Strömungsmaschine Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Strö mungsmaschine mit einem Gehäuse, das eine in Längsrichtung verlaufen; de Bohrung aufweist, die .an einem Ende offen und mit einem Einsatz versehen ist, der einen etwa in Umfangsrichtung des. Gehäuses verlaufenden Kanal begrenzt und eine Formfläche aufweist, welche dem Kanal einen in Umfangsrich tung zunehmenden Querschnitt erteilt, wobei in der Bohrung in einer Rotorkammer ein Rotor angeordnet ist.
Die erfindungsmässige Strömungsmaschine zeich net sich dadurch aus, dass eine äussere Wand radial ausserhalb des Rotors angeordnet und kreisförmig und konzentrisch zur Rotorachse ausgebildet ist, dass ferner der Kanal seitlich in axialer Richtung an jener Seite des Umfanges des Rotors angeordnet ist, welche dem offenen Ende der Bohrung zugewandt ist,
und dass in der Bohrung in axialer Richtung zwischen dem Umfang des Rotors und mindestens einem grös- seren Teil der Formfläche ein Teil angeordnet ist, ,der eine runde Aussenfläche. aufweist, deren Durchmes ser mindestens so gross ist wie der des Rotors und ider einen ringförmigen Spalt bildet, durch welchen der Kanal in axialer Richtung in Verbindung mit dem Umfang des Rotors steht.
Bekannte Strömungsmaschinen, wie z. B. Zentri- fugalpumpen, Kompressoren oder Turbinen, sind mit einem oder höchstens zwei etwa in Umfangsrichtung des jeweiligen Gehäuses verlaufenden, meistens spi ralförmigen Kanälen mit allmählich zunehmendem oder abnehmendem Querschnitt versehen, in wel chem kinetische Energie in Druckenergie verwandelt wird oder umgekehrt.
Wenn die Maschine einen ein zigen Einlass und einen einzigen Auslass aufweist, er streckt sich dieser Kanal über den ganzen Umfang der Maschine. Wenn im Falle einer Pumpe zwei Auslässe oder bei einer Turbine zwei Einlässe vorhanden sind, so können zwei Spiralkanäle vorgesehen sein, von denen sich jeder über ungefähr ;die Hälfte des Um fanges erstreckt.
Bei den meisten der bisherigen Strömungsmaschi nen, z. B. Pumpen mit Spiralgehäuse, ist der Spiral- kanal direkt radial ausserhalb des Umfanges ,des Rotors angeordnet. Auch bei Maschinen, wo dies nicht der Fall ist, ist die äussere Wand der Rotor kammer nicht kreisförmig und nicht mit der Dreh achse des Rotors konzentrisch. Da sich im Betrieb der Druck, der im Spiralkanal herrscht, entlang des Umfanges ändert, führt dies einer resultierenden Kraft, die auf den Rotor senkrecht bzw. quer zu des sen Achse wirkt.
Das hat eine Durchbiegung der Rotorwelle und eine Belastung der Lagerdes Rotors zur Folge. Diese Querkraft hat auch bei den bekann ten Pumpen in vielen Fällen zu einem Bruch der Rotorwelle geführt.
Die Erfindung hat die Schaffung einer Strö mungsmaschine zum Ziel, deren Charakteristik mit geringem Aufwand schnell verändert oder verstellt werden kann, welche einfach und leicht herstellbar ist und im wesentlichen aus standardmässigen Teilen besteht, die für Maschinen verschiedener Leistungen verwendet werden können, und bei welcher auf den Rotor wirkende Querkräfte verhindert oder auf ein Minimum beschränkt werden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes d argestellt. Es zeigen: Fig.l einen schematischen Axialschnitt durch eine bevorzugte Zentrifugalpumpe, Fig. 2 eine schematische, perspektivische Darstel lung eines bei der Pumpe nach Fig. 1 verwendeten, Einsatzringes und der entsprechenden Ausbildung der axial entgegengesetzten Seitenflächen,
welche den etwa in Umfangsrichtung des Gehäuses verlaufenden Sammelkanal oder Pumpe begrenzen, Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine ausgeführte Zentrifugalpumpe Fig. 4 eine schematische, perspektivische Darstel lung von einer Anzahl von Einzelteilen:
der Pumpe nach Fig. 3, Fig. 5 einen schematischen Schnitt des Gehäuses nach der Linie V-V in Fig.3, zur Veranschauli chung der gegenseitigen Beziehung der in der Fig. 4 dargestellten Teile, wenn sie zusammengesetzt sind und :das Gehäuse bilden, Fig. 6 einen Axialschnitt einer anderen Ausfüh rungsform, in; welcher :
der Sammelkanal in, bezug auf ,den Rotor .axial versetzt ist und mit ,demselben .durch einen im Pumpengehäuse vorgesehenen.
Verbin dungskanal verbunden ist, die Fig. 7 bis 13 Axialschnitte von anderen Pum pengehäusen, die ;dem in Fig. 6 enthaltenen Gehäuse ähnlich sind, wobei die genannten Axialschnitte nur soweit dargestellt sind, als zum Verständnis nötig ist, die Fig. 14 und 15 axiale Schnitte von zwei wei teren Zentrifugalpumpen, die Fig. 16 und 17 einen Axialschnitt eines Pum pengehäuses und einen Schnitt nach :
der Linie A-A in Fig. 16, wobei der Sammelkanal des Pumpenge häuses eine variable radiale Breite und :
eine kon stante axiale Tiefe hat, Fig. 18 einen schematischen Axialschnitt durch eine mehrstufige bevorzugte Pumpe, Fig. 19 perspektivisch einen der Gehäuseteile aus denen das Gehäuse der Pumpe nach Fig. 18 zusam- mengesetzt ist,
Fig.20 perspektivisch eine Seite eines anderen Gehäuseteiles von Fig. 18 und Fig.21 perspektivisch die andere Seite des in Fig. 20 dargestellten Gehäuseteiles.
Fig. 1 zeigt einen Schaufelrotor 10 einer Zentri- fugalpumpe, der in einer Rotorkammer 310 in einem Pumpengehäuse 11 angeordnet ist und von einer Welle 12 gedreht wird, .auf welcher er montiert ist.
Flüssigkeit, die der Eintrittsöffnung des Rotors 10 durch einen Einlasskanal 14 zugeführt wird, wird durch den Rotor 10 in einen Sammelkanal 15 geför dert, von dem sie zu einem Auslass 16 gelangt, der in Fig. 1 durch einen gestrichelten Kreis dargestellt ist.
Der Sammelkanal hat in der Umfangsrichtung des Gehäuses eine konstante radiale Breite und eine all mählich zunehmende axiale Tiefe. Der Kanal wird auf :der einen Seite axial begrenzt durch eine Form fläche 18 am inneren Ende eines Einsatzringes 19, :.der an seinem äusseren Ende einen nach ,aussen ge richteten Flansch 20 aufweist.
Der Einsatzring 19 hat eine zylindrische Aussenfläche 319 mittels welcher er im offenen Ende der Bohrung 311 gelagert ist, derart, dass sich die in axialer Richtung nach innen ge wandte Formfläche 18 auf der Seite des Umfanges des Rotors befindet, welche dem offenen Ende der Bohrung 311 des Gehäuses zugewandt ist. Die Rotor kammer 310 ist durch den betreffenden Teil des In- nenraumes der Bohrung 311 gebildet, welcher den Rotor 10 enthält und sich vom Umfang des Rotors radial nach aussen erstreckt.
Der Sammelkanal 15 ist durch einen Teil des Innenraumes der Bohrung gebil det, welcher sich in axialer Richtung von .der Seite des Rotorgehäuses 310 erstreckt, die ,dem offenen Ende der Bohrung 311 zugewandt ist. Ein weiterer Spiralkanal 15a ist auf der Seite der Rotorkammer 310 ausgebildet, welche dem offenen Ende der Boh rung 311 abgewandt ist, und :durch eine Formfläche 17 innerhalb des Gehäuses 10 begrenzt ist.
Die Form der Fläche 18 des Einsatzringes 19 ist perspektivisch in Fig. 2 dargestellt. Um deren Beziehung zur gegen- überliegenden Formfläche 17 des Gehäuses 11 zu veranschaulichen, ist in Fig. 2 auch ein ringförmiger Teil 21 dieses Gehäuses 11 gezeigt,
welcher Teil 21 jedoch ein integrierender Bestandteil des aus einem Stück bestehenden Gehäuses 11 ist.
Aus Fig.2 ist ersichtlich, dass., wenn man der Umfangsrichtung folgt, der axiale Abstand zwischen den Formflächen 17 und 18 im Gegenuhrzeigersinne zunimmt, wobei letzterer dem Umdrehungssinn des Rotors 10 entspricht.
In Fig. 1 stellen die langen ge strichelten Linien 17, 18, die von links nach rechts divergieren, die Flächen 17, 18 :dar, soweit sie sich vor der Pumpenachse befinden, während :die kurzen gestrichelten Linien 17, 18, :die von rechts nach links divergieren, die Flächen 17, 18 :darstellen, soweit sie sich hinter der Pumpenachse bis zum Auslass 16 er strecken.
Der Flansch 20 des Einsatzringes 19 liegt zwi schen einer Stirnfläche 321 des Gehäuses 11 und einem Flansch 22 eines Pumpendeckels 23 und ist von der Fläche 321 durch zwei Abstandringe 24, 25 getrennt.
Wenn sich der Einsatzring 19 in der in Fig. 1 dar gestellten Lage befindet, hat der Sammelkanal 15 sein grösstes Volumen.
Das Volumen des Spiralka- nales 15 kann vermindert werden, indem man den: Pumpendeckel 23 und den Einsatzring 19 wegnimmt und dann wieder anbringt, wobei man aber den Flansch 20 .auf den Abstandring 24 setzt und den Abstandring 25 zwischen dem Flansch 20 und dem Flansch 22 des Deckels 23 anordnet.
Das Volumen des Spiralkanales kann auf ein Minimum reduziert werden, indem man den Einsatzring so anbringt, dass sein Flansch 20 unmittelbar auf der Fläche 321 des Gehäuses 11 liegt, während beide Distanzringe 24, 25 zwischen dem Flansch 20 des Einsatzringes 19 und dem Flansch 22 des Deckels 23 liegen. Zwischenstel lungen des Einsatzringes 19 kann man durch Ver wendung von .dünneren Abstandringen erhalten.
Stattdessen, kann :das Volumen des Sammelkanals 15 auch durch Entfernen :des. Einsatzringes 19 und Ersetzen desselben durch einen anderen Einsatzring verändert werden.
Das in Fig. 3 gezeigte Pumpengehäuse umfasst eine Anzahl von Gehäuseteilen, die schematisch in Fig. 4 gezeigt sind und: zwar ein Stopfbüchsengehäuse 31, eine obere Platte 32, eine sich in axialer Richtung erstreckende, äussere Gehäusewand 33, eine sich in axialer Richtung erstreckende, innere Gehäusewand 34, einen Auslasskanal 35, einen Einlasskanal 36, eine Verbindungswand 37, die sich von :
der äusseren Wand 33 zur inneren Wand 34 erstreckt, einen ge flanschten Einsatzring 38 und einen Abschlussdeckel 39. Der Abschlussdeckel 39 ist in Fig. 4 nicht darge stellt.
Das in Fig. 3 :dargestellte Pumpengehäuse wird durch Zusammenschweissen der Teile 31-37 herge stellt. Die Teile 37 und 38 weisen entgegengesetzt geneigte Schraubenflächen oder Formflächen 40, 4:1 auf, welche die axial einander gegenüberliegenden Grenzflächen der Sammelkanäle 42 und 42a bilden, so .dass :die Sammelkanäle eine konstante radiale Breite bei zunehmender axialer Tiefe haben.
Diese Sammelkanäle befinden sich auf entgegengesetzten Seiten eines Rotorgehäuses 310 mit dem Rotor 10. Der Einsatzring 38 ist mit einer zylindrischen Aus senfläche 338 versehen, welche zur Einführung in die zylindrische Innenfläche 3;33 der äusseren Gehäuse wand bestimmt ist, sowie mit einer zylindrischen In nenfläche 337, in welcher die zylindrische Aussenflä che des Deckels 39 gelagert ist.
Diese zylindrische Fläche 339 erstreckt sich in axialer Richtung nach innen zur Rotorkammer 310 über einen grösseren Teil der Formfläche 41 und hat einen Durchmesser, der grösser ist als der Aussendurchmesserdes Rotors 10.
Der Einlasskanal 36 führt durch eine Öffnung 336 in der äusseren Gehäusewand 33 und ist an eine Öffnung 334 in der inneren Gehäusewand 34 ange schlossen, wobei sich die Öffnungen 336 und 334 an der Seite ;der Verbindungswand 31 befinden, welche der Rotorkammer 310 entgegengesetzt ist. Die öff- nung 334 steht mit der Saugöffnugg :des Rotors 10 durch die ringförmige Verbindungswand 37 in Ver bindung.
Der Auslasskanal 35 ist an eine Öffnung 335 angeschlossen, welche mit den grösseren Enden der Sammelkanäle 42 und 42a in Verbindung steht. Bei der in der Fig. 3 dargestellten Konstruktion ist auf der oberen Wand 32 des Pumpengehäuses ein Sockel 45 angeordnet, welcher der Befestigung eines elektrischen Antriebsmotors 46 dient.
Der Flansch des Einsatzringes 38 ist zwischen einem am unteren Ende der Aussenwand 33 vorgese henen Flansch 47 und .einem Flansch 48 .des Deckels 39 eingeklemmt, wobei Abstandringe 49 zwischen dem Flansch 47 und dem Flansch des Einsatzringes 38 vorgesehen sind. In seiner in Fig. 3 gezeigten Stel lung begrenzt der Einsatzring einen Sammelkanal von maximalem Volumen, der dadurch verkleinert werden kann, dass man einen oder beide Abstand ringe 49 auf der anderen Seite des Flansches des Einsatzringes 38 anbringt.
Die in Fig. 4 gezeigten Teile können ohne grossen Aufwand hergestellt und zusammengeschweisst wer den. Die Gehäusewände 33, 34 können aus Rohr stücken. bestehen oder durch zylindrisches Aufrollen von flachen Metalltafeln hergestellt werden. Obwohl die Gehäusewände 33 und 34 in Fig. 3 und 4 als zylindrisch dargestellt sind, können sie auch leicht konisch sein.
Trotzdem sich die Verbindungswand 37 nach Fig. 3 und 4 auch etwas in axialer Richtung er streckt, handelt es sich im wesentlichen um eine sich in radialer Richtung erstreckende Wand, da sie die axiale Aussenwand 33 mit der .axialen Innenwand 34 verbinden muss.
Die Formfläche 40 des Gehäuses und damit auch der .entsprechende Sammelkanal 42a können wegge lassen werden.
In der Ausführungsform nach Fig. 6 ist :das Pum pengehäuse aus einer Anzahl von Teilen hergestellt, die ;den Teilendes Gehäuses 3 ähnlich sind und ent hält :ein Stopfbüchsengehäuse 61, eine obere Platte 62, eine sich .axial erstreckende zylindrische Aussen- wand 63, eine sich axial erstreckende zylindrische Innenwand 64, einen Auslasskanal 65,
einen Einlass- kanal 66 und eine ringförmige Verbindungswand 67, die sich von der Aussenwand 63 zur Innenwand 64 erstreckt. Die Teile 61 bis 67 sind zu einem einzigen Stück zusammengeschweisst. Das Gehäuse weist eine axial gerichtete, zylindrische Bohrung 68 auf, die an ihrem unteren Ende offen ist, an. dem sich ein Deckel 69 befindet, und die an( ihrem inneren Ende zu einer Rotorkammer 70 führt,
welche einen Rotor 71 ent hält.
Der Deckel 69 weist eine zentrale, innere Aus nehmung 72 auf, die das untere Ende eines Zapfens 73 aufnimmt, der einen runden Querschnitt hat und sich vom Deckel 69 axial in :die Gehäusebohrung 68 erstreckt. Der Zapfen 73 verschliesst eine zentrale Öffnung 74 des Deckels 69 und ist an letzterem mit Hilfe von Schraubenbolzen 75 und Muttern 76 lösbar befestigt. An seinem inneren Ende hat ider Zapfen 73 einen Flansch 77. Der Flansch 77 erstreckt sich vom Zapfen 73 in radialer Richtung nach aussen. Gegebe nenfalls kann der Flansch auch etwas gegenüber der radialen Richtung geneigt sein.
Der Flansch 77 hat einen grösseren äusseren Durchmesser .als der Rotor 71 und trennt die Rotorkammer 70 von einem Sam- melkanal 78, der axial in bezu.g auf :die Rotorkammer 70 versetzt ist. Der Umfang des Flansches 77 und die Oberfläche der Bohrung 68 des Gehäuses begrenzen zusammen einen Verbindungsgang 79, durch den die Kammer 70 mit dem Sammelkanal 78 in Verbindung steht, der seinerseits in .den Auslasskanal 65 ,ausmün det.
Der in Umfangsrichtung zunehmende Querschnitt des Sammelkanales 78 ergibt .sich :durch eine schrau benförmig verlaufende Oberfläche 80, 81, 82 auf der Innenseite des Deckels 69, wobei eine Stufe 83 zwi schen den .axial voneinander entfernten Enden 80, 82 der Schraubenfläche die Lagedes Wasserabschlusses bestimmt.
Die innere, vom Deckel 69 abgewandte Sth-nflä- che :des Zapfens 73 weist eine Ausnehmung 84 auf, .die einen am Rotor vorgesehenen, axial gerichteten ringförmigen Vorsprung 85 aufnimmt. Die Seiten- wand der Ausnehmung 84 ist mit einem als Futter dienenden Abnützungsring 86 versehen.
Mit 87 ist ein Sockel bezeichnet, der zur Montage eines Antriebsmotors dient.
Das in. Fig. 6 dargestellte Pumpengehäuse kann unter Zusammenschweissen seiner Teile relativ billig hergestellt werden.
Dies ist zum grossen Teil dadurch begründet, .dass die Aussenwand 63 zylindrisch ist, oder in anderen Worten, dadurch, dass das Gehäuse eine an einem Ende offene, axiale Bohrung :aufweist, welche die Rotorkammer und den Sammelkanal ent hält.
Verglichen mit der Pumpe nach Fig. 1 und 2 hat -die Pumpe nach Fig. 6 einen Sammelkanal 78, der in bezug auf die Rotorkammer 70 versetzt ist und mit derselben ,durch einen ringförmigen Verbindungsgang 79 in Verbindung steht.
Bei dieser Ausführungsform wird. die Flüssigkeit vom Rotor in die Rotorkammer 70 gefördert, von wo sie im wesentlichen längs Schraubenlinien durch den Verbindungsgang 79 in den Sammelkanal 78 und von -da schliesslich in den Auslasskanal 65 fliesst. Die konzentrische, ringför mige Rotorkammer 70 und der konzentrische ring förmige Verbindungsgang 79 tragen wesentlich dazu bei,
eine gleichmässige Druckverteilung um den Rotor herum aufrecht zu erhalten und einen einseiti gen Radialdruck auf die Rotorwelle zu vermeiden. Die Ausführungsform.
nach Fig. 6 gestattet ferner, das Volumen des Spiralkanales stark zu vergrössern, ohne den Durchmesser des Pumpengehäuses vergrös- sern zu müssen, wodurch die Konstruktion und die Herstellung von Pumpen mit hoher spezifischer Dreh zahl erleichtert wird.
Das Pumpengehäuse nach Fig. 7 ist demjenigen nach Fig. 6 gleich, abgesehen davon, dass der Deckel 69 gegen einen anders geformten Deckel 89 ausge tauscht worden ist, um das Volumen des S:piralana- les 78 zu vermindern. Die Formfläche 80, 81, 82 des Deckels 89 befindet sich dabei näher beim Flansch 77 des Zapfens 73.
Das Austauschen des Pumpen deckels ergibt auf diese Weise eine Möglichkeit, das Volumen des Sammelanales zu verändern.
Eine andere Möglichkeit zur Veränderung des Sammelkanales ist in Fig. 8 gezeigt, gemäss welcher zwischen dem Ende der zylindrischen Gehäusewand 63 und dem Flansch 90 des Deckels 89 Abstandringe 91 angeordnet sind, wobei ausserdem Abstandrin.ge 92 gleicher Dicke zwischen dem Zapfen 73 und sei nem Sitz 93 auf dem Deckel 89 angeordnet sind.
Auf diese Weise wird das Volumen des Sammelanales im Vergleich zu demjenigen nach Fig. 7 vergrössert, ohne dass es notwendig ist einen anderen Deckel zu benützen. Das Volumen des Spiralanales 78 kann noch weiter durch Hinzufügen weiterer Ringe 91 und 92 erhöht werden, oder durch Entfernen einiger die ser Ringe vermindert werden.
Fig. 9 zeigt eine dritte Möglichkeit zur Verände rung des Volumens des Sammelanales 78. In diesem Falle ist die Innenfläche 95 des Deckels 99 flach. Der Sammelkanal wird. durch ein ringförmiges Glied 96 begrenzt, das sich über die Breite des Sammelkanales erstreckt und am Deckel 99 durch Schraubenbolzen 97 und Muttern 98 befestigt ist.
Der Abstand des ringförmigen Gliedes 96 vom Deckel 99 und somit auch sein Abstand vom Flansch 77 des Zapfens 73 kann mit Hilfe von Stellschrauben 100 verändert werden, die durch den Deckel 99 hindurch ge schraubt sind. Das Ringglied 9.6 hat eine Schrauben fläche 80, 81, 82, die ,derjenigen der Deckel 69 und. 89 entspricht.
Die Ausführungsform nach Fig. 10 ist derjenigen von Fig.6 ähnlich, abgesehen davon, dass eine Schraubenfläche 80, 81, 82 nicht nur :auf der. Innen seite des Deckels 69 vorgesehen, ist, sondern auch auf der Aussenseite des Flansches 77 des Zapfens 73.
Die Anordnung der Fig. 11 ist derjenigen von Fig. 6 ähnlich, der zunehmende Querschnitt des Sam- melkanales 78 ergibt sich jedoch .aus einer Schrau benfläche 80, 81, 82, die auf einem ringförmigen Glied 101 vorgesehen ist, das an der Aussenseite des Flansches 77 des Zapfens 109 flach ist.
Bei der Anordnung nach Fig. 12 ist die Innenseite 102 des Deckels 119 wiederum flach und der zuneh mende Querschnitt des Sammelkanals 78 wird durch eine Schraubenfläche 80, 81, 82 erzeugt, die an einem ringförmigen Glied<B>103</B> vorgesehen ist, das an der Innenseite des Deckels 119 mit Hilfe von Stell schrauben 104 befestigt ist. Die Aussenseite 105 des Flansches 77 ist nicht schraubenförmig begrenzt.
Die Anordnung nach Fig. 13 ist derjenigen nach Fig. 6 ähnlich. Zur Verminderung des Volumens des Sammelanales 78 ist jedoch ein ringförmiges Füll glied 106 vorgesehen, das auf dem Zapfen 73 gela gert ist und denselben zwischen dem Flansch 77 und dem Deckel 6.9 umgibt.
Im Deckel 69 ist dabei zur Aufnahme des Füllgliedes 106 eine geeignete Aus- nehmung vorgesehen, unter entsprechender Vermin derung der radialen Breite der Schraubenfläche 80, <B>81,82.</B>
Die in Fig. 14 gezeigte Ausführungsform ist im wesentlichen der in. Fig. 1 gezeigten Ausführungs- form ähnlich.
Ein Einsatzring<B>160</B> erstreckt sich jedoch axial zum inneren Ende einer zylindrischen Bohrung 161, in der er gelagert ist, und weist eine Ausnehmung 172 auf, welche den Spiralkanal bildet und durch eine zylirndrische Seitenwand<B>163</B> und eine schraubenförmige Stirnwand 164 begrenzt wird. Der Sammelkanal kann :durch Vergrösserung des Durch messers der zylindrischen Seitenwand 163 erweitert werden.
Umgekehrt kann das Volumen des Sammel- kanales durch Ersetzen des Ringes 160 durch einen anderen Ring mit einer Seitenwand 163 von kleine rem Durchmesser vermindert werden.
Der Einsatzring erleichtert die Verwendung von Rotoren mit ver schiedenem Durchmesser in einem gegebenen Pum pengehäuse, wobei ein. Einsatzring mit einer Seiten- wand 163 mit kleinerem Durchmesser zusammen mit einem Rotor mit kleinerem Durchmesser verwendet wird. und umgekehrt.
In der Ausführungsform nach Fig. 15 weist das Pumpengehäuse 168 einen Auslasskanal 169 ,auf und ist mit einer axial gerichteten Bohrung 170 versehen, d. h. mit einer Bohrung die an beiden axial gegen überliegenden Enden des Gehäuses offen ist. An sei ner Einlass-Seite ist das Gehäuse durch einen Deckel 171 verschlossen, der einen Einlasskanal 172 auf weist, der zur Eintrittsöffnung 173 eines Rotors 174 führt. An seinem entgegengesetzten Ende ist das Ge häuse 168 durch einen Deckel 175 verschlossen, der ein Stopfbüchsengehäuse 176 und einen Sockel 177 aufweist.
Zwischen den Deckeln 171, 175 und der zylindri schen Bohrung 170 des Gehäuses 168 sind Einsatz ringe 180, 181 vorgesehen. Die Einsatzringe 180, 181 haben Flanschen 182, 183, die sich zwischen dem Gehäuse 168 und den Flanschen 184, 185 der Deckel 171, 175 befinden. Zwischend dem Gehäuse 168 und den Flanschen 182, 183 der Einsatzringe 180, 181 sind Abstandringe 186, 187 angeordnet.
Die Einsatzringe 180, 181 weisen. an ihren einander gegenüberliegenden Enden Schraubenflächen 120, 121, 122 auf. Diese Flächen dienen zusammen mit der zylindrischen Bohrung 170 des Gehäuses 168 zur Begrenzung der betreffenden Sammelkanäle, zwischen welchen sich die Rotorkammer befindet. Das Volu men der Sammelkanäle kann verändert werden, in dem man die Abstandringe 186, 187 entfernt oder dieselben durch Abstandringe mit anderer Dicke er setzt.
Die Fig. 16 und 17 zeigen eine Anordnung, die derjenigen nach Fig. 12 ähnlich ist. Der in Umfangs richtung veränderliche Querschnitt des Sammelkanales 78 ergibt ich in diesem Falle aus einer spiralförmigen Oberfläche 190, die radial nach aussen gerichtet und an einem ringförmigen Glied 191 ausgebildet ist, das in das Gehäuse eingesetzt ist und passend auf dem Zapfen 73 sitzt, den es umgibt. Bei dieser Ausfüh rungsform hat der Sammelkanal 78 eine konstante axiale Tiefe und der variable Querschnitt ergibt sich.
aus einer Veränderung der radialen Breite.
Die erforderlichen Mittel zum Abdichten der Pumpenteile an den Verbindungsstellen sind nicht näher dargestellt und beschrieben; sie können jedoch von jeder geeigneten bekannten Art sein.
In allen bisher anhand der Fig. 1-17 beschrie benen Ausführungsformen weist das Gehäuse eine axial gerichtete, zylindrische Bohrung auf, welche wenigstens an einem Ende offen ist und zur Rotor kammer führt oder dieselbe .umfasst und in dem ein Sammelkanal vorgesehen ist. In all diesen Fällen er gibt sich der zunehmende Querschnitt des Spiralk.a- nales aus entsprechend geformten Oberflächen von einem oder mehreren Gliedern, die in das Pumpenge häuse eingesetzt sind und von demselben gelöst wer den können.
Es ist hervorzuheben, dass in den anhand von Fig. 1 bis 15 beschriebenen Gehäusen der Sammel- kanal von konstanter radialer Breite und zunehmen der axialer Tiefe ist, bei rechteckigem Querschnitt. Die rechteckige Form .des Querschnittes des Sammel- kanales ergibt eine sehr einfache Konstruktion.
Der Querschnitt des Sammelkanales kann natürlich auch von trapezförmiger Gestalt mit flachen Seiten sein.. Solche Formen des Spiralkanales, bei denen die Wände im Querschnitt flach sind, sind im allgemei nen erwünscht, doch könnte der Sammelkanal auch so ausgebildet sein, dass die Seiten des Querschnittes, oder einige dieser Seiten nicht flach sind.
Die Fig. 18-21 zeigen eine mehrstufige Zentrifu- galpumpe, die in jeder Stufe einen Sammelkanal von konstanter radialer Breite und in Umfangsrichtung zunehmender axialer Tiefe aufweist, wobei eine Ver bindung zwischen dem Auslassende des Sammelka- nales jeder Stufe und dem zum Eintritt des Rotors der folgenden Stufe führenden Einlasskanal vorgese hen ist.
Das Gehäuse umfasst eine Reihe von kreisförmi gen, plattenartigen bzw. sich radial erstreckenden Gehäusegliedern 250 und 251. Jedes Gehäuseglied 250 hat eine zentrale Öffnung, die einen Hals 254 für den Eintrittsteil 255 des zugeordneten Rotors 256 bildet. Jedes Gehäuseglied 250 weist eine sich in axialer Richtung erstreckende, ringförmige Wand 257 auf, die einen axial gerichteten Vorsprung 258 des benachbarten Gehäusegliedes<B>251</B> aufnimmt.
Der Vorsprung 258 des Gehäusegliedes <B>251</B> hat eine schraubenflächenartig ausgebildete Formfläche 259, die einer flachen Oberfläche 260 des Gehäuse gliedes 250 gegenübersteht und einen Sammelkanal von konstanter, radialer Breite und mit in Umfangs richtung zunehmender, axialer Tiefe begrenzt. Der Sammelkanal 261 befindet sich in axialer Richtung neben einer Rotorkammer 361.
Diese ist durch den Teil des Raumes innerhalb der zylindrischen Wand 257 gebildet, welcher den Rotor enthält und sich radial nach aussen vom Umfang des Rotors erstreckt. Wenn gewünscht, kann die Oberfläche 260 des Ge häusegliedes ebenfalls mit einer Formfläche versehen sein und die Steilheit der Schraubenfläche 259 kann entsprechend vermindert werden, um einen Sammel kanal mit gewünschter Eigenschaft zu erhalten.
Die ringförmige Wand 257 des Gehäusegliedes 250 ist über einen Teil ihres Umfanges ausgeschnit ten, wie dies mit 262 in der Fig. 19 bezeichnet ist.
Das Gehäuseglied 251 enthält eine Wand 263 und ist am Umfang mit einem ringförmigen Flansch 264 versehen. Der Vorsprung 258 ragt von einer Seite 265 der Wand 263 hervor, welche eine zentrale Öffnung 266 zur Aufnahme der Pumpenwelle 267 aufweist.
Auf der anderen Seite 269 der Wand 263 ist eine bogenförmige Wand 270 vorgesehen, die axial von dieser Platte 263 vorspringt, um einen toten Raum 271 von einem auf ;der anderen Seite dieser Wand befindlichen Raume zu trennen, wobei der letztgenannte Raum einen Einlasskanal 272 aufweist, der zum Eingangsteil des Rotors 273 der nächsten Stufe führt, sowie einen nach innen gerichteten Durchgang 274, dessen äusseres Ende 275 mit einem Kanal 276 in Verbindung steht.
Der Kanal 276 führt durch die Wand 263 hindurch und erstreckt sich in zur Acbsenrichtung geneigter oder schraubenförmi ger Weise von .dem Auslassende der Formfläche 259 bis zum äusseren Ende 275 des Durchganges 274. Demgemäss kann die Flüssigkeit, die das grössere Auslassende des Sammelkanales erreicht, glatt durch den in Fig. 19 gezeigten Ausschnitt 262 und den ge eigneten Kanal 276 in der Wand 263 zum äusseren Ende 275 des Durchganges und dann einwärts zum Einlasskanal 272 der nächsten Stufe strömen.
Der Ausschnitt 262 der ringförmigen Wand 257 des Gehäusegliedes 250 ist im wesentlichen mit dem Einlassende des Kanals 276 der Wand 263 ausge richtet, so dass ein Verschliessen des Kanals 276 durch die Wand 257 vermieden ist.
Fig. 18 zeigt nur zwei Stufen einer mehrstufigen Pumpe, es kann jedoch eine beliebige Anzahl solcher Stufen in Serie angeordnet werden, wobei jede Stufe Gehäuseglieder 250, 251 und einen Rotor 256 ent hält.
Die äussere zylindrische Fläche des ringförmigen Vorsprunges bildet die innere Begrenzung .des Sam- melkanales 261 und erstreckt sich in, :axialer Richtung näher zur Rotorkammer 361 als der grössere Teil der Formfläche 259. Der Durchmesser dieser zylindri- schen Fläche ist grösser als der des Rotors.
Da die entgegengesetzten Flächen der Gehäuse glieder 250, 251, vor deren Zusammensetzung für maschinelle Bearbeitung, Feilen oder andere Arbeit leicht zugänglich sind, ist es möglich, derartige mehr stufige Pumpen genau und verhältnismässig wirt- schaftlich aus Gussteilen herzustellen, oder durch Schweissen wie dies mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben wurde. Dabei können die inneren Ober flächen glatt ausgebildet werden, um das Strömen der Flüssigkeit zu erleichtern.
Die vorliegende Erfindung gestattet die Herstel lung des Gehäuses einer Strömungsmaschine aus einer Anzahl von Teilen, von ,denen die Mehrzahl oder sogar alle, mit Ausnahme der Einlass- und. Aus- lasskanäle, in den zur Rotationsachse senkrechten Ebenen einen kreisförmigen Querschnitt haben.
Mit den erfindungsgemässen Strömungsmaschi nen, z. B. Pumpen, können stark verschiedene Charakteristiken nur durch Verstellung oder Aus- wechseln. des Einsatzes mit der Formfläche erzielt werden, ohne dass ein wesentlicher Verlust an Wir kungsgrad in Kauf genommen werden müsste.
Die Verstellung der Formfläche erfolgt normalerweise in axialer Richtung. Es ist jedoch .auch möglich, Ände- rungen der Charakteristik :durch eine geringfügige Verdrehung des Einsatzes zu erzielen.
Diese Drehung wird dadurch ermöglicht, dass sich der Einsatz in einer runden Bohrung befindet. Eine weitere Verän derung der Charakteristik kann durch einen Aus tausch des Rotors erzielt werden. Es kann somit ein einziges, standardmässiges Gehäuse für Strömungs maschinen stark verschiedener Charakteristiken ver wendet werden, was zu einer Verminderung der Her stellungskosten führt. Die Veränderungen der Charakteristik sind dabei an.
Ort und Stelle, d. h. bei in Rohrleitungen montierten Maschinen möglich, wobei das Gehäuse nicht .ausgebaut zu werden braucht.