Kreiselförderer für Gase und Flüssigkeiten Die Erfindung bezieht sich auf einen Krei- selförderer für Gase und Flüssigkeiten. Bei den bekannten Kreiselpumpen erfor dern höhere Druck- oder Saugleistungen, d.as heisst höhere Druckstufen - sei dies bei An- sauren aus dein Freien oder Fördern ins Freie - unverhältnismässig grosse. Abmessungen für die Pumpe.
Alls diesem Grunde sind. diese Pumpen für solche Fälle schlecht geeinet, in denen höhere Druck- oder Saugleistungen bei verhältnismässig geringer Fördermenge not wendig sind.
In, diesen Fällen erhält man eine überbemessene Pumpe mit, zu hohem Kraft- hed'arf, also eine unwirtschaftliche Arbeits- weise. Für manche dieser Zwecke könnte man Drehkolbenpumpen verwenden, die in der Lage sind, auch geringe Fördermenäen mit höheren Druck- oder Saugleistungen zu för- derri. Die Drellkolbenpumpen sind aber sehr versehleissempfindlieh,
was sie beschränkt ge- braueb_sfähig macht.
Die Erfindung soll ermöglichen. diese TAieke zu s.ehliessen und einen Kreiselförderer zli schaffen, der einmal bei höheren Druck oder Saugleistungen geringe Fördermengen liefert, daher für solche Fälle kleine Abmes sung en erhalten kann und einen geringen Raumbedarf hat, der zum andern aber a.ueli unempfindlich gegen Verschleiss ist.
Die Erfindung besteht darin, dass sich an die Stirnseiten mindestens eines, -finit das Ge- Iiiitise lind siele gegenseitig beinahe berühreil- den Schaufeln versehenen, axial durehstxöm- ten Laufrades konzentrisch angeordnete Ka näle mit in der Förderrichtung bei gleichem Durchmesser sieh änderndem Querschnitt an schliessen.
Während bei den in der Praxis bekannten Radial-Kreiselpumpen die Charakteristik so liegt, dass die Pumpe im geschlossenen Zustand (Fördermenge 0) den kleinsten Energiever brauch hat und im offenen Zustand (Förder menge > 0) den grössten, hat die Maschine nach der Erfindung die umgekehrte Cha rakteristik, nämlich die einer Kolbenpumpe oder einer Propellerpumpe,
das heisst sie hat im offenen Zustand den kleinsten Energiever brauch und im geschlossenen den grössten, wobei bei einer Kolbenpumpe bei der Förder menge 0 die SallgTentile geöffnet sind. Wird nämlich bei einer Kolbenpumpe der Entnahme querschnitt in steigendem Masse verkleinert, so steigt der Druck bei leicht abnehmender Fördermenge.
Das Produkt aus Fördervolu- men und Drilekd'ifferenz steigt gegen die För dermenge 0 an und. würde bei keinen Undiclit- heitsverlusten theoretisch den Wert oo err ei chen. Die Kreiselmaschine nach der Erfi.ndüng hat, also den Alübau und die Wirkungsweise einer Radial-Kreiselpumpe, jedbch die Cha rakteristik einer Kolbenpumpe.
Sie schliesst damit eine Lücke für diejenigen Anwendungs fälle, bei denen höhere Druck- oder Sauglei stungen bei geringen Fördermengen notwen dig sind, wie bei einer Kolbenpumpe, und auch eine Unempfindlichkeit gegen Verschleiss er- wünseht. ist, wie bei einer Kreiselpumpe.
3Ian hat früher schon einmal eine Kreisel pumpe in Vorschlag gebracht, die hinsichtliell der Ausbildung des Pumpengehäuses und der Anordnung des Laufrades , innerhalb dieses Gehäuses mit, der 3laschine nach der Erfin- dung vergleichbar ist. Ein wesentlicher und aussehla;gebender Unterschied besteht jedoch in der Ausbildung des Laufrades.
Das Lauf rad dieser bekannten Pumpe besitzt keine Schaufeln, sondern eine Anzahl quer ange brachter Durchgänge, die mit verhältnismässin, weitem Abstand voneinander angeordnet sind. Es erscheint unmöglich, mit, einer solchen An ordnung eine praktisch brauchbare Pumpe von genügender Leistung zu schaffen.
Noch weni- ger dürfte dies möglich sein bei Pumpen mit einem ähnlichen Pumpengehäuse und einem mit Flügeln oder Schaufeln besetzten Laufrad, die, mit. erheblichem Abstand voneinander angeordnet, mit beträchtlichem Spiel in ihrem Gehäuse arbeiten und daher nur eine geringe Leistun fl, aufweisen können. Demgegenüber be sitzt ein Laufrad bei der Maschine nach der Erfindung eine möglichst grosse Anzahl von Schaufeln, die dem zu leistenden Druck ent spricht, das heisst.
bei inögliehst hohem Druck ist die Anzahl der Schaufeln auch möglichst gross und ihr Abstand, voneinander möglichst eng. Da, prakt.iseh selbstverständlich eine niZig- liehst hohe Driiclzstufe erstrebt, wird, ist, dem- entsprechend: der Abstand der Schaufeln voll einander möglichst eng. Ausserdem arbeiten die Schaufeln mit geringem Spielraum inner halb ihres Gehäuses.
Die Schaufeln der so aus- -ebiideten Laufräder bearbeiten die Ober- fMehe des Fördergutes, indem die Schaufel kanten auf der Saugseite das Fördergut, z. B. die Luft, regelrecht abschneiden und die ab geschnittenen Teilchen des Fördergutes in dem gegenüberliegenden Druckkanal verdich ten. In der Zeichnung ist die Erfindung all zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt das Schema einer Pumpe mit drei Stufen, und zwar die Eintrittskanäle, die, Austrittskanäle und die Laufräder abge wickelt.
Fig. 2 ist ein Längsschnitt. dieser d.rei- stufigen Pumpe.
Fig. 3 zeigt. ebenfalls im Längsschnitt eine andere dreistufige Pumpe.
-V'ie aus Fig. 1 und ? ersichtlich ist, nimmt der Querschnitt. der Eintrittskanäle 1 vor dein Sehaufelra.d 3 in der Förderrielitung- in der gleichen Weise stetig ab, wie der Querschnitt der Austrittskanäle 2 in dieser Richtung hin ter dem Schaufelrad 3 stetig, zunimmt, wobei die Kanäle konzentri.seli angeordnet sind und der Durchmesser der Kanäle gleich bleibt.
Die Au.srit.tskanäle 2 besitzen ihren grössten Quer schnitt an ihrer Einmündungsstelle in den folgenden Eintrittskanal 1. All der Vbergangs- stelle 4, an der der jeweilige Austrittskanal '_' in den folgenden Eintrittskanal 1. übergeht, überdecken sieh vorteilhaft.
die Enden der Kanäle 1 und ? ein kurzes Stück parallel zu den Stirnseiten der Schaufelräder 3, wodurch der Schaufelspalt sä klein wie möglich gelial- teil -wird. Infolgedessen entsteht an dieser Stelle zwischen den ',#;
eliaufeli-ädern 3 und den Kanälen 1 und ? eine den Spaltverlust mög- lichst gering haltende und den hvdraulisehen Wirkungsgrad günstig- beeinflussende Ventil- wirkung. Die Kanäle l und ? erstrecken sieh also nahezu über den vollen Unifang- der )1Iaschine.
Die grundsätzliche Arbeitsweise der l@a- sehine ist nachstehend erläutert: Das im Ein trittskanal 1 befindliche Förde Mg Luft, Gras oder eine Flüssigkeit, nimmt entsprechend der Gestalt des Kanals ebenfalls K eilforin an und wird durch das umlaufende Schaufelrad 3 auf der Stirnseite des Rades abgrsehnitten. Der Unterdruck hinter jedem Schaufelrad 3 zieht dann. diesen Gas- oder Flüssigkeitsteil nach.
Die abgeschnittenen Gans- oder Flüssigkeits teile werden durch die Schaufeln des Schau felra.des 3 hinditrehgedrüelzt und beschleunigt und gelangen in den gegenfiberliecenden Austrittskanal 2, in. dem. sieh der vorher ;Ge- schilderte Vorgang wiederholt. Die Strömungs richtung ist. in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet.
Diese eigenartige Arbeits- und Wirkungsweise der Maschine führt zu ihrer bereits erwähnten Charakteristik, die, wie die Messversuche zei- ren, umgekehrt liegt wie bei den bekannten Kreiselpumpen.
Die Schaufeln 5 der Schaiüelräder 3 stehen annähernd rechtwinklig zu den anschliessenden. Kanälen 1 und 2. Das führt zu einer Schräg stellung der Schaufeln 5 zu den Laufrädern 3 bzw. deren Achse 20, die in Fig. 1 senkrecht zu den Laufrädern 3 verläuft und durel: sti-icliptlnktierte Linien angedeutet ist. Es hat sieh herauszestellt, däss sich dann besonders .ünstige Eigenschaften ergeben.
Die Schräg- stel'lung der Schaufeln 5 zu ihrem Laufrad 3 wirkt gleichsam als günstiger Schnittwinkel ziim Fördergut und' verbessert die erwähnte Sehneidwirkun- und damit die Leistung der 1'tinipe auch hinsichtlich der Fördermenge.
Eine weitere Verbesserung der Wirkung lässt sich erzielen, wenn die Kanten der Schaufeln :@ auf der Saugseite der Schaufelräder 3 in deren Laufrichtung abgebogen sind, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Diese Anordnung ver- ;ri-össert die Förderwirkung auf der Saugseite mid damit, eine Steigerung der Leistung.
Die Fig. 2 zeigt die Pumpe im Längs schnitt. Die Schaufelräder 3 sitzen auf der \Velle 6 zwischen den vorher erwähnten Ein tritts- und. Anstrittskanälen 1 bzw. 2. Das z@-lintl'erförmige Gehäuse der dreistufigen Uasehine besteht. aus den Deckeln 7 und den beiden Zwischenstücken B. Durch Einfügen weiterer Zwischenstücke 8 und Schaufelräder 3 können die Stufen der Pumpe beliebig er höht werden.
Jedes Schaufelrad 3 besteht. aus dem Radkörper 9 mit Schaufeln 5, die ge trennt. voneinander hergestellt sein können. F.5 ist. ferner, wie Fig. 2 und auch die nach folgend beschriebene Fig. 3 zeigen, die Pumpe durch Anbringen eines Flansches 10 unmittel bar an einen Motor 11 angeflanscht.
Die Schaufeln berühren das Gehäuse und einander beinahe, das heisst das Spiel zwischen dem Gehäuse und den Schaufeln ist klein, und die Schaufeln folgen einander in kleinem Ab stand.
In besonderer Ausgestaltung der Maschine haben beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zwei bena.ehbarte Schaufelräder 3 an ihrem äussern Nabenkranz gegeneinander gerichtete, die Schaufelräder 3 auf Abstand haltende Ver breiterungen 12, die miteinander eine die Welle einschliessende, zylinderförmige Abdich tung bilden. Hierbei ist der Radkörper 9 innerhalb der Schaufeln 5 dicker. Die Ver breiterungen 12 werden bis zum völligen Auf- einandersitzen und Abdichten gebracht.
Bei den Zwischenstücken 8 sind' daher die Ein- iind Aiiistrittskanäle 1 bzw. 2 nur bis zu diesen Verbreiterungen 12 ausgebildet. Der Spalt 13 zwischen den Ein- und Austrittskanälen 7. bzw. 2 und den Verbreiterungen 12 ist mög lichst klein gehalten.
Diese Verbreiterungen 12 können ferner an ihrem äussern Umfang mit. einem oder mehre ren Gewindegängen versehen sein, deren Stei gung umgekehrt zur Steigung der anschlie ssenden Kanäle 1 und' 2 verläuft. Hierdurch kann der Spaltverlust noch weiter verringert werden, denn durch diese der Steigung der Kanäle 1 und 2 ent.gegengerichteten Windun- gen werden etwa. durch den Spalt hindurch tretende Gase oder Flüssigkeiten wieder zu- rückgebracht.