Flüssigkeitsringpumpe

Abstract

 Flüssigkeitsringpumpe mit zumindest einem in einem Arbeitsraumgehäuse umlaufenden Laufrad und einem Steuerelement (1) das wenigstens eine Druck- (4,5) und eine Saugöffnung aufweist, wobei entgegen der Drehrichtung des Laufrades die Drucköffnung (5) dem Arbeitsraumgehäuse zugewandte Mittel aufweist, die eine Kavitation vermindern.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsringpumpe mit zumindest einem in einem Arbeitsraumgehäuse umlaufenden Laufrad und einem Steuerelement, das wenigstens eine druck- und eine saugseitige Öffnung aufweist.

[0002] Beim Betrieb von Flüssigkeitsringpumpen, insbesondere in der Nähe des Dampfdruckes der Betriebsflüssigkeit tritt Kavitation auf. Dabei entsteht Materialverschleiß und eine intensive Schallemission. Um unter anderem die Kavitationswirkung zu vermindern, wird in der DE 1 628 394 A eine Flüssigkeitsringpumpe mit mindestens einem Flügelrad und mit Öffnungen beschrieben, die seitlich des Flügelrades im Bereich der Flügel liegen. Die Öffnungen dienen dem Ein- und Ausströmen des Fördermediums in die Flügelradzellen. Eine radial äußere Begrenzungskante der Ausströmöffnung bzw. Öffnungen an der dem Flügelrad zugekehrten Seite ist abgeschrägt oder abgerundet ausgeführt.

[0003] Ebenso ist aus der DE 34 36 022 A1 eine Flüssigkeitsringpumpe bekannt, mit mindestens an einer Stirnseite des Flügelrades der gegebenenfalls letzten Verdichterstufe eng angrenzenden, angeordneten Steuerscheibe mit einem Druckdurchlass für das Fördermedium. Dabei ist in Drehrichtung gesehen, im ersten Viertel des nicht durch Ventile oder Klappen abdeckbaren Teils des Druckdurchlasses der gegebenenfalls letzten Verdichterstufe eine Öffnung angeordnet, die direkt verbunden ist mit einem Gas- oder Luftraum, in dem etwa der Verdichtungsdruck des Verdichters herrscht.

[0004] Nachteilig bei den vorgestellten Verfahren zur Vermeidung der Kavitation ist u.a. der konstruktive Aufwand.

[0005] Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine wirksame Kavitationsminderung einer Flüssigkeitsringpumpe zu erreichen.

[0006] Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt dadurch, dass entgegen der Laufrichtung des Laufrades die innenseitige Drucköffnung Mittel aufweist, die eine Kavitation vermindern.

[0007] Dabei wird vermieden, dass bei Erreichen des Druckschlitzes starke Flüssigkeitsstrahlen mit hoher Geschwindigkeit die Schaufelzelle passieren, so dass vor allem an Oberflächen und Kanten unter diesem Strahl Kavitation entsteht. Durch den allmählichen Druckausgleich zwischen Druckstutzen und Schaufelzelle wird die Strahlleistung und damit die Kavitation reduziert.

[0008] Vor allem konstruktive Ausgestaltungen des Steuerelements, das als Steuerscheibe oder Steuerkonus ausgeführt sein kann, sind zur Reduzierung dieser Kavitationswirkung geeignet. Dabei wird insbesondere eine Abschrägung der Enddrucköffnung des Steuerelements entgegen der Drehrichtung des Laufrades vorgesehen. Diese Art der Kavitationsreduktion lässt sich in einfacher Art und Weise bei der Herstellung des Steuerelements realisieren. Es sind somit nur wenige zusätzliche Herstellungsschritte notwendig.

[0009] Eine weitere Ausführung sieht Nuten von der Enddrucköffnung entgegen der Drehrichtung des Laufrades vor. Diese Nuten sind nicht durchgängig, d.h. die Tiefe der Nuten ist kleiner als die Dicke, z.B. der Steuerscheibe. Der Verlauf der Nuten kann sekantenartig zur Drehrichtung des Laufrades erfolgen, d.h. bezüglich einer gedachten Tangente zur Drehrichtung des Laufrades sind die Nuten schräg ausgerichtet. Die Nuten verlaufen vorteilhafter Weise tangential zur Drehrichtung des Laufrades oder sind dem rotatorischen Verlauf des Laufrades angepasst.

[0010] Eine weitere Reduktion der Kavitation kann dadurch erreicht werden, dass die Nuten auf einer Seite weniger breit ausgeführt sind, als bei ihrem Eintritt in die Enddrucköffnung. Somit wird der Druckausgleich noch sanfter und stetiger erreicht.

[0011] Diese pumpeninterne Lösung gegen Kavitation verursacht nahezu keine Kennlinienbeeinflussung der Flüssigkeitsringpumpe. Es sind nur verhältnismäßig geringfügige konstruktive Modifikationen am Druckschlitz vorzunehmen. Dadurch, dass keine äußeren Anschlüsse gegen Kavitation notwendig sind, vereinfacht sich der Gesamtaufbau der Flüssigkeitsringpumpe.

[0012] Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

FIG 1

Steuerscheibe mit Nuten in einer Drucköffnung die als Enddruckschlitz ausgebildet ist,

FIG 2

Steuerscheibe mit Abschrägung an einer Drucköffnung,

FIG 3

Ausschnitt eines Längsschnitts einer Steuerscheibe einer Flüssigkeitsringpumpe.

[0013] FIG 1 zeigt eine Steuerscheibe 1 einer nicht näher dargestellten Flüssigkeitsringpumpe. Unter Flüssigkeitsringpumpen sind allgemein auch Flüssigkeitsringverdichter zu verstehen. Als Steuerelement kann bei einer dementsprechend ausgestatteten Flüssigkeitsringpumpe auch ein Steuerkonus vorgesehen sein, der gleichwirkende konstruktive Merkmale wie eine Steuerscheibe 1 aufweist. Die Steuerscheibe 1 weist eine Wellendurchführung 2 auf, durch die eine Welle eines Antriebsmotors greift, der ein Laufrad im Arbeitsraumgehäuse der Flüssigkeitsringpumpe antreibt. Ein Saugschlitz 3 auf der Steuerscheibe 1 ist im wesentlichen gegenüber den Drucköffnungen 4 und 5 angeordnet. Zwischen den gesteuerten Drucköffnungen 4 und einer Drucköffnung 5, die als Enddruckschlitz ausgeführt ist, sind die Nuten 6 angeordnet. Diese Nuten 6 sind in Drehrichtung des Laufrades vor der Drucköffnung 5 platziert. Diese Nuten 6 stehen strömungstechnisch mit der Drucköffnung 5, die als Enddruckschlitz 5 ausgeführt ist, in Verbindung. Dadurch wird durch die Nuten 6 ein sanfter Druckausgleich zwischen Druckstutzen und Schaufelzelle erreicht, und so die Kavitation reduziert. Die Nuten 6 sind tangential bezüglich der Drehrichtung des Laufrades angeordnet. Sie können auch schräg oder der Krümmung des Laufrades folgend ausgebildet sein. Beispielhaft sind an dieser Steuerscheibe 1 zwei unterschiedlich lange Nuten 6 ausgebildet. Sowohl die Anzahl als auch ihre gestalterische Ausbildung sind hier nur beispielhaft erwähnt. Entscheidend ist, dass die Nuten 6 sich in Richtung druckgesteuerte Drucköffnungen 4 erstrecken, als auch dass sie nicht durchgehend sind, d.h. die Tiefe der Nuten 6 ist kleiner als die Dicke der Steuerscheibe 1.

[0014] FIG 2 zeigt im wesentlichen einen identischen Aufbau einer Steuerscheibe 1. Dabei sind die Nuten 6 durch eine Abschrägung 7 ersetzt worden, die sich über die gesamte radiale Breite der Drucköffnung 5 (Enddruckschlitz) erstrecken. Die Abschrägung 7 ist ebenso zwischen den gesteuerten Drucköffnung 4 und der Drucköffnung 5 angeordnet.

[0015] FIG 3 zeigt einen Längsschnitt der Anordnung Steuerscheibe Laufrad 8. Der zwischen der Drucköffnung 5 und einer Schaufelzelle 10 des Laufrades 8 entstehende Strahl, kann durch eine Abschrägung 7 reduziert werden, so dass sich ein sanfter Druckausgleich einstellt, der die Kavitation vermindert.

[0016] Es können dabei auch die Nuten 6 gemäß einer Abschrägung gestaltet sein. Die Abschrägungen 7 sind auch radial bezüglich der Drehrichtung des Laufrades ausführbar.

Ansprüche

1. Flüssigkeitsringpumpe mit zumindest einem in einem Arbeitsraumgehäuse umlaufenden Laufrad und einem Steuerelement (1) das wenigstens eine Druck- (4,5) und eine Saugöffnung aufweist, wobei entgegen der Drehrichtung des Laufrades die Drucköffnung dem Arbeitsraum zugewandte Mittel aufweist, die eine Kavitation vermindern, dadurch gekennzeichnet, dass Nuten (6) von der Drucköffnung (5) entgegen der Drehrichtung des Laufrades vorgesehen sind.

2. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Nuten (6) von der Drucköffnung (5) schräg entgegen der Drehrichtung des Laufrades vorgesehen sind.

3. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (6) tangential zur Drehrichtung des Laufrades angeordnet sind.

4. Flüssigkeitsringpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (6) unterschiedliche Breite aufweisen.

5. Flüssigkeitsringpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grund der Nuten (6) schräg verläuft.

6. Flüssigkeitsringpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (6) unterschiedliche Ausdehnungen entgegen der Drehrichtung des Laufrades aufweisen.

Zeichnung