DE2010227A1 - Zentrifugalpumpe - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE .

DIPL.-ING. GÜNTHER KOCH DR. TINO HAIBACH

8 MÜNCHEN 2, *·

1970

Koninklijke Machinefabriek Stork N.V. Hengelo, Niederlande. - - - Zentrifugalpumpe

Die.Erfindung betrifft eine Zentrifugalpumpe mit einem in einem Gehäuse gelagerten mit Schaufeln versehenen Laufrad mit axialer Einströmöffnung, wobei die Eintrittskante der Schaufeln vollständig vor einer durch das an die Nabe des Laufrads angrenzenden Ende der Eintrittskante gehenden und senkrecht zur Achse des Laufrads stehenden Ebene liegt.

Bei einer derartigen Pumpe kann unter schwierigen Umständen, z.B. wenn über große Höhe angesaugt werden soll-oder wenn die Temperatur der zu fördernden Flüssigkeit hoch ist, Kavitation auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe zu schaffen, bei der diese Kavitationsgeführ stark vermindert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schaufeln des Laufrads an der Einströmseite inbezug auf die Eintrittskante, wie diese durch die gewünschte Leistung der Pumpe bestimmt werden würde, in der normalen Drehrichtung des Laufrads und in axialer Richtung verlängert sind, wobei die Verlängerung von dem an die Nabe des Laufrads angrenzenden Ende der Eintrittskante der Schaufel bis an das andere Ende

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derselben von einem Wert Null allmählich bis auf einen Maximalwert zunimmt und die Gesamtverlängerung inbezug auf eine Axialebene durch das an der Nabe angrenzende Ende der Eintrittskante sich über eine Bogenlänge erstreckt, die einem Winkel zwischen 30° und 180° entspricht.

Durch die Verlängerung der Vorderkante der Schaufel, die am Außenumfang der axialen Einströmöffnung am größten ist, wird erreicht, daß die anströmende Flüssigkeit in einem erheblich kleineren Winkel als 90° mit der Eintrittskante der Schaufeln in Berührung kommt. Es wurde gefunden, daß eine relativ kleine Verlängerung bereits den gewünschten Effekt bringt. Hierdurch bleiben die Herstellungsschwierigkeiten des Laufrads begrenzt ™ und e~s hat sich zugleich gezeigt, daß überraschenderweise keine Schwingungen auftreten. Dadurch, daß die Verlängerung relativ klein bleiben kann, tritt ebenfalls eine relativ kleine Vergrößerung der Schaufeloberfläche auf, so daß keine nennenswerte Verminderung des Wirkungsgrades durch die Verlängerung auftritt.

Wie aus dem vorstehenden hervorgeht, wäre die beschriebene Verlängerung der Schaufeln zur Erzielung der gewünschten Pumpencharakteristik nicht erforderlich.

Die Erfindung ist bei verschiedenartigen Zentrifugalpumpen φ anwendbar. So kann die Austrittsrichtung der Strömung radial, halbaxial/halbradial oder axial sein. Auch kann das Laufrad sowohl offen wie geschlossen sein, d.h. daß eine an den Schaufeln befestigte mitdrehende Vorderplatte vorgesehen ist.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein Laufrad einer erfindungsgemäßen Pumpe in axialer Ansicht von der Eintrittsseite aus,

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Pig. 2 einen Schnitt, in dem eine Anzahl Axialschnitte in verschiedenen Ebenen zwischen dem Beginn und dem Ende der Schaufel in der Ebene der Zeichnung aufeinander projektiert sind,

Fig. 3 ein Laufrad in perspektivischer Ansicht.

Das in der Zeichnung dargestellte Laufrad besteht aus einer auf einer Welle 1 mittels einer Nabe 2 befestigten Trägerplatte 3» an der die Schaufeln befestigt sind. Der besseren Übersicht wegen ist in Pig.l lediglich eine Schaufel 4 vollständig gezeichnet. Das Ende einer Schaufel 5 ist ebenfalls dargestellt, um zu zeigen, wie weit die verschiedenen Schaufeln auseinanderliegen. Die Einströmöffnung des Laufrads 1st mit 6 bezeichnet. In Fig.1 ist der Maximaldurchmesser dieser Einströmöffnung durch die gestrichelte Linie 7 angedeutet. Der Anschlus der Schaufel an die Trägerplatte 3 ist durch die Linie 8 angedeutet. Die Kante der Schaufel, die abdichtend mit dem Gehäuse zusammenwirkt, ist mit 9 bezeichnet* Der Endpunkt der Linie & bei 10 und der Endpunkt der Linie 9 bei 11 deuten die Begrenzungspunkte der Eintrittskante 12 der Schaufel 4 an. Die Austrittskante der Schaufel 4 liegt bei 15· Durch die gestrichelte Linie 14 ist eine Eintrittskante der Schaufel 4 angedeutet, wie diese normalerweise zur Erzielung einer gewünschten Pumpencharakteristik bemessen würde. Gegenüber der Ausführung mit der Eintrittskante 14 erstreckt sich die Schaufel in einer Verlängerung 15 m über die axiale Ebene hinaus, die in Fig.l die Schaufel 4 nach einer strichpunktierten Linie 16 schneidet. Diese Ebene geht durch den Punkt 10, d.h. das auf dem kleinsten Durchmesser liegende Ende der Eintrittskante 12, und ist in Fig.3 durch die Achse der Welle 1 und durch radial gerichtete Linien 17 und 18 bestimmt. Die Linie 17 liegt in der senkrecht zur Achse der Welle 1 gerichteten Ebene durch„den Punkt 10, während die Linie 18 in einer entsprechend gerichteten Ebene durch/den Punkt 11 liegt. ?

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Die Verlängerung erstreckt sich über einen Umfangswinkel ⁰^ . Der Winkel oO hat je nach den Umständen einen Wert, der zwischen 50° und l80° liegt. Durch die Verlängerung mit dem Teil 15, der sich in der normalen Drehrichtung des Laufrades erstreckt, erhält die anströmende Flüssigkeit, die mit der schnell rotierenden Eintrittskante in Berührung kommt, inbezug auf diese Eintrittskante 12 eine Geschwindigkeit, von der eine Komponente längs der Eintrittskante und eine Komponente senkrecht auf diese Eintrittskante gerichtet ist. Der absolute Wert der senkrecht zur Eintrittskante gerichteten Komponente ist viel kleiner als der absolute Wert der wirklichen Geschwindigkeit der Flüssigkeit zur Eintrittskante der Schaufel. Die Gefahr, daß Kavitation auftreten wird, wird hierdurch erheblich vermindert.

kannten In einer stall als zweckmäßig er WJHfXJWUIA Ausführungsform hat

der Winkel cC einen Wert von 90°. Der Winkel zwischen der Vorderkante der Schaufel und der wirklichen Strömungsrichtung der Flüssigkeit ist dann 30°. Der absolute Wert der senkrecht zur Eintrittskante gerichteten Geschwindigkeitskomponente ist dann die Hälfte des absoluten Wertes der wirklichen Geschwindigkeit der Flüssigkeit an der Eintrittskante. Die durch die Geschwindigkeit auftretende Druckabnahme beträgt hierdurch nur ein Viertel der Druckabnahme, die auftreten würde, wenn die wirkliche Geschwindigkeit der Flüssigkeit senkrecht zur Eintritts-A kante gerichtet wäre.

In Fig.2 ist jeder -Punkt des Laufrads in der gleichen Ebene der Zeichnung dargestellt. Jeder Punkt des Laufrades ist in einer Ebene durch die Welle gezeichnet, wobei alle diese Ebenen gedreht sind, bis sie in der Ebene der Zeichnung liegen. Diese Figur zeigt somit, wie die verschiedenen Punkte der Schaufeln in axialer Richtung zueinander liegen.

Patentanspruch

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Claims (1)

1. - 5 Patentanspruch:

   Zentrifugalpumpe mit einem in einem Gehäuse gelagerten mit Schaufeln versehenen Laufrad mit axialer Einströmöffnung, wobei die Eintrittskante der Schaufeln vollständig vor einer durch das an die Nabe des· Laufrads angrenzenden Ende der Eintrittskante gehenden und senkrecht zur Achse des Laufrads stehenden Ebene liegt,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (4,5) des Laufrads (2,5) an der Einströmseite (6) inbezug auf die Eintrittskante (14), wie diese durch die gewünschte Leistung der Pumpe bestimmt werden würde, in der normalen Drehrichtung des Laufrads (2,3) und in axialer Richtung verlängert sind, wobei die Verlängerung (15) von dem an die Nabe (2) des Laufrads (2,3) angrenzenden Ende (10) der Eintrittskante (12) der Schaufel bis an das andere Ende (11) derselben von einem Wert Null allmählich bis auf einen Maximalwert zunimmt und die Gesamtverlängerung (15) inbezug auf eine Axialebene durch das an der Nabe (2) angrenzende Ende (10) der Eintrittskante (12) sich über eine Bogenlänge erstreckt, die einem Winkel zwischen 30° und 180° entspricht.

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