Die Erfindung betrifft eine Zentrifugalradpumpe gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der Druckschrift CH 611389 ist eine Schraubenzentrifugalradpumpe, auch als Schneckenradpumpe bezeichnet, bekannt. Eine derartige Kreiselpumpe beziehungsweise Zentrifugalradpumpe umfasst eine einzige, schraubenförmig verlaufende Schaufel, welche drehbar in einem Pumpengehäuse angeordnet ist. Diese Pumpe ist insbesondere zur Förderung von mit festen Beimengungen durchsetzten Flüssigkeiten geeignet und insbesondere auch für Flüssigkeiten enthaltend abrasive Beimengungen. Diese Pumpe weist zwischen der Laufradkante der Schaufel und dem Pumpengehäuse einen Spalt auf. Mit zunehmendem Verschleiss der Laufradkante vergrössert sich dieser Spalt, sodass die Dichtwirkung zwischen Laufradkante und Pumpengehäuse reduziert wird, wodurch auch der Wirkungsgrad der Pumpe reduziert wird.

Die Druckschrift FR 2681906 A1 offenbart eine Zentrifugalradpumpe mit einem Laufrad, welches eine Schaufel aufweist, sowie mit einem innerhalb des Pumpengehäuses angeordneten Verschiebeteil, wobei sich das Verschiebeteil in Verlaufsrichtung der Drehachse der Pumpe derart erweitert, dass das Verschiebeteil und die Schaufelkante einen Spalt Breite ausbilden. Das Verschiebeteil ist linear beweglich gelagert, sodass die Breite des Spaltes einstellbar ist. Diese Anordnung weist den Nachteil auf, dass das Verschiebeteil während dem Verschieben verkanten kann, sodass das Verschiebeteil blockiert ist. Das Verschiebeteil weist zudem einen Anschlag auf, welcher derart angeordnet ist, dass das Verschiebeteil nicht derart weit verschoben werden kann, dass das Verschiebeteil die Laufradkante einer neu eingesetzten Schaufel berühren kann. Mit zunehmendem Verschleiss bildet sich die Laufradkante zurück, sodass sich der Spalt zwischen dem Verschiebeteil und der Laufradkante vergrössert. Auf Grund des Anschlages ist es mit diesem Verschiebeteil nicht möglich die auf Grund des Verschleisses der Laufradkante bedingte Vergrösserung des Spaltes zu verringern. Diese Anordnung ist daher nicht geeignet die durch den Verschleiss der Laufradkante bedingte Vergrösserung des Spaltes zu reduzieren. Zudem ist die Anordnung nicht geeignet die Grösse des Spaltes genau einzustellen und diese Spaltbreite beizubehalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Zentrifugalradpumpe zu schaffen, deren sich verschleissende Laufradkante sich geringer auf den Wirkungsrad der Pumpe auswirkt.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Zentrifugalradpumpe aufweisend die Merkmale von Anspruch 1. Die Unteransprüche 2 bis 11 betreffen weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen. Die Aufgabe wird weiter gelöst mit einem Verfahren aufweisend die Merkmale von Anspruch 12.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst mit einer Zentrifugalradpumpe umfassend ein Pumpengehäuse sowie ein darin angeordnetes Laufrad, wobei das Laufrad um eine Drehachse drehbar gelagert ist, und wobei das Laufrad zumindest eine Schaufel mit einer Schaufelkante aufweist, und wobei innerhalb des Pumpengehäuses ein die Schaufelkante derart umschliessendes, sich in Verlaufsrichtung der Drehachse erweiterndes Verschleissteil angeordnet ist, dass das Verschleissteil bezüglich der Schaufelkante einen Spalt aufweist, und wobei das Verschleissteil derart bezüglich dem Pumpengehäuse verschiebbar gelagert ist, dass eine Drehen des Verschleissteils um die Drehachse ein Verschieben des Verschleissteils in Richtung der Drehachse bewirkt, um dadurch den Spalt zwischen Schaufelkante und Verschleissteil zu verändern.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist die Zentrifugalradpumpe ein Verstellmittel auf, welches von ausserhalb des Pumpengehäuses zugänglich ist, und welches ein Verdrehen des Verschleissteils erlaubt. Dies erlaubt den Spalt zwischen dem Verschleissteil und dem Laufrad von Aussen einzustellen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Breite des Spaltes zwischen dem Verschleissteil und dem Laufrad während dem Betrieb der Zentrifugalradpumpe einstellbar.

Die erfindungsgemässe Zentrifugalradpumpe, umfassend das durch Drehen verstellbare Verschleissteil, kann auf unterschiedlichste Weise ausgestaltet sein, beispielsweise als Schraubenradzentrifugalradpumpe oder als Kreiselpumpe. Die Zentrifugalradpumpe kann auch ein Laufrad mit mehreren Schaufeln aufweisen. Die Zentrifugalradpumpe kann auch mehrere Laufräder aufweisen, wobei jedes Laufrad ein zugeordnetes Verschleissteil aufweist, und wobei zumindest ein Verschleissteil vorzugsweise individuell einstellbar ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Verschleissteil in einer wendelförmig verlaufenden Nut oder in einem Gewinde drehbar gelagert, sodass ein Drehen des Verschleissteils um dessen Drehachse zugleich ein Verschieben in Richtung der Drehachse bewirkt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steigung der Nut oder des Gewindes relativ flach ausgestaltet, um beim Drehen des Verschleissteils eine geringe Bewegung in Richtung der Drehachse zu bewirken, sodass die Spaltbreite zwischen Verschleissteil und Schaufelkante genau einstellbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben. Dieselben Bezugszeichen bezeichnen dieselben Gegenstände. Es zeigen:

Figur 1

einen Axialschnitt durch eine bekannte Schraubenzentrifugalradpumpe;

Figur 2

eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Schraubenzentrifugalradpumpe mit einer Draufsicht auf die Eintrittsöffnung;

Figur 3

einen Axialschnitt durch das Gehäuse der in Figur 2 dargestellten Schraubenzentrifugalradpumpe entlang der Schnittlinie A-A;

Figur 4

einen Axialschnitt durch das Gehäuse der in Figur 2 dargestellten Schraubenzentrifugalradpumpe entlang der Schnittlinie B-B;

Figur 5

eine Detailansicht der Figur 4;

Figur 6

eine perspektivische Ansicht eines Verschleissrings;

Figur 7

eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Zentrifugalradpumpe mit motorischer Verstellvorrichtung.

Figur 1 zeigt eine aus der Druckschrift CH 611389 bekannte Schraubenzentrifugalradpumpe 1 umfassend ein Gehäuse 3 mit einem Saugkonusgehäuseteil 3a sowie einem Spiralgehäuseteil 3b, innerhalb welchen ein Laufrad 2 um eine Drehachse 2d drehbar gelagert ist. Das Laufrad 2 wird von einem nicht dargestellten Motor über die Pumpenwelle 4 in Drehrichtung 4a angetrieben, sodass eine durch die Zentrifugalradpumpe 1 geförderte Flüssigkeit in Strömungsrichtung S fliessend von der Eintrittsöffnung 3c zur Austrittsöffnung 3c gefördert wird, wobei sich am Laufrad 2 eine Schaufeldruckseite a und eine Schaufelsaugseite b ausbildet. Das Laufrad 2 weist eine Schaufel 2a mit Schaufelkante 2b auf, wobei sich zwischen dem Saugkonusgehäuseteils 3a und der Schaufelkante 2b ein Spalt c ausbildet, in dessen Bereich ein Rückfluss von der Schaufeldruckseite a zur Schaufelsaugseite b auftritt. Der Spalt c vergrössert sich mit zunehmendem Verschleiss der Schaufelkante 2b, was die Förderleistung sowie den Wirkungsgrad der Zentrifugalradpumpe 1 reduziert.

Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Zentrifugalradpumpe 1 umfassend ein Gehäuse 3 mit Eintrittsöffnung 3c und Austrittsöffnung 3d, sowie umfassend ein innerhalb des Gehäuses 3 um die Drehachse 2d in Drehrichtung e drehbar angeordnetes Verschleissteil 5.

Der in Figur 3 dargestellte Schnitt entlang der Schnittlinie A-A sowie der in Figur 4 dargestellte Schnitt entlang der Schnittlinie B-B gemäss Figur 2 zeigt die Zentrifugalradpumpe 1 mit Gehäuse 3, Eintrittsöffnung 3c und Austrittsöffnung 3d, sowie das innerhalb des Gehäuses 3 angeordnete Laufrad 2 und das innerhalb des Gehäuses 3 angeordnete Verschleissteil 5. Das Laufrad 2 ist mit der Pumpenwelle 4 fest verbunden, und durch diese um eine Drehachse 2d drehbar gelagert. Das Verschleissteil 5 umschliesst das Laufrad 2 wie dargestellt, wobei das Verschleissteil 5 derart bezüglich dem Gehäuse 3 gelagert ist, dass ein Drehen des Verschleissteils 5 in Umfangsrichtung zur Drehachse 2d, beziehungsweise in Richtung e, ein Verschieben des Verschleissteils 5 in Verlaufsrichtung der Drehachse 2d bewirkt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Verschleissteil 5 eine quer zur Verlaufsrichtung der Drehachse 2d verlaufende Nut 5d auf, welche in einem vorstehenden Stift 6 des Gehäuses 3 gelagert ist, sodass ein Drehen des Verschleissteils 5 ein Verschieben des Verschleissteils 5 in Richtung der Drehachse 2d erzwingt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Verschleissteil 5, wie aus den Figuren 2 und 4 ersichtlich, zwei gegenüberliegende, vorstehende Nocken 5e auf, auf welche je ein Verstellmittel 7, im dargestellten Ausführungsbeispiel ausgestaltet als Schraube 7b, über eine Auflagestelle 7a einwirkt. Diese Schrauben 7b verlaufen, wie aus Figur 2 ersichtlich, durch das Gehäuse 3. Das Gehäuse 3 weist vorzugsweise ein Gewinde zur Aufnahme der Schraube 7b auf, sodass sich der Schraubenkopf ausserhalb des Gehäuses 3 befindet, und somit die Schraube 7b von ausserhalb des Gehäuses 3 gedreht werden kann, wobei die Auflagestelle 7a innerhalb des Gehäuses 3 auf die Nocke 5e einwirkt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind im Gehäuse 3, wie in Figur 2 dargestellt, gegengleich auf das Verschleissteil 5 wirkende Schrauben 7b angeordnet. Um das Verschleissteil 5 in der Pumpe 1 zu drehen, und somit in Richtung d zu verschieben, ist somit zuerst eine Schraube 7 zu lösen und daraufhin die anderen Schraube 7 anzuziehen, was ein Verdrehen des Verschleissteils 5 und somit ein Verschieben des Verschleissteils 5 in Verlaufsrichtung der Drehachse 2d beziehungsweise in Richtung d bewirkt. Durch ein entsprechendes Lösen und wieder Anziehen der beiden Schrauben 7b kann das Verschleissteil 5 sehr präzise um einen, falls erforderlich, grösseren Winkelbereich von beispielsweise bis zu 45 Grad gedreht werden, wobei die Schrauben 7b nach dem Drehen des Verschleissteils 5 wieder derart angezogen werden, dass die Auflagestellen 7a beider Schrauben 7b an je einer Nocke 5e des Verschleissteil 5 anliegt, sodass das Verschleissteil 5 bezüglich Verdrehen gesichert im Gehäuse 3 gehalten ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Verschleissteil 5, wie in Figur 4 dargestellt, zwei zylinderförmig verlaufende Aussenkonturen 5g, 5h und das Pumpengehäuse 3 zwei zylinderförmig verlaufende Innenkonturen 3g,3h auf, welche je einen in Richtung der Drehachse 2d verlaufenden Sitz 53a, 53b ausbilden, wobei diese beide Sitze 53a, 53b in Richtung der Drehachse 2d beabstandet angeordnet sind, sodass das Verschleissteil 5 in Verlaufsrichtung der Drehachse 2d definiert und geführt gelagert ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zudem im Gehäuse 3 und/oder im Verschleissteil 5 wie dargestellt eine umlaufende Nut 8 angeordnet, in welcher vorteilhafterweise ein Dichtungsring angeordnet ist, um, wie in Figur 4 dargestellt, den Innenraum zwischen den zwei Nuten 8 abzudichten.

Figur 5 zeigt ein Detailaspekt von Figur 4 in vergrösserter Darstellung. Das Verschleissteil 5 ist durch die beiden Sitze 53a, 53b in Richtung d verschiebbar gelagert. Ein Drehen des Verschleissteils 5 bewirkt durch die, wie in Figur 4 dargestellt, in die Nuten 5d eingreifenden Führungsstifte 6, ein Verschieben des Verschleissteils 5 in Richtung d. Das Verschleissteil 5 weist einen Abschnitt auf, dessen Innenfläche 5f entsprechend der Aussenkontur der Schaufel 2a verläuft, sodass sich zwischen der Schaufelkante 2b und der Innenfläche 5f ein Spalt c ausbildet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Abschnitt 5a des Verschleissteils 5, wie in Figur 5 dargestellt, mit einer konusförmig verlaufenen Innenfläche 5f versehen, wobei die Aussenkontur des sich in diesem Abschnitt befindlichen Teils der Schaufel 2a ebenfalls eine konusförmige Aussenkontur aufweist. Durch ein Verschieben des Verschleissteils 5 in Richtung d kann somit die Breite des Spaltes c verändert werden.

Figur 6 zeigt das Verschleissteil 5 in einer perspektivischen Ansicht. Das Verschleissteil 5 umfasst je einen hohlzylinderförmigen Abschnitt 5b, 5c mit zylinderförmiger Aussenkontur 5g, 5h, sowie einen konusförmigen Abschnitt 5a, sowie zwei vorstehende Nocken 5e sowie zwei im Abschnitt 5b angeordnete Nuten 5d, wobei nur eine der Nuten 5d des Abschnittes 5b sichtbar ist, weil die zweite Nut 5b um 180 Grad versetzt und daher auf nicht sichtbar auf der Rückseite angeordnet ist. Diese Nut 5d weist beispielsweise eine konstante Steigung auf, kann jedoch auch unterschiedliche oder eine veränderliche Steigungen aufweisen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Nut 5d, wie in Figur 6 dargestellt, einen wendelförmig verlaufenden Teilabschnitt auf. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Nut 5d, wie in Figur 3 dargestellt, in Drehrichtung 4a eine sich vom Laufrad entfernende Steigung auf. Die ergibt folgenden Vorteil: Sollte das Laufrad 2 das Verschleissteil 5 berühren und ev. mitnehmen, das heisst mitdrehen, so wird das Verschleissteil 5 derart verdreht, dass sich dieses auf Grund des Verlaufes der Nut 5d vom Laufrad 2 weg bewegt, sodass das Laufrad 2 den Kontakt zum Verschleissteil 5 verliert. Die Nut 5d könnte auch, wie in Figur 6 dargestellt, im Abschnitt 5c oder in einem Aufbau 5i im Abschnitt 5a verlaufen, In einer weiteren Ausführungsform würde es auch genügen das Verschleissteil mit einer einzigen Nut 5d zu versehen.

Um das Verschleissteil 5 durch drehen in Verlaufsrichtung der Drehachse 2d zu verschieben ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen eine im Verschleissteil 5 verlaufende Nut 5d gezeigt, in welche ein fest angeordneter Führungsstift 6 eingreift. Eine Führungsvorrichtung mit derselben Wirkung könnte natürlich auch dadurch erhalten werden, dass das Verschleissteil 5 zumindest einen Führungsstift 6 aufweist, welcher in eine beispielsweise auf der Innenseite des Pumpengehäuses 3 verlaufende Nut eingreift. Das Verschleissteil 5 und das Pumpengehäuse 3 könnten beispielsweise auch ein gemeinsames Gewinde ausbilden, in welchem das Verschleissteil 5 drehbar gelagert ist, wobei während dem Drehen gleichzeitig eine Bewegung in Richtung der Drehachse 2d ausführt wird.

Das Verstellmittel 7 könnte auch eine elektrisch oder mechanisch angetriebene Antriebsvorrichtung umfassen. Die in Figur 7 dargestellte Pumpe 1 weist im Unterschied zu der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform an Stelle einer Schraube 7b ein als Linearmotor ausgestaltetes Verstellmittel 7 auf, welches vollständig innerhalb des Gehäuses 3 angeordnet ist. Die beiden Verstellmittel 7 sind über ein elektrisch leitendes Kabel 7c von Aussen ansteuerbar.