Flügelradpumpe mit Flüssigkeitsring, insbesondere zur Förderung von
Gasen Die Erfindung bezieht sich auf Flügelradpumpen, bei denen durch einen Flüssigkeitsring,
gewöhnlich einen Wasserring, Gase an der einen Stelle in die Zellen des angetriebenen
Flügelrades eingesaugt und nach Verdichtung durch den beim Weiterlaufen des Flügelrades
in die Zellen wieder eindringenden Flüssigkeitsring an einer anderen Stelle aus
dem Pumpengehäuse wieder ausgestoßen werden. Bei solchen Flügelradpumpen wirkt der
Flüssigkeitsring als Abdichtelement .der Flügelradzellen und als ein gewissermaßen
wie ein Kolben in jeder Zelle hin und her gehender Energieträger. Der Energieumsatz
einer solchen Pumpe ist bei bestimmter Drehzahl durch die jeweilige geometrische
Anordnung der Flüssigkeitsleitvorrichtung (Gehäuse), des Flügelrades und der Steuerschlitze
,in verhältnismäßig engen Grenzen festgelegt. Wenn eine solche Pumpe bei verschiedenen
Druckverhältnissen arbeitet, so ändert sich die innere Kompressionsleistung der
Pumpe, und zwar steigt sie z. B. bei einer Vakuumpumpe mit abnehmendem Anfangsdruck
bis zu einem Maximalwert und fällt dann schließlich bis auf Null ab. Wird nun die
Pumpe entsprechend dem höchsten Energiebedarf ausgelegt, so wird bei geringerem
Energiebedarf, also z. B. bei hohem Vakuum, dem Flüssigkeitsring nicht die volle
Energie entzogen. Die Flüssigkeit prallt daher bei ihrem gewissermaßen als Druckhub
zu bezeichnenden Wiedereintritt in die Zellen mit hoher Geschwindigkeit auf die
Radnabe auf.
Die Folge davon ist, da,ß Energieverluste auftreten
und die von der Flüssigkeit beaufschlagten Teile starken E,rosionswirkungen ausgesetzt
sind, die zudem noch mit einem schrillen Geräusch verbunden sind.Impeller pump with liquid ring, especially for pumping
Gases The invention relates to impeller pumps in which, through a liquid ring,
usually a water ring, gases at one point in the cells of the driven
Sucked in the impeller and after compression by the when the impeller continues to run
a ring of liquid that penetrates the cells again at a different point
be ejected again from the pump housing. In the case of such impeller pumps, the
Liquid ring as a sealing element .der impeller cells and as a kind of
like a flask in each cell, a source of energy going back and forth. The energy expenditure
such a pump is at a certain speed by the respective geometric
Arrangement of the liquid guide device (housing), the impeller and the control slots
, set within relatively narrow limits. If such a pump at different
Pressure ratios works, the internal compression performance of the changes
Pump, namely it rises z. B. in a vacuum pump with decreasing initial pressure
up to a maximum value and then finally drops to zero. Will now the
The pump is designed according to the highest energy requirement, so with a lower
Energy requirements, e.g. B. at high vacuum, the liquid ring is not the full
Energy withdrawn. The liquid therefore bounces as it were, as it were, as a pressure stroke
to be designated re-entry into the cells at high speed on the
Wheel hub on.
The consequence of this is that ß energy losses occur
and the parts exposed to the liquid are exposed to strong erosion effects
which are also associated with a shrill noise.
Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß,
in Bewegungsrichtung des Flüssigkeitsringes gesehen, hinter dem Druckschlitz nahe
der Radnabe ein zum Rad hin ganz oder teilweise offener innerer Umströmungskanal
angeordnet ist, durch den in radialer Richtung etwa zu stark beschleunigte Teile
des Flüssigkeitsringes aufgefangen, umgelenkt und an einer nach der Saugseite hin
gelegenen Stelle wieder dem Flügelrad zugeführt werden. In diesem Umströmungskanal
wird die im Flüssigkeitsring nach der Kompression noch enthaltene Restenergie zum
Teil an das Flügelrad durch die Beaufschlagung desselben zurückgegeben, zum Teil
wird sie zur Beschleunigung der Flüssigkeit in den auf der Saugseite der Pumpe befindlichen
Zellen ausgenutzt. Außerdem wird durch eine solche Anordnung der Vorteil erreicht,
daß die Pumpe bedeutend ruhiger läuft, weil die Wasserschläge an der Radnabe bzw.
an einem inneren Führungskörper und den Seitenscheiben fast nicht mehr auftreten.
Eine in solcher Weise ausgebildete Pumpe hat eine hohe Lebensdauer. Sie hat weiterhin
einen guten Wirkungsgrad, da infolge des stetigen Strömungsverlaufes innerhalb der
Pumpe die Stoßverluste sehr stark vermindert sind.According to the invention, these disadvantages are eliminated in that,
seen in the direction of movement of the liquid ring, close behind the pressure slot
the wheel hub has an inner flow channel that is completely or partially open towards the wheel
is arranged by the parts accelerated approximately too strongly in the radial direction
of the liquid ring is caught, deflected and one towards the suction side
located point are fed back to the impeller. In this flow channel
the residual energy still contained in the liquid ring after compression becomes
Partly returned to the impeller by the action of the same, partly
it is used to accelerate the liquid in the one located on the suction side of the pump
Cells exploited. In addition, such an arrangement has the advantage that
that the pump runs significantly more smoothly because the water hammer on the wheel hub resp.
almost no longer occur on an inner guide body and the side windows.
A pump designed in this way has a long service life. She still has
a good degree of efficiency, because of the steady flow within the
Pump the shock losses are very much reduced.
Der innere Umströmungskanal kann entsprechend dem Aufbau der Pumpe
in verschiedener Weise ausgebildet sein. Wenn es sich um eine Pumpe handelt, bei
der die Flügel radial nach innen offen sind, so kann gemäß der Erfindung die Einrichtung
so getroffen sein, daß der innere Umströmungskanal aus einem innerhalb des Flügelrades
befindlichen feststehenden Führungskörper ausgespart ist.The inner flow channel can correspond to the structure of the pump
be designed in different ways. If it is a pump, with
which the wings are open radially inward, so can according to the invention the device
be made so that the inner flow channel from within the impeller
located fixed guide body is recessed.
Ein Ausführungsbeispiel einer in solcher Weise gemäß der Erfindung
ausgebildeten Flügelradpumpe ist in den Fig. i und :2 im Querschnitt und Grundriß
dargestellt. Das Gehäuse der Pumpe besteht im -wesentlichen aus einem ringförmigen
Körper i, dessen offene Seite durch eine etwa kreisförmige Platte 2 abgedeckt ist.
In dieser Platte 2 ist die insbesondere von einem Elektromotor angetriebene Welle
3 gelagert, auf deren ,in das Pumpengehäuse hineinragendem Ende eine kreisförmige
Scheibe q. befestigt ist, auf der die Flügelradschaufeln 5 angebracht sind. In der
Seitenwand des Gehäuses i sind die beiden Steuerschlitze 6 und 7 angebr=acht, wobei
durch den Schlitz 6 die zu fördernden Gase angesaugt und durch den Schlitz 7 in
komprimiertem Zustand aus der Pumpe herausgefördert werden. Als Arbeitsmittel zum
Ansaugen und Komprimieren der Gase dient dabei ein in der Pumpe vorhandener Flüssigkeitsring,
der durch das Flügelrad q., 5 während des Betriebes der Pumpe erzeugt und aufrechterhalten
wird. Das Gehäuse i ist im Innern mit einem zentrisch zur Welle 3 angeordneten Einsatz
8 versehen, der als innere Führung und Begrenzung des Flüssigkeitsringes dient.
Dieser Führungskörper 8 ist nun zwischen dem Druck- und Saugschlitz, und zwar in
Richtung der Drehbewegung des Flügelrades gesehen, mit einer Aussparung 9 versehen,
die als innerer Umströmungskanal ausgebildet ist. In diesen inneren Umströmungskanal,
der in diesem Fall dem äußeren Umströmungskanal io diametral gegenüberliegt, strömt
die hinter dem Druckschlitz zwischen den Flügeln nach der Drehachse der Pumpe zu
bewegte Flüssigkeit hinein und wird nach dem Durchströmen des Umströmungskanals
wieder in die Zwischenräume zwischen den Flügelradschaufeln hineingelenkt. Dabei
bewirkt sie an dieser schon in der Nähe des Ansaugschlitzes 6 gelegenen Stelle des
Flügelrades eine Beschleunigung des Flüssigkeitsringes nach außen und .gibt ferner
einen Teil ihrer Energie durch Beaufschlagung der Flügelradschaufeln, an ,das Flügelrad
ab. Die sonst verlorengehende überschüssige Energie wird also hier wieder nutzbringend
verwertet. Außerdem werden infolge der allmählichen Umlenkung der Flüssigkeit Wasserschläge
und Erosionen des Führungskörpers 8 vermieden.An embodiment of one in such a way according to the invention
trained impeller pump is in Fig. i and: 2 in cross section and plan
shown. The housing of the pump essentially consists of an annular one
Body i, the open side of which is covered by an approximately circular plate 2.
In this plate 2 is the shaft driven in particular by an electric motor
3 mounted, on the end protruding into the pump housing a circular
Disk q. is attached, on which the impeller blades 5 are attached. In the
On the side wall of the housing i, the two control slots 6 and 7 are attached = eight, with
through the slot 6 the gases to be conveyed are sucked in and through the slot 7 in
be pumped out of the pump in a compressed state. As a work tool for
A liquid ring in the pump is used to suck in and compress the gases,
generated and maintained by the impeller q., 5 during operation of the pump
will. The interior of the housing i is provided with an insert arranged centrally to the shaft 3
8 provided, which serves as an inner guide and delimitation of the liquid ring.
This guide body 8 is now between the pressure and suction slot, namely in
The direction of the rotation of the impeller is seen, provided with a recess 9,
which is designed as an inner flow channel. In this inner flow channel,
which in this case is diametrically opposed to the outer flow channel io flows
the one behind the pressure slot between the blades according to the axis of rotation of the pump
moved liquid into it and is after flowing through the flow channel
articulated back into the spaces between the impeller blades. Included
causes it at this already located in the vicinity of the suction slot 6 of the
Impeller accelerates the liquid ring to the outside and. Also gives
part of their energy by acting on the impeller blades, the impeller
away. The excess energy that would otherwise be lost becomes useful again here
recovered. In addition, the gradual redirection of the liquid creates water hammer
and erosions of the guide body 8 are avoided.
Bei Pumpen, bei denen an dem Umfang des Flügelrades zwei oder mehr
Paare von Saug- und Druckschlitzen vorgesehen sind und bei denen daher das Gehäuse
dementsprechend oft ausgebaucht ist, kann gemäß der Erfindung auch hier zwischen
jedem Druck- und Ansaugschlitz je ein innerer Umströmungskanal für den Flüssigkeitsring
vorgesehen sein. In der Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer in einer solchen
Weise ausgebildeten Pumpe schematisch dargestellt. Die Arbeitsweise der Pumpe ist
dabei prinzipiell dieselbe wie die der in .den Fig. i und 2 dargestellten, nur mit
dem Unterschied, daß die Vorgänge des Ansaugens und Komprimierens der Gase durch
den Flüssigkeitsring bei einem Umlauf des Flüssigkeitsringes zweimal stattfinden.For pumps where there are two or more on the circumference of the impeller
Pairs of suction and pressure slots are provided and in which therefore the housing
is accordingly often bulged, can according to the invention between
Each pressure and suction slot has an inner flow channel for the liquid ring
be provided. In Fig. 3, an embodiment is one in such a
Way trained pump shown schematically. The working principle of the pump is
basically the same as that shown in .den Figs. i and 2, only with
the difference that the processes of sucking in and compressing the gases through
the liquid ring take place twice during one revolution of the liquid ring.
In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Radzellen innen nicht
radial, sondern axial offen auszuführen. Hierbei kann gemäß der Erfindung die Pumpe
so ausgebildet sein, daß der innere Umströmungskanal sich seitlich neben dem Flügelrad
befindet. Auch in diesem Fall werden die oben beschriebenen Vorteile erreicht.In some cases it can be advantageous not to have the wheel cells inside
radial, but axially open. Here, according to the invention, the pump
be designed so that the inner flow channel is laterally next to the impeller
is located. In this case, too, the advantages described above are achieved.
Die Fig. 4. zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Pumpe im Längsschnitt.
i i ist das Pumpengehäuse, in dem die Antriebswelle 12 gelagert ist, auf deren Ende
die Nabe 13 sitzt, auf der die Schaufeln 14 befestigt sind. Die zu fördernden Gase
werden hier ebenfalls in an sich bekannter Weise durch hier nicht besonders dargestellte
Ansaugbziv. Druckschlitze eingesaugt und -wieder ausgestoßen. Hier ist ein im Querschnitt
dargestellter innerer Umströmungskanal 15 vorgesehen, der zwischen den Saug- und
Drucksteuerschlitzen. angeordnet ist. Der äußere Umströmungskanal 16 ist hier radial
zu dem Flügelrad artgeordnet; er könnte ebenso wie der innere Umströmungskanal auch
axial neben dem Flügelrad angeordnet sein, ohne
daß hierdurch etwas
an dem Wesen der Erfindung geändert würde.Fig. 4 shows an embodiment of such a pump in longitudinal section.
i i is the pump housing in which the drive shaft 12 is mounted on its end
the hub 13 sits on which the blades 14 are attached. The gases to be pumped
are also here in a manner known per se by not specifically shown here
Intake Printing slots sucked in and ejected again. Here is one in cross section
shown inner flow channel 15 provided between the suction and
Pressure control slots. is arranged. The outer flow channel 16 is radial here
articulated to the impeller; like the inner flow channel, it could too
be arranged axially next to the impeller without
that by doing something
would change the essence of the invention.