EP1876359A1 - Teichpumpe - Google Patents

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EP1876359A1
EP1876359A1 EP06013788A EP06013788A EP1876359A1 EP 1876359 A1 EP1876359 A1 EP 1876359A1 EP 06013788 A EP06013788 A EP 06013788A EP 06013788 A EP06013788 A EP 06013788A EP 1876359 A1 EP1876359 A1 EP 1876359A1
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EP
European Patent Office
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impeller
wings
pump according
pond pump
housing
Prior art date
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EP06013788A
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English (en)
French (fr)
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EP1876359B1 (de
Inventor
Olaf Dickertmann
Heinz-Walter Köster
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Messner GmbH and Co KG
Original Assignee
Messner GmbH and Co KG
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Publication date
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Application filed by Messner GmbH and Co KG filed Critical Messner GmbH and Co KG
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Priority to AT06013788T priority patent/ATE434135T1/de
Priority to DE502006004005T priority patent/DE502006004005D1/de
Priority to ES06013788T priority patent/ES2327056T3/es
Priority to PCT/EP2007/005550 priority patent/WO2008003409A1/de
Priority to CNA2007800248363A priority patent/CN101484708A/zh
Priority to US12/307,377 priority patent/US8182214B2/en
Priority to EA200900134A priority patent/EA014206B1/ru
Priority to CN2011101264395A priority patent/CN102251987A/zh
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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
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/165—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/167—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps of a centrifugal flow wheel
    • 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
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2238—Special flow patterns
    • F04D29/2255—Special flow patterns flow-channels with a special cross-section contour, e.g. ejecting, throttling or diffusing effect

Definitions

  • the invention relates to a pond pump with impeller rotating in a pump housing about an axis of rotation, wherein the pump housing has a suction inlet arranged axially to the impeller, a pressure outlet arranged radially to tangentially to the impeller for the water to be conveyed and a housing section between suction inlet and pressure outlet, wherein the impeller a radially disposed circular disc having wings arranged on one side and wherein the housing portion is associated with the open side of the impeller equipped with the wings.
  • Such pond pumps are known in different embodiments in the prior art. These are centrifugal pumps, which have a rotating impeller for the delivery of water.
  • the pumps are usually immersed in the water to be pumped (submersible) used.
  • a pipe for sucking the water to be pumped can be arranged on the suction side.
  • the pump For dry installation, the pump must be placed next to the pond below the water level.
  • the pumped water is conveyed via a pipeline, for example, to a pond filter, a fountain, an applied watercourse or the like.
  • Centrifugal pumps operate on a hydrodynamic delivery principle, wherein the water to be conveyed fed near the axis of rotation of the impeller, entrained by the rotating impeller with its wings arranged thereon and forced to a circular path. Due to the centrifugal force of the rotating water on the circular path, the water is forced radially outward. Accordingly arises near the axis of rotation of the water supply Negative pressure (suction side) and at the periphery of the impeller an overpressure (pressure side).
  • Centrifugal pumps are very reliable and can be used in electrically fully encapsulated design as submersible pumps, for example, for swimming ponds. Furthermore, with appropriate design of the impeller and associated pump housing water can be promoted with solids, without the blockages are to be feared.
  • the impeller is designed as a so-called free-flow impeller, so that the permissible solids size can be, for example, 6 mm (ball passage). Thus restrict only on the suction side coarse filter elements with a corresponding mesh size, the flow rate.
  • the object of the invention is therefore to optimize a generic centrifugal pump accordingly.
  • a centrifugal pump with an open impeller has an improved efficiency when formed between the wings flow channels a cross section which decreases in the flow direction from the radial inside to the outside.
  • the cross-sectional constriction in the flow channels in the radial direction from the axis of rotation to the outside causes an increase in the centrifugal forces and thus in the hydrodynamic delivery pressure.
  • the reduction in the flow channel cross section is preferably 15% to 40%, preferably 20% to 35%.
  • a flow channel cross-section reduction can preferably be realized in that the counter-rotating plate in the form of a wide-open conical surface section is formed at an angle ( ⁇ ) between 5 ° and 20 ° to the radial plane aligned with the axis of rotation in the direction of the impeller ,
  • the flow channel cross-section reduction is achieved in that the circular disc of the impeller in the form of a wide open cone sheath at an angle ( ⁇ ) between 5 ° and 20 ° to the rotational axis aligned radial plane in the direction of the mating plate is formed.
  • the efficiency of the pond pump is increased when the measured axially to the rotational axis height of the blades of the impeller decreases from the radially inner side to the outer side, so that the open side of the impeller is arranged with a substantially uniform gap distance from the mating plate. If the gap dimension is less than or equal to 1 mm, preferably less than 0.5 mm, pressure losses due to short-circuit flows between the impeller and the counter-rotating plate are reliably avoided.
  • the height of the wings on the radial outer side is greater than or equal to the width of the flow channels.
  • the efficiency of the pump is further improved. Presumably, this improvement in efficiency should result from a further reduction of turbulence and thus flow losses.
  • blockages are avoided by this design.
  • the width of the flow channels should be greater than or equal to the max. allowable grain size, for example, greater than or equal to 6 mm, be formed.
  • the wings have a crescent-shaped cross-section in the radial direction to the axis of rotation, a hydrodynamically particularly effective flow channel geometry is formed between the crescent-shaped vanes. Due to the crescent-shaped cross section, the wings have a high intrinsic stability, so that the impeller has a long service life.
  • the mating plate is an integral part of the pump housing.
  • the pump housing and / or the impeller are preferably produced from acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), modified polyphenylene oxide (PPO, so-called "Noryl") and / or polyoxymethylene / polyacetal (POM).
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • PPO modified polyphenylene oxide
  • POM polyoxymethylene / polyacetal
  • the pump housing with integrally molded mating plate made of dimensionally stable and inexpensive ABS plastic.
  • the impeller can be made both from ABS plastic in sufficient dimensional stability and strength as a low-cost component or for particularly heavy loads of PPO or POM plastic.
  • an asynchronous motor with stainless steel can in a housing provided in which a sealed encased in stainless steel rotor is mounted, which forms a removable from the housing running unit with the impeller.
  • the running unit is rotatably mounted in a ceramic bearing in the housing.
  • a pond pump with a pump housing 1 and a rotating about a rotation axis X impeller 2 is shown in a sectional view through an axial plane.
  • a drive unit consisting of an electric motor arranged in a housing, preferably an asynchronous motor, can be attached to the side represented by arrow Y.
  • electromotive rotary drive the impeller 2 is driven to rotate about the rotation axis X.
  • the pump housing 1 has a suction inlet 11, which is disposed opposite to the drive side Y coaxial with the axis of rotation X. At the suction inlet 11 a nozzle is formed, on which a suction line for supplying water to be conveyed can be placed. When using the pump as a submersible pump, the water can also be fed directly into the suction inlet 11. The water flow on the suction side is indicated by arrow Ws.
  • the pump housing 1 together with the drive unit Y, not shown, a housing of the rotary-driven impeller 2 to at Rotation of the impeller 2 to cause a hydrodynamic promotion of the water.
  • a mating plate 12 is formed between the axially arranged to the rotation axis X suction inlet 11 and the peripheral impeller 2 torus-shaped collecting chamber 13, a mating plate 12 is formed.
  • the mating plate 12 forms an annular surface, which is designed inclined in the embodiment shown in Figure 1 as a wide open conical surface portion with an angle ⁇ of approximately 10 ° to the radial plane in the radial direction and the drive side Y.
  • the impeller 2 has an aligned in a radial plane to the rotation axis X circular disc 22, are formed on the axially projecting in the direction of the suction side wings 21.
  • the impeller 2 is shown in a plan view from the direction of the suction side Ws (see FIG. 1).
  • the impeller 2 shown in Figure 2 has eight in its cross section in the radial axis X to the rotation axis of the sickle-shaped wings 21. Between the vanes 21, eight flow channels 23 are formed, which have a substantially constant width b of, for example, 6 mm between adjacent vanes 21, 21.
  • a central bore 24 is provided with integrally formed shaft 25 on the impeller 2.
  • the open side of the impeller 2 is located directly opposite the counter-rotating plate 12 of the pump housing 1.
  • the freely protruding ends of the blades 21 are adapted to the counter-rotating plate 12 angled at the angle ⁇ , so that there is a movement between the free top edge of the wings 21 and the mating plate 12 results in a substantially uniform gap s, for example, 0.5 mm.
  • the impeller 2 rotates about the axis of rotation X.
  • the impeller 2 is driven by a drive unit Y, not shown. Due to the rotational movement of the impeller 2 with the wings 21 formed thereon, water which is present on the suction side Ws is sucked in due to a negative pressure arising in the center of the impeller 2 and brought to a circular path via the flow channels 23.
  • the centrifugal acceleration of the water in the flow channels 23 leads due to centrifugal force to a pressure increase and thus to the hydrodynamic delivery of the water to the pressure outlet 14 on the pressure side where the pump.
  • the small gap s of about 0.5 mm reliably prevents a flow short circuit, so that the pump works very effectively.
  • the formation of the flow channels 23 with a substantially constant width b equal to 6 mm allows a blockage-free promotion of laden with solid particles up to a particle size of 6 mm water through the pump. Since the height h of the wings 21 at the peripheral outlet of the flow channels 23 at least equal to the width b, so b is less than or equal to h, clogging of the flow channels is also avoided with respect to the height dimensioning.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Teichpumpe mit in einem Pumpengehäuse (1) um eine Drehachse (X) rotierendem Laufrad (2), wobei das Pumpengehäuse (1) einen zum Laufrad (2) axial angeordneten Saugeinlass (11), einen radial bis tangential zum Laufrad (2) angeordneten Druckausgang (14) für das zu fördernde Wasser sowie eine Gegenlaufplatte (12) zwischen Saugeinlass (11) und Druckausgang (14) und das Laufrad (2) eine radial angeordnete Kreisscheibe (22) mit einseitig daran angeordneten Flügeln (21) aufweisen, wobei die Gegenlaufplatte (12) der mit den Flügeln (21) ausgestatteten Seite des Laufrades zugeordnet ist und zwischen den Flügeln (21) ausgebildete Strömungskanäle (23) einen Querschnitt aufweisen, der sich in Strömungsrichtung von der radialen Innenseite zur Außenseite verringert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Teichpumpe mit in einem Pumpengehäuse um eine Drehachse rotierendem Laufrad, wobei das Pumpengehäuse einen zum Laufrad axial angeordneten Saugeinlass, einen radial bis tangential zum Laufrad angeordneten Druckausgang für das zu fördernde Wasser sowie einen Gehäuseabschnitt zwischen Saugeinlass und Druckausgang aufweist, wobei das Laufrad eine radial angeordnete Kreisscheibe mit einseitig daran angeordneten Flügeln aufweist und wobei der Gehäuseabschnitt der mit den Flügeln ausgestatteten offenen Seite des Laufrades zugeordnet ist.
  • Derartige Teichpumpen sind in unterschiedlicher Ausgestaltung im Stand der Technik bekannt. Es handelt sich dabei um Kreiselpumpen, die ein rotierendes Laufrad zur Förderung von Wasser aufweisen. Die Pumpen werden meist im zu fördernden Wasser getaucht (Tauchpumpen) eingesetzt. Selbstverständlich kann an der Saugseite auch eine Rohrleitung zum Ansaugen des zu fördernden Wassers angeordnet sein. Bei Trockenaufstellung muss die Pumpe neben dem Teich unterhalb des Wasserspiegels angeordnet werden. Auf der Druckseite wird das geförderte Wasser über eine Rohrleitung beispielsweise zu einem Teichfilter, einem Springbrunnen, einem angelegten Wasserlauf oder dergleichen gefördert.
  • Kreiselpumpen arbeiten nach einem hydrodynamischen Förderprinzip, wobei das zu fördernde Wasser nahe der Drehachse des Laufrades zugeführt, vom rotierenden Laufrad mit seinen daran angeordneten Flügeln mitgerissen und auf eine Kreisbahn gezwungen wird. Durch die Fliehkraft des auf der Kreisbahn rotierenden Wassers wird das Wasser radial nach außen gedrückt. Entsprechend entsteht nahe der Drehachse an der Wasserzuführung ein Unterdruck (Saugseite) und an der Peripherie des Laufrades ein Überdruck (Druckseite).
  • Kreiselpumpen sind sehr zuverlässig und können in elektrisch vollständig gekapselter Ausführung auch als Tauchpumpen, beispielsweise auch für Schwimmteiche, eingesetzt werden. Ferner kann bei entsprechender Ausgestaltung von Laufrad und zugehörigem Pumpengehäuse Wasser mit Feststoffen gefördert werden, ohne das Verstopfungen zu befürchten sind. Dabei wird das Laufrad als sogenanntes Freistromlaufrad ausgebildet, so dass die zulässige Feststoffgröße beispielsweise 6 mm (Kugeldurchgang) betragen kann. Somit beschränken auf der Saugseite lediglich grobe Filterelemente mit entsprechender Maschenweite die Durchflussmenge.
  • Jedoch weisen Freistromlaufräder aufgrund von Strömungskurzschlüssen und damit einhergehendem interen Druckausgleich einen etwas schlechteren Wirkungsgrad als Pumpen mit einem geschlossenen Laufrad auf. Pumpen mit einem geschlossenen Laufrad sind jedoch anfälliger gegen Verstopfungen, so dass ein entspechend feinerer Filter auf der Saugseite vorzusehen ist, das entsprechend den freien Zufluss erschwert.
  • Da Teichpumpen sehr lange Einsatzzeiten haben, teils auch kontinuierlich tags und nachts arbeiten, ist eine Verbesserung des Wirkungsgrades bei gleichzeitiger Zulassung einer großen Korngröße, beispielsweise bis zu 6 mm, für einen wirtschaftlichen Betrieb wünschenswert. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Kreiselpumpe entsprechend zu optimieren.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Kreiselpumpe gemäß Anspruch 1. Überraschenderweise hat sich bei Versuchen herausgestellt, dass eine Kreiselpumpe mit offenem Laufrad einen verbesserten Wirkungsgrad hat, wenn zwischen den Flügeln ausgebildete Strömungskanäle einen Querschnitt aufweisen, der sich in Strömungsrichtung von der radialen Innenseite zur Außenseite verringert. Offensichtlich bewirkt die Querschnittsverengung in den Strömungskanälen in radialer Richtung von der Drehachse zur Außenseite hin eine Erhöhung der Fliehkräfte und damit des hydrodynamischen Förderdrucks. Bevorzugt beträgt die Verringerung des Strömungskanalquerschnitts 15% bis 40%, bevorzugt 20% bis 35% beträgt.
  • In der Ausgestaltung der eingangs genannten Teichpumpe mit offenem Laufrad lässt sich eine Strömungskanalquerschnittsverringerung bevorzugt dadurch realisieren, dass die Gegenlaufplatte in Form eines weit geöffneten Kegelmantelabschnittes mit einem Winkel (α) zwischen 5° und 20° zur zur Drehachse ausgerichteten Radialebene in Richtung des Laufrades ausgebildet ist.
  • Alternativ oder ergänzend wird die Strömungskanalquerschnittsverringerung dadurch erreicht, dass die Kreisscheibe des Laufrades in Form eines weit geöffneten Kegelmantels mit einem Winkel (β) zwischen 5° und 20° zur zur Drehachse ausgerichteten Radialebene in Richtung der Gegenlaufplatte ausgebildet ist.
  • Ferner wird der Wirkungsgrad der Teichpumpe gesteigert, wenn die zur Drehachse axial gemessene Höhe der Flügel des Laufrades von der radialen Innenseite zur Außenseite abnimmt, so dass die offene Seite des Laufrades mit einem im Wesentlichen gleichmäßigen Spaltmaß von der Gegenlaufplatte beabstandet angeordnet ist. Wenn das Spaltmaß kleiner gleich 1 mm, bevorzugt kleiner 0,5 mm ist, werden Druckverluste durch Kurzschlussströmungen zwischen Laufrad und Gegenlaufplatte sicher vermieden.
  • Um Verstopfungen durch Feststoffanteile in den Strömungskanälen des Laufrades zu vermeiden, ist die Höhe der Flügel an der radialen Außenseite größer gleich der Breite der Strömungskanäle.
  • Wenn die zwischen den Flügeln ausgebildeten Strömungskanäle von der radialen Innenseite bis zur Außenseite des Laufrades im Wesentlichen gleiche Breite aufweisen, wird der Wirkungsgrad der Pumpe weiter verbessert. Vermutlich dürfte diese Wirkungsgradverbesserung von einer weiteren Reduzierung von Verwirbelungen und damit Strömungsverlusten herrühren. Zudem werden durch diese Gestaltung Verstopfungen vermieden. Insbesondere sollte die Breite der Strömungskanäle größer gleich der max. zulässigen Korngröße, beispielsweise größer gleich 6 mm, ausgebildet sein.
  • Wenn die Flügel in zur Drehachse radialer Ebene sichelförmigen Querschnitt haben, wird eine hydrodynamisch besonders wirkungsvolle Strömungskanalgeometrie zwischen den sichelförmigen Flügeln ausgebildet. Durch den sichelförmigen Querschnitt weisen die Flügel eine hohe Eigenstabilität auf, so dass das Laufrad lange Standzeit hat.
  • Fertigungstechnisch vorteilhaft ist es, wenn die Gegenlaufplatte integraler Bestandteil des Pumpengehäuses ist. Bevorzugt sind das Pumpengehäuse und/oder das Laufrad aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), modifiziertem Polyphenylenoxid (PPO; sogenanntes "Noryl") und/oder Polyoxymethylen/Polyacetal (POM) hergestellt. Dabei sind insbesondere das Pumpengehäuse mit einstückig eingeformter Gegenlaufplatte aus dem formstabilen und kostengünstigen ABS-Kunststoff hergestellt. Das Laufrad kann sowohl aus ABS-Kunststoff in ausreichender Formstabilität und Festigkeit als kostengünstiges Bauteil oder für besonders starke Beanspruchungen aus PPO- oder POM-Kunststoff hergestellt werden.
  • Für einen guten elektrischen Wirkungsgrad bei geringem Energieverbrauch ist für die Teichpumpe zum Antrieb des Laufrades ein Asynchronmotor mit Edelstahl-Spaltrohr in einem Gehäuse vorgesehen, in dem ein in Edelstahl gekapselter Rotor gelagert ist, der mit dem Laufrad eine aus dem Gehäuse entnehmbare Laufeinheit bildet. Für eine hohe Belastbarkeit und lange Standzeit der Pumpe ist die Laufeinheit in einem Keramiklager im Gehäuse drehbar gelagert.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen detalliert beschrieben.
  • Darin zeigt:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Pumpe in einer Schnittdarstellung durch eine Axialebene und
    Fig. 2
    das in Figur 1 dargestellte Laufrad in Draufsicht.
  • In Fig. 1 ist in einer Schnittdarstellung durch eine Axialebene eine Teichpumpe mit einem Pumpengehäuse 1 und einem um eine Drehachse X rotierenden Laufrad 2 dargestellt. Eine Antriebseinheit bestehend aus einem in einem Gehäuse angeordneten Elektromotor, bevorzugt Asynchronmotor ist an der mit Pfeil Y dargestellten Seite ansetzbar. Über diesen in Figur 1 nicht dargestellten elektromotorischen Drehantrieb wird das Laufrad 2 um die Drehachse X rotierend angetrieben.
  • Das Pumpengehäuse 1 weist einen Saugeinlass 11 auf, der der Antriebsseite Y gegenüberliegend koaxial zur Drehache X angeordnet ist. Am Saugeinlass 11 ist ein Stutzen ausgebildet, auf den eine Saugleitung zur Zuführung von zu fördernden Wasser aufsetzbar ist. Beim Einsatz der Pumpe als Tauchpumpe kann das Wasser auch unmittelbar in den Saugeinlass 11 geführt werden. Der Wasserfluss auf der Saugseite ist mit Pfeil Ws bezeichnet.
  • Das Pumpengehäuse 1 bildet zusammen mit der nicht dargestellten Antriebseinheit Y eine Umhausung des drehantreibbaren Laufrades 2, um bei Rotation des Laufrades 2 eine hydrodynamische Förderung des Wassers zu bewirken. Dabei weist die Umhausung des Pumpengehäuses 1 um die Peripherie des Laufrades 2 einen ringförmigen Sammelraum 13 auf, von dem ein im Wesentlichen tangential zum Laufrad 2 angeordneter Druckausgang 14 in Richtung des durch das rotierende Laufrad 2 auf einer Kreisbahn beschleunigten Wassers aus dem Pumpengehäuse in Richtung Wasserabfluss WD herausgeführt ist.
  • Zwischen dem axial zur Drehachse X angeordneten Saugeinlass 11 und dem peripher um Laufrad 2 torusförmig ausgebildeten Sammelraum 13 ist eine Gegenlaufplatte 12 ausgebildet. Die Gegenlaufplatte 12 bildet eine kreisringförmige Fläche, die in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als weit geöffneter Kegelmantelabschnitt mit einem Winkel α von ca. 10° zur Radialebene in Radialrichtung und zur Antriebsseite Y gerichtet geneigt ausgebildet ist.
  • Das Laufrad 2 weist eine in einer Radialebene zur Drehachse X ausgerichtete Kreisscheibe 22 auf, auf der axial in Richtung der Saugseite vorstehende Flügel 21 angeformt sind.
  • In Figur 2 ist das Laufrad 2 in einer Draufsicht aus Richtung der Saugseite Ws (siehe Fig. 1) dargestellt. Das in Figur 2 dargestellte Laufrad 2 weist acht in ihrem Querschnitt in zur Drehachse X radialer Ebene sichelförmig ausgebildete Flügel 21 auf. Zwischen den Flügeln 21 sind acht Strömungskanäle 23 ausgebildet, die zwischen benachbarten Flügeln 21, 21 eine im Wesentlichen konstante Breite b von beispielsweise 6 mm aufweisen. Zur Befestigung des Laufrades 2 auf einem mit einer Welle versehenen Rotor der nicht dargestellten Antriebseinheit Y ist eine zentrische Bohrung 24 mit angeformten Schaft 25 am Laufrad 2 vorgesehen.
  • Wie in Figur 1 aus der Schnittdarstellung ersichtlich, befindet sich die offene Seite des Laufrades 2 unmittelbar gegenüberliegend zur Gegenlaufplatte 12 des Pumpengehäuses 1. Entsprechend sind die frei vorstehenden Enden der Flügel 21 der um den Winkel α angewinkelten Gegenlaufplatte 12 angepasst, so dass sich zwischen der freien Oberkante der Flügel 21 und der Gegenlaufplatte 12 ein im Wesentlichen gleichmäßiges Spaltmaß s von beispielsweise 0,5 mm ergibt.
  • Bei Betrieb der Teichpumpe rotiert das Laufrad 2 um die Drehachse X. Das Laufrad 2 wird dabei von einer nicht dargestellten Antriebseinheit Y angetrieben. Aufgrund der Rotationsbewegung des Laufrades 2 mit den daran ausgebildeten Flügeln 21 wird auf der Saugseite Ws anstehendes Wasser aufgrund eines im Zentrum des Laufrades 2 entstehenden Unterdrucks angesogen und über die Strömungskanäle 23 auf eine Kreisbahn gebracht. Die Kreisbeschleunigung des Wassers in den Strömungskanälen 23 führt fliehkraftbedingt zu einer Drucksteigerung und somit zur hydrodynamischen Förderung des Wassers zum Druckausgang 14 auf der Druckseite Wo der Pumpe.
  • Das geringe Spaltmaß s von ca. 0,5 mm verhindert dabei zuverlässig einen Strömungskurzschluss, so dass die Pumpe besonders effektiv arbeitet. Gleichfalls erlaubt die Ausbildung der Strömungskanäle 23 mit einer im Wesentlichen konstanten Breite b gleich 6 mm eine verstopfungsfreie Förderung von mit Feststoffteilen bis zu einer Korngröße von 6 mm befrachtetem Wasser durch die Pumpe. Da die Höhe h der Flügel 21 am peripheren Ausgang der Strömungskanäle 23 wenigstens der Breite b entsprechen, also b kleiner gleich h ist, wird auch hinsichtlich der Höhendimensonierung ein Zusetzen der Strömungskanäle vermieden.
  • Durch die weit geöffnete Kegelmantelform der Gegenlaufplatte 12 und die daran angepasste Ausbildung der Höhenausdehnung der Flügel 21 wird der Querschnitt der Strömungkanäle in Strömungsrichtung vom Zentrum des Laufrades 2 radial nach außen zum peripheren Ausgang der Strömungskanäle beim hier dargestellten Ausführungsbeispiel um 24% verringert. Diese Querschnittsverringerung führt überraschernderweise zu einer Leistungssteigerung der Pumpe.
  • Verglichen mit der bisherigen aktuellen Generation von Teichpumpen des Anmelders mit Freistromlaufrädern ergeben sich nachfolgend in Tabelle 1 dargestellte Verbesserungen bei anmeldungsgemäßen Produkten. Unter der Spalte "Pumpentypen" sind mit der Bezeichnung "Meßner M bzw. MPF..." bisher von der Anmelderin vertriebene Pumpentypen und unter "NEU..." das jeweilige projektierte Nachfolgemodell aufgelistet. Wie sich aus der Tabelle ergibt, können mit der anmeldungsgemäßen Ausgestaltung von Laufrad und zugeordnetem Pumpengehäuse mit Gegenlaufplatte erhebliche Verbesserungen des Wirkungsgrades erzielt werden. Aufgrund einer erheblich niedrigeren elektrischen Leistungsaufnahme bei vergleichbarer Pumpenleistung, nämlich Förderhöhe und Förderleistung, ergibt sich ein über die Lebensdauer der Pumpe eklatanter wirtschaftlicher Vorteil. Tabelle 1 Vergleich Wirkungsgrad
    Pumpentype Leistungsaufnahme Förderhöhe H max. Förderleistung Q max. Bemerkung
    Meßner MPF 3000 40W 2,5m 3000l/h Bei gleicher Leistungsaufnahme ist die Förderhöhe H um 0,4m und die Förderleistung um 1680l/h gestiegen.
    NEU 4500 40W 2,9m 4680l/h
    Meßner MPF 6000 95W 3,5m 6000l/h Gegenüber der MPF 6000 wird bei 15W niedrigerer Leistungsaufnahme die Förderhöhe um 0,5m und die Förderleistung um 1560l/h gesteigert. Gegenüber der MPF 8000 wird bei 35W niedrigerer Leistungsaufnahme bei gleicher Förderhöhe eine um 540l/h geringere Förderleistung erreicht, die bei dieser Betrachtung als gering anzusehen ist.
    Meßner MPF 8000 115W 4,0m 8100l/h
    NEU 7500 80W 4,0m 7560l/h
    Meßner MPF 10000 135W 4,5m 9900l/h Verglichen mit der MPF 10000 ist die Leistungsaufnahme 31 W niedriger; zusätzlich ist die Förderhöhe um 0,7m und die Förderleistung um 900l/h gestiegen.
    NEU 10000 104W 5,2m 10800l/h
    Meßner MPF 13000 175W 5,0m 12600l/h Verglichen mit der MPF 13000 ist die Leistungsaufnahme 50W niedriger ; zusätzlich ist die Förderhöhe um 0,6m gestiegen. Die Förderleistung ist gleich geblieben.
    NEU 13000 125W 5,6m 12600l/h
    Meßner M 15000 285W 6,0m 16000l/h Verglichen mit der M 15000 ist die Leistungsaufnahme 100W niedriger; Förderhöhe und Förderleistung ist gleich geblieben.
    NEU 16000 185W 6,0m 16000l/h
    Meßner M 20000 400W 6,5m 20400l/h Verglichen mit der M 200000 ist die Leistungsaufnahme 200W niedriger; dafür ist auch die Förderhöhe um 1,5m und die Förderleistung um 1400l/h gesunken.
    NEU 20000 200W 5,0m 19000l/h
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Pumpengehäuse
    11
    Saugeinlass
    12
    Gegenlaufplatte
    13
    Sammelraum
    14
    Druckausgang
    2
    Laufrad
    21
    Flügel
    22
    Kreisscheibe
    23
    Strömungskanal
    24
    Bohrung
    25
    Schaft
    α
    Winkel
    b
    Breite
    h
    Flügelhöhe
    s
    Spaltmaß
    WD
    Wasserabfluss (Druckseite)
    Ws
    Wasserzufluss (Saugseite)
    X
    Drehachse
    Y
    Antriebsseite / Antriebseinheit

Claims (10)

  1. Teichpumpe mit in einem Pumpengehäuse (1) um eine Drehachse (X) rotierendem Laufrad (2),
    wobei das Pumpengehäuse (1) einen zum Laufrad (2) axial angeordneten Saugeinlass (11), einen radial bis tangential zum Laufrad (2) angeordneten Druckausgang (14) für das zu fördernde Wasser sowie einen Gehäuseabschnitt zwischen Saugeinlass (11) und Druckausgang (14) aufweist,
    wobei das Laufrad (2) eine radial angeordnete Kreisscheibe (22) mit einseitig daran angeordneten Flügeln (21) aufweist
    und wobei der Gehäuseabschnitt der mit den Flügeln (21) ausgestatteten offenen Seite des Laufrades (2) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseabschnitt als flächige Gegenlaufplatte (12) ausgebildet ist und zwischen den Flügeln (21), der Kreisscheibe (22) und der Gegenlaufplatte (12) ausgebildete Strömungskanäle (23) einen Querschnitt aufweisen, der sich in Strömungsrichtung von der radialen Innenseite zur Außenseite verringert.
  2. Teichpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerung des Strömungskanalquerschnitts 15% bis 40%, bevorzugt 20% bis 35% beträgt.
  3. Teichpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenlaufplatte (12) in Form eines weit geöffneten Kegelmantelabschnittes mit einem Winkel (α) zwischen 5° und 20° zur zur Drehachse (X) ausgerichteten Radialebene in Richtung des Laufrades ausgebildet ist.
  4. Teichpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisscheibe (22) des Laufrades (2) in Form eines weit geöffneten Kegelmantels mit einem Winkel (β) zwischen 5° und 20° zur zur Drehachse (X) ausgerichteten Radialebene in Richtung der Gegenlaufplatte (21) ausgebildet ist.
  5. Teichpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Drehachse (X) axial gemessene Höhe der Flügel (21) des Laufrades (2) von der radialen Innenseite zur Außenseite abnimmt, so dass die offene Seite des Laufrades (2) mit einem im Wesentlichen gleichmäßigen Spaltmaß (s) von der Gegenlaufplatte (12) beabstandet angeordnet ist.
  6. Teichpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltmaß (s) kleiner gleich 1 mm, bevorzugt kleiner 0,5 mm ist.
  7. Teichpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (h) der Flügel an der radialen Außenseite größer gleich der Breite (b) der Strömungskanäle (23) ist.
  8. Teichpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Flügeln (21) ausgebildeten Strömungskanäle (23) von der radialen Innenseite bis zur Außenseite des Laufrades im Wesentlichen gleiche Breite (b) aufweisen.
  9. Teichpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (21) in zur Drehachse (X) radialer Ebene sichelförmigen Querschnitt haben.
  10. Teichpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenlaufplatte (12) integraler Bestandteil des Pumpengehäuses (1) ist.
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