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Kreiselpumpe für flüssige Nahrungsmittel Zum Fördern von flüssigen
-Nahrungsmitteln, insbesondere :Milch, Rahm und Würze, werden sowohl Kolben- als
auch Kreiselpumpen aller Art verwendet. Diese Pumpen müssen so gebaut sein, daß
sie auf einfache Weise rasch zerlegt und in allen Teilen gereinigt, gegebenenfalls
auch sterilisiert werden können. Da die zu fördernden Flüssigkeiten bisweilen instabile
Emulsionen darstellen, wie z. B. Milch und Rahm, deren Zustand nicht verändert werden
darf, muß die Förderung möglichst schonend erfolgen.
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Kolbenpumpen haben durch ihren hohen Wirkungsgrad den Vorteil schonender
Förderung, lassen sich jedoch infolge ihrer verwickelten Bauart schwer reinigen
und sind teuer in der Herstellung. Ferner kann durch den Abrieb aufeinander gleitender
Teile eine Oualitätsverschlechterung der Förderflüssigkeit eintreten. Zentrifugalpumpen
sind einfacher gebaut, haben einen geringeren Platzbedarf und lassen sich leichter
zerlegen und reinigen. Ihr Wirkungsgrad ist jedoch, insbesondere bei den hier in
Frage kommenden verhältnismäßig kleinen Leistungen, erheblich geringer als beispielsweise
bei Kolbenpumpen. Dies bedeutet, daß ein Teil der Antriebsleistung in Wirbelbildung
und Erwärmung umgesetzt wird, was bei empfindlichen Emulsionen, wie Milch und Rahm,
eine Schädigung z. B. durch Zersplitterung der Fettkügelchen zur Folge hat.
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Die Verbesserung des Wirkungsgrades von Zentrifugalpumpen, deren Lauf-
bzw. Leiträder zur leichteren Reinigung offen oder halboffen ausgeführt werden,
ist nur durch eine Verfeinerung der Bearbeitungstoleranzen der Einzelteile und durch
Steigerung der Oberflächenglätte der flüssigkeitsberührten Teile möglich. Bei den
bisher üblichen Bauarten verteuert dies die Herstellung außerordentlich. Bei Pumpen,
die zur täglichen Öffnung eingerichtet sind, ist die Einhaltung eines sehr engen
Laufspieles zwischen Laufrad und Gehäuse kaum möglich. Deshalb liegt der Wirkungsgrad
derartiger Pumpen meist unter 0,6.
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Es sind nun bereits Kreiselpumpen zum Fördern von Flüssigkeiten bekanntgeworden,
die ein Pumpenlaufrad in Form einer ein- oder mehrgängigen Schraube oder Schnecke
aufweisen und durch die Form ihrer Teile eine leichte Herstellung bei höchster Oberflächengüte
ermöglichen. Derartige Pumpen arbeiten nach dem bekannten Axialprinzip, wobei das
Laufrad mit geringem Spiel in einem zylindrischen oder nach der einen oder anderen
Richtung konischen Pumpengehäuse umläuft. Der Flüs@igkeit kann bei entsprechender
Ausbildung des Laufrades außer der axialen auch eine radiale Beschleunigung erteilt
werden. Der Flüssigkeitseintritt erfolgt dabei in der Regel axial, während der Flüssigkeitsaustritt
auch durch einen tangential am Gehäuse angebrachten, als Diffusor ausgebildeten
Stutzen erfolgen kann. Ferner ist es bei derartigen Pumpen bekanntgeworden, der
Schraubenfläche am Nabendurchmesser eine andere Steigung zu geben als am größten
Laufraddurchmesser.
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Die Erfindung bezieht sich auf derartige Kreiselpumpen und ihre Verwendung
zum Fördern von flüssigen Nahrungsmitteln. Sie hat eine Pumpe mit einem Laufrad
in Form einer Schraube zum Gegenstand, deren Schraubenfläche durch eine Gerade erzeugt
wird, die an der Eintrittskante der Schraubenfläche senkrecht zur Drehachse steht,
wobei das Laufrad mit kleinem Spiel in einem zylindrischen oder konischen Pumpengehäuse
umläuft.
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Erfindungsgemäß ist das Pumpenlaufrad so ausgebildet, daß die Steigung
der Schraubenfläche an der Nabe größer ist als am größten Laufraddurchmesser. Zweclunäßigerweise
wächst der Außendurchmesser des Laufrades in Richtung vom Saugstutzen zum Druckstutzen
hin.
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In der Abb. 1 ist ein eingängiges Laufrad, im Gehäuse eingebaut, im
Schnitt wiedergegeben. Darin ist 1 das Laufrad, 2 das Pumpengehäuse, 3 der als Diffusor
ausgebildete Pumpendruckstutzen, 4 der Gehäusedeckel mit dem Saugstutzen. Die Pumpenwelle
5 wird in der bekannten Weise durch einen Stopfbuchsring 6 abgedichtet. Der Pumpenantrieb
in Form eines Motors ist nicht gezeichnet worden. Abb. 2 zeigt die
Seitenansicht
des zweigängigen Laufrades, d1 bedeutet den Nabendurchmesser, d2 den Laufraddurchmesser.
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In der Abb. 3 ist die Pumpe rechtwinklig zur Welle geschnitten. Das
Laufrad l ist hier zweigängig ausgebildet.
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Aus der Abb.4 ist die Steigung des eingängigen, schraubenförmigen
Laufrades abgewickelt zu ersehen. Die größere Steigung hi an der Radnabe bezieht
sich auf den Umfang dl -:r der Radnabe, während die kleinere Steigung h., sich auf
den Laufradaußenunifang d, -,-r bezieht. Der Steigungswinkel a1 der Schraubenfläche
innen ist also größer als der entsprechende Winkel a, außen. Bei zunehmender Steigung
am Außendurchmesser, etwa vom Wert h., zum Wert h.; , würde sich beispielsweise
die gestrichelt dargestellte kurvenförmige Abwicklung ergeben. Die auf der Saugseite
eintauchende Laufradkante bildet finit der L aufradachse einen rechten Winkel, während
der @V inkel der Austrittskante stets in Richtung Sa11gseite geneigt zur Laufradacbse
:s--. Für ein-, oder mehrgängige Laufräder gilt J@e@s: Eiiitsuciie:ide Laufradkante
senkrecht zur Pumpenachse, austauchende Laufradkante geneigt zur Pumpenachse in
Richtung der Saugseite.
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Im Sinne der Erfindung liegt es auch, daß das Laufrad auf der Saugseite
einen kleineren Durchmesser besitzt als auf der Druckseite.
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Die Förderflüssigkeit tritt axial durch den Saugstutzen des Gehäusedeckels
4 und wird von der Eintrittskante des umlaufenden Pumpenrades 1 erfaßt. Sie wird
durch das Laufrad in Drehung versetzt und durch die Anordnung der Schraubenfläche
gleichzeitig axial *und radial beschleunigt. Durch die längliche Austrittsöffnung
im Gehäuse, deren Ouerschnitt kleiner ist als derjenige des Saugstutzens, tritt
die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit in den als Diflusor ausgebildeten Druckstutzen
3 ein. Hier wird die Geschwindigkeit verlustarm in Druck umgesetzt.
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Die Form des Laufrades und Gehäuses ermöglicht eine leichte Herstellung,
insbesondere aus korrosionsbeständigen Blechen, durch Drücken, Pressen und Schweißen,
wobei alle Flächen verhältnismäßig billig bearbeitet und mit hoher Oberflächengüte
poliert werden können. Hierdurch wird die Flüssigkeitsreibung an den Oberflächen
auf ein Minimum herabgesetzt und eine schonende Förderung bei hohem Wirkungsgrad
erzielt.