Pumpe mit Seitenkanal und tangentialem Druckstutzen

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf Pumpen mit einem Pumpengehäuse (3) mit mittiger Ansaugöffnung (1) und tangentialem Druckstutzen (2). Ein Flügelrad (5) mit Flügeln (4) sitzt im Pumpengehäuse (3), das einen peripheren Seitenkanal (12) über weniger als 360° aufweist. Der Seitenkanal hat einen Ansaugabschnitt (8), einen Druckerhöhungsabschnitt (9) und einen Ausstoßabschnitt (10), wobei in Dreh- bzw. Flußrichtung der Seitenkanal zunächst zunehmenden Querschnitt, dann hauptsächlich konstanten Querschnitt und schließlich abnehmenden Querschnitt hat. Um die Förderhöhe der Pumpe zu erhöhen, ist der Seitenkanal des Pumpengehäuses zumindest im Ausstoßsektor (10) hauptsächlich radial gesehen innerhalb der Peripherie der Flügel (4) des Flügelrades (5) vorgesehen. Die Ansaugöffnung der Pumpe kann auch mit einem Dichtungsring (6) versehen sein, der im Ansaugabschnitt (8) eine Durchströmöffnung (7) aufweist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitspumpe mit hauptsächlich zylindrischem Gehäuse, einem angetriebenen Flügelrad, mittiger Ansaugung, hauptsächlich. tangential aus dem Gehäuse herauslaufenden Druckstutzen und wenigstens einem Seitenkanal im Pumpengehäuse.

[0002] In den letzten Jahren wurden Patente auf Flüssigkeitspumpen erteilt, wobei das Pumpengehäuse mit mittiger Ansaugung, tangentialem Druckstutzen und Seitenkanal versehen ist, wobei letzterer in das Pumpengehäuse eingeformt ist und die Peripheri des Flügelrads umgibt.

[0003] Pumpen mit Seitenkanal stellen ein altes und wohlbekanntes Prinzip dar. Das Neue besteht offensichtlich darin, wie der Seitenkanal im Verhältnis zu Einlass und Auslass des Pumpengehäuses vorgesehen ist.

[0004] Der Hauptzweck der obengenannten Neukonstruktionen besteht darin, die Produktionskosten der Zentrifugalpumpen durch geringeres Gewicht zu senken, da kein spiralenförmiger Auslass erforderlich ist, ausserdem, die Leistung der Zentrifugalpumpen dadurch zu verbessern, dass sie selbstansaugend ausgeführt werden, und zwar ohne den Wirkungsgrad zu verschlechtern. Ein weiters Ziel war, die Höchstleistung im unteren Bereich der Kurve zu senken. Letzteres führte zu gleichmässigerer Leistungsausnahme, wodurch es nicht mehr so wichtig war, den Antriebsmotor im gleichen Ausmass zu überdimensionieren, wie dies sonst bei Kreiselpumpen üblich ist.

[0005] Gemeinsam für die obengenannten Neukonstruktionen und ältere Ausführungen ist indessen, dass die Förderhöhe der Pumpen, wie auch bei Kreiselpumpen, von der Geschwindigkeit abhängig ist, mit der die Flüssigkeit das Flügelrad verlässt. Diese Geschwindigkeit erzeugt nicht nur Druck, sondern auch Leistung in Proportion zur Grösse des Auslassquerschnitts.

[0006] In der Praxis hat es sich erwiesen, dass insbesondere bei kleineren Pumpen die Förderhöhe relativ gross gegenüber der Leistung der erforderlichen Pumpen ist. Daraus folgt, dass einen einzelnes Flügelrad in einer Kreiselpumpe oft nicht ausreicht, um die Ansprüche zu erfüllen.

[0007] Im Ramen.der Hydraulik-Technik wird dieses Problem dann dadurch gelöst, dass man Mehrstufen-Kreiselpumpen oder Verdrängungspumpen wählt. Diese Pumpen sind aufwendiger und komplizierter als gewöhnliche Pumpen mit nur einem Flügelrad, die nach dem Seitenkanal- oder Zentrifugalpumpenprinzip arbeiten.

[0008] Die norwegische Patentschrift 127.419 beschreibt eine Pumpe mit Seitenkanal und tangentialem Druckstutzen. Aus der zugehörigen Zeichnung geht hervor, dass sich der Seitenkanal nur über etwa 90° des Umfangs des Flügelrads erstreckt. Aus der gleichen Zeichnung geht auch hervor, dass der grösste Teil des Gesamtumfangs, cirka 270°, im wesentlichen keine Forderleistung erbringt.

[0009] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe der einleitend beschriebenen Art, wobei der Seitenkanal im Zusammenhang mit dem Auslauf andersartig ausgeführt ist, um die Förderhöhe der Pumpe zu vergrössern und den maximalen Durchfluss zu senken. Dies ergibt auch die ideale, nahe zu waagerecht verlaufende Leistungsaufnahmekurve über den gesamten Leistungsbereich.

[0010] Die'gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches gelöst.

[0011] Die Erfindung sei nun näher im Anschluss an beiliegende Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2 durch eine erfindungsgemässe Pumpe und

_Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie B-B in Fig. l.

[0012] Bezugnehmend auf die Zeichnung enthält die Pumpe hauptsächlich ein zylindrisches Gehäuse 3 mit einem Flüssigkeitseinlass 1 und einem tangential gerichteten Druckstutzen 2 am Umfang desselben. Das Pumpengehäuse 3 ist mit einem Seitenkanal 12 versehen, der ein frei umlaufendes Flügelrad 5 mit Flügeln 4 seitlich umgibt.-Um die Förderhöhe weiter zu.vergrössern, kann ein Dichtungsring 6 im Bereich der Innenseite der Flügel 4 vorgesehen werden. Dieser Dichtungsring 6 hat in diesem Fall nur im Ansaugsektor 8 ein öffnung 7. Der Seitenkanal, der auch beiderseits des _Flügelrads vorgesehen werden kann, hat zunächst.einen zunehmenden Querschnitt in Drehrichtung, um einen Unterdruck zu erzeugen. Der nächste Sektor 8 des Seitenkanals in Dreh- ' richtung hat hauptsächlich konstanten Querschnitt. Dieser Sektor kann, wie auch der Ansaugsektor, unterschiedliche Länge erhalten und dadurch die Pumpenleistung auf die vorliegenden Ansprüche abstimmen.

[0013] Der sich in Drehrichtung danach anschliessende Sektor 10 kann als Drucksektor bezeichnet werden. Etwa entsprechend der tangentialen Drucköffnung nimmt der Querschnitt des Seitenkanals 12 bis auf Null ab. Dies verleiht dem zu pumpenden Medium eine gewisse Förderhöhe, wenn es zwischen den Flügeln zum Druckstutzen fliesst und erhöht die Flussgeschwindigkeit. Anschliessend folgt ein Abdichtungssektor 11 mit einer Länge, die etwa dem Abstand zwischen zwei benachbarten Flügeln 4 entspricht, um zu verhüten, dass die Flüssigkeit im Seitenkanal in einem vollen Kreis umläuft. Das Pumpengehäuse ist mit anderen Worten in 4 Sektoren, 8, 9, 10, 11 aufgeteilt, und mit Hilfe des Seitenkanals 12 beeinflusst jeder Sektor jeweils die zu pumpende Flüssigkeit auf hydraulisch unterschiedliche Art und Weise. Zusammen decken diese 4 Sektoren insgesamt 360⁰, d.h. eine volle Umdrehung im Gehäuseinneren.

[0014] Der erste Sektor 8 auf der beiliegenden Zeichnung ist für die Ansaugfunktion vorgesehen. Der Seitenkanal in diesem Sektor hat zunehmenden Querschnitt in Flussrichtung, um einen Unterdruck zu erzeugen und gestattet dabei dem Flügelrad, Flüssigkeit aus der mittigen Ansaugöffnung aufzunehmen.

[0015] Der. zweite Sektor 9 hat hauptsächlich konstanten Querschnitt. Seine Funktion besteht darin, Antriebsleistung auf das Medium in Richtung zum Druckstutzen zu übertragen.

[0016] Der dritte Sektor 10 im Bereich des Druckstutzens hat abnehmenden Querschnitt im Seitenkanal, um die Flussrichtung zu ändern und der zu pumpenden Flüssigkeit Förderhöhe zuzuführen, wenn sie in den Druckstutzen überströmt. Diese Ausgestaltung ergibt eine Art von mehrstufiger Beaufschlagung der Flüssigkeit und erhöht die gesamte Förderhöhe der Pumpe.

[0017] Im vierten und letzten Sektor 11 der Pumpe ist kein Seitenkanal mehr vorhanden. Dieser Sektor verhindert ein Ueberströmen der Flüssigkeit in die Ansaugzone'und damit, dass die Flüssigkeit in der Pumpe mehrere Umdrehungen umläuft.

Ansprüche

1. Flüssigkeitspumpe mit hauptsächlich zylindrischem Pumpengehäuse (3), einem Flügelrad (5) mit Zentrifugalflügeln (6), einer Ansaugöffnung (1), die mit einer mittigen Zone des Flügelrads (5) kommuniziert, einem Druckstutzen (2). der hauptsächlich tangential in Umfangrichtung des Gehäuses ausläuft und wenigstens einem Seitenkanal seitlich im Pumpengehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenkanal (12) sich in Umfangrichtung über weniger als 360° erstreckt und drei Sektoren aufweist, und zwar einen Ansaugsektor (8), einen die Förderhöhe vergrössernden Sektor (9) und einen _Ausstossektor (10), wobei der Seitenkanal in Flussrichtüng zunächst zunehmenden Querschnitt, dann hauptsächlich konstanten Querschnitt und schliesslich abnehmenden Querschnitt hat.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Pumpengehäuse (3) ein Dichtungszylinder (6) um die Ansaugöffnung (1) herum angebracht ist, wobei im Dichtungszylinder (6) eine Einlassöffnung (7) vorgesehen ist, die sich ungefähr über den Ansaugsektor (8) erstreckt.

Zeichnung