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taufrad :für -Kreiselpumpen und -gebl.äse. Gegenstand der Erfindung
ist ein Laufrad für Kreiselpumpen oder -gebläse, bei dem unter voller Beaufschlagung
am Radumfange eine ungleichmäßige ;Ausströmung und die.Bildung von toten Räumen,
die eine Wirbelbildung verursachen, und die mit diesen Erscheinungen verbundenen
Energieverluste vermieden werden.
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Bei den bekannten Laufrädern mit radialen Schaufeln strömt die Förderflüssigkeit
durch die von den Schaufeln und den Radwänden begrenzten Laufradkanäle hindurch.
Da nun die in der Richtung des Radumfanges gemessene Eintrittsweite dieser Kanäle
zur Austrittsweite im Verhältnis der Raddurchmesser am Eintrittsende und Austrittsende
der Kanäle stehen muß, .so ist die Austrittsweite bei voller Beaufschlagung des
Rades im Verhältnis dieser Durchmesser größer als die Eintrittsweite. Bei theoretisch
richtiger Stromführung .sollen nun sämtliche in die Laufradkanäle eintretende Flüssigkeitsteilchen
die durch die Schaufelformen bestimmte Bahn durchlaufen und sich gleichmäßig am
Energieumsatz beteiligen. Tatsächlich ist dies jedoch nicht der Fall. Die unmittelbar
längs der treibenden Schaufelflächen strqmenden Flüssigkeitsteilchen nehmen mehr
Energie auf, als die weiter im Inneren des Kanals strömenden Teilchen, letztere
weichen auch in ihrer Bewegungsrichtung beträchtlich von der theoretischen ab. Infolgedessen
wird nur der Raum ' unmittelbar vor-der Austrittskante der treibenden Fläche von
einem zusammenhängenden Flüssigkeitsstrom erfüllt, dessen Teilchen außerdem noch
verschiedene Richtung -und Geschwindigkeit und daher verschiedenen Energieeinhalt
laben, während in dem übrigen Raume an der Austrittsstelle Wirbel auftreten. Hierdurch
wird der Strom von der ausweichenden Schaufelfläche entfernt, und unter Umständen
findet sogar ein Zurückströmen der Förderflüssigkeit statt. Mit diesen Erscheinungen,
die gewissermaßen eine Drosselwirkung an der Austrittsstelle hervorrufen, sind erhebliche
Energieverluste verbunden. Die Erscheinung wird durch die Erweiterung des Kanals
nach außen und die dadurch bedingte schlechte Stromführung noch verstärkt.
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Man hat versucht, diesem übelstand durch Zwischenschaufeln abzuhelfen,
die den Flüssigkeitsstrom in Teilströme zerlegen sollten. Ein Ergebnis wird aber
dadurch nicht erzielt, weil die Ursache, nämlich die durch das Verhältnis der Durchmesser
bedingte Erweiterung der Kanäle in der Umfangsrichtung nach außen, nicht beseitigt
wird.
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Man hat auch versucht, die Stromführung dadurch zu verbessern, daß
man das Rad nur am Eintritt voll beaufschlagte, am Austritt jedoch nur im Verhältnis
des Durchmessers an der Austrittsstelle zu demjenigen an der Eintrittsstelle,
so
daß zwischen zwei Austrittsöffnungen am äußeren Radumfang tote Räume liegen. Diese
toten Räume rufen aber, besonders wenn Leiträder vorgesehen sind, sehr heftige Wirbelungen
hervor, die wiederum zu großen Energieverlusten führen.
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Es sind auch Kreiselpumpen oder -gebläse bekannt geworden, bei denen
die Förderflüssigkeit durch im Innenraum des Laufrades angeordnete Schaufeln von
U-förmigem Querschnitt derart geführt wird, daß sie am ganzen Umfang des Laufrades
austritt, wobei diese Schaufeln so angeordnet sind, daß zwischen ihnen von Flüssigkeit
erfüllte, durchweg miteinander in Verbindung stehende Zwischenräume vorhanden sind,
aus denen den Schaufeln über deren Kanten hinweg Förderflüssigkeit zufließen kann.
Auch bei einer derartigen Einrichtung bilden sich in diesen flüssigkeitserfüllten
Zwischenräumen Wirbelströmungen, die den Fördervorgang stören und die Nutzwirkung
des Laufrades beeinträchtigen. Wollte man statt der Schaufeln von U-förmigem Querschnitt
allseitig geschlossene Kanäle anwenden, so würde zwar dieser Übelstand beseitigt
werden, doch würde kein störungsfreier Zutritt der Förderflüssigkeit zu den Eintrittsöffnungen
dieser Kanäle stattfinden können, da sich die Flüssigkeit an den Kanten dieser Kanäle
stoßen und in den freien Zwischenräumen Wirbel erzeugen würde.
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Durch die Erfindung werden alle diese ?\-achteile vermieden.
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Gemäß der Erfindung ist der Innenraum des Laufrades der Kreiselpumpe
oder des Kreiselgebläses in gegeneinander abgeschlossene, am .Radumfang hintereinander
ohne Zwischenraum ausmündende Zellen geteilt, deren in der Richtung des Radumfanges
gemessene Weite vom Eintritt bis zum Austritt gleich groß ist oder abnimmt. Diese
Zellen sind auf verschiedene in der Richtung der Radachse hintereinanderliegende
Schichten so verteilt, daß die Eintrittsöffnungen der Zellen jeder Schicht zusammen
ununterbrochen den vollen Umfang des Innenkreises des Laufrades umfassen. Hierdurch
wird erreicht, daß der Zutritt der Förderflüssigkeit zu den beschaufelten Teilen
störungsfrei und in gleichmäßiger Verteilung über die ganze Eintrittsfläche erfolgt
und ebenso der Austritt auf dem ganzen Umfange des Laufrades ebenfalls störungsfrei
stattfindet. In Verbindung mit der Form der Zellen ergibt sich also eine vollkommen
störungsfreie Stromführung.
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Die Zellen können symmetrisch oder unsymmetrisch zur Mittelebene des
Radprofils angeordnet werden. Die Zahl der Kanäle hängt von dem Verhältnis der Eintritts-
und Austrittsweite der Kanäle und dem Verhältnis der Raddurchmesser an der Eintritts-
und Austrittsstelle der Kanäle ab. Ist also beispielsweise die Austrittsweite gleich
der Eintrittsweite und das Verhältnis der Durchmesser i : 3, so beträgt die Anzahl
der Kanäle drei.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform eines Laufrades gemäß der
Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar in Abb. i im Querschnitt, in Abb.
a im Längsschnitt nach A-B in Abb. i.
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Das Laufrad d ist derart in Kanäle geteilt, daß in jedem Querschnitt
in der Richtung der Radachse drei Kanäle I, II, III hintereinanderliegen, denen
die Förderflüssigkeit vom Eintritt b her zuströmt. Die Kanäle sind so gestaltet,
daß sie am Umfange des Rades, wie aus der Zeichnung ersichtlich, hintereinander
münden, so daß am Austritt eine ununterbrochene Beaufschlagung stattfindet.
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An der Eintrittsstelle liegen die Eintrittsöffnungen der Zellen sowohl
in der Ebene senkrecht zur Achse wie in der Achsenrichtung ebenfalls ohne Zwischenräume
neben- und hintereinander.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Eintrittsweite t1
gleich der Austrittsweite t,. Da die Durchmesser Dl an der Eintrittsstelle und D,
an der Austrittsstelle im Verhältnis i : 3 stehen, so sind zwecks Erzielung der
vollen Beaufschlagung bei gleichbleibender Weite der Kanäle in jedem Querschnitt
drei Kanäle erforderlich. Bei Verengerung der Kanäle nach außen hin und bei anderem
Verhältnis der Durchmesser würde sich die Zahl der Kanäle .entsprechend ändern.
Eine Erweiterung der Kanäle nach außen ist natürlich aus den vorher angeführten
Gründen unzulässig.