DE3732038C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1. Bei dieser Kreiselpumpe ist das Fördervolumen verstellbar.

Eine bekannte Pumpe mit verstellbarem Fördervolumen ist so ausgebildet, daß die Kanalbreite zwischen verschiebbaren, beweglichen Teilen und den Vor­ derenden der Schaufeln einstellbar ist, wie dies z. B. in der JP-OS 61-79 817 gezeigt ist. Diese Pumpe weist jedoch den Nachteil auf, daß die bewegbaren Teile, die relativ zu den Schaufeln verschoben werden, an einer Verlängerung der Drehachse für die Schaufeln sitzen, was eine sehr umständliche Konstruktion mit sich bringt.

Es wurde auch eine Kreiselpumpe vorgeschlagen (japani­ sches Gebrauchsmuster 63-7297, die im folgenden anhand der beiliegenden Fig. 5 bis 9 erläutert wird.

Fig. 5 zeigt hierbei einen Längsschnitt durch diese Pumpe, die ein Gehäuse 10 mit einer Pumpenkammer 16 aufweist, die eine Verbindung zwischen einer Ansaugöffnung 12 und einer Auslaßöffnung 14 für die Flüssigkeit bildet. Im Gehäuse 10 ist eine Welle 18 drehbar gehalten. Die Welle 18 wird durch Antriebsmittel in Drehung versetzt, die in den Abbildungen nicht gezeigt sind. Ein Radiallaufrad 22 ist (in Fig. 5 am linken Ende) an der Welle 18 befestigt, das eine Vielzahl von Schaufeln 20 aufweist, die einstückig mit dem Radiallauf­ rad 22 ausgebildet sind. Das Rad 22 ist in einer perspektivischen Darstellung in Fig. 6 gezeigt. Das Radiallauf­ rad 22 weist eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Armen 24 auf, von denen jeder einstückig mit einer Schaufel 20 ausgebildet ist, wobei die Schaufeln 20 am Außenumfang in Drehrichtung geneigt an den Armen 24 sitzen.

In Fig. 7 ist in perspektivischer Darstellung ein Abdeckorgan 26 gezeigt, das auf dem Radiallaufrad 22 so sitzt, daß es axial in Richtung der Schaufeln 20 verschoben werden kann. Dieses Abdeckorgan 26 weist eine Abschlußscheibe 28 zur Bildung der Wandfläche der Pumpenkammer 16 und einen zy­ lindrischen Abschnitt 30 auf, dessen innere Wände in Gleit­ kontakt mit der Außenkante des Radiallaufrads 22 gelangen. As Abdeckorgan 26 ist einstückig ausgebildet und weist eine Vielzahl von Schlitzen 32 auf, durch welche sich die Schau­ feln 20 des Radiallaufrads 22 erstrecken. Jede Schaufel 20 ist so gestaltet, daß sie bei der Verschiebebewegung des Abdeckorgans 26 nicht aus dem Schlitz 32 herausrutschen kann. Zwischen dem Abdeckorgan 26 und dem Radiallaufrad 22 ist ein Hohl­ raum 34 gebildet, dessen Volumen sich verändert, wenn das Abdeck­ organ 26 verschoben wird. In den und aus dem Hohlraum 34 gelangt Wasser durch den Freiraum zwischen den Schlitzen 32 und den Schaufeln 20.

Im Gehäuse 10 ist ein Stab 36 angeordnet, der fest am zen­ tralen Abschnitt des Abdeckorgans 26 montiert ist. Ein Betäti­ gungselement 38 ist vorgesehen, das ein Drehgelenk 37 auf­ weist und den Stab 36 verschieben kann, während dieser sich dreht. Das Betätigungselement 38 verschiebt das Abdeckorgan 26 über den Stab 36, z. B. betätigt über Unterdruck oder dergleichen.

Wenn sich die Schaufeln 20 und das Abdeckorgan 26 bei angeschalteter Pumpe drehen, so wird das Wasser im Hohlraum 34 über die Schaufeln 20 mitgedreht. Wie dies aus Fig. 8 hervorgeht, befin­ det sich vor der Arbeitsfläche 39 der Schaufel 20 im Hohl­ raum 34 Wasser. Dies bedeutet, daß die Schaufeln 20 das im Hohlraum 34 befindliche Wasser drehen, was wiederum einen unnötigen Energieverbrauch mit sich bringt.

Weiterhin ist jede der Schaufeln 20 so gestaltet, daß Wasser in der Pumpenkammer 16 mit höchstem Wirkungsgrad gefördert wird. In Fig. 9 ist Druckverteilung im Ar­ beitsbereich der Schaufeln 20 gezeigt. Wie aus dieser Abbil­ dung hervorgeht, nimmt das erforderliche Drehmoment zum Schaufelaustritt hin zu. Durch dieses Drehmoment steigt die Zirkulation im Hohlraum 34 mit dem Ergebnis, daß die Schaufeln 20 um so mehr Energie nutzlos verbrauchen.

Aus der DE-OS 21 10 776 ist eine Kreiselpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bekannt, die im Prinzip wie soeben erläutert aufgebaut ist. Auch diese Kreiselpumpe weist die eingangs genannten Nachteile, insbesondere relativ hohe Strömungsverluste insbesondere dann auf, wenn sie nur ein geringes Fördervolumen fördern soll.

Aus der US 29 57 424 ist eine ähnliche Kreiselpumpe bekannt, bei welcher das Abdeckorgan nicht als Hohlkörper, sondern als massives Teil ausgebildet ist. Bei dieser Kreiselpumpe sind zwar die Ver­ luste geringer, da im abgedeckten Bereich der Schaufeln kein Wasser vorliegen kann, jedoch weist bei dieser bekannten Konstruktion das Abdeckorgan eine hohe Masse auf, ist sehr schwer zu fertigen und setzt einem Verschieben des Abdeckorgans hohe Reibungskräfte entgegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 auf kostengünstige Weise dahingehend weiterzubilden, daß die Strömungsverluste unter Beibe­ haltung der Betriebssicherheit verringert werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Dem besseren Verständnis der Erfindung sollen die nachfolgenden Abbildungen dienen. Hierbei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Abdeckorgans aus Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Pumpe entlang der Linie A-A aus Fig. 1,

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine konventionelle Pumpe,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Radiallaufrades aus Fig. 5,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Abdeckorgans aus Fig. 5,

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie B-B aus Fig. 5,

Fig. 9 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 8.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Fig. 1 bis 4 beschrieben. Hierbei werden die anhand der Fig. 5 bis 9 bereits beschriebenen gleichen Teile mit denselben Bezugs­ ziffern wie dort versehen.

Der zylindrische Ringabschnitt 42 des Abdeckorgans 40 ist so ge­ staltet, daß ein Radiallaufrad 22 mit einer Vielzahl von sich radial erstreckenden Armen 24 eng in den Ringabschnitt 42 paßt. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, umfaßt die Innenwand des Ringabschnittes 42 Schaufelkontaktflä­ chen 44, welche in Kontakt mit den Arbeitsflächen 39 der Schaufeln 22 gelangen können. Eine Umfangsfläche 46 setzt die Schaufelkontaktfläche 44 fort, eine Verbindungsfläche 48 setzt die Umfangsfläche 46 fort und steht der Schaufelkon­ taktfläche 44 mit dazwischen angeordneter Schaufel 20 gegen­ über. Die Verbindungsfläche 48 ist identisch mit einer Radi­ alfläche, welche sich vom Drehzentrum her erstreckt. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist diese Verbindungsfläche 48 so ausgebildet, daß sie in Drehrichtung bei zunehmendem Abstand zum Drehzentrum immer weiter hervorsteht, so daß also die Abstände a1 bis a4 zwi­ schen der Verbindungsfläche 48 und dem durch das radialin­ nerste Ende der Verbindungsfläche 48 gehenden Radius mit zu­ nehmendem Abstand vom Drehzentrum zunimmt (siehe Fig. 4), wobei a1<a2<a3<a4 ist.

Durch die oben beschriebene Konstruktion des Abdeckorgans 40 wird die Arbeitsfläche 39 der Schaufeln 20 im Hohlraum 34 in Kontakt mit der Schaufelkontaktfläche 44 im Ringab­ schnitt 42 des Abdeckorgans 40 gehalten, wenn dieses auf das Radiallaufrad 22 aufgepaßt ist, an dem die Schaufeln 20 einstückig angebracht sind (siehe Fig. 3). Hieraus ergibt sich, daß ein verringerter Wasserwiderstand auf die Schaufeln 20 im Hohlraum 34 wirkt, wenn sich die Schaufeln 20 und das Abdeckorgan 40 drehen.

Weiterhin umfaßt das Abdeckorgan 40 die Verbindungsfläche 48, die bei Drehung Wasser mitdreht. Dementsprechend umfaßt jede der Verbindungsflächen 48 einen Bereich, in dem Wasser vorkommt, wenn man dies in Drehrichtung sieht. Die Verbindungsfläche 48 ist jedoch so gestaltet, daß sie in Drehrichtung mit zuneh­ menden Abstand vom Drehzentrum immer weiter hervorspringt. Auf diese Weise wird der Wasserwiderstand über die Verbindungs­ flächen 48 gegenüber der herkömmlichen Anordnung reduziert, was in einem höheren Pumpenwirkungsgrad resultiert.

Claims (2)

1. Kreiselpumpe, umfassend
ein Gehäuse (10) mit eingeformter Pumpenkammer (16),
ein Radiallaufrad (22), das an einer Welle (18) befestigt ist und eine Vielzahl von Schaufeln (20) aufweist,
ein Abdeckorgan (40) mit einer Abschlußscheibe (28), welche der Pumpenkammer (16) gegenüberliegt und eine der Anzahl der Schaufeln (20) entsprechende Anzahl von Schlitzen (32) aufweist, durch welche die Schaufeln (20) verschiebbar geführt sind, und mit einem Ringabschnitt (42), der auf das Radiallaufrad (22) aufschiebbar ist, und
ein Betätigungselement (36-38) zum Verschieben des Abdeckorgans (40) in axialer Richtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenwand des Ringabschnittes (42) des Abdeckorgans (40) in axialer und radialer Richtung für jede der Schau­ feln (20) eine Schaufelkontaktfläche (44) aufweist, die derart angebracht und ausgeformt ist, daß sie die drucksei­ tige Arbeitsfläche der Schaufeln (20) berührend abdeckt,
daß Umfangsflächen (46) vorgesehen sind, welche die Schaufelkontaktflächen (44) in Umfangsrichtung fortsetzen, und
daß Verbindungsflächen (48) die Umfangsflächen (46) radial nach innen fortsetzen.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsflächen (48) entweder identisch zu einer Fläche verlaufen, die sich radial vom Drehzentrum erstreckt oder mit einer Fläche übereinstimmen, die in Drehrichtung bei zunehmendem Radialabstand (R) vom Drehzentrum immer weiter vorspringt (a4 . . . a1).