulfill the function of a swirl brake, avoiding one
  • FIG. 2 shows a second embodiment which, in comparison to the first or the first embodiment described above
  • the impeller plate 21 is provided with a blade system 25.
  • This blade system consists on the one hand of at least one blade 25L which is identical or at least similar to the blade 15 and whose front edge 26A can move in the immediate vicinity of the inner surface 7 of the front wall part 7A of the housing 1 and additionally on the other hand consists of at least one narrower, preferably curved auxiliary blade 25S extending at least partially in the rear impeller chamber 5B.
  • This means that the leading edge 26B of this auxiliary blade 25S is in the virtual plane ⁇ T ⁇ or in close proximity to that plane ⁇ T ⁇ Area can lie.
  • the latter may be flat and parallel or oblique to the plane ⁇ T ⁇ or curved.
  • edges 26B may be orthogonal to the axis of symmetry IA or may have a different course, for example outwardly or inwardly (for illustrative purposes, the dotted line 26C indicates a possible taper in the leading edge of the auxiliary blade 25S).
  • the distance D between the front surface 22 of the impeller plate 21 and the front edge 26B corresponding to the width (or average width (detected at about half the radius of the impeller blade)) of the auxiliary blade 25S is to be in a range of 25% to 75% of the total width B g of the wide blades 25L, preferably at about 50% of the stated overall width, so that the blades 25S extend substantially only in the rear impeller chamber 5B.
  • the impeller 20 of this second embodiment may comprise three wide blades 25L and three narrower auxiliary blades 25S, with one auxiliary blade 25S each being disposed between two blades 25L.
  • the rear surface 23 of the impeller plate 21 may be in the immediate vicinity of the surface 9 of the rear wall 9A of the housing 1 or according to a variant between these surfaces 23, 9 a greater distance can be provided in order to leave enough space for the attachment of preferably radially extending ribs 28 (on the surface 23) and ribs 29 (on the surface 9) on one and / or other of these surfaces.
  • an impeller 30 connected to the shaft 60 is enclosed by an axis 100A of a housing 100 having a liquid inlet 102 and exit 103.
  • the housing 100 is similar to the housing 1 and has a front chamber 105A surrounded by a collection chamber 104 similar to the collection chamber 4 and a rear chamber 105B separated by the virtual plane ⁇ T ⁇ .
  • the impeller 30 offset rearwardly by the distance D comprises a vane system 35 connected to an impeller blade 31, which consists of at least one wide vane 35L and at least one small auxiliary vane 35S, preferably three each, as mentioned in the second embodiment.
  • Auxiliary blades 35S may be shaped similar to the auxiliary blades 25S, with only a leading edge 36B shown here.
  • the auxiliary blades 35S and the impeller plate 31 are surrounded by an outer ring 34.
  • the inner surface 34B of the ring 34 can be made conical with a cone angle of 2 ⁇ (with ⁇ preferably ⁇ 20 °).
  • the impeller plate 31, the ring 34 and the associated Auxiliary vanes 35S extend in the impeller chamber 105B.
  • the peripheral edges 37L which can be moved past in relative proximity to the liquid outlet 103 may run parallel or obliquely to the axis of symmetry 10OA or else be designed differently.
  • the front edges 36A of the wide blades 35L are covered by a cover plate 40.
  • the latter is in a pressed in a sealing gap 111, ring 110 in the vicinity of the - ⁇ stored input 102 of the housing 100 rotatably.
  • the front surface 41 of the cover plate 40 can move in the immediate vicinity of the surface 107 of the wall portion 107A.
  • This cover disk which is known per se, is often provided for stability reasons or for pumps with a low specific speed n q .
  • the rear surface 33 of the impeller disc 31 may be in the immediate vicinity of the surface 109 of the rear wall 109A of the housing 100, or according to a variant between these surfaces 33, 109 a greater distance may be provided to allow for sufficient space for attaching preferably radially extending ribs 38 (on surface 33) and ribs 39 (on surface 109) on one and / or other of these surfaces.
  • the impeller 31 may be provided with at least one hole 45.
  • three or six holes 45 with axis 45A are distributed between the blades 35L and the auxiliary blades 35S and dimensioned accordingly.
  • the axes 45A extend at a distance R parallel to the axis 100A.
  • the dimension of the radius R is preferably selected to be approximately in an interval between one half and two thirds of the peripheral radius of the Impeller plate is located. It has been found that these holes 45 markedly improve the efficiency of escape of the gas to the outside.
  • Embodiments are realized in which features of the described embodiments are combined with each other.

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  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Der mit wenigstens einer breiten Schaufel (15; 25L, 35L) versehene Laufradteller (11; 21; 31) des über eine Welle (60) antreibbaren Laufrads (10; 20; 30) einer Kreiselpumpe, insbesondere einer Kanalradpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten mit Feststoff- und Gasbeimengungen, ist in Richtung Antrieb um eine Distanz D verschoben, so dass sich die Laufradkammer (5A; 105A) um einen weiter hinten gelegenen Teil (5B; 105B) vergrössert. Darüber hinaus umfasst das Laufrad (20; 30), gemäss einer bevorzugten Ausführung, wenigstens eine Hilfsschaufel (25S; 35S), deren mittlere Breite vorzugsweise ca. 50 % der Breite der breiten Schaufel beträgt. Diese Anordnung verbessert insbesondere die Gasförderungsfähigkeit der Pumpe.

Description

Kreiseipumpe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten mit Feststoff- und Gasbeimengungen, insbesondere eine Kanalradpumpe, gemäss Präambel des Anspruchs 1.
Bei derartigen bekannten Pumpen sind die Querschnitte der ' Kanäle zwischen den Schaufeln des Laufrades so gestaltet, dass relativ grosse Festkörper passieren können. Dies bedingt, dass Kanalräder in der Regel mit nur 1 bis 3 Laufschaufeln ausgeführt werden. Kanalradpumpen werden mit gutem Erfolg zur Förderung von mit Dickstoffen, Schlamm, Schlacken, usw. beladenen Flüssigkeiten eingesetzt; ihre Fähigkeit, Gas- (inklusive Luft-) ansammlungen abzutransportieren ist jedoch, wie bei anderen Kreiselpumpen auch, eingeschränkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe zu schaffen, bei der die Fähigkeit, Gasansammlungen abzutransportieren, deutlich verbessert ist.
Kreiselpumpen bzw. Kanalradpumpen mit befriedigenden spezifischen Merkmalen zur Lösung dieses Problems sind dem Erfinder nicht bekannt.
Da diese Gattung von Pumpen wegen unterschiedlicher Funktionsweise mit Freistrompumpen nicht vergleichbar ist, sind die Massnahmen zur Änderung der Eigenschaften von der einen auf die andere in der Regel nicht übertragbar.
Eine Freistrompumpe umfasst eine Laufradkammer, in welcher ein Laufrad angeordnet ist, und eine sich vor der Laufradkammer erstreckende Wirbelkammer, die durch Schaufeln — Q —
nicht durchstrichen wird. Die Flüssigkeit tritt axial in Nabennähe von der Stirnseite des Laufrades in die Schaufelkanäle ein, wandert auf einem Bogen von annähernd 180° nach aussen und verlässt das Laufrad im äusser.en Bereich wieder in axialer, jedoch umgekehrter Richtung, auf der Stirnseite. Die austretende Flüssigkeit versetzt die Flüssigkeitsmasse in der Wirbelkammer durch Impulsaustausch in Rotation. Einzelne breitere Schaufeln werden wie in DE 34 08 810 C2 beschrieben eingesetzt, um die Kupplungswirkung auf die Flüssigkeitsmasse in der Wirbelkammer zu verbessern. Aufgrund des Weges, den die Flüssigkeit durch das Laufrad nimmt, kommt die jedenfalls in Grenzen zu haltende Verbreiterung der Schaufeln auch einer Schaufelverlängerung, gemessen entlang der Strombahn, gleich. ■
Die an sich bekannte Kreiselpumpe, insbesondere Kanalradpumpe, umfasst, wie aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 hervorgeht, eine Laufradkammer, in welcher ein Laufrad angeordnet ist, weist jedoch im Unterschied zu Freistrompumpen keine Wirbelkammer auf. ■
Bekanntlich steigt die Fähigkeit, Gaseinschlüsse mit der Flüssigkeit abzutransportieren, mit der Strömungsgeschwindigkeit und der Strömungsturbulenz des Mediums entlang des Weges durch die Pumpe. In anderen Worten würde also eine Erhöhung dieser Geschwindigkeit für das gestellte Problem eine auf der Hand liegende mögliche Lösung bilden. In Anbetracht der Tatsache, dass mit der Flüssigkeit Feststoffe befördert werden müssen, und den damit verbundenen Konstruktionsimperativen erweist sich der
Lösungsweg mit der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit als nicht gangbar. Erst anhand zahlreicher und mannigfaltiger Versuche konnte schliesslich festgestellt werden, dass das Abfördern der Gasbeimengungen in der Flüssigkeit dank der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale spürbar verbessert wird. Dabei ist das gesetzte Ziel erreicht ohne Reduzieren des freien Durchgangs, was eine unumgängliche Rahmenbedingung darstellt, da ja die sich in der Flüssigkeit befindenden Feststoffe gefördert werden müssen.
Die in den abhängigen Ansprüchen definierten Merkmale stellen darauf aufbauend besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung dar, da dadurch hinsichtlich der problematischen Gasförderung und schliesslich des ' allgemeinen Wirkungsgrades noch bessere Ergebnisse registriert werden konnten.
Insbesondere in Kreiselpumpen ablaufende Strömungsphänomene sind öfters lediglich empirisch feststellbar und mathematisch und physikalisch kaum nachvollziehbar oder überschaubar. Der Innenraum des entsprechend neu gestalteten Gehäuses der erfindungsgemässen Kreiselpumpe besteht nun aus einem vorderen und aus einem davon durch eine virtuelle Ebene getrennten hinteren Raumteil. In dem die ursprüngliche Laufradkammer bildenden vorderen Raumteil erstreckt sich der vordere Teil der Schaufel (n) , während der Laufradteller und der damit verbundene hintere Teil der Schaufel (n) in dem hinteren Raumteil untergebracht sind. Es darf angenommen werden, dass dank dieser neuen Anordnung des Laufrades und der daraus folgenden Kammerdifferenzierung und -erweiterung der sich in der zwischen dem Flüssigkeitseingang und - ausgang erstreckenden vorderen Kammer bildende Zentrifugaleffekt, also die Bildung eines Flüssigkeitsringes, innerhalb welchem sich Gas ansammelt, das einen weiteren kontinuierlichen Eingang der zu fördernden Flüssigkeit verhindert, zerstört wird und vielmehr eine bestimmte Wirbelung bzw. Turbulenzen auftreten. Darüber hinaus dürfte sich infolge einer langsamen Durchströmungsgeschwindigkeit die Strömung an den Schaufelsaugseiten ablösen. Schliesslich kennzeichnet noch ein höherer Wirkungsgrad, die erfindungsgemässe Pumpe im Vergleich zu bekannten Pumpen für gashaltige Medien .
Die Ergebnisse konnten noch dadurch verbessert werden, dass das Laufrad mit den in den Ansprüchen 2 oder 3 definierten Merkmalen ausgerüstet wird. In der Tat stossen dann die Flüssigkeitsmoleküle und die Feststoffe gegen die vorderen Kanten der Hilfsschaufel (n) , wobei der durch die erzielte verbesserte Gasverteilung resultierende Vorteil den durch- die von den zusätzlichen Reibungsflächen der Hilfsschaufeln erzeugten Reibungskräften entstehenden Nachteil weit übertrifft.
Nachstehend sind drei bevorzugt Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der' Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in schematischer Darstellung:
Figur 1 einen Schnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Kanalrad- oder Kreiselpumpe,
Figur 2 einen Schnitt einer zweiten Ausführungsform dieser Pumpe,
Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer für die zweite Ausführungsform vorgesehenen möglichen Variante eines Laufrades mit drei Hilfsschaufeln
und Figur 4 einen Schnitt einer dritten Ausführungsform der Pumpe .
Wie in Figur 1 dargestellt ist ein Laufrad 10 von einem einen Flüssigkeitseingang 2 und -ausgang 3 resp. eine Ansaug- und Auslassöffnung aufweisenden Gehäuse 1 umschlossen. Das Laufrad 10 ist auf einer von einem nicht dargestellten Motor antreibaren Welle 60 befestigt. Das Gehäuse 1, das Laufrad 10 und die Welle 60 weisen eine gemeinsame Symmetrieachse IA auf. Der Innenraum 6 des Gehäuses 1 besteht aus einem vorderen, eine als Ringraum oder Spirale umlaufende Sammelkammer 4 umfassenden Raumteil 5A und aus einem davon durch eine virtuelle Ebene {T} getrennten hinteren Raumteil 5B. Diese Ebene {T} überfällt in etwa mit der (ohne Bezugszeichnen versehenen) Ebene zusammen, die die hintere (ebenfalls ohne. Bezugszeichen versehene) Mantellinie der Öffnung 3 beinhaltet und orthogonal zur Symmetrieachse IA verläuft.
Das Laufrad 10 umfasst einen eine entsprechend der Grosse der Feststoffe definierte Anzahl von vorzugsweise gewölbten Schaufeln 15 tragenden, eine vordere 12 und eine hintere Fläche 13 aufweisenden Laufradteller 11. In der Regel, wie oben gesagt, sind, es eine bis drei Schaufeln (siehe auch
Figur 3) . Der vordere Teil 15F und der hintere Teil 15R der Schaufel (n) 15 erstrecken sich im vorderen 5A resp. hinteren Kammerteil 5B des Gehäuses 1. Die vordere Kante 16 der Schaufel 15 kann sich in unmittelbarer Nähe der inneren Fläche 7 des sich um den Eingang erstreckenden
Gehäusewandteils 7A vorbeibewegen. Dank dieser Nähe wird eine gewisse Abdichtung erzielt, da der Abstand zwischen genannter Fläche und genannter vordere Kante in der Grössenordnung von Zehntelsmillimetern beträgt und in der Regel eher kleiner als 0.5 mm ist. Die Peripheriekante 17 des vorderen Teils 15F der Schaufeln 15 kann sich nahe am Flüssigkeitsausgang 3 vorbeibewegen. Eine je nach Bauart der Pumpe definierte, rotationssymmetrische Gehäusefläche 8, 8A des Gehäuses 1 umschliesst vorzugsweise eng (das heisst in der Grössenordnung einiger Millimeter) den Laufradteller 11, das heisst dessen Peripheriefläche 14 und die gemäss Beispiel damit bündigen Peripheriekanten 17 der Schaufeln 15 bzw. des hinteren Teils 15R dieser Schaufeln. Gemäss in Figur 1 dargestellter Ausführungsform ist die
Rotationsfläche 8 um den Laufradteller 11 herum zylindrisch, während die Rotationsfläche 8A beispielsweise zylindrisch (auf der Figur 1 ist diese Kontur lediglich in punktierter Linie angedeutet) oder konisch mit einem Kegelwinkel 2γ sein kann, wobei der Winkel γ vorzugsweise < (kleiner oder gleich) 20° ist. Die Wahl der Laufradbauart, insbesondere der Peripheriekanten 17 und der Peripheriefläche 14, wird wie dem Fachmann bekannt in Anbetracht der spezifischen Drehzahl hq festgelegt.
Bei den konventionellen Kreisel- oder Kanalradpumpen ist der Laufradteller derart angeordnet, dass sich dessen vordere Fläche zumindest annähernd in der virtuellen Ebene {T} befindet, während sich die Schaufeln ganz in der sich vor dieser Ebene {T} befindenden Laufradkammer erstrecken. Im
Vergleich zu diesen bekannten Pumpen wird also die Fläche 12 des Laufradtellers 11 um eine Distanz D nach hinten, also Richtung Antrieb, versetzt, wobei die Schaufeln um diese Distanz verbreitert werden (Teil 15R der Schaufeln) und die ursprüngliche Laufradkammer 5A um einen weiteren
Laufradkammerteil 5B mit der Distanz D entsprechendem Volumen vergrössert wird. Die Versuche haben ergeben, dass die Distanz D in einem Bereich von 25 % bis 75 % der Gesamtbreite der Schaufeln 15 liegen sollte, vorzugsweise bei ca. 50% genannter Gesamtbreite.
Die hintere Fläche 13 des Laufradtellers 11 kann sich in unmittelbarer Nähe der Fläche 9 der hinteren Wand 9A des Gehäuses 1 befinde. Gemäss einer Variante kann jedoch zwischen den Flächen 13, 9 einen grosseren Abstand vorgesehen werden, um Platz für an der einen und / oder anderen dieser Flächen angebrachte Rippen 18 (an der Fläche 13) bzw. 19 (an der Fläche 9) zu lassen. Die an sich bekannten Rippen 18 können radial oder zum Beispiel in ähnlicher Weise wie die Schaufeln 15 gewölbt sein (siehe Figur 3, Bezugszeichen 23) . Die dagegen nicht bekannten Rippen 19 verlaufen vorzugsweise radial und erfüllen die Funktion einer Drallbremse aus, vermeiden eine
Zentrifugenwirkung und gewährleisten somit einen besseren Gasfluss.
In Figur 2 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt, die im Vergleich zur oben beschriebenen ersten oder
Grundausführungsform dasselbe Gehäuse 1 aufweist, jedoch mit einem über die Welle 60 angetriebenes Laufrad 20 versehen ist, dessen Laufradteller 21 mit einem Schaufelsystem 25 versehen ist. Dieses Schaufelsystem besteht einerseits aus wenigstens einer mit der Schaufel 15 identischen oder zumindest ähnlichen breiten Schaufel 25L, deren vordere Kante 26A sich in unmittelbarer Nähe der .inneren Fläche 7 des vorderen Wandteils 7A des Gehäuses 1 vorbeibewegen kann, und zusätzlich andererseits aus wenigstens einer schmäleren, vorzugsweise gewölbten Hilfsschaufel 25S, die sich wenigstens zum Teil in der hinteren Laufradkammer 5B erstreckt. Dies bedeutet, dass die vordere Kante 26B dieser Hilfsschaufel 25S in der virtuellen Ebene {T} oder in einer sich zu dieser Ebene {T} in unmittelbarer Nähe befindenden Fläche liegen kann. Letztere kann flach und parallel oder schräg zur Ebene {T} verlaufen oder gekrümmt sein. Mit anderen Worten können die Kanten 26B zur Symmetrieachse IA orthogonal sein- oder einen anderen Verlauf aufweisen, zum Beispiel nach aussen oder innen ansteigen (zur Illustration zeigt die punktierte Linie 26C einen möglichen verjüngten Verlauf der vorderen Kante der Hilfsschaufein 25S) .
Die der Breite (oder mittleren Breite (ermittelt auf etwa halbem Radius des Laufradtellers) ) der Hilfsschaufein 25S entsprechende Distanz D zwischen der vorderen Fläche 22 des Laufradtellers 21 und der vorderen Kante 26B soll in einem Bereich von 25 % bis 75 % der Gesamtbreite Bg der breiten Schaufeln 25L liegen, vorzugsweise bei ca. 50% genannter Gesamtbreite, so dass sich die Schaufeln 25S im wesentlich nur in der hinteren Laufradkammer 5B erstrecken.
Vorzugsweise kann das Laufrad 20 dieser zweiten Ausführungsform wie in Figur 3 in Perspektive dargestellt drei breite Schaufeln 25L und drei schmälere Hilfsschaufeln 25S umfassen, wobei jeweils eine Hilfsschaufel 25S zwischen zwei Schaufeln 25L angeordnet ist.
Die Peripheriefläche 24 des Laufradtellers 21, die Peripheriekanten 27L der breiten Schaufeln 25L und die Peripheriekanten 27S der schmäleren Hilfsschaufeln 25S liegen auf demselben nicht dargestellten zylindrischen oder kegeligen oder andersförmigen rotationssymmetrischen Mantelfläche, wobei diese von der rotationssymmetrischen Gehäusefläche 8, 8A des Gehäuses 1 in ähnlicher Weise wie in der ersten Ausführungsform beschrieben vorzugsweise eng umschlossen sind. Auch hier (d. h. ähnlich wie in der ersten Ausführungsform) kann die hintere Fläche 23 des Laufradtellers 21 in unmittelbarer Nähe der Fläche 9 der hinteren Wand 9A des Gehäuses 1 liegen oder es kann gemäss einer Variante zwischen diesen Flächen 23, 9 einen grosseren Abstand vorgesehen werden, um genügend Platz für das Anbringen von vorzugsweise radial verlaufenden Rippen 28 (an der Fläche 23) bzw. Rippen 29 (an der Fläche 9) an der einen und / oder anderen dieser Flächen zu lassen.
Gemäss der in Figur 4 dargestellten dritten Ausführungsform ist ein mit der Welle 60 verbundenes Laufrad.30 mit Achse 100A von einem einen Flüssigkeitseingang 102 und -ausgang 103 aufweisenden Gehäuse 100 umschlossen. Das Gehäuse 100 ähnelt dem Gehäuse 1 und weist eine von einer ähnlich wie die Sammelkammer 4 ausgebildeten Sammelkammer 104 umringte vordere Kammer 105A und eine davon durch die virtuelle Ebene {T} getrennte hintere Kammer 105B auf.
Das um die Distanz D nach hinten versetzte Laufrad 30 umfasst ein mit einem Laufradteller 31 verbundenes Schaufelsystem 35, welches aus wenigstens einer breiten Schaufel 35L und wenigstens einer schmalen Hilfsschaufel 35S besteht, vorzugsweise, wie anhand der zweiten Ausführungsform erwähnt, jeweils drei davon. Die
Hilfsschaufeln 35S können ähnlich wie die Hilfsschaufeln 25S geformt sein, wobei hier lediglich eine vordere Kante 36B dargestellt ist.
Die Hilfsschaufeln 35S und der Laufradteller 31 sind von einem Aussenring 34 umfasst. Die innere Fläche 34B des Ringes 34 kann konisch ausgeführt werden mit einem Kegelwinkel von 2γ (mit γ vorzugsweise < 20°) . Der Laufradteller 31, der Ring 34 und die damit verbundenen Hilfsschaufeln 35S erstrecken sich in der Laufradkammer 105B. Die in relativer Nähe am Flüssigkeitsausgang 103 vorbeibewegbaren Peripheriekanten 37L können parallel oder schräg zur Symmetrieachse 10OA verlaufen oder auch anders ausgebildet sein.
Die vorderen Kanten 36A der breiten Schaufeln 35L sind von einer Deckscheibe 40 bedeckt. Letztere ist in einem in einem Dichtspalt 111 eingepressten Ring 110 in der Nähe des -■ Eingangs 102 des Gehäuses 100 drehbar gelagert. Die vordere • Fläche 41 der Deckscheibe 40 kann sich in unmittelbarer Nähe der Fläche 107 des Wandteils 107A vorbeibewegen. Diese an sich bekannte Deckscheibe wird oft aus Stabilitätsgründen oder bei Pumpen mit kleiner spezifischer Drehzahl nq vorgesehen.
Ähnlich wie in der -ersten Ausführungsform kann die hintere Fläche 33 des Laufradtellers 31 in unmittelbarer Nähe der Fläche 109 der hinteren Wand 109A des Gehäuses 100 liegen oder es kann gemäss einer Variante zwischen diesen Flächen 33, 109 einen grosseren Abstand vorgesehen werden, um genügend Platz für das Anbringen von vorzugsweise radial verlaufenden Rippen 38 (an der Fläche 33) bzw. Rippen 39 (an der Fläche 109) an der einen und / oder anderen dieser Flächen zu lassen.
Darüber hinaus kann der Laufradteller 31 mit wenigstens einem Loch 45 versehen werden. Gemäss dem Beispiel sind drei oder sechs Bohrungen 45 mit Achse 45A zwischen den Schaufeln 35L und den Hilfsschaufeln 35S verteilt und entsprechend dimensioniert. Die Achsen 45A verlaufen mit einem Abstand R parallel zur Achse 100A. Das Mass des Radius R ist vorzugsweise so gewählt, dass es in etwa in einem Intervall zwischen der Hälfte und zwei Dritteln des Umfangsradius ' des Laufradtellers liegt. Es konnte festgestellt werden, dass diese Löcher 45 die Wirksamkeit des Entweichens des Gas nach aussen merklich verbessern.
Selbstverständlich können weitere bevorzugte
Ausführungsformen realisiert werden in welchen Merkmalen der beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden. Insbesondere besteht die Möglichkeit, die Laufräder 11 und 21 gemäss erster und zweiter Ausführungsform mit einzelnen oder auch allen anhand Figur 4 beschriebenen zusätzlichen Merkmalen des Laufrads 30, also Aussenring 34, Bohrungen 45, Deckscheibe 40, oder mit weiteren dem Fachmann bekannten Merkmalen zu versehen.
Aus der vorstehenden Beschreibung sind dem Fachmann weitere Abwandlungen und Änderungen zugänglich, ohne ' den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der durch die Patentansprüche definiert ist.

Claims

_ i JL < o£ _Patentansprüche
1. Kreiselpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten mit Feststoff- und Gasbeimengungen, insbesondere eine
Kanalradpumpe, mit einem einen vorderen und einen seitlichen Flüssigkeitseingang (2; 102) resp. -ausgang (3; 103) aufweisenden Gehäuse (1; 100) und einer dazwischen liegenden Laufradkammer (5A; 105A) , in welcher ein antreibbares- Laufrad angeordnet ist, das einen mindestens eine Schaufel tragenden Laufradteller umfasst, wobei sich die Schaufeln in der Laufradkammer des Gehäuses erstrecken und sich einerseits die zum Flüssigkeitseingang hin orientierten vorderen Kanten genannter Schaufeln wenigstens zum Teil in unmittelbarer Nähe der inneren Fläche (7; 107) des sich um den Flüssigkeitseingang erstreckenden Gehäusewandteils (7A; 107A) und andererseits die Peripheriekanten (17) am Flüssigkeitsausgang vorbeibewegen können, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufradteller um eine definierte Distanz D nach hinten versetzt ist und die Schaufel (n) (15; 25L; 35L) um diese Distanz axial verbreitert sind, wodurch die ursprüngliche vordere Laufradkammer (5A; 105A) um eine von letzterer durch eine virtuelle Radialebene {T} getrennte hintere Laufradkammer (5B; 105B) mit der Distanz D entsprechendem Volumen vergrössert ist, um die Gasförderung zu verbessern.
2. Kreiselpumpe gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufradteller (21; 31) wenigstens eine Hilfsschaufel (25S; 35S) trägt.
3. Kreiselpumpe gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Breite der Hilfsschaufeln (25S; 35S) ca. 25 % bis ca. 75 %, vorzugsweise 50 % der mittleren Breite der Schaufeln (25L; 35L) beträgt.
4. Kreiselpumpe gemäss Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (20; 30) drei Schaufeln (25L; 35L) und drei Hilfsschaufeln (25S; 35S) aufweist.
5. Kreiselpumpe gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufradteller (11; 21; 31) mit wenigstens einem Loch (45) versehen ist.
6. Kreiselpumpe gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die der hinteren Fläche (13; 23; 33) des Laufradtellers (11; 21; 31) hinzugewandte innere Fläche (9; 109) der hinteren Gehäusewand (9A; 109A) mit vorzugsweise radial verlaufenden Rippen (19; 29; 39) versehen ist.
7. Kreiselpumpe gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Fläche (13; 23; 33) des Laufradtellers (11; 21; 31) mit vorzüglich gewölbt verlaufenden Rippen (18; 28; 38) versehen ist.
8. Kreiselpumpe gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Peripheriefläche (14; 24) des Laufradtellers und die Anteile der Peripheriekanten (17; 27L, 27S) der in der hinteren Laufradkammer (5B; 105B) sich erstreckenden Schaufeln (15; 25L) und Hilfsschaufeln (25S) von einer rotationssymmetrischen Gehäusefläche (8, 8A) des Gehäuses (1) umschlossen sind.
9. Kreiselpumpe gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die sich in der hinteren Laufradkammer (5B) erstreckenden Schaufeln (15; 25L) und Hilfsschaufeln (25) umschliessende, rotationssymmetrisehe Gehäusefläche (8A) des Gehäuses (1) konisch mit einem Kegelwinkel 2γ ausgeführt ist, wobei γ vorzüglich kleiner oder gleich 20° ist.
10. Kreiselpumpe gemäss einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufradteller (31) mit einem die Hilfsschaufeln (35S) umgebenden Ring (34) ausgestattet ist.
11. Kreiselpumpe gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenfläche (34A) des Rings (34) von einer rotationssymmetrische Gehäusefläche (108) des Gehäuse (100) umschlossen ist. ■
12. Kreiselpumpe gemäss Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (34B) des Rings (34) konisch mit einem Kegelwinkel 2γ ausgeführt ist, wobei γ vorzugsweise kleiner oder gleich 20° ist.
13. Kreiselpumpe gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad eine vordere Deckscheibe umfasst.
14. Kreiselpumpe gemäss einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderen Kanten (26B; 26C; 36B) der Hilfsschaufeln ((25S; 35S) zur Symmetrieachse (IA; 100A) orthogonal sind.
15. Kreiselpumpe gemäss einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderen Kanten (26B/ 26C/ 36B) der Hilfsschaufeln ((25S; 35S) zur Symmetrieachse (IA; 100A) nach aussen oder nach innen ansteigen, oder einen beliebigen anderen Verlauf aufweisen.
16. Kreiselpumpe gemäss einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die in relativer Nähe am Flüssigkeitsausgang (3; 103) vorbeibewegbaren Peripheriekanten (17; 27L; 37L) des Schaufelsystems (15; 25; 35) parallel oder schräg zur Symmetrieachse (IA; 100A) verlaufen oder auch anders ausgebildet sein.
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