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Achsschubentlastung für Kreiselpumpen Neben der bekannten Entlastungsscheibe
wird zur Achsschubentlastung des Pumpenläufers bei Kreiselpumpen auch der doppelseitige
Einlauf in das Laufrad verwendet. Bei mehrstufigen Pumpen entspricht dieser Maßnahme
eine symmetrische Anordnung der Laufräder bzw. Laufradgruppen auf der Pumpenwelle.
In beiden Fällen hebt sich so der am Pumpenläufer angreifende, entgegengesetzt gleich
große Achsschub von selbst auf.
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Eine weitere bekannte Möglichkeit, die ohne doppelseitigen Einlauf
bzw. ohne symmetrische Anordnung die am druck- und saugseitigen. Laufr.adboden angreifenden,
entgegengesetzt gerichteten Axialkräfte gegeneinander ausspielt, besteht darin,
die der Diruckflüssigk.eit ausgesetzten Stirnflächen von druck- und saugseitigem
Radboden so auszuführen, daß ihre Projektionen in axialer Richtung flächengleich
werden. Dies kann. einmal dadurch erreicht werden, daß die durch Laufringe gebildeten
Dichtungsspalte auf der Druck- und der Saugseite den gleichen Durchmesser erhielten
und die Außendurchmesser beider Laufradböden ebenfalls gleich groß waren. Die zwischen,
den zylindrischen Dichtungsspalten. und den Außendurchmessern der Laufradböden sowohl
auf der Druck- als auch auf der Saugseite angreifenden Axialkräfte wurden somit
entgegengesetzt gleich groß gemacht. Auf der Druckseite verblieb nun innerhalb des
zylindrischen Dichtungsspaltes noch ein Raum nicht ausgeglichenen: Druckes, der
aber durch Verbindungskanäle im druckseitigen Laufradboden: zur Saugseite hin entlastet
wurde.
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Eine konstruktiv wesentlich einfachere und fertigungstechnisch billigere
Lösung der Achsschubentlastun.
g mittels Flächengleichheit der von
der Druckflüssigkeit bc-aufschlagten druck- und saugseitigen Radböden, und zwar
ohne flächenbegrenzende Laufringe und ohne Entlastungsbohrungen, kann durch Verkleinerung
der druckseitigen Radböden ,erreicht «erden.
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Die einfachste Art einer Verkleinerung wird dadurch erzielt, da.ß
der druckseitige Radboden im Außendurchmesser um so viel kleiner gehalten wird als
der saugseitige, daß angenähert Flächengleichheit entsteht.
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Ferner sind Ausführungen bekannt, bei denen der druckseitige Radboden
dadurch verkleinert wurde, daß die äußere Begrenzung dieses Radbodens zwischen den
Schaufelaustrittskanten von dem Außendurchmesser des Laufrades nach innen abweicht.
Diese bekannte Ausführung weist aber dieselbe Verkleinerung am saugseitigen Radboden
auf, so daß ein Achsschubausgleich mit einer solchen Ausbildung nicht erzielt werden
kann.
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Erfindungsgemäß wird nun bei Laufrädern mit in Umfangsrichtung weit
a.useinanderstehenden Schaufelaustrittskanten ettl Achsschubausgleich in einfacher
Weise dadurch herbeigeführt, daß bei kreisförmiger Ausbildung des saugseitigen Radbodens
die äußere Begrenzung des druckseitigen Radbodens zwischen den Austrittskanten von
dem Außendurchmesser des Laufrades in bekannter Weise nach innen abweicht.
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Nach der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis soll nicht unbedingt
eine vollständige Gleichheit der gegeneinander wirkenden Flächen der druck- und
saugseitigen Radbödenherbeigeführt werden, sondern eine solche Abstimmung der Flächen
zueinander, daß nicht der theoretische, sondern der bei der vorwiegend benutzten
Drehzahl (Förderleistung) tatsächlich auftretende Axialschub ausgeglichen wird und
bei senkrechter Anordnung der Pumpe gegebenenfalls. ,noch das Gewicht des Läufers
und der Welle oder ein Teil dieses Gewichtes. Es hat sich gezeigt, daß der tatsächlich
auftretende Achsschub von dem errechenbaren häufig nicht unerheblich abweicht. Dieser
tatsächliche Schub muß an einer Probepumpe auf dem Prüfstand ermittelt und danach
die Verkleinerung des druckseitigen Radbodens für den Serienbau durchgeführt werden.
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Es hat sich nun ergeben, daß bei schmalen Laufrädern, bei denen der
Ringspalt zwischen den beiden Radböden klein, die Schaufelbreite am Austritt also
gering ist, die Förderleistung des Laufrades nicht, wie theoretisch erwartet werden
sollte, dem mittleren Durchmesser zwischen saugseitigem und druckseitigem Radboden
entspricht, sondern dem kleineren des druckseitigen Radbodens. Die geradlinig die
beiden Radbodenringkanten verbindenden schrägen Austrittskanten der Schaufeln wirken
also dann nur etwa wie kleine Unebenheiten auf der Innenfläche der Radböden und
haben daher auf die Flüssigkeit keine fördernde Wirkung mehr.
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Auf Grund dieser Erkenntnis werden die Schaufehi erfindungsgemäß so
ausgebildet, daß ihre Austrittskanten in nach außen gewölbten Kurven die äußeren
Ringkanten der beiden Radböden miteinander verbinden. Eine solche Ausbildung hat
gegenüber bekannten Ausführungen, bei denen die Schaufelaustrittskanten bis an den
äußeren Durchmesser des saugseitigen Radbodens vorgezogen sind, den Vorteil, daß
die infolge der scharfen Ecke der freien Austrittskante auftretenden Verwirbelungen
vermieden werden. Hierdurch wird erreicht, daß der einfach und fertigungstechnisch
billig zu erreichende Achsschubausgleich nicht mit einer Minderleistung des Laufrades
erkauft werden muß.
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Die Zeichnung zeigt in schematischer beispielsweiser Darstellung in
Abb. i den Längsschnitt eines Laufrades mit zwei Schaufeln., Abb. 2 den Querschnitt
A-B gemäß Abb. i durch ein Laufrad mit zwei Schaufeln, Abb. 3 den Querschnitt A-B
gemäß Abb. i durch ein Laufrad mit drei Schaufeln, Abb. ¢ den Längsschnitt durch
die Hälften zweier Laufräder mit verschiedenartiger Ausbildung der Schaufelaustrittsenden
bei gewölbten Austrittskanten.
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Die Pumpenlaufräder nach Abb. i bis 4 sind in üblicher Weise mit einem
saugseitigen Radboden i und einem druckseitigen Radbaden 2 versehen, zwischen denen
sich die Laufschaufeln 3 befinden. Bei den Ausführungsformen nach Abb. i, 2 und
3 sind nur wenige Schaufeln vorgesehen. Die zwischen den infolgedessen weit :auseinanderliegenden
Schaufelenden 4 befindlichen Teile der äußeren Begrenzung 5 des druckseitigen Radbodens
2 weichen von dem Außendurchmesser 6 des saugseitigen Radbodens i, also des Laufrades,
nach innen ab, so daß die wirksame Fläche des druckseitigen Radbodens 2 derjenigen
des saugseitigen i angenähert gleich ist.
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Bei größerer Schaufelzahl läßt sich eine ausreichende Verkleinerung
des druckseitigen Radbodens auf diese Weise nicht mehr erreichen. In solchen Fällen
erhält deshalb der druckseitige Radboden 2 einen entsprechenden kleineren Durchmesser
als der saugseitige i, wie dies in Abb. 4 gezeigt ist. Dabei werden die Austrittskanten
als nach außen gewölbte Kurven 7, 8 ausgebildet, die entweder den Außendurchmesser
9 der Außenfläche ro (Abt. 4 links) oder den Außendurchmesser i i der Innenfläche
12 (Abt. 4 rechts) des druckseitigen Radbodens 2 mit dem Außendurchmesser 13 des
saugseitigen Radbodens i verbinden.