DE3305790C2 - - Google Patents
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- DE3305790C2 DE3305790C2 DE19833305790 DE3305790A DE3305790C2 DE 3305790 C2 DE3305790 C2 DE 3305790C2 DE 19833305790 DE19833305790 DE 19833305790 DE 3305790 A DE3305790 A DE 3305790A DE 3305790 C2 DE3305790 C2 DE 3305790C2
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/2238—Special flow patterns
- F04D29/2244—Free vortex
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Laufrad für eine Freistrompumpe zur
Förderung von Flüssigkeiten, feststoffbeladenen Flüssigkeiten
und Gas-Flüssigkeits-Gemischen, wobei das außerhalb eines die
Ansaug- und die Drucköffnung der Freistrompumpe miteinander
verbindenden freien Strömungsraumes in einer Radkammer
angeordnete Laufrad in Drehrichtung angestellte Schaufeln
besitzt.
Freistrompumpen arbeiten nach dem Zirkulationsprinzip. In der
Pumpe wird das Fördermedium durch den meist axial angeordneten
Saugstutzen dem schaufelfreien Pumpenraum und dem Laufrad
zugeführt. Im Bereich der Laufradnabe tritt das Fördermedium
in das Laufrad ein und wird unter dem Einfluß der Zentrifugal
wirkung des Laufrades nach außen geschleudert und am
Laufradaustritt wieder in den schaufelfreien Pumpenraum
zurückgeführt. Hierbei bildet sich eine Zirkulationsströmung
aus, die der reinen Transportströmung überlagert ist. Die
resultierende Strömung unmittelbar vor dem Laufrad ist eine
komplexe Toruswirbelströmung.
Der Vorzug der Freistrompumpe, auch mit groben
Verunreinigungen versehene Flüssigkeiten ohne Verstopfungs
gefahr zu fördern, wird u. a. durch den Nachteil eines
geringen Wirkungsgrades erkauft. Auch die Saugfähigkeit und
die Kennliniencharakteristik solcher Pumpen sind ungünstig im
Vergleich zu Kreiselpumpen anderer Bauart. Schließlich ist die
hohe Geräuschemission solcher Pumpen als Nachteil zu nennen.
Durch die DD-PS 59 527 ist eine Kreiselpumpe bekannt, die
innerhalb einer Reihe unterschiedlicher Laufradformen auch
solche Laufräder zeigt, deren Schaufeln in gegenüber der
Radachse geneigten Ebenen liegen. Hierdurch soll die
angestrebte Wirkung der in der zitierten Schrift offenbarten
Erfindung, eine möglichst wirksame hydraulische Kupplung
zwischen dem Laufrad und dem Medium im Pumpenraum zu
erreichen, noch unterstützt werden. In der Schrift werden die
beiden möglichen Neigungsrichtungen als Alternativen
dargestellt. Über Winkel und Verlauf der Neigungen wird nichts
ausgesagt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laufrad der
eingangs genannten Art zu schaffen, das eine wesentliche
Verbesserung des Wirkungsgrades, der Saugfähigkeit und der
Kennliniencharakteristik bei einer Verringerung der
Geräuschemission erbringt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich
der Anstellwinkel (β1) der Schaufeln zwischen der Front der
hinteren Deckscheibe und der Schaufelskelettlinie
kontinuierlich von innen nach außen vergrößert, wobei sich der
Tangens des Winkels (β1) aus dem Verhältnis der axialen
Zulaufkomponente (cax) der Absolutgeschwindigkeit eines im
Zirkulationswirbel befindlichen, senkrecht zur Gitterfront
gerichteten Flüssigkeitsteilchen und dem Schlupf (Δu) ergibt
und wobei sich der Schlupf (Δu) aus der Differenz der
Umlaufgeschwindigkeit (uL = ω×r) des Laufrades und der
Geschwindigkeitskomponente (cuz) des Zirkulationswirbels in
Umfangsrichtung ergibt.
Durch die Erfindung wird der Tatsache Rechnung getragen, daß
sich einerseits die axiale Komponente der Absolut
geschwindigkeit am Laufradeintritt über den Radius von innen
nach außen verändert, sich aber andererseits das Laufrad mit
konstanter Winkelgeschwindigkeit dreht. Diesem Umstand
folgend, wird auch der Anstellwinkel der Schaufel von innen
nach außen verändert, so daß der Schaufeleintritt und die
Richtung der Strömung bei Eintritt in das Laufrad weitgehend
übereinstimmen.
Aus den Unteransprüchen ergeben sich weitere, die Strömungs
bedingungen innerhalb des Laufrades verbessernde
Ausgestaltungen.
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher
erläutert. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine Kreiselpumpe mit einem erfindungsgemäßen Laufrad in Schnittdarstellung, in
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Laufrades der Fig. 1, in
Fig. 3 die Strombahnen am Eintritt in das Laufrad, und in den
Fig. 4 bis 6 das Laufrad in zwei Ansichten mit darunter angeordneten Teilausschnitten koaxialer Zylinderschnitte dieses Laufrades.
Fig. 1 eine Kreiselpumpe mit einem erfindungsgemäßen Laufrad in Schnittdarstellung, in
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Laufrades der Fig. 1, in
Fig. 3 die Strombahnen am Eintritt in das Laufrad, und in den
Fig. 4 bis 6 das Laufrad in zwei Ansichten mit darunter angeordneten Teilausschnitten koaxialer Zylinderschnitte dieses Laufrades.
Das in einem Pumpengehäuse (1) angeordnete Laufrad (2) besitzt
mehrere Schaufeln (3). Wie die abgewickelten koaxialen
Zylinderschnitte in den Fig. 3 und 6 zeigen, sind die
Schaufeln (3) in Drehrichtung angestellt. Der zwischen der
Front der hinteren Deckscheibe (4) und der Schaufel
skelettlinie gebildete Anstellwinkel (β1) ändert sich mit
zunehmendem Laufradradius dergestalt, daß im Nabenbereich der
kleinste und am Außenradius der größte Winkel erreicht wird.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Festlegung des Winkelverlaufes
als Funktion des Laufradradius wird ein nahezu stoßfreier
Übergang der Relativströmung aus dem Zirkulationswirbel in die
Schaufelkammer des Laufrades (2) hinein erzielt. Die Fig. 3
verdeutlicht dies anhand der am Eintritt in das Laufrad (2)
vorhandenen Strombahnen.
Die paraboloidartig gestaltete Befestigungsschraube (5) hat
die Aufgabe, das Medium im Nabenbereich geordnet und zentrisch
dem Laufradeintritt zuzuführen und im Zusammenwirken mit den
angestellten Schaufeln (3) für eine zusätzlich wirkungsgrad
steigernde Energieumsetzung zu sorgen. Hiermit einhergehend
ist eine Verbesserung der Saugeigenschaften und eine
Verringerung des Schallpegels und der Geräuschemission.
Die Kennliniensteilheit, ein unter Umständen wichtiges
Kriterium bei der Auswahl der geeigneten Pumpenart für
bestimmte Anwendungsfälle, ist durch den Verlauf der Spur (6)
der Durchstoßpunkte der Schaufel (3) auf der hinteren
Deckscheibe (4) in Grenzen beeinflußbar. Der Winkel γ
(Fig. 5), der gebildet wird durch die Tangente an die Spur (6)
der Durchstoßpunkte der Schaufel (3) und durch die Tangente an
die Laufradperipherie im Schaufelendpunkt, kann jeden
beliebigen Wert bis maximal 90° annehmen. Im Falle γ=90°
weist die Schaufel radial nach außen, im Falle γ < 90°, ist
sie stetig nach rückwärts gekrümmt.
Claims (4)
1. Laufrad für eine Freistrompumpe zur Förderung von
Flüssigkeiten, feststoffbeladenen Flüssigkeiten und
Gas-Flüssigkeits-Gemischen, wobei das außerhalb eines die
Ansaug- und die Drucköffnung der Freistrompumpe
miteinander verbindenden freien Strömungsraumes in einer
Radkammer angeordnete Laufrad in Drehrichtung angestellte
Schaufeln besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß sich der
Anstellwinkel (β1) der Schaufeln (3) zwischen der Front
der hinteren Deckscheibe (4) und der Schaufelskelettlinie
kontinuierlich von innen nach außen vergrößert, wobei sich
der Tangens des Winkels (β1) aus dem Verhältnis der
axialen Zulaufkomponente (cax) der Absolutgeschwindigkeit
eines im Zirkulationswirbel befindlichen, senkrecht zur
Gitterfront gerichteten Flüssigkeitsteilchen und dem
Schlupf (Δu) ergibt und wobei sich der Schlupf (Δu)
aus der Differenz der Umlaufgeschwindigkeit (uL=ω×r)
des Laufrades (2) und der Geschwindigkeitskomponente (cuz)
des Zirkulationswirbels in Umfangsrichtung ergibt.
2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Befestigungsschraube (5) des Laufrades (2) als
Rotationsparaboloid oder paraboloidähnlicher
Rotationskörper ausgebildet ist.
3. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spur (6) der Durchstoßpunkte der Schaufel (3) auf der
hinteren Deckscheibe (4) eine radial nach außen weisende
Gerade erzeugt.
4. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spur (6) der Durchstoßpunkte der Schaufel (3) auf der
hinteren Deckscheibe (4) eine gegen die Drehrichtung nach
rückwärts geneigte krumme Linie bildet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833305790 DE3305790A1 (de) | 1983-02-19 | 1983-02-19 | Freistrompumpe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833305790 DE3305790A1 (de) | 1983-02-19 | 1983-02-19 | Freistrompumpe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3305790A1 DE3305790A1 (de) | 1984-08-23 |
DE3305790C2 true DE3305790C2 (de) | 1992-01-23 |
Family
ID=6191285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833305790 Granted DE3305790A1 (de) | 1983-02-19 | 1983-02-19 | Freistrompumpe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3305790A1 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2640328B1 (fr) * | 1988-12-09 | 1991-03-15 | Schlumberger Cie Dowell | Rotor a pales pour pompe du type centrifuge, pompe et melangeur en faisant application |
CN104358706A (zh) * | 2014-10-29 | 2015-02-18 | 安徽三联泵业股份有限公司 | 旋流器用渣浆泵 |
CN105114356A (zh) * | 2015-09-28 | 2015-12-02 | 湖南机油泵股份有限公司 | 一种离心泵叶轮 |
IT201900010632A1 (it) * | 2019-07-02 | 2021-01-02 | Dab Pumps Spa | Girante perfezionata per pompa centrifuga, particolarmente per pompa del tipo a girante arretrata, e pompa con una simile girante |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD59527A (de) * |
-
1983
- 1983-02-19 DE DE19833305790 patent/DE3305790A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3305790A1 (de) | 1984-08-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |