DE3732038C2 - - Google Patents
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- DE3732038C2 DE3732038C2 DE3732038A DE3732038A DE3732038C2 DE 3732038 C2 DE3732038 C2 DE 3732038C2 DE 3732038 A DE3732038 A DE 3732038A DE 3732038 A DE3732038 A DE 3732038A DE 3732038 C2 DE3732038 C2 DE 3732038C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/0027—Varying behaviour or the very pump
- F04D15/0038—Varying behaviour or the very pump by varying the effective cross-sectional area of flow through the rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe nach dem Oberbegriff des Patent
anspruches 1. Bei dieser Kreiselpumpe ist das Fördervolumen
verstellbar.
Eine bekannte Pumpe mit verstellbarem Fördervolumen
ist so ausgebildet,
daß
die Kanalbreite zwischen verschiebbaren, beweglichen Teilen und den Vor
derenden der Schaufeln einstellbar ist, wie dies z. B. in
der JP-OS 61-79 817
gezeigt ist. Diese Pumpe weist jedoch den Nachteil auf, daß
die bewegbaren Teile, die relativ zu den Schaufeln verschoben
werden, an einer Verlängerung der Drehachse für die Schaufeln
sitzen, was eine sehr umständliche Konstruktion mit sich
bringt.
Es wurde auch eine Kreiselpumpe vorgeschlagen (japani
sches Gebrauchsmuster 63-7297, die im folgenden
anhand der beiliegenden Fig. 5 bis 9 erläutert wird.
Fig. 5 zeigt hierbei einen Längsschnitt durch diese Pumpe,
die ein Gehäuse 10 mit einer Pumpenkammer 16 aufweist, die
eine Verbindung zwischen einer Ansaugöffnung 12 und einer
Auslaßöffnung 14 für die Flüssigkeit bildet. Im Gehäuse 10
ist eine Welle 18 drehbar gehalten. Die Welle 18 wird durch
Antriebsmittel in Drehung versetzt, die in den Abbildungen
nicht gezeigt sind. Ein Radiallaufrad 22 ist (in Fig. 5 am
linken Ende) an der Welle 18 befestigt, das eine Vielzahl
von Schaufeln 20 aufweist, die einstückig mit dem Radiallauf
rad 22 ausgebildet sind. Das Rad 22 ist in einer
perspektivischen Darstellung in Fig. 6 gezeigt. Das Radiallauf
rad 22 weist eine Vielzahl von sich radial erstreckenden
Armen 24 auf, von denen jeder einstückig mit einer Schaufel
20 ausgebildet ist, wobei die Schaufeln 20 am Außenumfang
in Drehrichtung geneigt an den Armen 24 sitzen.
In Fig. 7 ist in perspektivischer Darstellung ein Abdeckorgan 26
gezeigt, das auf dem Radiallaufrad 22 so sitzt, daß es axial in
Richtung der Schaufeln 20 verschoben werden kann. Dieses Abdeckorgan
26 weist eine Abschlußscheibe 28 zur
Bildung der Wandfläche der Pumpenkammer 16 und einen zy
lindrischen Abschnitt 30 auf, dessen innere Wände in Gleit
kontakt mit der Außenkante des Radiallaufrads 22 gelangen.
As Abdeckorgan 26 ist einstückig ausgebildet und weist eine
Vielzahl von Schlitzen 32 auf, durch welche sich die Schau
feln 20 des Radiallaufrads 22 erstrecken. Jede Schaufel 20
ist so gestaltet, daß sie bei der Verschiebebewegung des Abdeckorgans
26 nicht aus dem Schlitz 32 herausrutschen kann.
Zwischen dem Abdeckorgan 26 und dem Radiallaufrad 22 ist ein Hohl
raum 34 gebildet, dessen Volumen sich verändert, wenn das Abdeck
organ 26 verschoben wird. In den und aus dem Hohlraum 34
gelangt Wasser durch den Freiraum zwischen den Schlitzen 32
und den Schaufeln 20.
Im Gehäuse 10 ist ein Stab 36 angeordnet, der fest am zen
tralen Abschnitt des Abdeckorgans 26 montiert ist. Ein Betäti
gungselement 38 ist vorgesehen, das ein Drehgelenk 37 auf
weist und den Stab 36 verschieben kann, während dieser sich
dreht. Das Betätigungselement 38 verschiebt das Abdeckorgan 26 über den Stab 36,
z. B. betätigt über Unterdruck oder dergleichen.
Wenn sich die Schaufeln 20 und das Abdeckorgan 26 bei angeschalteter
Pumpe drehen, so wird das Wasser im Hohlraum 34 über die
Schaufeln 20 mitgedreht. Wie dies aus Fig. 8 hervorgeht, befin
det sich vor der Arbeitsfläche 39 der Schaufel 20 im Hohl
raum 34 Wasser. Dies bedeutet, daß die Schaufeln 20 das im
Hohlraum 34 befindliche Wasser drehen, was wiederum einen
unnötigen Energieverbrauch mit sich bringt.
Weiterhin ist jede der Schaufeln 20 so gestaltet, daß Wasser
in der Pumpenkammer 16 mit höchstem Wirkungsgrad gefördert wird.
In Fig. 9
ist Druckverteilung im Ar
beitsbereich der Schaufeln 20 gezeigt. Wie aus dieser Abbil
dung hervorgeht, nimmt das erforderliche Drehmoment zum Schaufelaustritt
hin zu.
Durch dieses Drehmoment steigt die Zirkulation im
Hohlraum 34 mit dem Ergebnis, daß die Schaufeln 20 um so mehr
Energie nutzlos verbrauchen.
Aus der DE-OS 21 10 776 ist eine Kreiselpumpe nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 bekannt, die im Prinzip wie soeben erläutert
aufgebaut ist. Auch diese Kreiselpumpe weist die eingangs genannten
Nachteile, insbesondere relativ hohe Strömungsverluste insbesondere
dann auf, wenn sie nur ein geringes Fördervolumen fördern soll.
Aus der US 29 57 424 ist eine ähnliche Kreiselpumpe bekannt, bei
welcher das Abdeckorgan nicht als Hohlkörper, sondern als massives
Teil ausgebildet ist. Bei dieser Kreiselpumpe sind zwar die Ver
luste geringer, da im abgedeckten Bereich der Schaufeln kein Wasser
vorliegen kann, jedoch weist bei dieser bekannten Konstruktion das
Abdeckorgan eine hohe Masse auf, ist sehr schwer zu fertigen und
setzt einem Verschieben des Abdeckorgans hohe Reibungskräfte
entgegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 auf kostengünstige Weise
dahingehend weiterzubilden, daß die Strömungsverluste unter Beibe
haltung der Betriebssicherheit verringert werden.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1
aufgeführten Merkmale gelöst. Eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.
Dem besseren Verständnis der Erfindung sollen die nachfolgenden
Abbildungen dienen. Hierbei zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Pumpe,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Abdeckorgans aus Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Pumpe entlang der Linie A-A
aus Fig. 1,
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine konventionelle Pumpe,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Radiallaufrades aus
Fig. 5,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Abdeckorgans aus Fig. 5,
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie B-B aus Fig. 5,
Fig. 9 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 8.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Fig. 1
bis 4 beschrieben. Hierbei werden die anhand der Fig. 5 bis
9 bereits beschriebenen gleichen Teile mit denselben Bezugs
ziffern wie dort versehen.
Der zylindrische Ringabschnitt 42 des Abdeckorgans 40 ist so ge
staltet, daß ein Radiallaufrad 22 mit einer Vielzahl von sich
radial erstreckenden Armen 24 eng in den Ringabschnitt 42
paßt. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, umfaßt
die Innenwand des Ringabschnittes 42 Schaufelkontaktflä
chen 44, welche in Kontakt mit den Arbeitsflächen 39 der
Schaufeln 22 gelangen können. Eine Umfangsfläche 46 setzt
die Schaufelkontaktfläche 44 fort, eine Verbindungsfläche 48
setzt die Umfangsfläche 46 fort und steht der Schaufelkon
taktfläche 44 mit dazwischen angeordneter Schaufel 20 gegen
über. Die Verbindungsfläche 48 ist identisch mit einer Radi
alfläche, welche sich vom Drehzentrum her erstreckt. Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist diese Verbindungsfläche 48 so ausgebildet, daß sie in
Drehrichtung bei zunehmendem Abstand zum Drehzentrum immer
weiter hervorsteht, so daß also die Abstände a1 bis a4 zwi
schen der Verbindungsfläche 48 und dem durch das radialin
nerste Ende der Verbindungsfläche 48 gehenden Radius mit zu
nehmendem Abstand vom Drehzentrum zunimmt (siehe Fig. 4),
wobei a1<a2<a3<a4 ist.
Durch die oben beschriebene Konstruktion des Abdeckorgans 40
wird die Arbeitsfläche 39 der Schaufeln 20 im Hohlraum 34
in Kontakt mit der Schaufelkontaktfläche 44 im Ringab
schnitt 42 des Abdeckorgans 40 gehalten, wenn dieses auf
das Radiallaufrad 22 aufgepaßt ist, an dem die Schaufeln 20
einstückig angebracht sind (siehe Fig. 3).
Hieraus
ergibt sich, daß ein verringerter Wasserwiderstand auf die Schaufeln
20 im Hohlraum 34 wirkt, wenn sich die Schaufeln 20 und das Abdeckorgan
40 drehen.
Weiterhin umfaßt das Abdeckorgan 40 die Verbindungsfläche 48, die
bei Drehung Wasser mitdreht. Dementsprechend umfaßt jede der
Verbindungsflächen 48 einen Bereich, in dem Wasser vorkommt,
wenn man dies in Drehrichtung sieht. Die Verbindungsfläche 48
ist jedoch so gestaltet, daß sie in Drehrichtung mit zuneh
menden Abstand vom Drehzentrum immer weiter hervorspringt.
Auf
diese Weise wird der Wasserwiderstand über die Verbindungs
flächen 48 gegenüber der herkömmlichen Anordnung reduziert,
was in einem höheren Pumpenwirkungsgrad
resultiert.
Claims (2)
1. Kreiselpumpe, umfassend
ein Gehäuse (10) mit eingeformter Pumpenkammer (16),
ein Radiallaufrad (22), das an einer Welle (18) befestigt ist und eine Vielzahl von Schaufeln (20) aufweist,
ein Abdeckorgan (40) mit einer Abschlußscheibe (28), welche der Pumpenkammer (16) gegenüberliegt und eine der Anzahl der Schaufeln (20) entsprechende Anzahl von Schlitzen (32) aufweist, durch welche die Schaufeln (20) verschiebbar geführt sind, und mit einem Ringabschnitt (42), der auf das Radiallaufrad (22) aufschiebbar ist, und
ein Betätigungselement (36-38) zum Verschieben des Abdeckorgans (40) in axialer Richtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenwand des Ringabschnittes (42) des Abdeckorgans (40) in axialer und radialer Richtung für jede der Schau feln (20) eine Schaufelkontaktfläche (44) aufweist, die derart angebracht und ausgeformt ist, daß sie die drucksei tige Arbeitsfläche der Schaufeln (20) berührend abdeckt,
daß Umfangsflächen (46) vorgesehen sind, welche die Schaufelkontaktflächen (44) in Umfangsrichtung fortsetzen, und
daß Verbindungsflächen (48) die Umfangsflächen (46) radial nach innen fortsetzen.
ein Gehäuse (10) mit eingeformter Pumpenkammer (16),
ein Radiallaufrad (22), das an einer Welle (18) befestigt ist und eine Vielzahl von Schaufeln (20) aufweist,
ein Abdeckorgan (40) mit einer Abschlußscheibe (28), welche der Pumpenkammer (16) gegenüberliegt und eine der Anzahl der Schaufeln (20) entsprechende Anzahl von Schlitzen (32) aufweist, durch welche die Schaufeln (20) verschiebbar geführt sind, und mit einem Ringabschnitt (42), der auf das Radiallaufrad (22) aufschiebbar ist, und
ein Betätigungselement (36-38) zum Verschieben des Abdeckorgans (40) in axialer Richtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenwand des Ringabschnittes (42) des Abdeckorgans (40) in axialer und radialer Richtung für jede der Schau feln (20) eine Schaufelkontaktfläche (44) aufweist, die derart angebracht und ausgeformt ist, daß sie die drucksei tige Arbeitsfläche der Schaufeln (20) berührend abdeckt,
daß Umfangsflächen (46) vorgesehen sind, welche die Schaufelkontaktflächen (44) in Umfangsrichtung fortsetzen, und
daß Verbindungsflächen (48) die Umfangsflächen (46) radial nach innen fortsetzen.
2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindungsflächen (48) entweder identisch zu einer
Fläche verlaufen, die sich radial vom Drehzentrum erstreckt
oder mit einer Fläche übereinstimmen, die in Drehrichtung
bei zunehmendem Radialabstand (R) vom Drehzentrum immer
weiter vorspringt (a4 . . . a1).
Applications Claiming Priority (1)
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |