DE2010227B2 - Zentrifugalpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifugalpumpe der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung. Hierbei ist die Schaulelverlängerung nur über einen Teil dci Anströmkante der Schaufel vorgenommen, und die Verlängerung steigt auf einen Maximalwert an und fällt dann wieder auf den Wert Null ab. Der Zweck dieser bekannten Anordnung besteht darin, die Ansaugfähigkeit zu verbessern. Eine Beeinflussung der Kavitationsbildung ist jedoch hierdurch nicht möglich.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifugalpumpe der Gattung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs derart zu verbessern, daß das Auftreten von Kavitation weitgehend vermieden ist.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale.

Durch die Erfindung wird selbst unter schwierigen Betriebsbedingungen, z. B. wenn über eine große Höhe angesaugt werden soll, oder wenn die Temperatur der zu fördernden Flüssigkeit hoch ist, eine Kavitationsbildung vermieden.

Bei der erfindurigsgemäßen Pumpo findet demgemäß ein kleinerer Anströmwinkel als üblich Anwendung, so daß die Geschwindigkeit senkrecht zur Anströmkante kleiner wird. Dies ist von entscheidender Bedeutung im Hinblick nuf die Verringerung der Kavitationsgefahr. )e größer der Umfangswinkel zwischen den Endpunkten der verlängerten Anströmkantc ist. desto größer ist naturgemäß auch die Schaiifelverlängerung. Es könnte angenommen werden, daß die Verhältnisse umso besser werden, je größer die Verlängerung und je kleiner der Anströmwinkel gewählt wird. Wenn jedoch die Verlängerung sehr groß ist, dann wird auch die Reibungsoberfläche größer, so daß der Nachteil der Reibungsverluste überwiegt, und hieraus ergibt sich ein optimaler Bereich, wobei der Effekt eines kleineren Anströmwinkels voll wirksam ist und der Einfluß der Reibung noch nicht zu groß ist. Somit wird nur eine relativ kleine Verlängerung der Schaufel vorgesehen. "i'bei die anströmende Flüssigkeit unter einem kleineren Winkel als 90ⁿ mit der Anströmkante dtr Schaufel in Berührung kommt. Die relativ kleine

Verlängerung der Schaufeloberfläche ergibt keine wesentliche Verminderung des Wirkungsgrades und diese Verminderung kann im Hinblick auf die Sicherheit gegenüber Kavitationsbildung in K:auf genommen werden, denn eine Kavitation ist in jedem Falle mit einem großen Wirkungsgradverlust verknüpft.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Laufrad einer erfindungsgemäß ausgebildeten Zentrifugalpumpe in Axialansicht von der Eintrittsseite aus;

F i g. 2 einen Schnitt, in dem eine Anzahl Axialschniue in verschiedenen Ebenen zwischen dem Beginn und dem Ende der Schaufel in der Ebene der Zeichnung aufeinander projiziert sind;

F i g. 3 das Laufrad in perspektivischer Ansicht.

Das in der Zeichnung dargestellte Laufrad besteht aus einer auf einer Welle 1 mittels einer Nabe 2 befestigten Trägerscheibe 3, an der die Schaufeln befestigt sind. Der besseren Übersicht wegen ist in Fig. 1 lediglich eine Schaufel 4 vollständig gezeichnet. Das Ende einer weiteren Schaufel 5 ist dargestellt, um zu zeigen, wie weit die verschiedenen Schaufeln auseinanderliegen. Die Einströmöffnung des Laufrades ist mit 6 bezeichnet. In Fig. 1 und 2 ist der Maximaldurchmesser dieser Einströmöffnung durch die gestrichel'e Linie 7 angedeutet. Der Anschluß der Schaufel an die Trägerscheibe 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 8 bei 10 und der Endpunkt der Linie 9 bei 11 deuten die Begrenzungspunkte der Anströmkante Yl der Schaufel 4 an. Die Abströmkante der Schaufel 4 liegt bei 13. Durch die gestrichelte Linie 14 ist eine Anströmkante der Schaufel 4 angedcut~t, wie diese normalerweise zur Erzielung einer gewünschten Pumpcncharakterisiik bemessen würde. Gegenüber der Ausführung mit der Anströmkante 14 erstreckt sich die Schaufel in einer Verlängerung 15 über die Axih^ene hinaus, die in Fig. 1 die Schaufel 4 nach einer strichpunktierten Linie 16 schneidet. Diese Ebene 16 geht durch den Punkt 10, d. h. das durch den auf dem kleinsten Durchmesser liegende Endpunkt der Anströmkante 12, und ist durch die Achse der Welle 1 und die radial gerichtete Linie 17 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.

Die Schaufelverlängerung 15 erstreckt sich über einen Umfangswinkel λ. Der Winkel dt hat je nach den Umständen einen Wert, der zwischen 30° und 180° liegt. Durch die Schaiifelverlängerung 15. die sich in der normalen Drehrichtung des Laufrades erstreckt, erhält die anströmende Flüssigkeit, die mit der schnell rotierenden Anströmkantc 12 in Berührung kommt, in Bezug auf diese Anströmkantc 12 eine Geschwindigkeit, von der eine Komponente längs der Anströmkante und eine Komponente senkrecht zu dieser Anströmkantc gerichtet ist. Der absolute Wert der senkrecht /ur Anströmkante gerichteten Komponente ist viel kleiner als der absolute Wert der wirklichen Geschwindigkeit der Flüssigkeil zur Anströmkante der Schaufel. Die Gefahr der Kavitation wird hierdurch erheblich vermindert.

In einer als zweckmäßig erkannten Ausführungsform hat der Winkel dt einen Wert von 90°. Der Winkel zwischen der Anströmkanle der Schaufel und der

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wirklichen Strömungsrichtung der Flüssigkeit ist dann wäre.

30°. Der absolute Wert der senkrecht zur Anströmkante In F i g. 2 ist jeder Punkt des Laufrades in der gleichen

gerichtete Geschwindigkeitskomponente ist dann die Ebene der Zeichnung dargestellt. Jeder Punkt des

Hälfte des absoluten Wertes der wirklichen Geschwin- Laufrades ist in einer Ebene durch die Welle gezeichnet,

digkeit der Flüssigkeit an der Anströmkante. Die durch 5 wobei alle diese Ebenen gedreht sind, bis sie in der

die Geschwindigkeit auftretende Druckabnahme be- Ebene der Zeichnung liegen. Diese Figur zeigt somit,

trägt hierdurch nur ein Viertel der Druckabnahme, die wie die verschiedenen Punkte der Schaufeln in axialer

auftreten würde, wenn die wirkliche Geschwindigkeit Richtung zueinander liegen,
der Flüssigkeit senkrecht zur Anströmkante gerichtet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Zentrifugalpumpe mit axialer Einströmung und mit einem beschaufelten Laufrad, dessen Schaufeln mit ihrer Anströmkante über ihre gesamte Länge stromauf einer senkrecht zur Achse stehenden Ebene liegen, die durch den Schnittpunkt von Anströmkante und Nabe verläuft und die Schaufeln an der Anströmseite gegenüber der üblichen Anströmkante, die durch die gewünschte Leistung der Pumpe bestimmt ist, eine Verlängerung in axialer Richtung stromauf und in Drehrichtung aufweisen,dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelverlängerung (15) die Anströmkanief 12) von einem Punkt (10) der Nabe (2) aus bis zu einem stromauf liegenden Endpunkt (11) bildet und die Schaufelverlängerung (15) über einen Winkelbereich (λ) zwischen 30° und 180°, gemessen zwischen Axialebenen verläuft, die durch die Endpunkte (10) bzw. (11) der verlängerten Schaufelanströinkante (12)veriiäjfen.