EP0894198B1 - Peripheral pump - Google Patents
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- EP0894198B1 EP0894198B1 EP97916453A EP97916453A EP0894198B1 EP 0894198 B1 EP0894198 B1 EP 0894198B1 EP 97916453 A EP97916453 A EP 97916453A EP 97916453 A EP97916453 A EP 97916453A EP 0894198 B1 EP0894198 B1 EP 0894198B1
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- peripheral pump
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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
- F04D29/188—Rotors specially for regenerative pumps
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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
- F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
- F04D5/002—Regenerative pumps
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
- F05D2260/34—Balancing of radial or axial forces on regenerative rotors
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- F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
- F05D2260/35—Reducing friction between regenerative impeller discs and casing walls
Definitions
- the invention relates to a peripheral pump with a impeller rotating in a pump housing, which to limit a sealing gap with its end faces faces faces the pump housing at a short distance and has several depressions in this area and Pumping liquid at least one ring of blades Has.
- peripheral pumps are often used to pump Fuel in a fuel tank of a motor vehicle used and are therefore known.
- the impeller often points to this in the radially outer area of its A wreath of blades on each end.
- the Blades move in the pump housing Ring channels and produce there transverse to the direction of movement circulating currents of the blades.
- the ring channels have an inlet channel and an outlet duct. An overflow of liquid from the outlet channel to the inlet channel is through a Prevents sills that interrupt the circulation flow.
- the depressions in the impeller are with leakage liquid filled and thus form pressure pockets of an axial plain bearing, over the sealing gap between the Impeller and the pump housing connected to the delivery chambers are.
- the invention is based on the problem of a peripheral pump at the beginning mentioned type so that they are possible even with high axial forces low friction losses and thus a high delivery rate.
- connection of two opposite recesses enables an exchange the liquid from one end of the impeller to the other.
- the impeller floats on a film of liquid that Operation of the peripheral pump according to the invention a contact of the impeller reliably prevents the pump housing.
- axially flowed through peripheral pump leakage fluid through the sealing gaps and through the Connection sucked between the wells, causing the liquid film in the sealing gaps are constantly renewed.
- the friction losses in the peripheral pump significantly reduced and a high delivery rate ensured.
- the depressions could be in a radially outer one as seen from the blades Be arranged area of the impeller.
- the impeller has a high peripheral speed, which means the axial forces when the peripheral pump starts be included.
- the peripheral pump is particularly special space-saving if the depressions according to an advantageous development of Invention seen from the blades in the radially inner region of the impeller are arranged.
- the recesses have very good emergency running properties due to their high volume if there is a short-term absence of the liquid to be pumped, if the Wells according to another advantageous development of the invention are designed trough-shaped.
- a peripheral pump is often used, in the front of the impeller each a ring of blades for conveying a liquid from one Inlet duct is worked up to an outlet duct and with on both sides in the area of the blades in the pump housing integrated ring channels, with blade chambers conveyor chambers located opposite each other between the blades form the blades viewed in the direction of rotation from the central region of the Rise the impeller towards the front.
- the delivery pressure can be easily thereby increase that in the area of two opposite one another Blade chambers of the blades connect is generated to overflow the liquid and that the inlet channel with a delivery chamber and the outlet channel is connected to the other delivery chamber.
- the peripheral pump is axially connected via a first one Flow chamber and a second flow chamber flows through each has only a single inlet channel and one single outlet duct.
- the peripheral pump can be therefore, for example, with particularly little effort Mount in a fuel tank.
- the impeller does not have a central web separating the production chambers, so that the peripheral pump is particularly narrow builds.
- the peripheral pump according to the invention has a special high delivery volume since the vane chambers are not are restricted with guide elements. The friction losses within the circulation flow at a transition from the first delivery chamber into the second delivery chamber particularly small due to the connection of their production chambers held.
- the liquid can therefore run almost without interference the circulation flow from the first delivery chamber in overflow the second production chamber, resulting in a special high delivery pressure and particularly high efficiency leads the peripheral pump according to the invention.
- the slight disturbance of the circulation flow has an effect especially with hot liquids with a high vapor pressure advantageous from this in the event of a fault or a break in the circulation flow to form reducing the delivery pressure and cavitation damage on the Vapor-causing vapor bubbles tend.
- shock losses when the circulation flow occurs can be kept to a minimum in the blade chambers restrict if the blades according to another advantageous Development of the invention in the direction of rotation the wheel seen at an angle of 5 to 45 ° to the Surface normals of the end faces of the impeller from that middle area of the impeller to the respective front side climb up.
- the peripheral pump according to the invention already reaches at a low speed of the impeller high discharge pressure if the buckets according to another advantageous development of the invention in the running direction the impeller seen at an angle of 10 to 20 ° to Surface normals of the end faces of the impeller from that middle area of the impeller to the respective front side climb up.
- a low overall depth and simple manufacturability results themselves when the connection is due to an overlap of the circular delivery chambers is formed.
- the liquid flows particularly easily from the first Delivery chamber into the second delivery chamber when through Overlap of the production chambers created connection according to another advantageous development of the invention in the radial direction of the impeller to the outside and / or expanded inside. This also leads to a Increase in the maximum achievable delivery pressure.
- the ratio of the speed of the liquid is normal to the direction of rotation and the average speed in Circulation direction to one another is crucial for stability the circulation flow and thus for the one with the Peripheral pump maximum delivery pressure that can be generated.
- This Ratio is one at a given working point Peripheral pump in which the circular delivery chambers approximately half on the blade chambers and the ring channels are divided, only depending on the ratio of the average diameter of the ring of the blades to the radius of the production chambers. With such a peripheral pump becomes a high discharge pressure according to another advantageous development of the invention simply because achieved the ratio of the average diameter the rim of the blades to the radius of the delivery chamber greater than 7 and less than 99 is selected.
- the radius or the chamfer only has to be on the blades Edges exist at which the circulation flow touched the blades. Then the blades form constructively particularly simple if the radius or the Chamfer seen on the edge in the running direction of the impeller the front of the blades in a radially outer area and on the edge of the back in a radially inner Area is arranged.
- the interference-reducing effect of the radii or the width the chamfer essentially depends on the dimensions of the blades from. For example, large shovels need accordingly large radii or chamfers.
- the liquid circulates according to another advantageous development the invention is particularly low-interference in the delivery chambers, if the radius or the width of the chamfer is at least 1/70 corresponds to the height of the blades.
- the impeller is inexpensive to manufacture if it is in accordance another advantageous development of the invention is made of plastic by injection molding. Furthermore, the impeller made of plastic has a particularly low weight, which makes the peripheral pump their maximum delivery rate very quickly after a start reached.
- Figure 1 shows a longitudinal section of an inventive Peripheral pump with a pump housing 1, in which an impeller 2 is rotatably arranged.
- the Impeller 2 is rotationally fixed on a drive shaft in its center 7 attached.
- the pump housing 1 has in the area of the blades 6, 6a, 6b on both sides, respectively a ring channel 8, 9.
- the ring channels 8, 9 form together with blade chambers 10, 10a, 10b shown in FIG between the blades 6, 6a, 6b delivery chambers 11, 12, which each have a circular cross section.
- the circulation flows are for clarification marked with arrows in FIGS. 1 and 2.
- the delivery chambers 11, 12 are here in each case half on the blade chambers 10, 10a, 10b and Ring channels 8, 9 divided and have one another Compound 13 by intersecting its circular Cross sections is generated. Through this connection 13 can be almost swirl-free from the liquid one delivery chamber 11 into the other delivery chamber 12 overflow.
- the impeller 2 In its radially outer area and on its end faces 3, 4, the impeller 2 is the pump housing 1 with a short distance opposite. This creates an um the impeller 2 circumferential sealing gap 14 which the delivery chambers 11, 12 seals.
- the area of the impeller 2 is several in the end faces 3, 4 opposing depressions 15, 16 incorporated. Two opposing depressions each 15, 16 are connected to one another by a channel 17.
- a channel 17 Through the sealing gap 14 between the impeller 2 and the Pump housing 1 gets a small amount of leakage promoting liquid to the wells 15, 16. This form the recesses 15, 16 axial sliding bearings for the impeller 2.
- the peripheral pump When the peripheral pump is operating, it floats the impeller 2 thus frictionless on a liquid film.
- Figure 2 shows a tangential section through the Peripheral pump according to the invention from Figure 1 along the Line II - II.
- the pump housing 1 has an inlet duct 18 and an outlet duct 19, which are arranged on both sides of the impeller 2 Sills 20 are separated.
- the sill 20 interrupts those generated in the delivery chambers 11, 12 Circulation flows of the liquid to be pumped.
- the Inlet channel 18 is directly connected to the first delivery chamber 11 connected behind the sill 20. In the direction of rotation seen immediately in front of the sill 20 the second delivery chamber 12 opens into the outlet channel 19.
- the blades 6, 6a, 6b are symmetrical in the impeller 2 arranged and rise from an axially central area of the impeller 2 to the end faces 3, 4 of the impeller 2 by an angle ⁇ .
- the drawn angle ⁇ is here about 15 °.
- FIG. 3 shows a tangential section of the depressions 15, 16 of the impeller 2 along the line III - III from Figure 1.
- the depressions 15, 16 are pocket-shaped incorporated into the impeller 2 and over at its center the channel 17 interconnected.
Description
Die Erfindung betrifft eine Peripheralpumpe mit einem sich in einem Pumpengehäuse drehenden Laufrad, welches zum Begrenzen eines Dichtspaltes mit seinen Stirnseiten dem Pumpengehäuse mit geringem Abstand gegenübersteht und in diesem Bereich mehrere Vertiefungen aufweist und zum Fördern von Flüssigkeit zumindest einen Kranz von Schaufeln hat.The invention relates to a peripheral pump with a impeller rotating in a pump housing, which to limit a sealing gap with its end faces faces the pump housing at a short distance and has several depressions in this area and Pumping liquid at least one ring of blades Has.
Solche Peripheralpumpen werden häufig zum Fördern von Kraftstoff in einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeuges eingesetzt und sind damit bekannt. Das Laufrad weist hierfür häufig im radial äußeren Bereich seiner Stirnseiten jeweils einen Kranz von Schaufeln auf. Die Schaufeln bewegen sich in von dem Pumpengehäuse gebildeten Ringkanälen und erzeugen dort quer zu der Bewegungsrichtung der Schaufeln verlaufende Zirkulationsströmungen. Weiterhin haben die Ringkanäle einen Einlaßkanal und einen Auslaßkanal. Ein Überströmen der Flüssigkeit von dem Auslaßkanal zu dem Einlaßkanal wird durch einen Schweller verhindert, der die Zirkulationsströmung unterbricht. Die Vertiefungen im Laufrad sind mit Leckflüssigkeit gefüllt und bilden damit Drucktaschen eines Axialgleitlagers, die über die Dichtspalte zwischen dem Laufrad und dem Pumpengehäuse mit den Förderkammern verbunden sind. Durch eine Leckage der zu fördernden Flüssigkeit durch den Dichtspalt gelangt Flüssigkeit in die Vertiefungen, so daß das Laufrad bei einer Drehbewegung auf einem Flüssigkeitsfilm schwimmt und damit seitlich geführt wird. Besonders bei axial durchströmten Peripheralpumpen, bei denen einer der Ringkanäle mit dem Einlaßkanal und der andere Ringkanal mit dem Auslaßkanal verbunden ist, wirkt ständig eine Axialkraft auf eine der Stirnseiten des Laufrades. Hierdurch wird das Laufrad gegen die Seite des Pumpengehäuses gedrückt, in der sich der Einlaßkanal befindet. An dieser Stelle ist zudem die geringste Menge Leckflüssigkeit vorhanden, so daß der Flüssigkeitsfilm das Laufrad nicht zuverlässig führt. Hierdurch entstehen hohe Reibungsverluste, die den Verschleiß der Peripheralpumpe erhöhen und ihre Förderleistung verringern.Such peripheral pumps are often used to pump Fuel in a fuel tank of a motor vehicle used and are therefore known. The impeller often points to this in the radially outer area of its A wreath of blades on each end. The Blades move in the pump housing Ring channels and produce there transverse to the direction of movement circulating currents of the blades. Furthermore, the ring channels have an inlet channel and an outlet duct. An overflow of liquid from the outlet channel to the inlet channel is through a Prevents sills that interrupt the circulation flow. The depressions in the impeller are with leakage liquid filled and thus form pressure pockets of an axial plain bearing, over the sealing gap between the Impeller and the pump housing connected to the delivery chambers are. By leakage of the liquid to be pumped through the sealing gap liquid gets into the recesses so that the impeller rotates floats on a liquid film and is thus guided sideways. Especially at axial flow through peripheral pumps, in which one of the ring channels with the Inlet channel and the other ring channel is connected to the outlet channel acts there is always an axial force on one of the end faces of the impeller. This will Impeller pressed against the side of the pump housing in which the inlet duct is located located. At this point there is also the smallest amount of leakage liquid, so that the liquid film does not reliably guide the impeller. This creates high friction losses, which increase the wear of the peripheral pump and its Reduce delivery capacity.
Aus der US 4,584,830 ist ein Pumpenlaufrad bekannt, welches an seinen beiden Seiten eine Vielzahl von Vertiefungen aufweist, wobei gegenüberliegende Vertiefungen miteinander in Verbindung stehen. Diese Vertiefungen sind nicht taschenförmig ausgebildet, was zu einem schlagartigen Druckaufbau in diesen Bereichen führt.From US 4,584,830 a pump impeller is known, which on its two Sides has a plurality of depressions, with opposing depressions communicate with each other. These depressions are not pocket-shaped trained, which leads to a sudden pressure build-up in these areas.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Peripheralpumpe der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sie auch bei hohen Axialkräften möglichst geringe Reibungsverluste und damit eine hohe Förderleistung hat.The invention is based on the problem of a peripheral pump at the beginning mentioned type so that they are possible even with high axial forces low friction losses and thus a high delivery rate.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils zwei einander gegenüberliegende Vertiefungen im Laufrad untereinander eine Verbindung haben und in einem tangentialen Schnitt durch das Laufrad taschenförmig gestaltet sind. Auf diese Weise sind die Vertiefungen einfach herzustellen.This problem is solved according to the invention in that two each other opposite depressions in the impeller have a connection with each other and are designed pocket-shaped in a tangential section through the impeller. In this way, the depressions are easy to manufacture.
Die Verbindung zweier gegenüberliegender Vertiefungen ermöglicht einen Austausch der Flüssigkeit von der einen Stirnseite des Laufrades zu der anderen. Damit schwimmt das Laufrad im Betrieb auf einen Flüssigkeitsfilm, der während des Betriebes der erfindungsgemäßen Peripheralpumpe einen Kontakt des Laufrades an dem Pumpengehäuse zuverlässig verhindert. Beispielsweise wird bei einer axial durchströmten Peripheralpumpe Leckflüssigkeit durch die Dichtspalte und durch die Verbindung zwischen den Vertiefungen angesaugt, wodurch der Flüssigkeitsfilm in den Dichtspalten ständig emeuert wird. Hierdurch werden die Reibungsverluste in der Peripheralpumpe deutlich verringert und eine hohe Förderleistung sichergestellt.The connection of two opposite recesses enables an exchange the liquid from one end of the impeller to the other. In order to During operation, the impeller floats on a film of liquid that Operation of the peripheral pump according to the invention a contact of the impeller reliably prevents the pump housing. For example, axially flowed through peripheral pump leakage fluid through the sealing gaps and through the Connection sucked between the wells, causing the liquid film in the sealing gaps are constantly renewed. As a result, the friction losses in the peripheral pump significantly reduced and a high delivery rate ensured.
Die Vertiefungen könnten in einem von den Schaufeln aus gesehen radial äußeren Bereich des Laufrades angeordnet sein. Hier hat das Laufrad eine hohe Umfangsgeschwindigkeit, wodurch die Axialkräfte bereits bei einem Start der Peripheralpumpe aufgenommen werden. Die Peripheralpumpe gestaltet sich jedoch besonders platzsparend, wenn die Vertiefungen gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung von den Schaufeln aus gesehen im radial inneren Bereich des Laufrades angeordnet sind.The depressions could be in a radially outer one as seen from the blades Be arranged area of the impeller. Here the impeller has a high peripheral speed, which means the axial forces when the peripheral pump starts be included. However, the peripheral pump is particularly special space-saving if the depressions according to an advantageous development of Invention seen from the blades in the radially inner region of the impeller are arranged.
Die Vertiefungen weisen durch ein hohes Volumen sehr gute Notlaufeigenschaften bei einem kurzfristigen Ausbleiben der zu fördemden Flüssigkeit auf, wenn die Vertiefungen gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wannenförmig gestaltet sind.The recesses have very good emergency running properties due to their high volume if there is a short-term absence of the liquid to be pumped, if the Wells according to another advantageous development of the invention are designed trough-shaped.
Häufig wird eine Peripheralpumpe verwendet, bei der in den Stirnseiten des Laufrades jeweils ein Kranz von Schaufeln zum Fördern einer Flüssigkeit von einem Einlaßkanal bis zu einem Auslaßkanal eingearbeitet ist und mit beidseitig im Bereich der Schaufeln in das Pumpengehäuse eingearbeiteten Ringkanälen, die mit Schaufelkammern zwischen den Schaufeln einander gegenüberliegende Förderkammern bilden, die Schaufeln in Drehrichtung gesehen von dem mittleren Bereich des Laufrades zu den Stirnseiten hin ansteigen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung läßt sich der Förderdruck einfach dadurch erhöhen, daß im Bereich zweier einander gegenüberliegender Schaufelkammern der Schaufeln eine Verbindung zum Überströmen der Flüssigkeit erzeugt ist und daß der Einlaßkanal mit der einen Förderkammer und der Auslaßkanal mit der anderen Förderkammer verbunden ist.A peripheral pump is often used, in the front of the impeller each a ring of blades for conveying a liquid from one Inlet duct is worked up to an outlet duct and with on both sides in the area of the blades in the pump housing integrated ring channels, with blade chambers conveyor chambers located opposite each other between the blades form the blades viewed in the direction of rotation from the central region of the Rise the impeller towards the front. According to an advantageous development the invention, the delivery pressure can be easily thereby increase that in the area of two opposite one another Blade chambers of the blades connect is generated to overflow the liquid and that the inlet channel with a delivery chamber and the outlet channel is connected to the other delivery chamber.
Hierdurch wird die Peripheralpumpe axial über eine erste Förderkammer und eine zweite Förderkammer durchströmt und weist jeweils nur einen einzigen Einlaßkanal und einen einzigen Auslaßkanal auf. Die Peripheralpumpe läßt sich deshalb mit einem besonders geringen Aufwand beispielsweise in einem Kraftstoffbehälter montieren. Das Laufrad hat keinen die Förderkammern voneinander trennenden Mittelsteg, so daß die Peripheralpumpe besonders schmal baut. Die erfindungsgemäße Peripheralpumpe hat ein besonders hohes Fördervolumen, da die Schaufelkammern nicht mit Leitelementen eingeengt sind. Die Reibungsverluste innerhalb der Zirkulationsströmung bei einem Übergang von der ersten Förderkammer in die zweite Förderkammer werden durch die Verbindung ihrer Förderkammern besonders klein gehalten. Die Flüssigkeit kann damit nahezu ohne Störung der Zirkulationsströmung von der ersten Förderkammer in die zweite Förderkammer überströmen, was zu einem besonders hohen Förderdruck und zu einem besonders hohen Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Peripheralpumpe führt. Die geringe Störung der Zirkulationsströmung wirkt sich besonders bei heißen Flüssigkeiten mit einem hohen Dampfdruck vorteilhaft aus, da diese bei einer Störung oder einem Abreißen der Zirkulationsströmung zur Bildung von den Förderdruck verringernden und Kavitationsschäden am Laufrad hervorrufenden Dampfblasen neigen. Weiterhin wird die zu fördernde Flüssigkeit dank der geringen Reibungsverluste kaum erwärmt. As a result, the peripheral pump is axially connected via a first one Flow chamber and a second flow chamber flows through each has only a single inlet channel and one single outlet duct. The peripheral pump can be therefore, for example, with particularly little effort Mount in a fuel tank. The impeller does not have a central web separating the production chambers, so that the peripheral pump is particularly narrow builds. The peripheral pump according to the invention has a special high delivery volume since the vane chambers are not are restricted with guide elements. The friction losses within the circulation flow at a transition from the first delivery chamber into the second delivery chamber particularly small due to the connection of their production chambers held. The liquid can therefore run almost without interference the circulation flow from the first delivery chamber in overflow the second production chamber, resulting in a special high delivery pressure and particularly high efficiency leads the peripheral pump according to the invention. The slight disturbance of the circulation flow has an effect especially with hot liquids with a high vapor pressure advantageous from this in the event of a fault or a break in the circulation flow to form reducing the delivery pressure and cavitation damage on the Vapor-causing vapor bubbles tend. Will continue the liquid to be pumped thanks to the low friction losses hardly warmed up.
Weisen die Förderkammern im Bereich der Schaufelkammern einen kreisförmigen Querschnitt auf, so sind die Reibungsverluste besonders gering.Assign the delivery chambers in the area of the blade chambers a circular cross-section, so are the friction losses particularly low.
Die Stoßverluste bei einem Eintritt der Zirkulationsströmung in die Schaufelkammern lassen sich auf ein Minimum beschränken, wenn die Schaufeln gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in Laufrichtung des Laufrades gesehen um einen Winkel von 5 bis 45° zur Oberflächennormalen der Stirnseiten des Laufrades von dem mittleren Bereich des Laufrades zu der jeweiligen Stirnseite hin ansteigen.The shock losses when the circulation flow occurs can be kept to a minimum in the blade chambers restrict if the blades according to another advantageous Development of the invention in the direction of rotation the wheel seen at an angle of 5 to 45 ° to the Surface normals of the end faces of the impeller from that middle area of the impeller to the respective front side climb up.
Die erfindungsgemäße Peripheralpumpe erreicht bereits bei einer niedrigen Drehzahl des Laufrades einen besonders hohen Förderdruck, wenn die Schaufeln gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in Laufrichtung des Laufrades gesehen um einen Winkel von 10 bis 20° zur Oberflächennormalen der Stirnseiten des Laufrades von dem mittleren Bereich des Laufrades zu der jeweiligen Stirnseite hin ansteigen.The peripheral pump according to the invention already reaches at a low speed of the impeller high discharge pressure if the buckets according to another advantageous development of the invention in the running direction the impeller seen at an angle of 10 to 20 ° to Surface normals of the end faces of the impeller from that middle area of the impeller to the respective front side climb up.
Bei niedrigen Drehzahlen läßt sich sehr einfach eine lanzenförmige, in Drehrichtung des Laufrades gerichtete Zirkulationsströmung erzeugen, wenn die Schaufeln gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in Laufrichtung des Laufrades gesehen parabelförmig von dem mittleren Bereich des Laufrades zu den Stirnseiten hin ansteigen.At low speeds, a lance-shaped, Circulation flow directed in the direction of rotation of the impeller generate if the blades according to a other advantageous development of the invention in Direction of travel of the impeller seen parabolically from that middle area of the impeller towards the front increase.
Resonanzschwingungen, die bei bestimmten Drehzahlen der Peripheralpumpe und Viskositäten der Flüssigkeiten entstehen und zu störenden Geräuschen führen, lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach dadurch vermeiden, daß die Schaufeln zueinander unterschiedliche Winkelabstände haben. Resonance vibrations that occur at certain speeds Peripheral pump and viscosities of the liquids arise and lead to disturbing noises according to another advantageous development of the invention simply by avoiding the blades from each other have different angular distances.
Eine geringe Bautiefe und einfache Herstellbarkeit ergibt sich, wenn die Verbindung durch eine Überschneidung der kreisförmigen Förderkammern gebildet ist.A low overall depth and simple manufacturability results themselves when the connection is due to an overlap of the circular delivery chambers is formed.
Die Flüssigkeit strömt besonders leicht von der ersten Förderkammer in die zweite Förderkammer, wenn die durch Überschneidung der Förderkammern erzeugte Verbindung gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in radialer Richtung des Laufrades nach außen und/oder innen hin erweitert ist. Dies führt zudem zu einer Erhöhung des maximal erreichbaren Förderdrucks.The liquid flows particularly easily from the first Delivery chamber into the second delivery chamber when through Overlap of the production chambers created connection according to another advantageous development of the invention in the radial direction of the impeller to the outside and / or expanded inside. This also leads to a Increase in the maximum achievable delivery pressure.
Das Verhältnis der Geschwindigkeit der Flüssigkeit normal zur Umlaufrichtung und der mittleren Geschwindigkeit in Umlaufrichtung zueinander ist entscheidend für die Stabilität der Zirkulationsströmung und damit für den mit der Peripheralpumpe maximal erzeugbaren Förderdruck. Dieses Verhältnis ist bei einem vorgegebenen Arbeitspunkt einer Peripheralpumpe, bei der die kreisförmigen Förderkammern annähernd hälftig auf die Schaufelkammern und die Ringkanäle aufgeteilt sind, lediglich abhängig von dem Verhältnis des mittleren Durchmessers des Kranzes der Schaufeln zu dem Radius der Förderkammern. Bei einer solchen Peripheralpumpe wird ein hoher Förderdruck gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach dadurch erreicht, daß das Verhältnis des mittleren Durchmessers des Kranzes der Schaufeln zu dem Radius der Förderkammer größer als 7 und kleiner als 99 gewählt ist.The ratio of the speed of the liquid is normal to the direction of rotation and the average speed in Circulation direction to one another is crucial for stability the circulation flow and thus for the one with the Peripheral pump maximum delivery pressure that can be generated. This Ratio is one at a given working point Peripheral pump in which the circular delivery chambers approximately half on the blade chambers and the ring channels are divided, only depending on the ratio of the average diameter of the ring of the blades to the radius of the production chambers. With such a peripheral pump becomes a high discharge pressure according to another advantageous development of the invention simply because achieved the ratio of the average diameter the rim of the blades to the radius of the delivery chamber greater than 7 and less than 99 is selected.
Versuche haben zu einem besonders hohen Förderdruck geführt, wenn das Verhältnis des mittleren Durchmessers des Kranzes der Schaufeln zu dem Radius der Förderkammer gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung größer als 15 und kleiner als 30 gewählt ist. Tests have led to a particularly high delivery pressure, if the ratio of the average diameter of the Ring of the blades according to the radius of the delivery chamber another advantageous development of the invention greater than 15 and less than 30 is selected.
Durch ein Abreißen der Zirkulationsströmung nach einem Verlassen der Schaufelkammern entstehende Störungen werden gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach dadurch vermieden, daß in die Förderkammern hineinragende Kanten der Schaufeln abgerundet sind oder eine Fase aufweisen.By tearing off the circulation flow after a Leaving the vane chambers will result in malfunctions according to another advantageous development of Invention simply avoided that in the delivery chambers protruding edges of the blades are rounded are or have a chamfer.
Der Radius oder die Fase muß an den Schaufeln nur an den Rändern vorhanden sein, an dem die Zirkulationsströmung die Schaufeln berührt. Dann gestalten sich die Schaufeln konstruktiv besonders einfach, wenn der Radius oder die Fase in Laufrichtung des Laufrades gesehen an der Kante der Vorderseite der Schaufeln in einem radial äußeren Bereich und an der Kante der Rückseite in einem radial inneren Bereich angeordnet ist.The radius or the chamfer only has to be on the blades Edges exist at which the circulation flow touched the blades. Then the blades form constructively particularly simple if the radius or the Chamfer seen on the edge in the running direction of the impeller the front of the blades in a radially outer area and on the edge of the back in a radially inner Area is arranged.
Die störungshemmende Wirkung der Radien bzw. der Breite der Fasen hängt wesentlich von den Abmessungen der Schaufeln ab. So benötigen beispielsweise große Schaufeln entsprechend große Radien oder Fasen. Die Flüssigkeit zirkuliert gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders störungsarm in den Förderkammern, wenn der Radius oder die Breite der Fase zumindest 1/70 der Höhe der Schaufeln entspricht.The interference-reducing effect of the radii or the width the chamfer essentially depends on the dimensions of the blades from. For example, large shovels need accordingly large radii or chamfers. The liquid circulates according to another advantageous development the invention is particularly low-interference in the delivery chambers, if the radius or the width of the chamfer is at least 1/70 corresponds to the height of the blades.
Das Laufrad ist kostengünstig herstellbar, wenn es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung aus Kunststoff im Spritzgießverfahren hergestellt ist. Weiterhin hat das aus Kunststoff gefertigte Laufrad ein besonders geringes Gewicht, wodurch die Peripheralpumpe nach einem Start sehr schnell ihre maximale Förderleistung erreicht.The impeller is inexpensive to manufacture if it is in accordance another advantageous development of the invention is made of plastic by injection molding. Furthermore, the impeller made of plastic has a particularly low weight, which makes the peripheral pump their maximum delivery rate very quickly after a start reached.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
- Fig.1
- einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Peripheralpumpe,
- Fig.2
- einen tangentialen Schnitt durch die Peripheralpumpe aus Figur 1 entlang der Linie II - II,
- Fig.3
- einen tangentialen Schnitt durch die Peripheralpumpe aus Figur 1 entlang der Linie III - III.
- Fig. 1
- 2 shows a longitudinal section through a peripheral pump according to the invention,
- Fig. 2
- 2 shows a tangential section through the peripheral pump from FIG. 1 along the line II-II,
- Fig. 3
- a tangential section through the peripheral pump of Figure 1 along the line III - III.
Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt einer erfindungagemäßen
Peripheralpumpe mit einem Pumpengehäuse 1, in welchem
ein Laufrad 2 drehbar angeordnet ist. In dem Laufrad
2 sind in seinen beiden Stirnseiten 3, 4 jeweils ein
Kranz 5 von Schaufeln 6, 6a, 6b eingearbeitet. Das
Laufrades 2 ist in seinem Zentrum drehfest auf einer Antriebswelle
7 befestigt. Das Pumpengehäuse 1 hat im Bereich
der Schaufeln 6, 6a, 6b auf beiden Seiten jeweils
einen Ringkanal 8, 9. Die Ringkanäle 8, 9 bilden zusammen
mit in Figur 2 dargestellten Schaufelkammern 10, 10a, 10b
zwischen den Schaufeln 6, 6a, 6b Förderkammern 11, 12,
welche jeweils einen kreisförmigen Querschnitt haben. Bei
einer Drehung des Laufrades 2 entstehen in den Förderkammern
11, 12 Zirkulationsströmungen einer zu fördernden
Flüssigkeit. Zur Verdeutlichung sind die Zirkulationsströmungen
in den Figuren 1 und 2 mit Pfeilen gekennzeichnet.
Die Förderkammern 11, 12 sind hierbei jeweils
hälftig auf die Schaufelkammern 10, 10a, 10b und die
Ringkanäle 8, 9 aufgeteilt und haben untereinander eine
Verbindung 13, die durch eine Überschneidung ihrer kreisförmigen
Querschnitte erzeugt ist. Durch diese Verbindung
13 kann Flüssigkeit nahezu verwirbelungsfrei von der
der einen Förderkammer 11 in die andere Förderkammer 12
überströmen.Figure 1 shows a longitudinal section of an inventive
Peripheral pump with a pump housing 1, in which
an
In seinem radial äußeren Bereich und an seinen Stirnseiten
3, 4 steht das Laufrad 2 dem Pumpengehäuse 1 mit einem
geringen Abstand gegenüber. Hierdurch entsteht ein um
das Laufrad 2 umlaufender Dichtspalt 14, der die Förderkammern
11, 12 abdichtet.In its radially outer area and on its end faces
3, 4, the
Von den Schaufeln 6, 6a, 6b aus gesehen im radial inneren
Bereich des Laufrades 2 sind in den Stirnseiten 3, 4 mehrere
einander gegenüberliegende Vertiefungen 15, 16 eingearbeitet.
Jeweils zwei gegenüberliegende Vertiefungen
15, 16 sind durch einen Kanal 17 miteinander verbunden.
Durch den Dichtspalt 14 zwischen dem Laufrad 2 und dem
Pumpengehäuse 1 gelangt eine geringe Menge Leckage der zu
fördernden Flüssigkeit zu den Vertiefungen 15, 16. Hierdurch
bilden die Vertiefungen 15, 16 Axialgleitlager für
das Laufrad 2. Im Betrieb der Peripheralpumpe schwimmt
das Laufrad 2 damit reibungsfrei auf einem Flüssigkeitsfilm.Seen from the
Die Figur 2 zeigt einen tangentialen Schnitt durch die
erfindungsgemäße Peripheralpumpe aus Figur 1 entlang der
Linie II - II. Zur Verdeutlichung der Zeichnung sind die
Förderkammern 11, 12 und das Laufrad 2 im Bereich der
Schaufeln 6, 6a, 6b gestreckt eingezeichnet. Das Pumpengehäuse
1 hat einen Einlaßkanal 18 und einen Auslaßkanal
19, die von einem beidseitig des Laufrades 2 angeordneten
Schweller 20 voneinander getrennt sind. Der Schweller 20
unterbricht die in den Förderkammern 11, 12 erzeugten
Zirkulationsströmungen der zu fördernden Flüssigkeit. Der
Einlaßkanal 18 ist mit der ersten Förderkammer 11 unmittelbar
hinter dem Schweller 20 verbunden. In Umlaufrichtung
gesehen unmittelbar vor dem Schweller 20
mündet die zweite Förderkammer 12 in den Auslaßkanal 19. Figure 2 shows a tangential section through the
Peripheral pump according to the invention from Figure 1 along the
Line II - II. To clarify the drawing are the
Die Schaufeln 6, 6a, 6b sind symmetrisch in dem Laufrad 2
angeordnet und steigen von einem axial mittleren Bereich
des Laufrades 2 zu den Stirnseiten 3, 4 des Laufrades 2
um einen Winkel α an. Der eingezeichnete Winkel α beträgt
hierbei etwa 15°. Durch diese Gestaltung wird die
Strömung der Flüssigkeit beim Eintritt in die Ringkanäle
8, 9 in Umfangsrichtung auf eine Geschwindigkeit beschleunigt,
die zunächst größer ist als die Geschwindigkeit
der Schaufeln 6. Anschließend verringert sich die
Geschwindigkeit der Flüssigkeit in Umfangsrichtung, währenddessen
die Geschwindigkeit quer zum Laufrad 2 ansteigt.
Hierdurch entsteht in den Ringkanälen 8, 9 jeweils
ein lanzenförmiges Strömungsprofil der Zirkulationsströmung,
wodurch ein hoher maximaler Förderdruck erzeugbar
ist.The
Die Figur 3 zeigt einen tangentialen Schnitt der Vertiefungen
15, 16 des Laufrades 2 entlang der Linie III - III
aus Figur 1. Die Vertiefungen 15, 16 sind taschenförmig
in das Laufrad 2 eingearbeitet und in ihrem Zentrum über
den Kanal 17 miteinander verbunden.FIG. 3 shows a tangential section of the
Claims (5)
- Peripheral pump having an impeller (2) which rotates in a pump housing (1), has its end sides 3, 4), in order to delimit a sealing gap (14), situated opposite to and at a short distance from the pump housing (1) and, in this region, has a plurality of recesses (15, 16) and, in order to deliver liquid, has at least one ring (5) of blades (6), in each case two opposite recesses (15, 16) in the impeller (2) having a connection (17) to one another, characterized in that the recesses (15, 16), as seen in a tangential section through the impeller (2), are of pocket-shaped design, with the transition to the recesses not being in stepped form.
- Peripheral pump according to Claim 1, characterized in that the recesses (15, 16), as seen from the blades (6), are arranged in the radially inner region of the impeller (2).
- Peripheral pump according to Claim 1 or 2, characterized in that the recesses (15, 16) are of trough-like design.
- Peripheral pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the impeller (2) is produced from plastic using the injection-moulding process.
- Peripheral pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the impeller (2) is produced from plastic using the injection-moulding process.
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