Laufrad für Fliehkraftpumpen und insbesondere auch für Fliehkraft-Gasverdichter mit hoher Umfangsgeschwindigkeit. Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines Laufrades für Fliehkraftpumpen und insbesondere auch für Fliehkraft-Gasverdich- ter. Wild man bei solchen Maschinen, zum Beispiel bei Luftverdichtern, eine möglichst grosse Drucksteigerung je Laufrad erzielen, so sind grosse Umfangsgeschwindigkeiten e:
. forderlich. Die bei den üblichen Verdichtern benutzten gekrümmten Laufradschaufeln er fahren dabei infolge der Fliehkräfte, die die Schaufeln in radiale Richtung zu biegen su chen, so hohe Beanspruchungen, dass eine ge nügende Betriebssicherheit hiermit nicht mehr erreichbar ist. Man hat deshalb die Laufräder solcher schnellaufenden Verdichter so ausge bildet, dass sie im wesentlichen nur noch aus einer Nabe bestehen, von welcher die,
Sbhau- feln unter Verzicht auf günstigste Eintritts und Austrittsrichtungen sich einfach radial nach .aussen erstrecken. Die Schaufeln sind dabei auch seitlich nicht an Ra.dsclieiben an geschlossen, so dass sie sich infolge ihrer Elastizität den .auftretendieii, Kräften mög lichst frei anpassen können..
Laufräder dieser Airt müssen zwischen feststehenden Seiten wänden arbeiten, und es ist ein sehr genaues Einpassen des Rades zwischen diese Wände erforderlich,. damit einerseits die Spaltvei- l.uzste möglichst klein bleiben und anderseits ein bei den hohen Umlaufsgeschwindigkeiten zu sofortiger Zerstörung des Laufrades fiih- rendes Anstreifen mit Sicherheit vericiieden wird.
Da diese Schaufeln an der Austritts- stelle (am Radumfang) naturgemäss viel wei ter auseinanderstehen als an der Eintritts- stelle (in der Nähe der Achse), so ergibt sich auch . eine schlechte Luftführung im Rad;
ausserdem neigen die flachen elastischen Schaufeln zu Schwingungen, die zu unruhi gem Lauf des Laufrades und unter Umstä.n- dien zu Schaufelbrüchen Veranlassung geben können.
Die Erfindung bezweckt eine weitere-Vcer- besserung der Laufräder solcher Fliehkraft- pumpen und Fliehkra.ftverdichter. nament- lich in .der Richtung, dass die Führung des Fördermittels im Laufrad verbessere und die Schwingungsgefahr weitgehend vc:
rmin- dert wird. Erreicht. wird dies dadurch, dass bei dem aus einem Stück bestehenden Lauf rad von einem zweckmässigerweise ra@diail ste hende Schaufeln aufweisenden N aberhörp,3r an Stelle einzelner radialer Schaufeln radnal sich erstreckende Kanäle ausgehen, zweck mässig derart, dass immer die Zusammenstoss- stelle zweier Kanäle an eine Nabenschaufel anschliesst,
so dass die auf diese Kanäle ein wirkenden Fliehkräfte unmittelbar über diese Nabenschaufeln nach der Radmitte weiter geleitet werden. Die Wandungen der Kanäle werden vorteilhaft von der Anschlussstelle an der Nabe nach aussen hin stetig dünner, in der Weise, dass überall gleiche Fliehkraft beanspruchung herrscht.
Die @#@'andungen derartig radial nach aussen gerichteter Ka näle erfahren ähnlich wie die bekannten ra dialen ,Schaufeln, infolge der Fliehkra.ftwir- kung im wesentlichen nur reine Zugbean- spruchung, die sich demgemäss mit grosser Zuverläesigketit berechnen lässt. Weiterhin' wird der Vorteil gewonnen,
dass die Luft innerhalb des Laufrades durch diese Kanle viel besser geführt wird als zwischen ein zelnen, radial auseinander strebenden Schau feln; auch können nicht schon innerhalb des Laufrades Spaltverluste eintreten. Endlicl: sind diese rohrförmigen Schaufeln verhälwis- m:ässig starr, so dass die :Schwingungsgefahr praktisch völlig vermieden ist.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungs beispiel der Erfindung, und zwar ist: Fi,g. 1 ein Schnitt längs der Achse nach der Schnittlinie I-1 der Fig. 2, und Füg. 2 eine Vorderansicht, teilweisse ge- schnitten, nach der Schnittlinie II-11 der Fig. 1, Fig. 3 ein Teilschnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.
Das Laufrad besitzt eine Nabe 1, an wel che radiale Schaufeln 3 angeschlossen sind, die bis zu einem die Eintrittsöffnungen aussen begrenzenden Ring 4 reichen. Die Räume zwischen diesen Schaufeln 3 sind nach der einen Seite des, Laufrades durch eine nach aussen allmählich dünner werdende Quer- wand 2 abgeschlossen, nach der andern Seite offen. In radialer Richtung setzen sich diese Räume von dem Ring 4 an als ringsum von den Wänden 5, 6, 7, 8 begrenzte, radial ver.. laufende Kanäle fort, welche -\@'ände von der Wurzel nach aussen hin entsprechend der De anspruchung durch die Fliehkraft stetig dün ner werden.
Der Querschnitt dieser Kanäle ist zweckmässig rechteckig, ihre Seitenwände 5, 7 können dann die unmittelbare, gabel förmige Fortsetzung der Schaufeln 3, ihre Hinterwand 8 die Fortsetzung,der Querwand 2 und ihre Vorderwand 6 die Fortsetzung de.--. Ringes 4 nach aussen hin bilden, wo durchdie auf die einzelnen Kanäle entfallen den Fliehkräfte in besonders günstiger W eise aufgenommen werden. Ausserdem ergibt sich der Vorteil, da.ss eine solche den auftretend,nn Kräften genau a,ngepasste Formgestaltung der Wandungen der Kanäle sich werkstatt technisch deicht auz,führen lässt.
Es kann bei einem solchen Laufrad auch beiderseitiger Eintritt vorgesehen sein. Die Querwand 2 fällt dann entweder ganz .fort oder sie rückt in die Mitte der Radnabe. Im letzteren Falle kann. sie entweder an der Kanalwurzel endigen oder sich ein .Stück weit oder auch über die ganze Kanallänge in die Kanäle hinein fortsetzen.
Die Herstellung eines solchen Laufrades, für welches zweckmässigerweise nur Werk stoff mit grosser Zugfestigkeit verwendet wird, kann trotz seiner zunächst ziemlich verwickelt erscheinenden C estaltung auf ver hältnismässig einfache Weise erfolgen.
Das Laufrad kann beispielsweise wie folgt her gestellt werden: Es werden in eine gemäss den Umrisslinien des Laufrades (1i' ig. 1) ge drehte Scheibe vom äussern Umfange her radial verlaufende Vierkantlöcher (zum Bei spiel mittelst Vierkantbohrers) eingearbeitet.
Dann werden die für den Eintritt des För- dermittels vorgesehenen Räume mittelst eines Fin.gerfräsers ausgearbeitet, so dass die radial verlaufenden Schaufeln 3 entstehen, und schliesslich werden noch die zwischen den ein zElnen Radialkanälen liegenden sekto.@förnü- gen Teile 10 bis .auf dass für die Kanalwand- stä.rke erforderliche Mass entfernt.
Impeller for centrifugal pumps and especially for centrifugal gas compressors with high peripheral speed. The invention relates to the design of an impeller for centrifugal pumps and in particular also for centrifugal gas compressors. If one achieves the greatest possible pressure increase per impeller with such machines, for example air compressors, then high circumferential speeds e are:
. conducive. The curved impeller blades used in conventional compressors are subjected to such high stresses as a result of the centrifugal forces that cause the blades to bend in the radial direction that adequate operational reliability can no longer be achieved. The impellers of such high-speed compressors have therefore been formed in such a way that they essentially only consist of a hub from which the,
Sbhau- feln without the most favorable entry and exit directions simply extend radially outward. The blades are not closed laterally to the wheel, so that, due to their elasticity, they can adapt as freely as possible to the forces occurring.
Impellers of this Airt have to work between fixed side walls, and a very precise fit of the wheel between these walls is required. so that, on the one hand, the gap spacing remains as small as possible and, on the other hand, a rubbing that leads to immediate destruction of the impeller at the high rotational speeds is definitely avoided.
Since these blades are naturally much further apart at the exit point (on the wheel circumference) than at the entry point (near the axis), this also results. poor airflow in the wheel;
In addition, the flat, elastic blades tend to vibrate, which can cause the impeller to run unevenly and, under certain circumstances, to break the blades.
The invention aims at a further improvement of the impellers of such centrifugal pumps and centrifugal compressors. namely in the direction that the guidance of the conveying means in the impeller is improved and the risk of vibration is largely vc:
r is reduced. Reached. This is because in the one-piece impeller from an expediently radial blades having N aberhörp, 3r radially extending channels instead of individual radial blades, expediently in such a way that always the point of contact between two channels connects to a hub blade,
so that the centrifugal forces acting on these channels are passed on directly via these hub blades to the center of the wheel. The walls of the channels are advantageously continuously thinner towards the outside from the connection point on the hub, in such a way that the same centrifugal force prevails everywhere.
Similar to the known radial blades, blades, the effects of centrifugal force essentially only experience pure tensile stress, which can accordingly be calculated with great reliability. Furthermore, the advantage is gained
that the air inside the impeller is guided through these channels much better than between individual, radially spaced blades; also, gap losses cannot occur within the impeller. Finally, these tubular blades are relatively rigid, so that the risk of vibration is practically completely avoided.
The drawing shows an embodiment example of the invention, namely: Fi, g. 1 a section along the axis along the section line I-1 of FIG. 2, and Füg. 2 is a front view, partially in section, along the section line II-11 in FIG. 1, and FIG. 3 is a partial section along the line III-III in FIG.
The impeller has a hub 1 to wel che radial blades 3 are connected, which extend up to a ring 4 delimiting the inlet openings on the outside. The spaces between these blades 3 are closed on one side of the impeller by a transverse wall 2 that gradually thins outwards, and are open on the other side. In the radial direction, these spaces continue from the ring 4 as all around by the walls 5, 6, 7, 8 limited, radially ver .. running channels which - \ @ 'ands from the root to the outside according to the De requirement become steadily thinner due to centrifugal force.
The cross-section of these channels is expediently rectangular, their side walls 5, 7 can then be the immediate, fork-shaped continuation of the blades 3, their rear wall 8 the continuation, the transverse wall 2 and its front wall 6 the continuation de .--. Form ring 4 towards the outside, where the centrifugal forces are absorbed in a particularly favorable way by the individual channels. In addition, there is the advantage that such a shape of the walls of the ducts, which is precisely adapted to the forces occurring, can be carried out technically in the workshop.
With such an impeller, entry on both sides can also be provided. The transverse wall 2 then either falls completely .fort or it moves into the center of the wheel hub. In the latter case, can. they either end at the root of the canal or continue into the canals one piece or over the entire length of the canal.
The production of such an impeller, for which only material with high tensile strength is expediently used, can be carried out in a relatively simple manner despite its initially rather complex design.
The impeller can be produced as follows: Square holes (for example by means of a square drill) are machined from the outer circumference into a disc rotated according to the outline of the impeller (1i 'ig. 1).
Then the spaces provided for the entry of the conveying means are worked out by means of a fin milling cutter so that the radially extending blades 3 are created, and finally the secto. @ Shaped parts 10 to removed the dimension required for the duct wall thickness.