Pumpe für Flüssigkeiten

Abstract

 Die Erfindung betrifft die Schaffung einer kleinen Kreiselpumpe, welche bei gleichen Abmesungen und gleicher Drehzahl des Pumpenrades eine größere Pumpleistung als bekannte kleine Kreiselpumpen erzeugt.
Bei der neuen Kreiselpumpe ist hinter dem Pumpenrad (3) ein Kanal (5) vorgesehen, in welchen die Flüssigkeitsteilchen hineingedrückt werden. Dabei werden diese mehrmals von den Schaufeln (9) des Pumpenrades erfaßt und beschleunigt. Die Flüssigkeitsteilchen bewegen sich dabei auf einer schraubenförmigen Bahn in dem Kanal.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine von einem Elektromotor angetriebene Pumpe für Flüssigkeiten.

[0002] Eine solche Pumpe ist bekannt (DE-C2 32 16 592). Die bekannte Pumpe besitzt ein zweiteiliges, aus Kunststoff gespritztes Pumpengehäuse. Das in dem Pumpengehäuse drehbar angeordnete Pumpenrad ist von einem auf dem Pumpengehäuse befestigten Elektromotor angetrieben.

[0003] Bei der bekannten Pumpe handelt es sich um eine kleine Kreiselpumpe radialer Bauart. Bei diesen Pumpen wird das axial angesaugte Wasser durch die einzelnen Schaufeln des Pumpenrades beschleunigt und radial nach außen in den vorhandenen Druckraum befördert. Das aus diesem Druckraum austretende Strömungsmedium besitzt eine bestimmte Energie, die in einen statischen und einen dynamischen Anteil zerlegt werden kann. Der dynamische Anteil ist beispielsweise bei hohem Gegendruck sehr gering, während der statische Anteil bestimmend ist. Wegen des geringen dynamischen Anteils an der Energie des Strömungsmediums ist der Volumenstrom gering.

[0004] Die Strömungsenergie stammt aus der Bewegungsenergie des Rades, die auf das Wasser übertragen wurde. Bei der Durchströmung beschleunigt die Schaufel das Wasser nur einmal. Dies bedeutet, daß der Energieumsatz vom Laufrad auf das Strömungsmedium bei gleicher Laufradgeometrie nur über die Umfangsgeschwindigkeit erhöht werden kann. Das ist entweder mit einer höheren Drehzahl oder einem größeren Laufrad-Durchmesser möglich. Bei den in der Regel verwendeten Spaltpolmotoren (Asynchronmotoren) oder Synchronmotoren kann die Drehzahl nur mit Hilfe der Frequenzerhöhung verwirklicht werden, was einen erheblichen Mehraufwand bedeutet. Ein größerer Pumpenrad-Durchmesser führt zwangsläufig zu größeren Pumpenabmessungen.

[0005] Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht darin, eine Pumpe der eingangs erwähnten Bauweise zu schaffen, welche bei gleichen Abmessungen und gleicher Drehzahl des Pumpenrades eine größere Pumpleistung erzeugt, d.h. die spezifische Leistung soll erhöht werden.

[0006] Dieses technische Problem wird von einer Pumpe mit folgenden Merkmalen gelöst:

a) einem aus Boden und Deckel bestehenden flachen Gehäuse,

b) einem vom Elektromotor antreibbares Pumpenrad im Gehäuseinnenraum,

c) einer kreisförmigen Ansaugsöffnung im Deckel,

d) das Pumpenrad besteht aus einer kreisförmigen Platte mit an dieser einstückig angeformten Schaufeln,

e) am Umfang des Gehäuseinnenraumes ist hinter dem Pumpenrad ein Kanal angeordnet.

[0007] Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf der Grundidee, die Flüssigkeit nach einer Beschleunigung durch eine Schaufel des Pumpenrades zum Pumpenrad zurückzuführen, um es erneut durch eine andere Schaufel zu beschleunigen. Auf diese Weise erfolgt eine mehrfache Energieübertragung von den Schaufeln der Pumpe auf die Flüssigkeit, bevor diese das Pumpengehäuse verläßt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Pumpe sind in den Ansprüchen 2 bis 6 enthalten. Sie ist nachstehend anhand der Figuren 1 bis 7 beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1

einen Längsschnitt entlang der Linie CD in Fig. 2 durch die erfindungsgemäße Pumpe,

Fig. 2

einen Schnitt entlang der Linie AB in Fig. 1 durch die erfindungsgemäße Pumpe,

Fig. 3

einen Schnitt entlang der Linie EF in Fig. 4 durch den Gehäusedeckel,

Fig. 4

einen Schnitt entlang der Linie GH in Fig. 3 durch den Gehäusedeckel,

Fig. 5

eine Draufsicht auf die Schaufelseite einer Ausführungsform des Pumpenrades,

Fig. 6

eine Seitenansicht des Pumpenrades gemäß Fig. 5 und

Fig. 7

die Draufsicht auf die Schaufelseite einer anderen Ausführungsform des Pumpenrades.

[0008] Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, besteht das Pumpengehäuse aus dem Gehäuseboden 1 und dem Gehäusedeckel 2. In einem Hohlraum zwischen Gehäuseboden 1 und Gehäusedeckel 2 ist das Pumpenrad 3 drehbar angeordnet, dessen Nabe 4 von einem - nicht gezeigten - Elektromotor angetrieben wird. Am Umfang des Gehäuseinnenraums ist hinter dem Pumpenrad 3 ein Kanal 5 angeordnet. Wie aus den Figuren 1 und 2 zu erkennen ist, weist der Kanal 5 einen Querschnitt auf, welcher sich von seiner engsten Stelle bei 6 bis zum Ausblasstutzen 7 stetig vergrößert. Der Kanal kann aber auch einen gleichmäßigen Querschnitt auf seiner gesamten Länge aufweisen.

[0009] Die gezeigte Pumpe wirkt nun in folgender Weise: Bei angetriebenem Pumpenrad 3 werden die Flüssigkeitsteilchen axial durch die Ansaugöffnung in dem Gehäusedeckel 2 angesaugt und gelangen dadurch in das Pumpenrad 3. Während der diagonalen Durchströmung des Pumpenrades 3 wird von dessen Schaufeln 9 Energie auf die Flüssigkeitsteilchen übertragen, welche dadurch an die Außenwand des hinter dem Pumpenrad 3 vorhandenen Kanal 5 befördert werden. Nach einer Richtungsumkehr der Strömung im Kanal 5 und ihrem Wiedereintritt in die Schaufelkanäle werden die Flüssigkeitsteilchen erneut beschleunigt. Wegen der Überlagerung dieser kreisförmigen Bewegung der Flüssigkeitsteilchen durch eine Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung entsteht eine schraubenförmige Durchströmung des Kanals 5 bis zum Ausblasstutzen 7 unter mehrfacher Beschleunigung der Flüssigkeitsteilchen. Die Strömung der Flüssigkeit ist in den Figuren 1 und 2 durch die Linien 8 angedeutet.

[0010] Die Figuren 3 und 4 verdeutlichen die Gestalt des Pumpendeckels 2. Aus den Figuren 5 und 6 ist die Gestalt eines Ausführungsbeispiels des Pumpenrades 3 zu erkennen. Fig. 5 zeigt, daß das Pumpenrad 3 mit einer Mehrzahl von Schaufeln 9 versehen ist, welche rückwärts gekrümmt ausgebildet sind. Der Pfeil 10 zeigt die Drehrichtung des Pumpenrades 3 an. Wie aus Fig. 6 zu erkennen ist, sind die Schaufeln 9 mit einer kreisförmigen Platte 11 verbunden, welche ihrerseits mit der Nabe 4 verbunden ist. Der Durchmesser der kreisförmigen Platte 11 ist geringer als der von den Außenkanten der Schaufeln 9, d.h. etwa die Hälfte der Schaufellänge ist freitragend ausgebildet. Die Länge des Innenrandes 12 der Schaufeln 9 ist größer als die Länge des Außenrandes 13, weil der Rand 14 schräg verläuft.
Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform des Pumpenrades 3. Dieses Pumpenrad besitzt radial endende Schaufeln 15. Die Drehrichtung des Pumpenrades 3 ist durch den Pfeil 16 angezeigt.

Ansprüche

1. Von einem Elektromotor angetriebene Pumpe für Flüssigkeiten mit folgenden Merkmalen:

a) einem aus Boden (1) und Deckel (2) bestehenden flachen Gehäuse

b) einem vom Elektromotor antreibbaren Pumpenrad (3) im Gehäuseinnenraum,

c) einer kreisförmigen Ansaugsöffnung im Deckel,

d) das Pumpenrad (3) besteht aus einer kreisförmigen Platte (11) mit an dieser einstückig angeformten Schaufeln (9),

e) am Umfang des Gehäuseinnenraumes ist hinter dem Pumpenrad ein Kanal (5) angeordnet.

2. Pumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (9) über den Rand der kreisförmigen Platte (11) hinausragen.

3. Pumpe nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (3) rückwärts gekrümmte Schaufeln (9) besitzt.

4. Pumpe nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (3) radial endende Schaufeln (15) besitzt.

5. Pumpe nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (5) einen in Umfangsrichtung zunehmenden Querschnitt aufweist.

6. Pumpe nach den Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schaufeln (9) an der Platte (11) größer ist als an der oberen Kante.

Zeichnung