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Selbstansaugende Umlaufpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstansaugende
Umlaufpumpe mit an beiden Seiten offenem Flügelrad. Durch das Flügelrad wird ein
Teil der angesaugten Flüssigkeit durch Verdrängung mittels eines Flüssigkeitsringes
und der übrige Teil durch Fliehkraftwirkung gefördert. Diese beiden Wirkungen treten
gleichzeitig auf, so daß in dem Flügelrad die Wirkungen von zwei Pumpen, nämlich
einer Verdrängerpumpe und einer Fliehkraftpumpe, vereinigt sind. Für den Flüssigkeitsring
und für die durch die Fliehkraft geförderte Flüssigkeit sind getrennte Kanäle in
dem Pumpengehäuse vorgesehen, das auch für die beiden Flüssigkeitsmengen getrennte
AustrittsÖffnungen sowie eine gemeinsame Eintrittsöffnung für die gesamte angesaugte
Flüssigkeit besitzt.
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Derartige Pumpen, die eine Vereinigung einer Wasserringpumpe mit einer
Fliehkraftpumpe darstellen, sind an sich bekannt. Die bekannten Pumpen besitzen,
entsprechend den beiden kombinierten Wirkungen der Pumpe, ein Flügelrad, dessen
Schaufeln abgesetzt und daher unsymmetrisch ausgeführt sind. Derjenige Teil der
Schaufeln, der unter Verdrängerwirkung
fördert, besitzt einen geringeren
Durchmesser als jener Teil, der unter Fliehkraftwirkung fördert. Durch die Absetzung
der Schaufeln wird der Kanal für den Flüssigkeitsring zur Ausübung der Verdrängerwirkung
gebildet. -Die bekannten Pumpen dieser Art haben den Nachteil, daß die Herstellung
der abgesetzten und @ unsymmetrischen Schaufeln schwierig und teuer ist. Auch der
Zusammenbau der Pumpe wird durch die unregelmäßige Form des Schaufelrades erschwert,
da das Pumpengehäuse an mehreren Stellen an das abgesetzte Schaufelrad angepaßt
werden muß. Schließlich ist die Führung der Kanäle für die beiden Flüssigkeitsteile
durch die unregelmäßige Form der Schaufeln beeinträchtigt.
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Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu vermeiden, und besteht
darin, daß die Schaufeln des Flügelrades symmetrisch mit durchgehenden Seitenkanten
ausgebildet und die Kanäle seitlich von den Schaufeln angeordnet sind. Der Kanal
für die Verdrängerflüssigkeit wird auf der Saugseite und der Kanal für die durch
Fliehkraftwirkung geförderte Flüssigkeit auf der entgegengesetzten Seite des Flügelrades
vorgesehen. Bei dieser Ausführung der Pumpe werden Ausschnitte an den Schaufeln
vermieden, und das Flügelrad kann mit Schaufeln von gleichbleibender axialer Breite
versehen sein. Die Kanäle für die beiden Flüssigkeitsteile, die erfindungsgemäß
an den Seiten des Flügelrades liegen, können unabhängig von der Form des Schaufelrades
und unsymmetrisch zueinander so verlaufen, wie dies den verschiedenen Aufgaben der
einzelnen Kanäle am besten entspricht. Auch kann der Querschnitt der einzelnen Kanäle
unabhängig voneinander derart geändert werden, daß sich für jeden Kanal die günstigsten
hydraulischen Verhältnisse ergeben.
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Die Erfindung ermöglicht ferner eine gegenseitige Unterstützung der
Wirkung der beiden Kanäle, und zwar dadurch, daß der Querschnitt des für die Verdrängerflüssigkeit
bestimmten Kanals in dem Sektor der Austrittsöffnung für die durch Fliehkraftwirkung
geförderte Flüssigkeit derart abnimmt, daß die infolge der Querschnittsverringerung
in das Flügelrad eintretende Verdrängerflüssigkeit die Ablenkung des aus. der Austrittsöffnung
austretenden Flüssigkeitsteiles unterstützt. Es kann ferner zweckmäßig sein, ein
Zusammenwirken der beiden Kanäle: dadurch herbeizuführen, daß diese teilweise über
den Umkreis des Flügelrades hinausragen und an dieser Stelle durch eine Erweiterung
des Pumpenraumes unmittelbar miteinander verbunden sind.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung des Schaufelrades mit symmetrischen
Schaufeln und die Anordnung der Kanäle beiderseits des symmetrischen Schaufelrades
ermöglicht auch, diese Kanäle derart auszuführen, daß die von dem Schaufelrad ausgehende
Antriebskraft mit einem besseren Wirkungsgrad auf die Flüssigkeit übertragen wird.
Dies geschieht dadurch, daß einer der Kanäle oder beide Kanäle spiralförmig ausgeführt
werden, so daß der Abstand der Kanäle von der Pumpenachse in der Drehrichtung allmählich
zunimmt, wobei die radiale Breite des Kanals abnimmt und seine axiale Tiefe größer
wird. Bei einer solchen Ausführung ist die Berührungsfläche zwischen dem Schaufelrad
und der in dem Kanal befindlichen Flüssigkeit verhältnismäßig groß, so daß eine
kräftige Beschleunigung der Flüssigkeit erzielt wird. Im weiteren Verlauf der Drehung
nimmt die Berührungsfläche ab, und der Kanal entfernt sich in Form einer Spirale
von der Eintrittsöffnung, so daß die Wirkung der Fliehkraft noch gesteigert wird.
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Eine vorteilhafte Ausführung der Pumpe besteht darin, daß die Austrittsöffnung
des Druckkanals derart angeordnet ist, daß die Flüssigkeit in der Drehebene in tangentialer
Richtung durch die Wand des Pumpengehäuses austritt und eine seitliche Umlenkung
des Flüssigkeitsstromes nicht mehr erforderlich ist. Die Austrittsöffnung mündet
dabei in einen auf der anderen Seite der Wand des Pumpengehäuses vorgesehenen Kanal,
dessen radialer Abstand von der Drehachse größer als der Abstand des Druckkanals
von dieser Achse ist. Bei den bekannten Pumpen ist diese Ausführung nicht möglich,
da in der Drehebene des Schaufelrades der Kanal für den die Verdrängerwirkung ausübenden
Flüssigkeitsring vorgesehen ist.
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In den Fig. i bis 6 sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. i ist ein axialer Schnitt durch eine Pumpe nach der Erfindung. In den Fig.
2 und 3 sind die Ansichten der beiden Gehäusehälften wiedergegeben, und zwar sind
die beiden Gehäusehälften auseinandergeklappt und das Flügelrad ist weggelassen.
Die Schnittebene der Fig. i ist in den Fig. 2 und 3 mit C-D bezeichnet.
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Wie aus Fig. i ersichtlich ist, sind die beiden Gehäuseteile mit c
und d bezeichnet. Das Flügelrad trägt die Bezeichnung h. Die angesaugte Flüssigkeit
gelangt durch die Eintrittsöffnung e in das Flügelrad. Die Drehrichtung des Flügelrades
ist in den Fig.2 und 3 durch einen Pfeil angegeben. Der für die Verdrängerwirkung
notwendige Sperrwasserring läuft durch den Kanal i ; der auf der einen Seite des
Flügelrades in dem Gehäuse c angeordnet ist. Auf der entgegengesetzten
Seite
des Flügelrades -ist in dem Gehäuseteil d der Kanal L' für die durch
Fliehkraftwirkung geförderte Flüssigkeit vorgesehen. Der Kanal i' hat in dem Sektor
der Eintrittsöffnung e .eine verhältnismäßig -geringe axiale Tiefe, die, wie aus
Fig. i ersichtlich ist, allmählich zunimmt.- Der Druckkanal l'verläuft spiralförmig
und entfernt sich, in der- Drehrichtung gesehen, von der Drehachse der Pumpe. Dabei
nimmt die radiale Breite des Kanals, die an seinem Beginn verhältnismäßig groß ist
und sich über die ganze Länge der Schaufeln erstreckt, allmählich ab. Gleichzeitig
nimmt die axiale Tiefe des Kanals.zu, was Fig. i zeigt.
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Die Austrittsöffnung des Druckkanals l' ist mit g bezeichnet. Die
Umlenkung des Flüssigkeitsstromes aus dem Kanal l' in die Öffnung g wird dadurch
unterstützt, daß auf der gegenüberliegenden Seite des Flügelrades der Querschnitt
des Kanals ä für den Sperrwasserring abnimmt. Die Sperrflüssigkeit tritt dabei allmählich
in das Flügelrad ein. Dies hat zur Folge, daß der durch Verdrängerwirkung geförderte
Teil der Flüssigkeit durch die hinter der Austrittsöffnung g gelegene Öffnung f
austritt. Aus Fig. i ist ersichtlich, daß die beiden Kanäle ä und l' durch eine
Erweiterung des Pumpenraumes, die mit o bezeichnet ist, unmittelbar miteinander
in Verbindung stehen.
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Das in den Fig.4 bis 6 dargestellte Ausführungsbeispiel weicht durch
die Anordnung der Austrittsöffnung g von dem vorhergehenden Beispiel ab. Fig.4 stellt
einen Schnitt durch die Pumpe nach der Linie E-F (Fig. 5) dar. Der Einfachheit halber
ist der Gehäuseteil c weggelassen. Fig. 6 ist ein Schnitt durch den unteren Teil
des Gehäuses d nach der Linie G-H (Fig. 5) und soll die Anordnung der Austrittsöffnung
g noch deutlicher zeigen. Der durch Fliehkraftwirkung geförderte Flüssigkeitsstrom
tritt an der Stelle p hinter die Wand q, welche die Enden der Schaufeln dicht umschließt
und den unter Saugdruck stehenden Teil -des Arbeitsraumes gegenüber dem unter Überdruck
stehenden Teil abdichtet. Der Druckkanal l' setzt sich auf der zum Druckraum gehörenden
Seite des Gehäuseteils d, wie gestrichelt dargestellt, fort, so daß die Flüssigkeit
in den Druckraum übertreten kann, ohne daß die Strömungsrichtung geändert werden
muß. Der Auslauf r des Druckkanals liegt also außerhalb des Anfangs m und auf der
anderen Seite der Gehäusewand. Die glatte und störungsfreie Abführung der herausgeschleuderten
Flüssigkeit geht besonders deutlich aus Fig. 6 hervor.
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Die günstige Wirkung der Erfindung zeigt sich auch in einer Verbesserung
des Wirkungsgrades der selbstansaugenden Ümlaufpumpe. Durch- Messungen wurde festgestellt,
daß man außer einer hochgradigen Entlüftung der Saugleitung, die sonst nur bei reinen
Wasserringpumpen möglicht ist, Wirkungsgrade von 45 °/o und mehr erreichen kann,
die bisher von selbstansaugenden Umlaufpumpen nicht erzielt wurden.