DE19804907C1

DE19804907C1 - Kreiselpumpe mit entlüfteter Pumpenkammer

Info

Publication number: DE19804907C1
Application number: DE19804907A
Authority: DE
Inventors: Peter Wagner
Original assignee: Brinkmann Pumpen KH Brinkmann GmbH and Co KG
Current assignee: Brinkmann Pumpen KH Brinkmann GmbH and Co KG
Priority date: 1998-02-07
Filing date: 1998-02-07
Publication date: 1999-07-15
Anticipated expiration: 2018-02-08
Also published as: US6168376B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einer ein Radial-Laufrad aufneh menden Pumpenkammer, einem koaxial zu dem Radial-Laufrad angeordneten Ansaugstutzen und mindestens einem vom radial inneren Bereich der Pum penkammer nach außen führenden Entlüftungskanal.

In DE 43 25 549 C3 wird eine Kreiselpumpe dieser Art beschrieben, die ins besondere dazu dient, die im Maschinenbett einer Werkzeugmaschine gesam melte Kühlflüssigkeit oder Kühlschmierstoffemulsion abzupumpen, damit sie - gegebenenfalls mit Hilfe einer weiteren Pumpe - erneut dem Werkzeug zu geführt werden kann.

Die in solchen Werkzeugmaschinen verwendeten Kühlschmierstoffe sind in den letzten Jahren im Hinblick auf ihre Umweltverträglichkeit verbessert worden. Die neu entwickelten Kühlschmierstoffe gasen jedoch verhältnismä ßig schlecht aus, so daß die aus dem Maschinenbett abgepumpte Flüssigkeit einen höheren Luftanteil erhält. Aufgrund der Zentrifugalwirkung des Radial- Laufrades kann es in der Pumpenkammer zu einer Trennung von Luft und Flüssigkeit kommen, so daß sich im radial inneren Bereich der Pumpenkam mer ein Luftpolster bildet, daß das Ansaugen weiterer Flüssigkeit verhindert. Hierdurch kann es insbesondere beim Anlaufen der Pumpe zu Förderschwie rigkeiten kommen.

Zur Vermeidung dieses Problems sind bei der oben genannten Pumpe Entlüf tungskanäle vorgesehen, die vom radial inneren Bereich der Pumpenkammer an der Wand des Ansaugstutzens entlang zum Flüssigkeitsbecken im Maschi nenbett zurückführen. Zusätzlich ist im Ansaugstutzen ein Axial-Laufrad vor gesehen, daß das Ansaugen der Flüssigkeit in die Pumpenkammer verbessert. Wenn sich in der Pumpenkammer ein Luftpolster bildet, ist der Druck in die sem Luftpolster höher als der Umgebungsdruck, so daß die Luft über die Ent lüftungskanäle abgeführt werden kann, ohne daß hierfür ein Sauggebläse be nötigt wird. Auf diese Weise kann insbesondere während der Anlaufphase der Pumpe eine bessere Förderleistung erreicht werden.

Aus DE-AS 10 48 479 ist eine selbstansaugende Kreiselpumpe für Schmutz- und Abwasser bekannt, bei der an der Umfangswand der Pumpenkammer ei ne Störkontur in der Form einer Schwelle ausgebildet ist, durch die die Strö mungsgeschwindigkeit des Wassers und damit der Unterdruck erhöht wer den soll, so daß eine Verbesserung des Ansaugverhaltens der Pumpe erreicht wird.

In EP-0 460 579 A2 wird eine Kreiselpumpe für Schwimmbecken und der gleichen beschrieben, bei der am Umfang der Pumpenkammer gegen die Laufrichtung des Laufrades angestellte Flügel angeordnet sind, die beim An saugvorgang das Gemisch aus Luft und Wasser radial ablenken sollen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Förderleistung und das Anlaufverhalten ei ner Pumpe der eingangs genannten Art weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein oder mehrere auf dem Umfang verteilt in der äußeren Umfangswand und/oder der Bodenwand der Pumpenkammer ausgebildete Taschen, die Störkonturen zum Verwirbeln der im wesentlichen tangential gerichteten Flüssigkeitsströmung bilden.

In Versuchen hat sich gezeigt, daß durch diese Maßnahme die Bildung des Luftpolsters in der Pumpenkammer weiter unterdrückt und somit das Anlauf- und Förderverhalten deutlich verbessert werden kann. Vermutlich ist dies darauf zurückzuführen, daß durch die Verwirbelung der Flüssigkeit die tan gentiale Geschwindigkeitskomponente der Flüssigkeitsströmung herabge setzt wird, so daß die Zentrifugalwirkung, die die Trennung zwischen Luft und Flüssigkeit verursacht, herabgesetzt wird, ohne daß der Abstrom der Flüssigkeit in die Steigleitung der Pumpe behindert wird. Außerdem führt diese Maßnahme zu einem höheren Druck in der Pumpenkammer und damit zu einem verbesserten Abführen der Luft über die Entlüftungskanäle.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnun gen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch den unteren Endbereich einer Krei selpumpe;

Fig. 2 ein Bodenelement der Kreiselpumpe nach Fig. 1 in der Drauf sicht.

Die in Fig. 1 gezeigte Kreiselpumpe weist ein Gehäuse 10 auf, das am unte ren Ende durch ein Bodenelement 12 abgeschlossen ist. Das Bodenelement bildet einen zylindrischen Ansaugstutzen 14, der vertikal in ein nicht gezeig tes Flüssigkeitsbecken im Maschinenbett einer Werkzeugmaschine eintaucht.

Weiterhin sind an dem Bodenelement 12 mehrere auf dem Umfang verteilte Füße 16 ausgebildet, die nach unten über die untere Öffnung des Ansaugstut zens 14 hinaus vorspringen und einen ausreichenden Abstand zwischen der Ansaugöffnung am unteren Ende des Ansaugstutzens 14 und dem Boden des Flüssigkeitsbeckens sicherstellen. Oberhalb des Ansaugstutzens 14 bildet das Bodenelement eine Pumpenkammer 18, die ein Radial-Laufrad 20 aufnimmt.

In dem Gehäuse 10 ist eine koaxial zu dem Ansaugstutzen 14 angeordnete Pumpenwelle 22 gelagert, die gegenüber der Pumpenkammer 18 durch eine nicht gezeigte Wellendichtung abgedichtet ist. Die Pumpenwelle 22 ist über das Radial-Laufrad 20 hinaus nach unten verlängert und trägt innerhalb des Ansaugstutzens 14 ein Axial-Laufrad 24, das mit einzelnen schraubenförmig angestellten Flügeln bestückt ist. In der Umfangswand des Ansaugstutzens 14 sind mehrere in gleichmäßigen Winkelabständen angeordnete Entlüftungska näle 26 ausgebildet, die vom radial inneren Bereich der Pumpenkammer 18 zum unteren Ende des Ansaugstutzens 14 zurückführen. Im gezeigten Bei spiel sind die unteren Enden der Entlüftungskanäle 26 mit dem unteren En de des Ansaugstutzens 14 bündig.

Das Gehäuse 10 bildet weiterhin eine vertikale Steigleitung 28, deren unte res Ende in einer bestimmten Umfangsposition mit dem Randbereich der Pumpenkammer 18 verbunden ist, sowie einen umlaufenden Ringkanal 30, der auf seinem gesamten Umfang mit dem radial äußeren Bereich der Pum penkammer 18 verbunden ist und in Rotationsrichtung der Pumpenwelle 22 zu der Steigleitung 28 hin ansteigt.

Während des Betriebs der Kreiselpumpe wird die Flüssigkeit zunächst mit Hilfe des Axial-Laufrads 24 angesaugt und durch den Ansaugstutzen 14 in die Pumpenkammer 18 gefördert. Das Radial-Laufrad 20 fördert die Flüssigkeit dann weiter in den äußeren Randbereich der Pumpenkammer 18 und über den Ringkanal 30 in die Steigleitung 28.

Die mit der angesaugten Flüssigkeit mitgeführte Luft wird durch Zentrifugal wirkung des Radial-Laufrades 20 von der Flüssigkeit getrennt und sammelt sich im radial inneren Bereich der Pumpenkammer 18. Wenn aus diesem Grund das Radial-Laufrad 20 zunehmend in Luft statt in Flüssigkeit arbeitet, nimmt dessen Förderleistung ab, während die Förderleistung des Axial-Lauf rades 24 im wesentlichen unverändert bleibt. Der Druck im Bereich der obe ren Enden der Entlüftungskanäle 26 ist deshalb höher als der Umgebungs druck, so daß die Luft über die Entlüftungskanäle 26 wieder abgeführt wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß das Luftpolster in der Pumpenkammer 18 weiter anwächst und die Förderleistung der Pumpe weiter beeinträchtigt.

Dieser Effekt wird unterstützt durch die Gestaltung des äußeren Umfangsbe reichs der Pumpenkammer 18. Wie rechts in Fig. 1 zu erkennen ist, bildet die Pumpenkammer 18 radial außerhalb des Laufrades 20 eine Tasche 32, deren Boden tiefer liegt als der Boden in den übrigen Umfangsbereichen der Pumpenkammer (z. B. links in Fig. 1). Außerdem bildet die Tasche 32 von oben gesehen auch einen Hinterschnitt in der äußeren Umfangswand der Pumpenkammer.

Wie deutlicher in Fig. 2 zu erkennen ist, sind drei solcher Taschen 32 in gleichmäßigen Winkelabständen angeordnet. Die Taschen erstrecken sich bogenförmig in Umfangsrichtung der Pumpenkammer und haben abgerunde te Enden. Sie erstrecken sich jeweils über einen Winkelbereich von etwa 40° und schließen sich in Radialrichtung unmittelbar an einen konischen Bereich 34 der Bodenwand der Pumpenkammer an, der nach innen trichterförmig zu dem Ansaugstutzen 14 abfällt und von den Flügeln des Radial-Laufrades 20 überstrichen wird.

Die von dem Radial-Laufrad 20 in den äußeren Umfangsbereich der Pumpen kammer 18 geförderte Flüssigkeit strömt im wesentlichen in Umfangsrich tung und fließt dann in Axialrichtung über den Ringkanal 30 in die Steiglei tung 28 ab. Durch die Taschen 32 wird die Flüssigkeitsströmung jedoch ver wirbelt, so daß die Umfangskomponente der Strömungsgeschwindigkeit ab nimmt. Durch die geringere Umfangsgeschwindigkeit und die Verwirbelung wird die Trennung von Luft und Flüssigkeit reduziert, und außerdem werden die Druckverhältnisse in der Pumpenkammer so geändert, daß die Luft, die sich dennoch im inneren Bereich der Pumpenkammer 18 sammelt, besser über die Entlüftungskanäle 26 abgeführt werden kann.

Auf diese Weise wird eine bessere Förderleistung der Pumpe erreicht.

Wenn der Flüssigkeitspegel in dem Becken, in das der Ansaugstutzen 14 ein taucht, bis auf die Höhe des unteren Endes des Ansaugstutzes 14 abgenom men hat, geht die Pumpe in den Schlürfbetrieb über, so daß ein Gemisch aus Luft und Flüssigkeit angesaugt wird. Dabei nimmt die Förderleistung der Pumpe ab, so daß der Flüssigkeitspegel wieder ansteigt. Durch die oben be schriebenen Maßnahmen kann insbesondere sichergestellt werden, daß nach einer solchen Schlürfbetriebs-Phase das Luftpolster in der Pumpenkammer 18 rasch wieder abgebaut wird und die Pumpe schnell wieder die maximale Förderleistung erreicht.

Claims

1. Kreiselpumpe mit einer ein Radial-Laufrad (20) aufnehmenden Pumpen kammer (18), einem koaxial zu dem Radial-Laufrad (20) angeordneten Ansaugstu zen (14) und mindestens einem von radial inneren Bereich der Pumpenkam mer (18) nach außen führenden Entlüftungskanal (26), gekennzeichnet durch ein oder mehrere auf dem Umfang verteilt in der äußeren Umfangswand und/oder der Bodenwand der Pumpenkammer (18) ausgebildete Taschen (32), die Störkonturen zum Verwirbeln der im wesentlichen tangential ge richteten Flüssigkeitsströmung bilden.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pum penkammer (18) in ihrem äußeren Umfangsbereich nach oben zu einem Ringkanal (30) und/oder einer Steigleitung (28) hin offen ist und daß die Umfangswand der Pumpenkammer (18) im Bereich der Taschen (32) hinter schnitten ist.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (32) in Umfangsrichtung langgestreckte Vertiefungen mit gerunde ten Enden sind.