WO2004065797A1 - Non-chokable pump - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a free-flow pump, the impeller of which consists of a carrier disk equipped with open blades and the housing wall opposite it on the suction side, maintains such a distance that from the inlet of the free-flow pump to the impeller outlet between the impeller and the housing wall, a free passage of one in the conveying liquid passage contained contained spherical object of a certain size.
- Such a free-flow pump is known from DE 14 53 782 A.
- the support disk of the impeller has a convex surface, which maintains a minimum distance from the housing wall in the inlet area of the pump, which corresponds to the diameter of an imaginary ball. For the rest, a distance corresponding to a ball diameter is maintained between the blades of the impeller that are running straight.
- the invention has for its object to provide a free-flow pump that achieves an increase in efficiency when meeting the requirement for a free passage of a given size.
- This object is achieved in that the passage allowing the free passage of the spherical object with a the minimum extension corresponding to the desired ball passage from the inlet to the impeller outlet through the blading of the impeller.
- the invention is based on the fact that the distance between the impeller and the wall opposite it has a significant influence on the efficiency of the free-flow pump.
- the minimum distance to be implemented here is determined by the height of the blades. If the distance between the impeller and the housing wall were to be reduced to a dimension below the diameter of the imaginary sphere, an impeller with which the minimum distance between the blades is also less than the sphere diameter would no longer meet the requirement for a free sphere passage. In the case of the free-flow pump according to the invention, however, exactly this measure, reduction of the distance between the impeller and the housing wall while maintaining the minimum distance between the blades that is too small for a ball passage, is carried out.
- the invention Based on the knowledge that a partial reduction in the height of individual blades, i.e. the increase in the distance to the housing wall in a partial area, entails less efficiency loss than the increase in the distance in the entire blading, the invention provides only one imaginary ball adapted passage available.
- the passage with the minimum extension follows the course of a single blade of the impeller.
- two or more blades for forming a passage each with the minimum extension are evenly distributed over the impeller.
- the passage cuts the hub body of the impeller with the minimum extent.
- Another advantageous embodiment of the invention is that the distance between the housing wall and the front edges of the higher blades of the impeller decreases with the diameter. This measure serves for optimization: the hub body located in the area of the inlet can only be cut to a limited extent. Therefore, the distance of the impeller must be in this area be relatively large to the housing wall. In the remaining area, however, the housing wall should have the smallest possible distance from the impeller.
- FIG. 2 shows a perspective view of an impeller that can be used in the free-flow pump according to the invention.
- An impeller 2 is fastened on a shaft 3 in the housing 1 of the free-flow pump of FIG. 1.
- the attachment serves a hub body 4, in which a screw 5 engages.
- a plurality of blades 7 are arranged on the support disk 6 of the impeller 2.
- a path is drawn from the inlet to the impeller outlet, which corresponds to a desired ball passage. Since, in the case of the exemplary embodiment in FIG. 1, this track is placed in a single blade 8, it has a front edge 9 which has a slope inclined toward the impeller outlet.
- a cover 10 inserted into the housing 1 on the suction side forms an inlet 11.
- the housing wall 12 of the cover 11 runs conically in such a way that on the one hand the distance (N) to the front edges of the higher blades 7 decreases in diameter, but on the other hand the distance increases the front edge 9 of the blade 8 is approximately constant over the entire course of the blade 8.
- the clear width formed between the front edge 9 and the housing wall 12 corresponds approximately to the minimum extension (M) of the imaginary ball.
- the course of the minimum extension (M) thus represents, so to speak, the path free for the passage of the ball.
- the medium conveyed by the pump, including the fixed admixtures, is fed into a pipe (not shown) via an outlet 13.
- FIG. 2 shows an impeller 14, which represents a variant of the impeller 2 of FIG. 1 in that two such tracks are formed instead of a track for a ball passage.
- the blades 8 are rotationally symmetrical
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Abstract
The invention relates to a non-chokable pump whose impeller (2), which is comprised of a supporting disc (6) fitted with open blades (7; 8), maintains a distance from the casing wall (12) situated opposite thereto on the suction side. This distance is such that from the inlet (11) of the non-chokable pump to the impeller outlet between the impeller (2) and the casing wall (12), a passage is maintained that enables the free transit of a spherical object of a certain size contained in the liquid to be pumped. The aim of the invention is to create a non-chokable pump, which achieves an increase in efficiency while fulfilling the delivery according to a free transit for a ball of a predetermined size. To this end, the invention provides that the passage, which enables the free transit of the spherical object, extends from the inlet (11) to the impeller exit through the blading of the impeller (2) with a minimum dimension (M) that corresponds to the desired ball transit.
Description
K S B A k t i e n g e s e l l s c h a f t K S B A c t i e n e s e l l s c h a f t
Beschreibungdescription
FreistrompumpeVortex pump
Gegenstand der Erfindung ist eine Freistrompumpe, deren aus einer mit offenen Schaufeln bestückten Tragscheibe bestehendes Laufrad zu der ihm saugseitig gegenüberliegenden Gehäusewand einen solchen Abstand einhält, daß vom Einlauf der Freistrompumpe bis zum Laufradaustritt zwischen dem Laufrad und der Gehäusewand eine den freien Durchgang eines in der Förderflüssigkeit enthaltenen kugelförmigen Gegenstands bestimmter Größe erlaubende Passage erhalten bleibt.The invention relates to a free-flow pump, the impeller of which consists of a carrier disk equipped with open blades and the housing wall opposite it on the suction side, maintains such a distance that from the inlet of the free-flow pump to the impeller outlet between the impeller and the housing wall, a free passage of one in the conveying liquid passage contained contained spherical object of a certain size.
Eine solche Freistrompumpe ist bekannt durch die DE 14 53 782 A. Dort besitzt die Tragscheibe des Laufrades eine konvexe Oberfläche, welche zu der Gehäusewand im Einlaufbereich der Pumpe einen Mindestabstand einhält, welcher dem Durchmesser einer gedachten Kugel entspricht. Im übrigen ist zwischen den gerade verlaufenden Schaufeln des Laufrades jeweils ein Abstand, der einem Kugeldurchmesser entspricht, eingehalten. Mit dieser Gestaltung soll ein größerer Durchgang von der Einlaßöffnung der Pumpe bis zu derenSuch a free-flow pump is known from DE 14 53 782 A. There, the support disk of the impeller has a convex surface, which maintains a minimum distance from the housing wall in the inlet area of the pump, which corresponds to the diameter of an imaginary ball. For the rest, a distance corresponding to a ball diameter is maintained between the blades of the impeller that are running straight. With this design, a larger passage from the inlet opening of the pump to its
Auslaßöffnung geschaffen werden. Die konvexe Oberfläche des Laufrades hat allerdings zur Folge, daß die Höhe der Schaufeln im Eintrittsbereich Null beträgt und erst am Laufradaustritt zu einer Maximalhöhe ansteigt. Im übrigen bedingt die Tatsache, daß zwischen den Schaufeln ein dem Kugeldurchgang entsprechender Mindestabstand eingehalten werden muß, eine erhebliche Einschränkung in den Möglichkeiten der Gestaltung der Beschaufelung.Exhaust opening are created. However, the convex surface of the impeller means that the height of the blades in the inlet area is zero and only rises to a maximum height at the impeller outlet. In addition, the fact that a minimum distance corresponding to the passage of the balls must be maintained between the blades places a considerable restriction on the possibilities for the design of the blading.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Freistrompumpe zu schaffen, die bei Erfüllung der Forderung nach einem freien Kugeldurchgang vorgegebener Größe eine Wirkungsgradsteigerung erreicht.The invention has for its object to provide a free-flow pump that achieves an increase in efficiency when meeting the requirement for a free passage of a given size.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die den freien Durchgang des kugelförmigen Gegenstands erlaubende Passage sich mit einer
dem gewünschten Kugeldurchgang entsprechenden Mindesterstreckung vom Einlauf bis zum Laufradaustritt durch die Beschaufelung des Laufrades zieht.This object is achieved in that the passage allowing the free passage of the spherical object with a the minimum extension corresponding to the desired ball passage from the inlet to the impeller outlet through the blading of the impeller.
Die Erfindung geht von dem Umstand aus, daß der Abstand des Laufrades zu der ihm gegenüberliegenden Wand einen maßgeblichen Einfluß auf den Wirkungsgrad der Freistrompumpe hat. Der hier zu verwirklichende Mindestabstand wird bei einer herkömmlichen Freistrompumpe durch die Höhe der Schaufeln vorgegeben. Würde man also den Abstand zwischen Laufrad und Gehäusewand auf ein unterhalb des Durchmessers der gedachten Kugel liegendes Maß verringern, so würde ein Laufrad, bei dem der Mindestabstand der Schaufeln ebenfalls geringer ist als der Kugeldurchmesser, der Forderung nach einem freien Kugeldurchgang nicht mehr genügen. Bei der erfindungsgemäßen Freistrompumpe wird aber genau diese Maßnahme, Verringerung des Abstands zwischen Laufrad und Gehäusewand bei Wahrung des für einen Kugeldurchgang zu geringen Mindestabstands zwischen den Schaufeln, vorgenommen. Basierend auf der Erkenntnis, daß eine teilweise Verringerung der Höhe einzelner Schaufeln, also die Vergrößerung des Abstands zur Gehäusewand in einem Teilbereich, einen geringeren Wirkungsgradverlust mit sich bringt als die Vergrößerung des Abstands in der gesamten Beschaufelung, stellt die Erfindung lediglich eine an eine gedachte Kugel angepaßte Passage zur Verfügung.The invention is based on the fact that the distance between the impeller and the wall opposite it has a significant influence on the efficiency of the free-flow pump. In the case of a conventional free-flow pump, the minimum distance to be implemented here is determined by the height of the blades. If the distance between the impeller and the housing wall were to be reduced to a dimension below the diameter of the imaginary sphere, an impeller with which the minimum distance between the blades is also less than the sphere diameter would no longer meet the requirement for a free sphere passage. In the case of the free-flow pump according to the invention, however, exactly this measure, reduction of the distance between the impeller and the housing wall while maintaining the minimum distance between the blades that is too small for a ball passage, is carried out. Based on the knowledge that a partial reduction in the height of individual blades, i.e. the increase in the distance to the housing wall in a partial area, entails less efficiency loss than the increase in the distance in the entire blading, the invention provides only one imaginary ball adapted passage available.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Passage mit der Mindesterstreckung dem Verlauf einer einzigen Schaufel des Laufrades folgt. Eine weitergehende Ausgestaltung sieht vor, daß zur Vermeidung einer hydraulischen Unwucht zwei oder mehr Schaufeln zur Bildung jeweils einer Passage mit der Mindesterstreckung gleichmäßig über das Laufrad verteilt sind. Im übrigen wird die Möglichkeit vorgesehen, daß die Passage mit der Mindesterstreckung den Nabenkörper des Laufrades anschneidet.In an expedient embodiment of the invention it is provided that the passage with the minimum extension follows the course of a single blade of the impeller. A further development provides that, in order to avoid hydraulic imbalance, two or more blades for forming a passage each with the minimum extension are evenly distributed over the impeller. In addition, the possibility is provided that the passage cuts the hub body of the impeller with the minimum extent.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, der Abstand der Gehäusewand zu den Vorderkanten der höheren Schaufeln des Laufrades mit dem Durchmesser abnimmt. Diese Maßnahme dient der Optimierung: Der im Bereich des Einlaufs befindliche Nabenkörper kann nämlich nur eingeschränkt angeschnitten werden. Daher muß in diesem Bereich der Abstand des Laufrades
zur Gehäusewand relativ groß sein. Im übrigen Bereich aber soll die Gehäusewand einen möglichst geringen Abstand zum Laufrad besitzen.Another advantageous embodiment of the invention is that the distance between the housing wall and the front edges of the higher blades of the impeller decreases with the diameter. This measure serves for optimization: the hub body located in the area of the inlet can only be cut to a limited extent. Therefore, the distance of the impeller must be in this area be relatively large to the housing wall. In the remaining area, however, the housing wall should have the smallest possible distance from the impeller.
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. It shows
Fig.1 einen Meridianschnitt durch eine erfindungsgemäß gestaltete Freistrompumpe;1 shows a meridian section through a free-flow pump designed according to the invention;
Fig.2 eine perspektivische Ansicht eines in der erfindungsgemäßen Freistrompumpe einsetzbaren Laufrades.2 shows a perspective view of an impeller that can be used in the free-flow pump according to the invention.
Im Gehäuse 1 der Freistrompumpe der Fig. 1 ist ein Laufrad 2 auf einer Welle 3 befestigt. Der Befestigung dient ein Nabenkörper 4, in den eine Schraube 5 eingreift. Auf der Tragscheibe 6 des Laufrades 2 sind mehrere Schaufeln 7 angeordnet. In die Beschaufelung des Laufrades 2 zieht sich vom Einlauf bis zum Laufradaustritt eine Bahn, die einem gewünschten Kugeldurchgang entspricht. Da diese Bahn im Falle des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 in eine einzige Schaufel 8 gelegt ist, besitzt diese eine Vorderkante 9, die einen zum Laufradaustritt hin geneigten Verlauf hat.An impeller 2 is fastened on a shaft 3 in the housing 1 of the free-flow pump of FIG. 1. The attachment serves a hub body 4, in which a screw 5 engages. A plurality of blades 7 are arranged on the support disk 6 of the impeller 2. In the blading of the impeller 2, a path is drawn from the inlet to the impeller outlet, which corresponds to a desired ball passage. Since, in the case of the exemplary embodiment in FIG. 1, this track is placed in a single blade 8, it has a front edge 9 which has a slope inclined toward the impeller outlet.
Ein saugseitig in das Gehäuse 1 eingesetzter Deckel 10 bildet einen Einlauf 11. Die Gehäusewand 12 des Deckels 11 verläuft konisch in der Art, daß einerseits der Abstand (N) zu den Vorderkanten der höheren Schaufeln 7 mit dem Durchmesser abnimmt, andererseits aber der Abstand zu der Vorderkante 9 der Schaufel 8 etwa gleichbleibend über den gesamten Verlauf der Schaufel 8 ist. Die zwischen der Vorderkante 9 und der Gehäusewand 12 gebildete lichte Weite entspricht dabei in etwa der Mindesterstreckung (M) der gedachten Kugel. Der Verlauf der Mindesterstreckung (M) stellt also gewissermaßen die für den Kugeldurchgang freie Bahn dar. Über einen Auslaß 13 wird das von der Pumpe geförderte Medium samt festen Beimengungen in ein - nicht dargestelltes - Rohr geleitet.A cover 10 inserted into the housing 1 on the suction side forms an inlet 11. The housing wall 12 of the cover 11 runs conically in such a way that on the one hand the distance (N) to the front edges of the higher blades 7 decreases in diameter, but on the other hand the distance increases the front edge 9 of the blade 8 is approximately constant over the entire course of the blade 8. The clear width formed between the front edge 9 and the housing wall 12 corresponds approximately to the minimum extension (M) of the imaginary ball. The course of the minimum extension (M) thus represents, so to speak, the path free for the passage of the ball. The medium conveyed by the pump, including the fixed admixtures, is fed into a pipe (not shown) via an outlet 13.
Ein über den Einlauf 11 in das Gehäuse 1 der Freistrompumpe gelangender festerA more solid via the inlet 11 in the housing 1 of the free-flow pump
Körper von der Größe der gedachten Kugel wird, sofern er auf eine der außerhalb der Bahn des freien Kugeldurchgangs gelegene Schaufel 7 trifft, zunächst von der
Zirkulationsströmung des Laufrades 2 in der Schwebe gehalten. Sobald die in ihrer Höhe modifizierte Schaufel 8 den festen Körper passiert, wird für diesen die freie Passage geöffnet; der Körper wird nun von der Absolutströmung des Laufrades 2 über den Auslaß 13 gefördert.Body of the size of the imaginary ball, if it hits one of the blade 7 located outside the path of the free ball passage, is first of all from the Circulation flow of the impeller 2 is kept in suspension. As soon as the height of the scoop 8 passes the solid body, the free passage is opened for it; the body is now promoted by the absolute flow of the impeller 2 via the outlet 13.
Die Fig. 2 zeigt ein Laufrad 14, das eine Variante zu dem Laufrad 2 der Fig. 1 insofern darstellt, als statt einer Bahn für einen Kugeldurchgang zwei solcher Bahnen gebildet werden. Dies bedeutet, daß neben Schaufeln 7 mit normaler Erstreckung zwei Schaufeln 8 mit modifizierter Vorderkante auf der Tragscheibe 6 angeordnet sind. Die Schaufeln 8 sind mit einem rotationssymmetrischenFIG. 2 shows an impeller 14, which represents a variant of the impeller 2 of FIG. 1 in that two such tracks are formed instead of a track for a ball passage. This means that in addition to blades 7 with normal extension, two blades 8 with a modified front edge are arranged on the support disk 6. The blades 8 are rotationally symmetrical
Winkelversatz von 180° zueinander angeordnet. Die gleichmäßige Anordnung der Schaufeln 8 dient der Vermeidung einer hydraulischen Unwucht.
Angular offset of 180 ° to each other. The uniform arrangement of the blades 8 serves to avoid hydraulic imbalance.
Claims
1. Freistrompumpe, deren aus einer mit offenen Schaufeln (7; 8) bestückten Tragscheibe (6) bestehendes Laufrad (2) zu der ihm saugseitig gegenüber- liegenden Gehäusewand (12) einen solchen Abstand einhält, daß vom1. Free-flow pump, the impeller (2) of which consists of a support disk (6) equipped with open blades (7; 8) and the housing wall (12) opposite it on the suction side maintains such a distance that from
Einlauf (11 ) der Freistrompumpe bis zum Laufradaustritt zwischen dem Laufrad (2) und der Gehäusewand (12) eine den freien Durchgang eines in der Förderflüssigkeit enthaltenen kugelförmigen Gegenstands bestimmter Größe erlaubende Passage erhalten bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß die den freien Durchgang des kugelförmigen Gegenstands erlaubendeInlet (11) of the free-flow pump up to the impeller outlet between the impeller (2) and the housing wall (12) a passage allowing the free passage of a spherical object contained in the conveying liquid of a certain size is retained, characterized in that the free passage of the spherical object permitting
Passage sich mit einer dem gewünschten Kugeldurchgang entsprechenden Mindesterstreckung (M) vom Einlauf (11 ) bis zum Laufradaustritt durch die Beschaufelung des Laufrades (2) zieht.Passage extends through the blading of the impeller (2) with a minimum extension (M) corresponding to the desired ball passage (M) from the inlet (11) to the impeller outlet.
2. Freistrompumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die2. Free flow pump according to claim 1, characterized in that the
Passage mit der Mindesterstreckung (M) dem Verlauf einer Schaufel (8) des Laufrades (2) folgt.Passage with the minimum extension (M) follows the course of a blade (8) of the impeller (2).
3. Freistrompumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Passage mit der Mindesterstreckung (M) den Nabenkörper (4) des Laufrades3. free-flow pump according to claim 1, characterized in that the passage with the minimum extension (M) the hub body (4) of the impeller
(2) anschneidet.(2) cuts.
4. Freistrompumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung einer hydraulischen Unwucht zwei oder mehr Schaufeln (8) zur Bildung jeweils einer Passage mit der Mindesterstreckung (M) gleichmäßig über das Laufrad verteilt sind.4. Free-flow pump according to claim 2, characterized in that to avoid hydraulic imbalance two or more blades (8) to form a passage with the minimum extension (M) are evenly distributed over the impeller.
5. Freistrompumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (N) der Gehäusewand (12) zu den Vorderkanten der höheren Schaufeln (7) des Laufrades (2) mit dem Durchmesser abnimmt. 5. Free-flow pump according to claim 1, characterized in that the distance (N) of the housing wall (12) to the front edges of the higher blades (7) of the impeller (2) decreases with the diameter.
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