CH717512A1

CH717512A1 - Impeller for a centrifugal pump.

Info

Publication number: CH717512A1
Application number: CH00695/20A
Authority: CH
Inventors: Raffel Werner; Favre Jean-Nicolas; Austinat Volker; Crevoisier Thomas; Grimm Michel
Original assignee: Egger Pumps Tech Sa
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2020-06-11
Publication date: 2021-12-15
Also published as: EP3922855A1

Abstract

Das Laufrad (10) für eine Kreiselpumpe, mit welcher insbesondere feststoffhaltige Flüssigkeiten förderbar sind, umfasst einen Nabenkörper (11), einen Teller (15), welcher um den Nabenkörper herum angeordnet ist und vorderseitig eine Tellerfläche (16) aufweist, und Schaufeln (20, 20'), die auf der Tellerfläche angeordnet sind. Die jeweilige Schaufel weist eine Eintrittskante (24, 24') auf, die von einem Nabenanlagepunkt ( 23') am Nabenkörper ausgehend zu einem Scheitelpunkt (25, 25') ansteigt und die in der Draufsicht gesehen entgegen der Drehrichtung (D) des Laufrades gekrümmt verläuft. Für die jeweilige Eintrittskante (24, 24') sind folgende Grössen gegeben: eine Niveauebene (N), welche senkrecht auf der Drehsachse (R) des Laufrades steht und in welcher der Nabenanlagepunkt der Eintrittskante liegt, eine Gerade, welche durch den Nabenanlagepunkt und den Scheitelpunkt der Eintrittskante hindurchgeht, und einen Neigungswinkel zwischen der Niveauebene (N) und der Geraden, der grösser als 0 Grad und kleiner als 15 Grad gewählt ist.The impeller (10) for a centrifugal pump, with which liquids containing solids in particular can be pumped, comprises a hub body (11), a plate (15) which is arranged around the hub body and has a plate surface (16) on the front side, and blades (20 , 20 '), which are arranged on the plate surface. The respective blade has a leading edge (24, 24') which rises from a hub contact point (23') on the hub body to an apex (25, 25') and which, viewed from above, curves counter to the direction of rotation (D) of the impeller runs. The following variables are given for the respective leading edge (24, 24'): a level plane (N) which is perpendicular to the axis of rotation (R) of the impeller and in which the hub contact point of the leading edge lies, a straight line which runs through the hub contact point and the apex of the leading edge, and an angle of inclination between the level plane (N) and the straight line that is chosen to be greater than 0 degrees and less than 15 degrees.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Laufrad für eine Kreiselpumpe. The present invention relates to an impeller for a centrifugal pump.

[0002] Derartige Laufräder werden in Kreiselpumpen eingesetzt, um insbesondere feststoffhaltige Flüssigkeiten fördern zu können. Man ist bestrebt, zwischen den Schaufelflächen möglichst grosse Querschnitte vorzusehen, so dass auch grosse Festkörper hindurchgelangen können. Such impellers are used in centrifugal pumps, in particular to be able to promote liquids containing solids. Efforts are made to provide the largest possible cross-sections between the blade surfaces, so that large solids can also pass through.

[0003] Allerdings können auch dann die Strömungsverhältnisse so sein, dass das Feststoffmaterial, z.B. wenn es in flexibler, flächiger Form vorliegt, nicht über die Eintrittskante einer Schaufel hinweg gelangt, sondern an der Eintrittskante haften bleibt und vom Laufrad lediglich herumgewirbelt wird. Hierbei kommt es vor dem Laufrad zu einer Anballung von derartigem Material, bis die Pumpe schliesslich gänzlich verstopft ist. However, the flow conditions can also be such that the solid material, e.g. if it is in a flexible, flat form, does not get over the leading edge of a blade, but sticks to the leading edge and is merely whirled around by the impeller. In this case, such material builds up in front of the impeller until the pump is finally completely clogged.

[0004] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Laufrad anzugeben, welches einer Verstopfung in einer Kreiselpumpe entgegenwirkt. It is an object of the invention to provide an impeller which counteracts clogging in a centrifugal pump.

[0005] Ein Laufrad, das diese Aufgabe löst, ist im Anspruch 1 angegeben. Die weiteren Ansprüche geben bevorzugte Ausführungen des Laufrades sowie eine Kreiselpumpe mit einem Laufrad an. An impeller that solves this problem is specified in claim 1. The other claims specify preferred designs of the impeller and a centrifugal pump with an impeller.

[0006] Gemäss Anspruch 1 umfasst das Laufrad Schaufeln, deren Eintrittskanten jeweils von einem Nabenanlagepunkt ausgehend zu einem Scheitelpunkt ansteigen, in der Draufsicht gesehen entgegen der Drehrichtung des Laufrades gekrümmt verlaufen und einen Neigungswinkel von kleiner als 15 Grad aufweisen. Die Formgebung der Schaufel erleichtert den Eintritt von insbesondere flexiblem, flächigen Material in das Laufrad, so dass die Gefahr einer Verstopfung reduziert ist. Das Laufrad ist so gestaltbar, dass die Schaufeln ausgeprägte Flächen aufweisen, so dass entsprechend eine gute Pumpwirkung erzielbar ist. According to claim 1, the impeller includes blades whose leading edges each rise from a hub contact point starting to an apex, seen in plan view are curved opposite to the direction of rotation of the impeller and have an inclination angle of less than 15 degrees. The shape of the blade facilitates the entry of, in particular, flexible, flat material into the impeller, so that the risk of clogging is reduced. The impeller can be designed in such a way that the blades have pronounced surfaces, so that a good pumping effect can be achieved accordingly.

[0007] Vorzugsweise ist eine Kreiselpumpe mit einem Laufrad und mit einer Wandung vorgesehen, welche innenseitig Nuten aufweist. Diese können in der Draufsicht gesehen gerade oder gekrümmt verlaufen. Die Nuten begünstigen zusätzlich den Durchtritt von flexiblem, flächigen Material, so dass dieses wegbefördert wird und es dadurch zu einer Selbstreinigung der Kreiselpumpe kommt. Es ist nicht nötig, eine Schneideinrichtung vorzusehen, welche das Material zerkleinert. Preferably, a centrifugal pump is provided with an impeller and with a wall which has grooves on the inside. These can be straight or curved when viewed from above. The grooves also promote the passage of flexible, flat material, so that this is transported away and the centrifugal pump is self-cleaning as a result. It is not necessary to provide a cutting device which shreds the material.

[0008] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Laufrads in einer perspektivischen Ansicht; Fig. 2 das Laufrad gemäss Fig. 1 in einer ersten Seitenansicht; Fig. 3 das Laufrad gemäss Fig. 1 in einer zweiten Seitenansicht; Fig. 4 das Laufrad gemäss Fig. 1 in einer Draufsicht; Fig. 5 das Laufrad gemäss Fig. 1 geschnitten in der Ebene V-V gemäss Fig. 6; Fig. 6 dieselbe Draufsicht wie in Fig. 4; Fig. 7 das Laufrad gemäss Fig. 1 in einer Unteransicht; Fig. 8 das Laufrad gemäss Fig. 1 zusammen mit einem Teil einer Schleisswand in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht, wobei jedoch von den Schaufeln die Kontur zu sehen ist, welche diese beim Drehen beschreiben; Fig. 9 einen Teil einer Kreiselpumpe mit einem Laufrad gemäss Fig. 1 in einer geschnittenen Seitenansicht; Fig. 10 die Schleisswand aus der Kreiselpumpe gemäss Fig. 9 in einer Draufsicht; Fig. 11 die Schleisswand gemäss Fig. 10 in einer perspektivischen Ansicht; Fig. 12 das Pumpengehäuse der Kreiselpumpe gemäss Fig. 9; und Fig. 13 das Pumpengehäuse gemäss Fig. 12 in einer teilweise geschnitten Draufsicht gemäss der Linie XIII-XIII.The invention is explained below using exemplary embodiments with reference to figures. 1 shows an exemplary embodiment of an impeller in a perspective view; FIG. 2 shows the impeller according to FIG. 1 in a first side view; FIG. 3 shows the impeller according to FIG. 1 in a second side view; FIG. 4 shows the impeller according to FIG. 1 in a plan view; FIG. 5 shows the impeller according to FIG. 1 in section in the plane V-V according to FIG. 6; Fig. 6 shows the same top view as in Fig. 4; FIG. 7 shows the impeller according to FIG. 1 in a view from below; FIG. 8 shows the impeller according to FIG. 1 together with a part of a wear wall in a partially sectioned side view, whereby the contour of the blades can be seen, which these describe when rotating; FIG. 9 shows part of a centrifugal pump with an impeller according to FIG. 1 in a sectional side view; FIG. 10 shows the wear wall from the centrifugal pump according to FIG. 9 in a top view; FIG. 11 shows the wear wall according to FIG. 10 in a perspective view; FIG. 12 shows the pump housing of the centrifugal pump according to FIG. 9; and FIG. 13 shows the pump housing according to FIG. 12 in a partially sectioned plan view along the line XIII-XIII.

[0009] Fig. 1 zeigt ein Laufrad 10 für eine Kreiselpumpe, wie sie z.B. in Fig. 9 dargestellt ist. Das Laufrad 10 weist einen Nabenkörper 11 auf, um welchen herum ein Teller 15 mit zwei Schaufeln 20, 20' angeordnet ist. Der Nabenkörper 11 ist mit einer Zentralbohrung 12 versehen, in welche rückseitig die antreibbare Welle 60 und vorderseitig das Ende einer Befestigungsschraube 61 einfügbar sind (vgl. Fig. 9). Die Zentralbohrung 12 weist eine Längsnut 13 auf, in welcher zur drehfesten Verbindung eine Leiste an der Welle 60 greifen kann. 1 shows an impeller 10 for a centrifugal pump, such as that shown in FIG. The impeller 10 has a hub body 11 around which a plate 15 with two blades 20, 20' is arranged. The hub body 11 is provided with a central bore 12 into which the drivable shaft 60 can be inserted at the rear and the end of a fastening screw 61 at the front (cf. FIG. 9). The central bore 12 has a longitudinal groove 13 in which a strip on the shaft 60 can grip for the non-rotatable connection.

[0010] Der Teller 15 weist vorderseitig eine Tellerfläche 16 auf, die zur Peripherie des Tellers 15 hin kontinuierlich abfällt, vorzugsweise in einer konvexen Krümmung. The plate 15 has the front side on a plate surface 16 which falls continuously towards the periphery of the plate 15, preferably in a convex curvature.

[0011] Die beiden Schaufeln 20, 20' sind hier gleich ausgestaltet und um 180 Grad umfänglich versetzt auf der Tellerfläche 16 angeordnet. Nachfolgend wird die erste Schaufel 20 genauer erläutert. Die Erläuterung gilt in analoger Weise für die zweite Schaufel 20'. The two blades 20, 20 'are configured here the same and offset by 180 degrees circumferentially on the plate surface 16. The first blade 20 is explained in more detail below. The explanation applies in an analogous manner to the second blade 20'.

[0012] Die Schaufel 20 erstreckt sich vom Nabenkörper 11 mit einer Krümmung radial nach aussen und weist eine saugseitge Schaufelfläche 21 und eine druckseitige Schaufelfläche 22 auf. Wie auch Fig. 2 zeigt, sind die Schaufelflächen 21, 22 geneigt zur Rotationsachse R des Laufrades 10 angeordnet. The blade 20 extends radially outward from the hub body 11 with a curvature and has a blade surface 21 on the suction side and a blade surface 22 on the pressure side. As also shown in FIG. 2, the blade surfaces 21, 22 are arranged inclined to the axis of rotation R of the impeller 10.

[0013] Einlassseitig des Laufrades 10 ist der Übergang von der Schaufelfläche 21 zur Schaufelfläche 22 durch eine Eintrittskante 24 gegeben. Diese erstreckt sich von einem Nabenanlagepunkt 23 am Nabenkörper 11 zu einem Scheitelpunkt 25. Der Eintrittskante 24 schliesst sich die Stirnseite 26 der Schaufel 20 an, welche sich vom Scheitelpunkt 25 zur Austrittskante 27 erstreckt. On the inlet side of the impeller 10 the transition from the blade surface 21 to the blade surface 22 is provided by a leading edge 24 . This extends from a hub contact point 23 on the hub body 11 to an apex 25 .

[0014] Die Eintrittskante 24 weist hier ein rundes Profil auf (vgl. dazu in Fig. 2 das Profil der Eintrittskante 24' der zweiten Schaufel 20' beim Scheitelpunkt 25'). Die Wanddicke der Schaufel 20 ist im peripheren Bereich des Tellers 15 reduziert, indem die Schaufelfläche 22 zur Schaufelfläche 21 hin abgeschrägt ist. In der Seitenansicht gesehen ist die Austrittskante 27 vorwärts, d.h. in der Drehrichtung D des Laufrades 10, gekrümmt (vgl. Fig. 2). The leading edge 24 here has a round profile (cf. the profile of the leading edge 24' of the second blade 20' at the apex 25' in FIG. 2). The wall thickness of the blade 20 is reduced in the peripheral region of the plate 15 in that the blade surface 22 is bevelled towards the blade surface 21 . Seen in the side view, the trailing edge 27 is curved forward, i.e. in the direction of rotation D of the impeller 10 (cf. Fig. 2).

[0015] Die zweite Schaufel 20' ist gleich aufgebaut wie die erste Schaufel 20 und weist die analogen Elemente 21'-27' auf, welche den Elementen 21-27 der ersten Schaufel 20 entsprechen. The second blade 20' has the same structure as the first blade 20 and has analogous elements 21'-27' which correspond to the elements 21-27 of the first blade 20.

[0016] In Fig. 2 ist eine Niveauebene N angegeben, welche senkrecht auf der Rotationsachse R steht und auf dem Niveau des Nabenanlagepunkts 23 bzw. 23' liegt. Die Niveauebene N verläuft in der Nähe der Stirnseite des Nabenkörpers 11, so dass dieser nur leicht über die Niveauebene N reicht. Die Eintrittskante 24, 24' steigt vom Nabenanlagepunkt 23, 23' bis zum Scheitelpunkt 25, 25', von wo aus die Stirnseite 26, 26' abfällt, hier unter die Niveauebene N. Wie ersichtlich, ist die Eintrittskante 24, 24' stark von der Rotationsachse R weggeneigt, so dass der Scheitelpunkt 25, 25' näher bei der Niveauebene N als bei der Rotationsachse R liegt. In Fig. 2, a level plane N is indicated, which is perpendicular to the axis of rotation R and at the level of the hub contact point 23 or 23 'is. The level N runs in the vicinity of the end face of the hub body 11, so that it extends only slightly above the level N. The leading edge 24, 24' rises from the hub contact point 23, 23' to the apex 25, 25', from where the end face 26, 26' drops, here below the level N. As can be seen, the leading edge 24, 24' is strongly the axis of rotation R is inclined away, so that the vertex 25, 25' is closer to the level plane N than to the axis of rotation R.

[0017] Der Neigungswinkel α der Eintrittskante 23 gegenüber der Niveauebene N ist z.B. wie folgt definierbar, vgl. Fig. 3-5: A definiert die Achse, welche durch die Nabenanlagepunkte 23 und 23' hindurchgeht und P die Projektionsebene, welche senkrecht auf der Achse A steht und durch den Nabenanlagepunkt 23 geht. Rp definiert die Achse, welche in der Projektionsebene P liegt und parallel zur Rotationachse R des Laufrades 10 verläuft. Weiter ist der Punkt 25p der auf die Projektionsebene P projizierte Scheitelpunkt 25, indem dieser um die Achse Rp gedreht wird, bis er auf der Projektionsebene P zu liegen kommt. Die Punkte 25 und 25p haben somit den gleichen radialen Abstand von der Achse Rp. The angle of inclination α of the leading edge 23 relative to the level plane N can be defined, for example, as follows, cf Axis A stands and goes through the hub contact point 23. Rp defines the axis which lies in the projection plane P and runs parallel to the axis of rotation R of the impeller 10 . Furthermore, the point 25p is the vertex 25 projected onto the projection plane P by rotating it about the axis Rp until it comes to rest on the projection plane P. Points 25 and 25p are thus at the same radial distance from axis Rp.

[0018] Lp definiert die Gerade, welche durch den Nabenanlagepunkt 23 und den auf P projizierten Scheitelpunkt 25p geht. (Lp verläuft somit in der Projektionsebene P.) Der Neigungswinkel α ist der Winkel zwischen der Niveauebene N und der Geraden Lp und ist grösser als 0 Grad und kleiner als 15 Grad gewählt. Vorzugsweise liegt der Winkel im Bereich von 5 bis 10 Grad. Lp defines the straight line which passes through the hub contact point 23 and the apex 25p projected onto P. (Lp thus runs in the projection plane P.) The angle of inclination α is the angle between the level plane N and the straight line Lp and is selected to be greater than 0 degrees and less than 15 degrees. Preferably the angle is in the range of 5 to 10 degrees.

[0019] Der Winkel α kann alternativ auch als Winkel zwischen der Niveauebene N und der Geraden L definiert werden, welche durch den Nabenanlagepunkt 23 und den Scheitelpunkt 25 geht. Alternatively, the angle α can also be defined as an angle between the level plane N and the straight line L, which goes through the hub contact point 23 and the apex 25 .

[0020] Analog ist die Eintrittskante 24' gegenüber der Niveauebene N mit einem Winkel α geneigt, welcher der Winkel zwischen der Niveauebene N und der Geraden ist, die durch den Nabenanlagepunkt 23' und den Scheitelpunkt 25' geht. Analogously, the leading edge 24' is inclined relative to the level plane N at an angle α, which is the angle between the level plane N and the straight line that passes through the hub contact point 23' and the vertex 25'.

[0021] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt die Eintrittskante 24 auf einer Rotationsfläche welche sich beim Drehen der Geraden L um die Achse Rp ergibt. Die Eintrittskante 24 liegt somit auf einem Konus mit der Spitze beim Nabenanlagepunkt 23. Analog liegt die Eintrittskante 24' auf einem Konus mit der Spitze beim Nabenanlagepunkt 23'. In the present embodiment, the leading edge 24 is on a surface of revolution which results when rotating the straight line L about the axis Rp. The leading edge 24 thus lies on a cone with the tip at the hub contact point 23. Similarly, the leading edge 24' lies on a cone with the tip at the hub contact point 23'.

[0022] Wie die Draufsicht in Fig. 4 weiter zeigt, weist der Teller 15 einen kreisrunden Rand 17 auf. Die Tellerfläche 16 ist frei von Aussparungen, so dass sie umlaufend bis zum Rand 17 reicht. As the plan view in FIG. 4 further shows, the plate 15 has a circular edge 17 . The plate surface 16 is free of recesses so that it extends all the way up to the edge 17 .

[0023] Die Stirnseite 11a des Nabenköpers 11 weist einen kreisrunden Rand mit Durchmesser D1 auf. Dieser entsprechend dem Abstand D1 zwischen den beiden Nabenanlagepunkten 23 und 23'. D1 ist hier relativ klein in Bezug auf den Durchmesser D2 des Tellers 15 gewählt. Typischerweise ist D1 höchstens 30 % von D2, vorzugsweise höchstens 25 %, und/oder mindestens 15 % von D2; z.B. ist D1 im Bereich von 20 %-25 % von D2. The end face 11a of the hub body 11 has a circular edge with a diameter D1. This corresponds to the distance D1 between the two hub contact points 23 and 23'. Here, D1 is selected to be relatively small in relation to the diameter D2 of the plate 15. Typically, D1 is at most 30% of D2, preferably at most 25%, and/or at least 15% of D2; e.g., D1 is in the range of 20%-25% of D2.

[0024] Die Eintrittskante 24, 24' ist in radialer Richtung gesehen rückwärts, d.h. entgegen der Drehrichtung D, gekrümmt. In der Draufsicht gesehen ist der Scheitelpunkt 25, 25' somit in Bezug auf den Nabenanlagepunkt 23, 23' um einen Winkel γ in Umfangsrichtung der Rotationsachse R versetzt angeordnet, vgl. Fig. 6. Der Winkel γ, auch Umschlingung genannt, beträgt typischerweise mindestens 90 Grad, vorzugsweise mindestens 100 Grad und/oder mindestens 110 Grad. The leading edge 24, 24' is curved backwards, i.e. counter to the direction of rotation D, as seen in the radial direction. Seen in the top view, the vertex 25, 25' is thus arranged offset by an angle γ in the circumferential direction of the axis of rotation R in relation to the hub contact point 23, 23', see FIG 90 degrees, preferably at least 100 degrees and/or at least 110 degrees.

[0025] Der Umschlingungswinkel der ganzen Schaufel 20, 20', d.h. vom Nabenanlagepunkt 23, 23' bis zum vordersten Ende der Austrittskante 27, 27' beträgt in der Draufsicht gesehen in steigender Bevorzugung mindestens 180 Grad, mindestens 200 Grad, mindestens 225 Grad, mindestens 250 Grad, mindestens 270 Grad. The angle of wrap of the entire blade 20, 20', ie from the hub contact point 23, 23' to the foremost end of the trailing edge 27, 27', seen in plan view, is preferably at least 180 degrees, at least 200 degrees, at least 225 degrees, at least 250 degrees, at least 270 degrees.

[0026] In der Draufsicht gesehen, geht die Eintrittskante 24, 24' nicht senkrecht vom Nabenkörper 11 weg, sondern schmiegt sich diesem möglichst tangential an. T definiert die Tangente der Eintrittskante 24 an den Nabenanlagepunkt 23. Die Achse A entspricht der Normalen auf die Stirnseite 11a des Nabenkörpers 11 in der Draufsicht. Der Winkel ε zwischen A und T ist vorzugsweise grösser als 60 Grad gewählt, besonders bevorzugt grösser als 70 Grad. Seen in the plan view, the leading edge 24, 24' does not go away perpendicularly from the hub body 11, but clings to it as tangentially as possible. T defines the tangent of the leading edge 24 to the hub contact point 23. The axis A corresponds to the normal to the end face 11a of the hub body 11 in the plan view. The angle ε between A and T is preferably selected to be greater than 60 degrees, particularly preferably greater than 70 degrees.

[0027] Analog weist die Eintrittskante 24' einen Winkel ε auf, welcher der Winkel zwischen der Tangente der Eintrittskante 24' an den Nabenanlagepunkt 23' und der Achse A ist. Analogously, the leading edge 24' has an angle ε, which is the angle between the tangent of the leading edge 24' to the hub contact point 23' and the axis A.

[0028] Um die Resultierende der Axialkräfte, welche im Betrieb auf das Laufrad 10 wirken, zu verringern, weist das hier dargestellte Laufrad 10 rückseitig des Tellers 15 Rückenschaufeln 40 auf, vgl. Fig. 7. Eine jeweilige Rückenschaufel 40 erstreckt sich von der Eintrittsstelle 41 mit einer radialen Krümmung zur Austrittstelle 42. Die Eintrittsstelle 41 ist beabstandet vom Nabenkörper 11 angeordnet. Die Austrittstelle 42 befindet sich hier am Rand 17 des Tellers 15. Im vorliegenden Beispiel sind vier Rückenschaufeln 40 vorgesehen, die jeweils gleichmässig in Umfangsrichtung der Rotationsachse R verteilt an der Rückseite des Tellers 15 angeordnet sind. Die Anzahl kann auch anders gewählt sein und z.B. eins, zwei, drei oder mehr betragen. In order to reduce the resultant of the axial forces which act on the impeller 10 during operation, the impeller 10 shown here has back blades 40 on the rear of the plate 15, see FIG 41 with a radial curvature towards the exit point 42. The entry point 41 is arranged at a distance from the hub body 11. The exit point 42 is located here at the edge 17 of the plate 15. In the present example, four back blades 40 are provided, which are each distributed uniformly in the circumferential direction of the axis of rotation R on the rear side of the plate 15. The number can also be chosen differently and can be, for example, one, two, three or more.

[0029] In Fig. 8 ist eine weitere Darstellung des Laufrades 10 zusammen mit dem Teil einer ringförmigen Schleisswand 50 gezeigt. Der Nabenkörper 11 und der Teller 15 des Laufrades 10 sind hier geschnitten dargestellt, während von den Schaufeln 20, 20', 40 jeweils die Kontur gezeichnet ist, die der freie Rand einer Schaufel 20, 20', 40 gesehen in der Seitenansicht bei einer Drehung um 360 Grad zeichnet. Bei einer derartigen Drehung erzeugen die Eintrittskanten 24, 24', die Stirnseiten 26, 26' und die Austrittskanten 27, 27' ein Profil, welches durch die Linien 24r, 26r, 27r in Fig. 8 dargestellt ist. Weiter bezeichnen 23r und 25r den Punkt, wo der Nabenanlagepunkt 23, 23' bzw. der Scheitelpunkt 25, 25' zu liegen kommt. In Fig. 8 is a further representation of the impeller 10 together with part of an annular wear wall 50 is shown. The hub body 11 and the plate 15 of the impeller 10 are shown here in section, while the contours of the blades 20, 20', 40 are each drawn, which is the free edge of a blade 20, 20', 40 seen in the side view during rotation draws 360 degrees. Upon such rotation, the leading edges 24, 24', faces 26, 26' and trailing edges 27, 27' produce a profile represented by lines 24r, 26r, 27r in FIG. Furthermore, 23r and 25r denote the point where the hub contact point 23, 23' or the vertex 25, 25' comes to rest.

[0030] Die Eintrittskante 24, 24' ist hier so geformt, dass die Linie 24r gerade ist. The leading edge 24, 24' is shaped here in such a way that the line 24r is straight.

[0031] Die Schleisswand 50 ist stationär angeordnet. Zwischen der Konturlinie 26r und der Schleisswand 50 ist ein Spalt vorgesehen, der vorzugsweise weniger als 2 mm beträgt. The wear wall 50 is arranged in a stationary manner. A gap is provided between the contour line 26r and the wear wall 50, which is preferably less than 2 mm.

[0032] Das Laufrad 10 ist einteilig z.B. als Gussteil herstellbar, z.B. aus Gusseisen oder Stahlguss. In der Draufsicht gesehen weisen die Schaufeln 20, 20' Hinterschneidungen auf. Jedoch sind Anordnung und Form der Schaufeln 20, 20' so gewählt, dass eine Sandgussform erstellt werden kann, die eine Entformung des Modells ermöglicht. The impeller 10 can be produced in one piece, e.g. as a cast part, e.g. made of cast iron or cast steel. Seen in the top view, the blades 20, 20' have undercuts. However, the arrangement and shape of the blades 20, 20' are selected in such a way that a sand casting mold can be created which enables the model to be demoulded.

[0033] Fig. 9 zeigt das im Pumpengehäuse 70 angeordnete Laufrad 10, das mittels einer Schraube 61 an der Welle 60 befestigt ist. Der Kopf der Schraube 61 ist durch eine Frontplatte 62 gebildet, welche an der Stirnseite des Nabenkörpers 11 anliegt. Die Frontplatte 62 weist einen flachen Mittelbereich 62a auf, der von einem abgerundeten Randbereich 62b umgeben ist. Dieser schliesst an den Nabenkörper 11 an. Fig. 9 shows the arranged in the pump housing 70 impeller 10 which is fixed by means of a screw 61 on the shaft 60. The head of the screw 61 is formed by a front plate 62 which bears against the end face of the hub body 11 . The faceplate 62 has a flat central portion 62a surrounded by a rounded edge portion 62b. This connects to the hub body 11 .

[0034] Weiter ist eine ringförmige Schleisswand 50 dargestellt, welche auswechselbar im Einlass in das Pumpengehäuse 70 angebracht ist. Die Schleisswand 50 weist eine runde Innenseite 51 auf, die sich in Strömungsrichtung gesehen im Durchmesser aufweitet. Wie Fig. 10 und 11 genauer zeigen, ist die Innenseite 51 mit Nuten 52 versehen, hier mit drei. Je nach Auslegung können auch weniger oder mehr als drei Nuten 52 vorgesehen sein. Eine Nut 52 erstreckt sich von einer Anfangsstelle 52a, welche sich benachbart zum einlassseitigen Ende der Innenseite 51 befindet, mit einem gekrümmten, sich aufweitenden Verlauf zur Endstelle 52b, welche sich am auslassseitigen Ende der Innenseite 51 befindet. Die Krümmung einer Nut 52 ist hier in der Draufsicht gesehen spiralförmig. Die Aufweitung einer Nut 52 ist hier V-förmig. An annular wear wall 50 is also shown, which is attached to the inlet in the pump housing 70 in an exchangeable manner. The wear wall 50 has a round inner side 51 which, viewed in the direction of flow, widens in diameter. As shown in more detail in FIGS. 10 and 11, the inner side 51 is provided with grooves 52, here three. Depending on the design, fewer or more than three grooves 52 can also be provided. A groove 52 extends from a starting point 52a, which is located adjacent the inlet end of the inner surface 51, with a curved, flared progression to the terminating point 52b, which is located at the outlet end of the inner surface 51. The curvature of a groove 52 is spiral-shaped as seen here in plan view. The widening of a groove 52 is V-shaped here.

[0035] Das Pumpengehäuse 70 ist in den Fig. 12 und 13 genauer ersichtlich. Es weist als Einlass einen Saugstutzen 71 auf, der über ein Spiralgehäuse 72 mit dem Druckstutzen 73 (Auslass) verbunden ist. Das Spiralgehäuse 72 ist so dimensioniert ist, dass der Querschnitt in Strömungsrichtung zunimmt. The pump housing 70 can be seen in more detail in FIGS. As an inlet, it has a suction connection 71 which is connected to the pressure connection 73 (outlet) via a spiral housing 72 . The spiral housing 72 is dimensioned in such a way that the cross section increases in the direction of flow.

Der Betrieb der Kreiselpumpe ist z.B. wie folgt:The operation of the centrifugal pump is e.g. as follows:

[0036] Der Saugstutzen 71 wird mit der Saugleitung und der Druckstutzen 73 mit der Druckleitung verbunden. Die Kreiselpumpe, welche hier nicht selbstansaugend ist, wird mit Flüssigkeit gefüllt. Die Welle 11 wird mittels eines Motors angetrieben. Das zu fördernde Medium, z.B. eine feststoffhaltige Flüssigkeit, wird via den Saugstutzen 71 angesaugt und trifft auf das Laufrad 10. Aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Eintrittskanten 24, 24' wird insbesondere Material, das flächig und flexibel ist, der Eintritt in den Bereich zwischen den Schaufeln 20, 20' erleichtert. Das Medium wird durch das Laufrad 10 entlang dem Spiralgehäuse 72 gefördert und via den Druckstutzen 73 abgeleitet. The suction port 71 is connected to the suction line and the pressure port 73 to the pressure line. The centrifugal pump, which is not self-priming here, is filled with liquid. The shaft 11 is driven by a motor. The medium to be conveyed, for example a liquid containing solids, is sucked in via the suction nozzle 71 and hits the impeller 10. Due to the special design of the leading edges 24, 24', material that is flat and flexible in particular is prevented from entering the area between the Blades 20, 20' lightened. The medium is conveyed by the impeller 10 along the volute housing 72 and discharged via the pressure port 73.

[0037] Das Vorsehen einer oder mehrerer Nuten 52 bewirkt eine Selbstreinigung der Kreiselpumpe. Durch die Drehung des Laufrades 10 wird z.B. flächiges oder längliches Material an die Peripherie getrieben, so dass es zwischen die Nuten 52 und dem Laufrad 10 gelangt und allmählich durch eine Nut 52 hindurchgezogen wird, bis es schliesslich vollständig zwischen die Schaufeln 20, 20' gelangt und wegtransportiert wird. The provision of one or more grooves 52 causes the centrifugal pump to self-clean. The rotation of the impeller 10 drives flat or elongated material to the periphery, for example, so that it gets between the grooves 52 and the impeller 10 and is gradually pulled through a groove 52 until it finally gets completely between the blades 20, 20' and transported away.

[0038] Laufrad und Kreiselpumpe wie hier beschrieben sind vielfältig einsetzbar, um Medien verschiedener Art zu fördern, z.B. kommunale und industrielle Abwässer, faserhaltige Schlämme, Belebt- und Rücklaufschlämme sowie Faulschlämme als auch Mehrphasengemische mit Gasanteilen, die auch hoch sein können. Impeller and centrifugal pump as described here can be used in a variety of ways to convey media of various types, e.g. municipal and industrial wastewater, fibrous sludge, activated and return sludge and digested sludge as well as multi-phase mixtures with gas proportions, which can also be high.

[0039] Aus der vorangehenden Beschreibung sind dem Fachmann zahlreiche Abwandlungen zugänglich, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der durch die Ansprüche definiert ist. From the foregoing description, numerous modifications are accessible to those skilled in the art without departing from the scope of the invention, which is defined by the claims.

[0040] In den Figuren ist ein Laufrad dargestellt, bei welchem zwei Schaufeln 20, 20' auf der Tellerfläche 16 angeordnet sind. Die Anzahl der Schaufeln kann auch anders sein und z.B. drei oder mehr betragen. Ist die Anzahl geringer, z.B. zwei oder drei, so sind zwischen den Schaufelflächen grosse Querschnitte bereitstellbar, so dass auch grosse Festkörper hindurchgelangen können. In the figures, an impeller is shown in which two blades 20, 20 'on the plate surface 16 are arranged. The number of blades can also be different, for example three or more. If the number is smaller, e.g. two or three, large cross-sections can be provided between the blade surfaces, so that large solid bodies can also pass through.

[0041] Bei Bedarf kann das Laufrad durch Abdrehen verändert werden, z.B. dann, wenn das Laufrad als Gussteil vorliegt. Vorzugsweise werden beim Abdrehen nur die Schaufeln 20, 20' an der Peripherie abgedreht, so dass die jeweilige Austrittskante näher bei der Drehachse zu liegen kommt, währenddessen der Teller 15 mit dem ursprünglichen Aussendurchmesser belassen wird. If necessary, the impeller can be modified by turning, e.g. when the impeller is in the form of a cast part. When turning off, preferably only the blades 20, 20' are turned off at the periphery, so that the respective trailing edge comes to lie closer to the axis of rotation, while the plate 15 is left with the original outer diameter.

[0042] In Fig. 10 und 11 sind Nuten 52 dargestellt, bei welchen jeweils Anfangsstelle 52a und Endstelle 52b radial wie auch umfänglich zueinander versetzt angeordnet sind. Es ist auch denkbar, die Nuten so auszugestalten, dass sie nur in radialer Richtung verlaufen. Die Anfangsstelle einer Nut befindet sich z.B. bei der Anfangsstelle 52a der Nut 52, während die Endstelle der Nut radial versetzt dazu angeordnet ist. In der Draufsicht gesehen analog der Fig. 10 verläuft die radiale Nut somit gerade. 10 and 11 grooves 52 are shown, in which each start point 52a and end point 52b are arranged radially as well as circumferentially offset from one another. It is also conceivable to design the grooves in such a way that they only run in the radial direction. For example, the starting point of a groove is at the starting point 52a of the groove 52, while the ending point of the groove is radially offset therefrom. Seen in the top view analogously to FIG. 10, the radial groove thus runs straight.

Claims

1. Laufrad (10) für eine Kreiselpumpe, mit welcher insbesondere feststoffhaltige Flüssigkeiten förderbar sind, umfassend einen Nabenkörper (11), einen Teller (15), welcher um den Nabenkörper herum angeordnet ist und vorderseitig eine Tellerfläche (16) aufweist, und Schaufeln (20, 20'), die auf der Tellerfläche angeordnet sind, wobei die jeweilige Schaufel eine Eintrittskante (24, 24') aufweist, die von einem Nabenanlagepunkt (23, 23') am Nabenkörper ausgehend zu einem Scheitelpunkt (25, 25') ansteigt und die in der Draufsicht gesehen entgegen der Drehrichtung (D) des Laufrades gekrümmt verläuft, und wobei für die jeweilige Eintrittskante (24, 24') folgende Grössen gegeben sind: – eine Niveauebene N, welche senkrecht auf der Drehsachse (R) des Laufrades steht und in welcher der Nabenanlagepunkt der Eintrittskante liegt, – eine Gerade L, welche durch den Nabenanlagepunkt und den Scheitelpunkt der Eintrittskante hindurchgeht, und – einen Neigungswinkel (α) zwischen der Niveauebene N und der Geraden L, der grösser als 0 Grad und kleiner als 15 Grad gewählt ist.1. Impeller (10) for a centrifugal pump, with which in particular liquids containing solids can be pumped, comprising a hub body (11), a plate (15) which is arranged around the hub body and has a plate surface (16) on the front side, and Blades (20, 20') arranged on the disk surface, the respective blade having a leading edge (24, 24') which rises from a hub contact point (23, 23') on the hub body to an apex (25, 25') and which, seen in plan view, runs counter to the direction of rotation (D) of the Running wheel is curved, and the following sizes are given for the respective leading edge (24, 24'): - a level plane N, which is perpendicular to the axis of rotation (R) of the impeller and in which the hub contact point of the leading edge is located, - a straight line L passing through the hub bearing point and the apex of the leading edge, and - an angle of inclination (α) between the level plane N and the straight line L, which is selected to be greater than 0 degrees and less than 15 degrees.

2. Laufrad nach Anspruch 1, wobei die jeweilige Eintrittskante (24, 24') in der Draufsicht gesehen einen Umschlingungswinkel (γ) von mindestens 90 Grad aufweist, vorzugsweise von mindestens 100 Grad, besonders bevorzugt mindestens 110 Grad.2. Impeller according to claim 1, wherein the respective leading edge (24, 24') has a wrap angle (γ) of at least 90 degrees, preferably at least 100 degrees, particularly preferably at least 110 degrees, as seen in plan view.

3. Laufrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Nabenanlagepunkte (23, 23') der Eintrittskanten (24, 24') in derselben Niveauebene N liegen und/oder die Eintrittskanten den gleichen Neigungswinkel (α) aufweisen und/oder der Neigungswinkel der jeweiligen Eintrittskante mindestens 5 Grad beträgt und/oder der Neigungswinkel der jeweiligen Eintrittskante höchstens 10 Grad beträgt.3. Impeller according to one of the preceding claims, wherein the hub contact points (23, 23') of the leading edges (24, 24') lie in the same level plane N and/or the leading edges have the same angle of inclination (α) and/or the angle of inclination of the respective leading edge is at least 5 degrees and/or the angle of inclination of the respective leading edge is a maximum of 10 degrees.

4. Laufrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei für die jeweilige Eintrittskante (24, 24') eine Achse A gegeben ist, welche durch den Nabenanlagepunkt (23, 23') hindurchgeht und senkrecht auf der Stirnseite (11a) des Nabenkörpers (11) steht, wobei die Eintrittskante (24, 24') quer zur Achse A weggeht, so dass die durch den Nabenanlagepunkt (23, 23') gehende Tangente (T) an die Eintrittskante einen Winkel (ε) zur Achse A aufweist, der im Bereich 45 Grad bis 90 Grad liegt, vorzugsweise im Bereich 60 Grad bis 90 Grad, besonders bevorzugt im Bereich 70 Grad bis 90 Grad.4. Impeller according to one of the preceding claims, wherein for the respective leading edge (24, 24') there is an axis A which passes through the hub contact point (23, 23') and is perpendicular to the end face (11a) of the hub body (11). stands, with the leading edge (24, 24') extending transversely to the axis A, so that the tangent (T) going through the hub contact point (23, 23') to the leading edge has an angle (ε) to the axis A which is in the range 45 degrees to 90 degrees, preferably in the range of 60 degrees to 90 degrees, more preferably in the range of 70 degrees to 90 degrees.

5. Laufrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Stirnseite (11a) des Nabenkörpers (11) einen maximalen Durchmesser D1 aufweist und der Teller (15) einen maximalen Durchmesser D2, wobei D1 höchstens 30 % von D2 beträgt, vorzugsweise höchstens 25 % von D2.5. Impeller according to one of the preceding claims, wherein the end face (11a) of the hub body (11) has a maximum diameter D1 and the plate (15) has a maximum diameter D2, with D1 being at most 30% of D2, preferably at most 25% of D2.

6. Laufrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die jeweilige Eintrittskante (24, 24') auf einer Rotationsfläche liegt, deren Rotationsachse (Rp) parallel zur Drehachse (R) des Laufrades (10) angeordnet ist und durch den Nabenanlagepunkt (23, 23') der Eintrittskante geht, vorzugsweise ist die Rotationsfläche ein Konus mit dem Nabenanlagepunkt (23, 23') als Spitze.6. Impeller according to one of the preceding claims, wherein the respective leading edge (24, 24') lies on a surface of revolution whose axis of rotation (Rp) is arranged parallel to the axis of rotation (R) of the impeller (10) and through the hub contact point (23, 23 ') of the leading edge, preferably the surface of revolution is a cone with the hub contact point (23, 23') as the tip.

7. Laufrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die jeweilige Schaufel (20, 20') anschliessend an die Eintrittskante (24, 24') eine Schaufelstirnseite (26, 26') aufweist, die vom Scheitelpunkt (25, 25') ausgehend abfällt, vorzugsweise fällt die Schaufelstirnseite kontinuierlich ab.7. Impeller according to one of the preceding claims, wherein the respective blade (20, 20') adjoining the leading edge (24, 24') has a blade face (26, 26') which slopes down from the apex (25, 25'). , preferably the blade face falls continuously.

8. Laufrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches mindestens eines der folgenden Merkmale A1-A9 aufweist A1) die jeweilige Schaufel (20, 20') weist die gleiche Form auf, vorzugsweise sind die Schaufeln in Umfangsrichtung der Drehachse (R) des Laufrades(10) um den gleichen Winkel versetzt auf der Tellerfläche (16) angeordnet, A2) die jeweilige Schaufel (20, 20') verläuft in der Draufsicht gesehen entgegen der Drehrichtung (D) des Laufrades (10) gekrümmt, vorzugsweise weist die jeweilige Schaufel in der Draufsicht gesehen einen Umschlingungswinkel von mindestens 180 Grad auf, besonders bevorzugt beträgt der Umschlingungswinkel in steigender Bevorzugung mindestens 200 Grad, mindestens 225 Grad, mindestens 250 Grad, mindestens 270 Grad, A3) bezogen auf das Niveau, auf welchem sich die Stirnseite (11a) des Nabenkörpers (11) befindet, ist bei der jeweiligen Schaufel (20, 20') die höchste Stelle durch den Scheitelpunkt (25, 25') der Eintrittskante (24, 24') gegeben, A4) die Eintrittskante (20, 20') weist ein rundes Profil auf, A5) der Teller (15) ist frei von Aussparungen ist, so dass er einen umlaufend kreisrunden Rand (17) aufweist, A6) die Tellerfläche (16) fällt ausgehend vom Nabenkörper (11) zur Peripherie des Tellers (15) hin kontinuierlich ab, vorzugsweise in einer konvexen Krümmung, A7) auf der Rückseite des Tellers (15) ist mindestens eine Rückenschaufel (40) angeordnet, die vorzugsweise entgegen der Drehrichtung (D) des Laufrades (10) gekrümmt verläuft, A8) das Laufrad (10) ist einteilig ausgebildet, vorzugsweise als Gussteil, A9) es sind genau zwei oder genau drei Schaufeln (20, 20') auf der Tellerfläche angeordnet.8. Impeller according to one of the preceding claims, which has at least one of the following features A1-A9 A1) the respective blade (20, 20') has the same shape, preferably the blades are offset by the same angle in the circumferential direction of the axis of rotation (R) of the impeller (10) on the disk surface (16), A2) the respective blade (20, 20') runs curved against the direction of rotation (D) of the impeller (10) when viewed from above, preferably the respective blade has a wrap angle of at least 180 degrees when viewed from above, particularly preferably Angle of wrap preferably increasing at least 200 degrees, at least 225 degrees, at least 250 degrees, at least 270 degrees, A3) in relation to the level at which the end face (11a) of the hub body (11) is located, the highest point for the respective blade (20, 20') is through the vertex (25, 25') of the leading edge (24, 24') given, A4) the leading edge (20, 20') has a round profile, A5) the plate (15) is free of recesses, so that it has a circular edge (17) all the way around, A6) the plate surface (16) falls continuously, starting from the hub body (11) towards the periphery of the plate (15), preferably in a convex curvature, A7) at least one back blade (40) is arranged on the rear side of the disk (15), which preferably runs curved in the opposite direction to the direction of rotation (D) of the impeller (10), A8) the impeller (10) is designed in one piece, preferably as a cast part, A9) Exactly two or exactly three blades (20, 20') are arranged on the disk surface.

9. Kreiselpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten, insbesondere feststoffhaltigen Flüssigkeiten, mit einem Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.9. Centrifugal pump for pumping liquids, in particular liquids containing solids, with an impeller (10) according to one of the preceding claims.

10. Kreiselpumpe nach Anspruch 9, wobei im Einlass eine stationäre Wandung (50) vorgesehen ist, welche die Schaufeln (20, 20') des Laufrades (10) teilweise überdeckt, vorzugsweise weist die Wandung eine Innenseite (51) auf, die gegenüberliegend zu den Schaufeln angeordnet ist und die eine runde Kontur aufweist.10. Centrifugal pump according to claim 9, wherein a stationary wall (50) is provided in the inlet, which partially covers the blades (20, 20') of the impeller (10), preferably the wall has an inner side (51) which is opposite the blades is arranged and has a round contour.

11. Kreiselpumpe nach Anspruch 10, wobei die Innenseite (51) der Wandung (50) Nuten (52) aufweist zur Bildung eines zusätzlichen Freiraums zwischen den Schaufeln (20, 20') und der Wandung (50).11. Centrifugal pump according to claim 10, wherein the inside (51) of the wall (50) has grooves (52) to form an additional free space between the blades (20, 20') and the wall (50).

12. Kreiselpumpe nach Anspruch 11, wobei die jeweilige Nut (52) in der Draufsicht auf die Wandung (50) gesehen gerade oder gekrümmt verläuft.12. Centrifugal pump according to claim 11, wherein the respective groove (52) seen in the top view of the wall (50) is straight or curved.

13. Kreiselpumpe nach Anspruch 11 oder 12, wobei sich die jeweilige Nut (52) in Strömungsrichtung aufweitet, vorzugsweise ist die Aufweitung V-förmig.13. Centrifugal pump according to claim 11 or 12, wherein the respective groove (52) widens in the flow direction, preferably the widening is V-shaped.

14. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 9-13, bei welcher die Wandung Teil einer auswechselbaren ringförmigen Schleisswand (50) ist.14. Centrifugal pump according to one of claims 9-13, in which the wall is part of a replaceable annular wear wall (50).

15. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 9-14, bei welcher das Laufrad (10) in einem Spiralgehäuse (72) angeordnet ist.15. Centrifugal pump according to one of claims 9-14, wherein the impeller (10) is arranged in a spiral housing (72).