DE3115577A1

DE3115577A1 - Fluessigkeitsringpumpe

Info

Publication number: DE3115577A1
Application number: DE19813115577
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. 8521 Spardorf Stehr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-04-16
Filing date: 1981-04-16
Publication date: 1982-11-11
Also published as: DE3115577C2; JPS57179398A

Description

Plüssigkeitsringpumpe
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsringpumpe mit einem exzentrisch in der Bohrung des Pumpengehäuses gelagerten, mit Schaufeln bestückten Pumpenrad, bei der ferner zwischen dem durch die vom Pumpenrad in Drehung versetzten Betriebsflüssigkeit gebildeten Flüssigkeitsring und dem Pumpengehäuse die Reibung zwischen Flüssigkeitsring und Pumpengehäuse herabsetzende Mittel vorgesehen sind.
Eine solche Flüssigkeitsringpumpe ist durch die DE-AS 10 17 740 bekannt. Bei dieser bekannten Flüssigkeitsringpumpe ist im Pumpengehäuse eine gesonderte Ringtrommel angeordnet, die durch eine zwischen der Außenfläche der Ringtrommel und dem Pumpengehäuse eingebrachte Druckflüssigkeit gegenüber dem Pumpengehäuse abgehoben und in der Schwebe gehalten wird. Die Ringtrommel wird somit von dem rotierenden Flüssigkeitsring mitgenommen. Die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Flüssigkeitsring und der Ringtrommel wird dadurch sehr klein und dementsprechend auch die Reibungsverluste.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsringpumpe so auszubilden, daß die Verminderung der Reibungsverluste ohne gesonderte hochwertige Bauteile möglich ist.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß zwischen dem Flüssigkeitsring und der inneren Oberfläche des Pumpengehäuses ein Gas- oder Luftring gebildet ist, oder auch dadurch, daß zwischen dem Flüssigkeitsring und der inneren Oberfläche des Pumpengehäuses durch Rauhflächen über den ganzen Umfang des Pumpengehäuses Miniturbulenze erzeugt sind.
Ein Gas- bzw. Luftring läßt sich auf einfache Weise dadurch erzeugen, daß am Innenumfang des Pumpengehäuses mehrere, sich axial erstreckende Schlitze zum Einblasen von Gas oder Luft vorgesehen sind.
Bei einer mit Wasser als Betriebsflüssigkeit arbeitenden Flüssigkeitsringpumpe wird die zur Erzeugung der Miniturbulenzen notwendige Rauhigkeit der Oberfläche des Pumpengehäuses auf einfache Weise dadurch erreicht, daß durch Imprägnieren eine hydrophobe Schicht am Innenumfang des Pumpengehäuses aufgebracht ist.
Miniturbulenzen können auch dadurch erzeugt werden, daß am Innenumfang des Pumpengehäuses ein Schrägborstenvelour aufgebracht ist, dessen Borsten in Drehrichtung des Flüssigkeitsringes weisen.
Eine weitere Verminderung der in einer Flüssigkeitsringpumpe auftretenden Reibungsverluste gelingt dadurch, daß die Enden der Schaufeln verrundet sind. Hierbei ist es weiterhin vorteilhaft, daß die Schaufeln im Anschluß an die verrundeten Enden zumindest auf der Vorderseite eine Aushöhlung aufweisen.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine Flüssigkeitsringpumpe im Schnitt, Fig. 2 einen Detailschnitt einer Flüssigkeitsringpumpe, bei der zwischen dem Flüssigkeitsring und dem Gehäuse ein Luftring gebildet ist, Fig. 3 einen Detailschnitt einer Flüssigkeitsringpumpe, bei der auf der Innenseite des Pumpengehäuses ein Schrägbürstenvelour aufgebracht ist, Fig. 4 eine verrundete Ausführungsform der Schaufelenden und Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Schaufelenden.
In Fig. 1 ist mit 1 das Pumpengehäuse bezeichnet, in dem ein mit Schaufeln 2 bestücktes Pumpenrad 3 exzentrisch gelagert ist. An dem Pumpengehäuse 1 ist ein Einlaßstutzen 4 und ein Auslaßstutzen 5 vorgesehen. Uber einen Saugschlitz 6 wird das zu verdichtende Medium angesaugt und durch einen Druckschlitz 7 verdichtet ausgestoßen. Durch das Pumpenrad 3 wird die in das Pumpengehäuse 1 eingefüllte Betriebsflüssigkeit in Rotation versetzt und bildet einen Flüssigkeitsring 8.
In Fig. 2 sind am Innenumfang des Pumpengehäuses 1 sich in axialer Richtung erstreckende Schlitze 9 ausgebildet. Unterhalb der Schlitze 9 verläuft ein sich über den ganzen Umfang erstreckender Ringkanal 10, in den ein Zuführstutzen 11 mündet. Uber diesen Zuführstutzen 11 wird Gas oder Luft in den Ringkanal 10 hineingeblasen. Das Gas bzw. die Luft gelangt über die Schlitze 9 in das Pumpengehäuse und bildet einen Gas- bzw. Luftring 12 zwischen der Innenfläche des Pumpengehäuses 1 und dem Flüssigkeitsring 8. Die radiale Stärke des Luftringes 12 ist so bemessen, daß der Luftring 12 nicht bis an die Schaufeln 2 heranragt.
In der Darstellung nach Fig. 3 ist an der Innenseite des Pumpengehäuses 1 ein Schrägborstenvelour 13 befestigt. Die Borsten dieses Velours weisen in die durch einen Pfeil 14 angedeutete Drehrichtung des Flüssigkeitsringes 8. Durch diesen Schrägborstenvelour 13 werden in der Grenzschicht zwischen dem Flüssigkeitsring 8 und dem Pumpengehäuse 1 Miniturbulenzen erzeugt. Diese Miniturbulenzen verhindern, daß sich die Wirkung der Haftreibung zwischen dem Flüssi-gkeitsring 8 und dem Pumpengehäuse 1 auf weiter innen liegende Bereiche des Flüssigkeitsringes 8 übertragen kann.
Das Geschwindigkeitsprofil des Flüssigkeitsringes 8 kann damit aüch in den Bereichen zwischen zwei benachbarten Schaufeln 2 ein Sprungprofil bleiben, wie es in unmittelbarcr Umgebung der Schaufeln 2 durch diese erzwungen wird.
Es besteht auch die Möglichkeit, die in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen miteinander zu kombinieren.
Der Schrägborstenvelour 13 kann auf die mit Schlitzen 9 versehene Innenwand des Pumpengehäuses 1 aufgebracht werden.
Die Luft kann durch das Gewebe des Schrägborstenvelours 13 hindurchdringen und den Luftring 12 bilden.
Im Betriebszustand der Flüssigkeitsringpumpe tauchen die Schaufeln 2 des Pumpenrades 3 periodisch in den Flüssigkeitsring 8 ein und werden wieder aus diesem herausgezogen.
Neben der Bewegung in Drehrichtung der Schaufeln 2 findet also eine radial gerichtete Relativbewegung zwischen den Schaufeln 2 und dem Flüssigkeitsring 8 statt. Um beim Eintauchen der Schaufeln 2 in den Flüssigkeitsring 8 bzw. beim Wiederherausziehen derselben aus dem Flüssigkeitsring eine die inneren Reibungsverluste im Flüssigkeitsring 8 erhöhende Wirbelbildung zu vermeiden, sind die Schaufeln 2 an ihren Enden 15 verrundet. Entsprechend Fig. 4 ist die Verrundung so ausgeführt, daß das Ende 15 der Schaufel 2 dicker ausgebildet ist als der übrige Bereich der Schaufel 2. Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform schließt sich an das verrundete Ende 15 der Schaufel 2 eine Aushöhlung 16 der Schaufel 2 auf der Vorder- und Rückseite an. In beiden Figuren ist die bisher übliche Schaufelform gestrichelt angedeutet. Bei den neuen Schaufelformen ist die Wirbelbildung beim Eintauchen in den Flüssigkeitsring bzw. beim Herausziehen aus dem Flüssigkeitsring wesentlich herabgesetzt. Damit sind auch die durch die Wirbelbildung bedingten Reibungsverluste reduziert.
7 Patentansprüche 5 Figuren

Claims

Patentansprüche r Flüssigkeitsringpumpe mit einem exzentrisch in der Bohrung des Pumpengehäuses gelagerten, mit Schaufeln bestückten Pumpenrad, bei der ferner zwischen dem durch die vom Pumpenrad in Drehung versetzten Betriebsflüssigkeit gebildeten Flüssigkeitsring und dem Pumpengehäuse die Reibung zwischen Flüssigkeitsring und Pumpengehäuse herabsetzende Mittel vorgesehen sind, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwischen dem Flüssigkeitsring (8) und der inneren Oberfläche des Pumpengehäuses (1) ein Gas-oder Luftring (12) gebildet ist.
2. Flüssigkeitsringpumpe mit einem exzentrisch in der Bohrung des Pumpengehäuses gelagerten, mit Schaufeln bestückten Pumpenrad, bei der ferner zwischen dem durch die vom Pumpenrad in Drehung versetzten Betriebsflüssigkeit gebildeten Flüssigkeitsring und dem Pumpengehäuse die Reibung zwischen Flüssigkeitsring und Pumpengehäuse herabsetzende Mittel vorgesehen sind, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwischen dem Flüssigkeitsring (8) und der inneren Oberfläche des Pumpengehäuses (1) durch Rauhflächen über den ganzen Umfang des Pumpengehäuses (1) Miniturbulenzen erzeugt sind.
3. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß am Innenumfang des Pumpengehäuses (1) mehrere sich axial erstreckende Schlitze (9) zum Einblasen von Gas oder Luft vorgesehen sind.
4. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 2, bei er als Betriebsflüssigkeit Wasser verwendet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e -t , daß durch Imprägnieren eine hydrophobe Schicht am Innenumfang des Pumpengehäuses (1) aufgebracht ist.
5. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß am Innenumfang des Pumpengehäuses (1) ein Schrägborstenvelour (13) aufgebracht ist, dessen Borsten in Drehrichtung des Flüssigkeitsringes (8) weisen.
6. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Enden (15) der Schaufeln (2) verrundet sind.
7. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schaufeln (2) im Anschluß an die verrundeten Enden (15) zumindest auf der Vorderseite eine Aushöhlung (16) aufweisen.