PUMPENLAUFRAD UND PUMPE UMFASSEND EIN DERARTIGES PUMPENLAUFRAD

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Pumpenlaufrad gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Pumpe umfassend das Pumpenlaufrad.

Stand der Technik

Die Druckschrift CH 662 864 offenbart eine Kreiselpumpe mit einem Schraubenzentrifugalrad offener Bauart. Dieses Pumpenlaufrad beziehungsweise die Zentrifugalradpumpe umfassend ein derartiges Pumpenlaufrad weist die Nachteile auf, dass die spezifische Drehzahl beschränkt ist, und dass während dem Betrieb eine Pulsation und/ oder Vibration auftreten kann.

Die Druckschrift US 6, 158,959 offenbart eine Kreiselpumpe mit einem Laufrad umfassend zwei Schaufeln. Dieses Pumpenlaufrad beziehungsweise die Zentrifugalradpumpe umfassend ein derartiges Pumpenlaufrad weist den Nachteil auf, dass dieses zum Verstopfen

neigt und daher eine geringe Effizienz aufweist, wenn mit dieser Zentrifugalradpumpe Abwässer gefördert werden.

Die Druckschrift EP 1 81 1 184 Al offenbart eine Kreiselpumpe mit einem Laufrad umfassend zumindest zwei Schaufeln, welche zwischen zwei in axialer Richtung voneinander beabstandeten Deckscheiben angeordnet sind. Diese Kreiselpumpe weist die Nachteile auf, dass diese einen schlechten Wirkungsgrad aufweist, und dass sich Verschmutzungen anlagern können.

Abwässer enthalten eine grosse Anzahl verschiedener Arten von Verunreinigungen wie Kunststoffmaterial, Hygieneartikel, Textilien usw. Grossere Probleme treten insbesondere in Verbindung mit Lumpen und dergleichen auf, da diese an den Vorderkanten der Flügel hängen bleiben und sich um die Laufradnabe herumwickeln. Derartige Vorfälle führen zu erhöhten Serviceintervallen, verminderter Effizienz oder sogar Pumpenausfällen.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es ein Pumpenlaufrad beziehungsweise eine Pumpe umfassend ein derartiges Pumpenlaufrad zu bilden, welche zur Förderung von Abwässern oder andere Feststoffe enthaltene Flüssigkeiten geeignet sind sowie sicher und wartungsarm betreibbar sind, und welche eine erhöhte Förderleistung aufweisen können.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Pumpenlaufrad aufweisend die Merkmale von Anspruch 1. Die Unteransprüche 2 bis 1 1 betreffen weitere, vorteilhaft ausgestaltete Pumpenlaufräder. Die Aufgabe wird

weiter gelöst mit einer Pumpe, insbesondere einer Zentrifugalradpumpe oder einer Axialpumpe, aufweisend das erfindungsgemässe Pumpenlaufrad.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst mit einem Pumpenlaufrad umfassend eine erste Schaufel, wobei die erste Schaufel ein erstes Schraubenradschaufelteil und ein daran anschliessendes erstes Zentrifugalradschaufelteil umfasst, sowie umfassend eine Nabe mit einer Drehachse, wobei das erste Zentrifugalradschaufelteil fest mit der Nabe verbunden ist, wobei zumindest eine zweite Schaufel angeordnet ist, welches ein zweites Schraubenradschaufelteil und ein daran anschliessendes zweites Zentrifugalradschaufelteil umfasst, wobei die erste und die zweite Schaufel je eine Aussenkante aufweisen, wobei ein Verbindungsmittel die erste und die zweite Schaufel im Bereich der Aussenkante miteinander verbindet, und wobei die Nabe ein kegelstumpfförmiges oder scheibenförmiges Bodenteil ausbildet, das sich in Drehrichtung D 1 entlang eines Teilwinkels erstreckt, dass das erste Zentrifugalradschaufelteil 3b fest mit dem Bodenteil 3e verbunden ist, und dass das zweite Zentrifugalradschaufelteil 4b derart bezüglich der Nabe 2 verlaufend angeordnet ist, dass sich in Verlaufsrichtung des Bodenteils 3e zwischen dem zweiten Zentrifugalradschaufelteil 4b und der Nabe 2 ein durchgehender in Drehrichtung verlaufender Spalt ausbildet, weil das zweite Zentrifugalradschaufelteil nicht direkt mit der Nabe verbunden ist. Das erfindungsgemässe Pumpenlaufrad ist somit gegen unten offen, und weist dort den in Drehrichtung verlaufenden Spalt auf. Dank diesem Spalt wird die darunter liegende Fläche auf Grund der Rotation des Pumpenlaufrades ständig gereinigt. Daher verhindert dieser Spalt auch Ablagerungen.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Verbindungsmittel als ein Laufraddeckel ausgestaltet, welcher konzentrisch zur Drehachse verläuft, und welcher fest mit den Aussenkanten der ersten und zweiten Schaufel verbunden ist. Der Laufraddeckel ist vorzugsweise kegelstumpfförmig ausgestaltet, mit einer kreisförmigen, konzentrisch zur Drehachse verlaufenden Eintrittsöffnung, durch welche die gesamte zu fördernde Flüssigkeit einströmt, um zur ersten und zweiten Schaufel zu gelangen.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist das erste und das zweite Zentrifugalradschaufelteil in Längsrichtung der Drehachse D dieselbe Länge auf. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Länge derart gewählt, dass sich zwischen einem Pumpengehäuseteil und dem zweiten Zentrifugalradschaufelteil ein geringer Spalt ergibt, was den Wirkungsgrad der Pumpe erheblich verbessert.

Das erfindungsgemässe Pumpenlaufrad weist den Vorteil auf, dass dieses zwischen der Nabe und der zweiten Schaufel einen durchgehenden, in Drehrichtung verlaufenden Spalt aufweist, weil die zweite Schaufel nicht direkt mit der Nabe verbunden ist. Die zweite Schaufel ist über das Verbindungsmittel fest mit der ersten Schaufel verbunden, und die erste Schaufel ist mit der Nabe verbunden. Dieser durchgehende zwischen der Nabe und der zweiten Schaufel verlaufende Spalt weist den Vorteil auf, dass sich Verunreinigungen wie beispielsweise Lumpen nicht irgendwo anlagern oder verfangen können. Der innerhalb des Pumpenlaufrades ausgebildete Durchtrittskanal für das zu fördernde Fluid ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass dieser keine Stege, Höcker oder sonst wie gebildete Mittel aufweist, an welchen sich

Verunreinigungen wie Lumpen ansammelt oder anhaften könnten. Die erfindungsgemässe Pumpe ist somit insbesondere auch zur Förderung von Abwässern geeignet, die feste Verunreinigungen, insbesondere auch Textilien, Lumpen usw. enthalten. Die Pumpe ist insbesondere zur Förderung von Siedlungsabwässern, sowie in industriellen, chemischen und kommunalen Anwendungen anfallende Flüssigkeiten geeignet.

Eine Pumpe umfassend das erfindungsgemässe Pumpenrad mit zumindest zwei Schaufeln weist zudem die Vorteile auf, dass die Pumpe eine erhöhte Förderleistung bei gleicher Pumpenradgrösse beziehungsweise bei gleicher Pumpengrösse aufweist, da die Pumpe zwei oder noch mehr Schaufeln aufweisen kann. Die Pumpe kann zudem einen höheren Wirkungsgrad aufweisen. Zudem weist die Pumpe eine verringerte Pulsation sowie eine verringerte Vibration auf. Das erfindungsgemässe Pumpenrad kann zudem einfacher ausgewuchtet werden, kann einfacher getrimmt werden, und ist einfacher zu bearbeiten. Zudem ist das Pumpenrad weniger verschleissanfällig.

Eine Pumpe umfassend das erfindungsgemässe Pumpenrad ist somit wesentlich zuverlässiger, wartungsarmer und kostengünstiger zu betreiben, insbesondere wenn die Pumpe zur Förderung von Abwässern oder andere Feststoffe enthaltende Flüssigkeiten verwendet wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwendeten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispieles eines

Pumpenlaufrades mit nur symbolisch dargestellten

Verbindungsmitteln;

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Figur 1 dargestellten Pumpenlaufrades aus seitlicher Blickrichtung A;

Fig. 3 eine Untenansicht des in Figur 1 und 2 dargestellten

Pumpenlaufrades aus der Blickrichtung B; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der ersten Schaufel; Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Pumpenlaufrades mit Laufraddeckel;

Fig. 6 das in Figur 5 dargestellte Pumpenlaufrad aus leicht unterschiedlicher perspektivischer Ansicht; Fig. 7 ein Längsschnitt durch das in Figur 5 und 6 dargestellte

Pumpenlaufrad; Fig. 8 ein Längsschnitt durch ein weiteres Pumpenlaufrad; Fig. 9 ein Längsschnitt durch eine Zentrifugalradpumpe.

Grundsätzlich sind in den Zeichnungen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein um eine Drehachse D drehbares Pumpenlaufrad 1 umfassend eine erste Schaufel 3, welche fest mit der Nabe 2 verbunden ist, sowie umfassend eine zweite Schaufel 4, welche über Verbindungsmittel 5 mit der ersten Schaufel 3 verbunden ist, sodass zwischen der zweiten Schaufel 4 und der Nabe 2 keine direkte Verbindung erforderlich ist, und sich zwischen der zweiten Schaufel 4 und der Nabe 2 ein in Drehrichtung D 1 verlaufender Spalt 6 beziehungsweise öffnung 6 ausbildet. Unter Spalt 6 wird hierin eine

öffnung, insbesondere eine spaltförmige öffnung verstanden. Das Verbindungsmittel 5 ist in Figur 1 nur schematisch angedeutet, damit die Anordnung der ersten und zweiten Schaufel 3,4 klar ersichtlich ist. Das Verbindungsmittel 5 ist vorzugsweise derart angeordnet, dass dieses die Aussenkanten 3c, 4c der ersten und zweiten Schaufel 3,4 gegenseitig fest verbindet. Das Verbindungsmittel 5 kann in einer Vielzahl von Möglichkeiten ausgestaltet sein, zum Beispiel wie dargestellt stabförmig , teilflächig oder wie in Figur 5 dargestellt, als ganzer Deckel. Die erste Schaufel 3 umfasst ein erstes Schraubenradschaufelteil 3a welches in ein erstes Zentrifugalradschaufelteil 3b übergeht. Das erste Zentrifugalradschaufelteil 3b weist eine druckseitige Schaufelflanke 3d auf. Das erste Zentrifugalradschaufelteil 3b ist über ein Bodenteil 3e fest mit der Nabe 2 verbunden. Das Bodenteil 3e erstreckt sich in Drehrichtung Dl entlang eines Teilwinkels. Das Bodenteil 3e könnte entlang des Teilwinkels vorzugsweise kegelstumpfförmig oder scheibenförmig ausgestaltet sein. Das zweite Zentrifugalradschaufelteil 4b ist derart bezüglich der Nabe 2 verlaufend angeordnet ist, dass sich in Verlaufsrichtung des Bodenteils 2 a zwischen dem zweiten Zentrifugalradschaufelteil 4b und der Nabe 2 ein durchgehender in Drehrichtung D 1 verlaufender Spalt 6 ausbildet, weil das zweite Zentrifugalradschaufelteil 4b nicht direkt mit der Nabe 2 verbunden ist. Das Pumpenlaufrad 1 ist somit wegen des Spaltes 6 gegen unten offen. Das Bodenteil 3e weist eine schräg verlaufende Kante 3f auf. Zudem weist das erste Zentrifugalradschaufelteil 3b an dem dem ersten

Schraubenradschaufelteil 3a gegenüberliegenden Ende eine Kante 3f auf. Die erste Schaufel 3 weist an deren Stirnseite eine Aussenkante 3c auf. Die zweite Schaufel 4 umfasst ein zweites Schraubenradschaufelteil 4a welches in ein zweites

Zentrifugalradschaufelteil 4b übergeht. Das zweite Zentrifugalradschaufelteil 4b weist eine druckseitige Schaufelflanke 4d auf und endet in einer Kante 4f. Die zweite Schaufel 4 weist an deren Stirnseite eine Aussenkante 4c auf. Die beiden Schaufeln 3,4 sind über ein Verbindungsmittel 5, welches im Bereich der

Aussenkanten 3c, 4c angeordnet ist, fest miteinander verbunden, jedoch gegenseitig beabstandet angeordnet, sodass sich Spalten ausbilden, insbesondere der in Drehrichtung Dl verlaufende Spalt 6, welcher einen Ausläse in Verlaufsrichtung der Drehachse D ausbildet, als auch die im wesentlichen in Verlaufsrichtung der Drehachse D verlaufenden Spalten beziehungsweise Austrittsöffnungen 6a und 6b, welche sich zwischen der ersten und zweiten Schaufel 3,4 ergeben. Das Pumpenlaufrad 1 weist keine vorstehenden Kanten oder Höcker auf, an welchen sich Verunreinigungen wie Kunststoffmaterial oder Textilien wie Lumpen anlagern oder verfangen könnten. Derartige Verunreinigungen verlassen das Pumpenlaufrad 1 über die Spalten 6,6a,6b. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Pumpenlaufrad 1 Kanten 3f,4f auf, welche auch dazu dienen mögliche Anlagerungen an den Innenwänden des Pumpengehäuses durch Kratz- oder

Schneidbewegungen zu entfernen. Insbesondere kann damit auch die unterhalb des Bodenteils 3e angeordnete Fläche eines Pumpengehäuseteils gereinigt werden.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt nur zwei Schaufeln 3,4. Es ist jedoch auch möglich ein Pumpenlaufrad 1 zu bilden mit einer Mehrzahl von entsprechend der zweiten Schaufel 4 ausgebildeten Schaufeln, welche in Drehrichtung D 1 nacheinander folgend angeordnet sind, und welche über das Verbindungsmittel 5 alle mit der ersten Schaufel 3 fest verbunden sind. Das Pumpenlaufrad 1

könnte somit beispielsweise eine erste Schaufel 3 und eine Mehrzahl von zweiten Schaufeln 4, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf, sechs oder sieben zweite Schaufeln 4 aufweisen, welche in Drehrichtung D 1 nacheinander folgend angeordnet sind.

Wie in Figur 1 dargestellt weist die erste und zweite Schaufel 3,4 in einer vorteilhaften Ausgestaltung in Drehrichtung D l verlaufende Teilabschnitte aufweist, welche bezüglich der Drehachse D gegenseitig symmetrisch verlaufen. In Figur 1 verlaufen das erste und zweite Schraubenradschaufelteil 3a,4a bezüglich der Drehachse D gegenseitig symmetrisch. Zudem verlaufen in Figur 1 die druckseitigen Schaufelflanken 3d,4d bezüglich der Drehachse D gegenseitig symmetrisch.

Figur 2 zeigt das in Figur 1 dargestellte Pumpenlaufrad 1 aus

Blickrichtung A. Das Verbindungsmittel 5 ist schematisch dargestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindungsmittel, 5, wie in Figur 5 dargestellt, als kegelstumpfförmiger Körper ausgestaltet, mit einer kreisrunden Eintrittsöffnung 5a, wobei der kegelstumpfförmige Körper, wie in Figur 2 angedeutet, an den

Aussenkanten 3c, 4c anliegt und mit diesen fest verbunden ist. Das Verbindungsmittel kann auch als Scheibe in zur Drehachse D radialer Richtung oder als zylindrisches Rohr in axialer Richtung D ausgeführt werden.

Figur 3 zeigt das in Figur 1 und 2 dargestellte Pumpenlaufrad 1 aus Blickrichtung B.

Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Schaufel 3, welche ein erstes Schraubenradschaufelteil 3a und ein erstes Zentrifugalradschaufelteil 3b umfasst.

Figur 5 zeigt die erste Schaufel 3 in der identischen, wie in Figur 4 dargestellten Lage, wobei das kegelstumpfförmige Verbindungsteil 5 auf die erste Schaufel 3 aufgesetzt und mit dieser fest verbunden ist, und wobei die zweite Schaufel 4 fest mit dem Verbindungsteil 5 verbunden ist, sodass das ganze Pumpenlaufrad 1 ausgebildet ist.

Figur 6 zeigt das in Figur 5 dargestellte Pumpenlaufrad 1 aus einer leicht unterschiedlichen perspektivischen Ansicht. Insbesondere ist auch erkennbar, wie die über die öffnung 5a einströmende Flüssigkeit, gegebenenfalls mit den mittransportierten Verunreinigungen, ungehindert wieder entweder über den Spalt 6, oder die seitlichen öffnungen 6a, 6b austreten kann.

Figur 7 zeigt einen Längsschnitt durch das in den Figuren 5 und 6 dargestellte Pumpenlaufrad 1. Das als Laufraddeckel ausgestaltete Verbindungsmittel 5 ist fluiddicht mit der ersten und zweiten Schaufel 3,4 verbunden, sodass das geförderte Fluid über die kreisförmige öffnung 5a in das Pumpenlaufrad 1 eintritt, und dieses über die Spalten 6, 6a, 6b wieder verläset. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Pumpengehäuse 7 eine als Kegelstumpf ausgebildete Gehäusewand 7c auf. In Figur 7 weist das erste und zweite Zentrifugalradschaufelteil 3b, 4b in Längsrichtung der Drehachse D etwa dieselbe Länge auf, sodass sich zwischen der Gehäusewand 7c und dem zweiten Zentrifugalradschaufelteil 4b nur ein äusserst geringer Spalt ausbildet, sodass durch diesen Spalt nur eine geringe Fluidmenge austritt. Diese Ausgestaltung weist den

Vorteil auf, dass das Pumpenlaufrad 1 einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Die Hauptmenge des geförderten Fluides wird daher durch die Spalten 6a und 6b austreten. Sollte sich an der Gehäusewand 7c eine Verunreinigung anlagern, so würde dies vorzugsweise durch die Kante 3f des Bodenteils 3e, welche sich entlang der Gehäusewand 7c bewegt, entfernt werden. Somit werden Schmutzanlagerungen verhindert beziehungsweise sicher entfernt, was einen zuverlässigen Betrieb des Pumpenlaufrades gewährleistet.

Figur 8 zeigt ein Pumpenlaufrad 1 deren erstes und zweites

Zentrifugalradschaufelteil 3b, 4b in Längsrichtung der Drehachse D unterschiedliche Längen aufweisen, sodass sich zwischen der Gehäusewand 7c und dem zweiten Zentrifugalradschaufelteil 4b ein Spalt S ausbildet, durch welchen die Flüssigkeit strömen kann. Dieser Spalt S wird vorzugsweise möglichst klein beziehungsweise schmal ausgestaltet, um ein Rückströmen der Flüssigkeit gering zu halten.

Figur 9 zeigt einen Längsschnitt durch eine Kreiselpumpe 7 umfassend Pumpengehäuseteile 7a,7b,7c sowie das in Figur 7 dargestellte Pumpenlaufrad 1. Das Pumpengehäuse könnte auch derart ausgestaltet sein, dass dieses, in Kombination mit dem darin angeordneten Pumpenlaufrad 1 , eine Axialpumpe ausbildet, indem die Axialpumpe an stelle des radialen Auslasses einen in Verlaufsrichtung der Drehachse D verlaufenden Ausläse aufweist.