DE102004024932A1 - Spiral housing used as a housing of a circulating pump in a vehicle comprises an impeller with blades for a conveying medium arranged between a front covering disk and a rear covering disk - Google Patents

Spiral housing used as a housing of a circulating pump in a vehicle comprises an impeller with blades for a conveying medium arranged between a front covering disk and a rear covering disk Download PDF

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    • F04D29/165—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/167—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for liquid pumps of a centrifugal flow wheel

Abstract

Spiral housing (2) comprises an impeller (1) with blades (3) for a conveying medium arranged between a front covering disk (1a) and a rear covering disk (1b). Grooves (2a) are arranged on the first inner side which lies directly next to the outer surface of the front covering disk. The ratio of the second diameter of the second inner side of the spiral housing arranged directly next to the outer edge of the front covering disk to the first diameter of the third inner side of the spiral housing arranged directly next to the outer edge of the rear covering disk is 0.9-0.99. Preferred Features: The ratio of the groove width to the distance between the grooves is 0.5-2.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spiralgehäuse für eine Kreiselpumpe sowie auf die Verwendung des Spiralgehäuses. Spiralgehäuse für Kreiselpumpen sind bekannt. In "Kreiselpumpen, Ein Handbuch für Entwicklung, Anlagenplanung und Betrieb", Johann S. Gülich, S. 76, 77, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 1999, wird der Nachteil eines rückführenden Spaltstromes zwischen den Laufrädern und dem jeweiligen Gehäuse von Kreiselpumpen beschrieben. Dieser nachteilige Spaltstrom wirkt sich negativ auf den Wirkungsgrad der jeweiligen Kreiselpumpe aus. Für Abhilfe wird allgemein die Anordnung von Spalten zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse der Kreiselpumpe vorgeschlagen. Dabei wird auf die verschiedene konstruktive Ausgestaltung einzelner Spalttypen näher eingegangen, ohne dabei eine optimale technische Lösung vorzuschlagen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Spiralgehäuse für eine Kreiselpumpe zu schaffen, bei dem sich der nachteilige Spaltstrom im Betrieb der Kreiselpumpe nahezu vollständig vermeiden lässt.The The invention relates to a spiral housing for a centrifugal pump and on the use of the spiral housing. volute for centrifugal pumps are known. In "centrifugal pumps, A manual for Development, Plant Design and Operation ", Johann S. Gülich, p. 76, 77, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 1999, will be the disadvantage of a recidivist Gap between the wheels and the respective housing described by centrifugal pumps. This disadvantageous gap current has an effect negative on the efficiency of the respective centrifugal pump. For remedy is generally the arrangement of gaps between the impeller and the housing proposed the centrifugal pump. It is on the different constructive design of individual types of slit discussed in more detail, without proposing an optimal technical solution. The invention Therefore, the object is to provide a spiral housing for a centrifugal pump, in which the disadvantageous gap current during operation of the centrifugal pump almost complete avoid it.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Spiralgehäuse für eine Kreiselpumpe, die ein Laufrad mit vorderer Deckscheibe und hinterer Deckscheibe, zwischen denen Schaufeln für das zu fördernde Medium angeordnet sind, aufweist, gelöst, bei dem an der ersten Innenseite, die zu der Außenfläche vorderen Deckscheibe direkt benachbart angeordnet ist, 1 bis 5 Nuten angeordnet sind und das Verhältnis des zweiten Durchmessers D2 der zweiten Innenseite des Spiralgehäuses, die zu der Außenkante der vorderen Deckscheibe direkt benachbart angeordnet ist, zum ersten Durchmesser D1 der dritten Innenseite des Spiralgehäuses, die zu der Außenkante der hinteren Deckscheibe benachbart angeordnet ist, im Bereich von 0,9 bis 0,99 liegt. Als zu fördernde Medien kommen flüssige Medien zum Einsatz. Die Nuten sind auf der ersten Innenseite konzentrisch kreisförmig ausgebildet. Für viele Einsatzzwecke hat sich ein Verhältnis des zweiten Durchmessers D2 zum ersten Durchmesser D1 von 0,97 bewährt. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass sich der nachteilige Spaltstrom in der Weise minimieren lässt, dass ein nachteiliger Einfluss auf den Wirkungsgrad der Kreiselpumpe nahezu nicht mehr zu verzeichnen ist. Dabei ist vorteilhaft, dass auf konstruktive Abwandlungen am Laufrad der Kreiselpumpe verzichtet werden kann.The The object underlying the invention is achieved by a spiral housing for a centrifugal pump, an impeller with front cover disc and rear cover disc, between those shovels for that to be promoted Medium are arranged, dissolved, in which on the first inside, the front to the outside surface Cover disc is arranged directly adjacent, arranged 1 to 5 grooves are and the relationship of the second diameter D2 of the second inside of the volute casing, the to the outer edge the front cover plate is arranged directly adjacent to the first Diameter D1 of the third inside of the volute casing, the to the outer edge the rear cover plate is disposed adjacent, in the range of 0.9 to 0.99. As to be promoted Media come liquid Media used. The grooves are concentric on the first inside circular educated. For Many uses has a ratio of the second diameter D2 proven to the first diameter D1 of 0.97. It has become more surprising Ways shown that the adverse gap current in the way minimize, that adversely affects the efficiency of the centrifugal pump almost no longer be recorded. It is advantageous that waived constructive modifications to the impeller of the centrifugal pump can be.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Verhältnis der Nutbreite a zum Abstand b der Nuten voneinander im Bereich von 0,5 bis 2 liegt. Dies erschwert in besonders vorteilhafter Weise die Ausbildung des nachteiligen Spaltstromes.A preferred embodiment of the invention is that the ratio of Slot width a to the distance b of the grooves from each other in the range of 0.5 to 2 lies. This makes it difficult in a particularly advantageous manner Forming the disadvantageous split current.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verhältnis des Abstands b der Nuten voneinander zur Nuttiefe c im Bereich von 0,5 bis 5 liegt. Unabhängig von der Größe der Kreiselpumpe lässt sich bei Einhaltung dieses Bereiches des Verhältnisses der nachteilige Spaltstrom in besonders vorteilhafter Weise minimieren.According to one further preferred embodiment of the invention is provided that the ratio the distance b of the grooves from each other to the groove depth c in the range of 0.5 to 5 lies. Independent of the size of the centrifugal pump let yourself while maintaining this range of ratio, the adverse gap current minimize in a particularly advantageous manner.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die seitlichen Begrenzungen der Nuten parallel zur Längsachse des Spiralgehäuses. Auf diese Weise lassen sich die Nuten besonders einfach in die erste Innenseite des Spiralgehäuses einarbeiten, wobei gleichzeitig eine Minimierung des nachteiligen Spaltstromes garantiert ist.To a further preferred embodiment of the invention the lateral boundaries of the grooves parallel to the longitudinal axis of the volute casing. In this way, the grooves are particularly easy in the first Inside of the spiral housing incorporate, while minimizing the adverse Gap current is guaranteed.

Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung des Spiralgehäuses als Gehäuse einer Kühlwasser-Kreiselpumpe in einem Kraftfahrzeug. In einem Kraftfahrzeug sind hohe Wirkungsgrade der Kühlwasser-Kreiselpumpen allgemein wegen des dort nur sehr geringen Bauraumes relativ problematisch zu realisieren. Die Verwendung des Spiralgehäuses trägt auf besonders einfache Weise zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Kühlwasser-Kreiselpumpe bei, was eine direkte Folge der Minimierung des nachteiligen Spaltstromes ist.object the invention is also the use of the spiral housing as casing a cooling water centrifugal pump in a motor vehicle. In a motor vehicle are high efficiencies the cooling water centrifugal pumps generally because of the very small installation space relatively problematic to realize. The use of the spiral housing contributes in a particularly simple manner to increase the efficiency of the cooling water centrifugal pump which is a direct consequence of minimizing the adverse gapping current is.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (1, 2a), b), 3, 4) näher und beispielhaft erläutert.The invention will be described below with reference to the drawing (in which 1 . 2a ), b), 3 . 4 ) explained in greater detail and by way of example.

1 zeigt die Anordnung des Spiralgehäuses und der vorderen Deckscheibe des Laufrades im Querschnitt in vereinfachter Form. 1 shows the arrangement of the spiral housing and the front cover plate of the impeller in cross section in a simplified form.

2a), b) zeigt die Anordnung der Nuten in der Draufsicht sowie im Querschnitt des Spiralgehäuses gemäß Schnitt A-A in vereinfachter Form. 2a ), b) shows the arrangement of the grooves in the plan view and in the cross section of the spiral housing according to section AA in a simplified form.

3 zeigt die Kreiselpumpe mit Spiralgehäuse und Laufrad im Querschnitt. 3 shows the centrifugal pump with spiral housing and impeller in cross section.

4 zeigt eine Kreiselpumpe mit Spiralgehäuse und Laufrad im Querschnitt nach dem Stand der Technik. 4 shows a centrifugal pump with spiral housing and impeller in the cross section according to the prior art.

In 1 ist die relative Lage des Spiralgehäuses 2 zur vorderen Deckscheibe 1a des Laufrades (nicht dargestellt) vereinfacht im Querschnitt dargestellt. Das zu fördernde Medium gelangt über den Eintritt E des Spiralgehäuses 2 zur vorderen Deckscheibe 1a. Das Spiralgehäuse 2 weist an der ersten Innenseite, die zu der Außenfläche der vorderen Deckscheibe 1a direkt benachbart angeordnet ist, Nuten 2a auf.In 1 is the relative position of the spiral housing 2 to the front cover disc 1a the impeller (not shown) simplified in cross section. The medium to be delivered passes through the inlet E of the spiral housing 2 to the front cover disc 1a , The spiral housing 2 points to the first inside, which is the outer surface of the front cover disc 1a is arranged directly adjacent grooves 2a on.

In 2a), b) ist die Anordnung der Nuten 2a im Spiralgehäuse 2 dargestellt. In 2a) ist dazu die Draufsicht auf die erste Innenseite des Spiralgehäuses 2 dargestellt. Die Nuten 2a sind auf der ersten Innenseite des Spiralgehäuses 2 konzentrisch kreisförmig ausgebildet. In 2b) ist das Spiralgehäuse 2 mit den Nuten 2a im Querschnitt gemäß Schnitt A-A in 2a) vereinfacht dargestellt. Die seitlichen Begrenzungen 2b der Nuten 2a verlaufen parallel zur Längsachse des Spiralgehäuses 2. Das Verhältnis der Nutbreite a zum Abstand b der Nuten 2a voneinander liegt im Bereich von 0,5 bis 2. Das Verhältnis des Abstands b der Nuten 2a voneinander zur Nuttiefe c liegt im Bereich von 0,5 bis 5.In 2a ), b) is the arrangement of the grooves 2a in the spiral housing 2 shown. In 2a ) is the plan view of the first inside of the spiral housing 2 shown. The grooves 2a are on the first inside of the volute casing 2 concentric circular. In 2 B ) is the volute casing 2 with the grooves 2a in cross-section according to section AA in 2a ) shown in simplified form. The lateral limits 2 B the grooves 2a run parallel to the longitudinal axis of the spiral housing 2 , The ratio of the groove width a to the distance b of the grooves 2a from each other is in the range of 0.5 to 2. The ratio of the distance b of the grooves 2a from each other to the groove depth c is in the range of 0.5 to 5.

In 3 ist eine Kreiselpumpe im Spiralgehäuse 2 und dem Laufrad 1 im Querschnitt dargestellt. Das zu fördernde Medium gelangt vom Eintritt E des Spiralgehäuses 2 über den Strömungsraum S1, S2 zum Austritt A des Spiralgehäuses 2. Das Laufrad 1 besteht aus einer vorderen Deckscheibe 1a und einer hinteren Deckscheibe 1b, zwischen denen Schaufeln 3 für das zu fördernde Medium angeordnet sind. Das Verhältnis des zweiten Durchmessers D2 der zweiten Innenseite des Spiralgehäuses 2, die zu der Außenkante der vorderen Deckscheibe 1a direkt benachbart angeordnet ist, zum ersten Durchmesser D1 der dritten Innenseite des Spiralgehäuses 2, die zu der Außenkante der hinteren Deckscheibe 1b direkt benachbart angeordnet ist, liegt im Bereich von 0,9 bis 0,99. Durch die Anordnung der Nuten 2a in Verbindung mit der konstruktiven Gestaltung des ersten Durchmessers D1 und des zweiten Durchmessers D2 lässt sich der nachteilige Spaltstrom derartig minimieren, dass ein Einfluss auf den Wirkungsgrad der Kreiselpumpe nicht mehr feststellbar ist.In 3 is a centrifugal pump in the spiral housing 2 and the impeller 1 shown in cross section. The medium to be delivered passes from the inlet E of the spiral housing 2 via the flow space S1, S2 to the outlet A of the spiral housing 2 , The impeller 1 consists of a front cover disc 1a and a rear cover disk 1b between which shovels 3 are arranged for the medium to be delivered. The ratio of the second diameter D2 of the second inner side of the spiral housing 2 leading to the outer edge of the front cover disc 1a is arranged directly adjacent to the first diameter D1 of the third inner side of the spiral housing 2 leading to the outer edge of the rear cover disc 1b is located directly adjacent, is in the range of 0.9 to 0.99. By the arrangement of the grooves 2a in conjunction with the structural design of the first diameter D1 and the second diameter D2, the disadvantageous gap current can be minimized such that an influence on the efficiency of the centrifugal pump can no longer be determined.

In 4 ist eine Kreiselpumpe im Querschnitt nach dem Stand der Technik dargestellt. Auch bei dieser Kreiselpumpe gelangt das zu fördernde Medium vom Eintritt E* des Spiralgehäuses 2* über den Strömungsraum S1*, S2* zum Austritt A* des Spiralgehäuses 2*. Das Laufrad 1* weist eine vordere Deckscheibe 1a* und eine hintere Deckscheibe 1d* auf. Bei dieser konstruktiven Ausgestaltung der Kreiselpumpe nach dem Stand der Technik kommt es im Betrieb zu einer nachteiligen Spaltströmung, die in Pfeilrichtung zum Eintritt E* des Spiralgehäuses 2* und anschließend erneut zum Laufrad 1* geleitet wird. Diese Spaltströmung ist deshalb von Nachteil, da sie den Wirkungsgrad der Kreiselpumpe herabsetzt.In 4 a centrifugal pump is shown in cross-section according to the prior art. Also in this centrifugal pump, the medium to be delivered passes from the inlet E * of the spiral housing 2 * via the flow space S1 *, S2 * to the outlet A * of the spiral housing 2 * , The impeller 1* has a front cover plate 1a * and a rear cover disk 1d * on. In this structural design of the centrifugal pump according to the prior art, it comes in operation to a disadvantageous gap flow in the direction of arrow to the inlet E * of the spiral housing 2 * and then again to the impeller 1* is directed. This gap flow is therefore disadvantageous because it reduces the efficiency of the centrifugal pump.

Claims (5)

Spiralgehäuse (2) für eine Kreiselpumpe, die ein Laufrad (1) mit vorderer Deckscheibe (1a) und hinterer Deckscheibe (1b), zwischen denen Schaufeln (3) für das zu fördernde Medium angeordnet sind, aufweist, bei dem an der ersten Innenseite, die zu der Außenfläche der vorderen Deckscheibe (1a) direkt benachbart angeordnet ist, 1 bis 5 Nuten (2a) angeordnet sind und das Verhältnis des zweiten Durchmessers D2 der zweiten Innenseite des Spiralgehäuses (2), die zu der Außenkante der vorderen Deckscheibe (1a) direkt benachbart angeordnet ist, zum ersten Durchmesser D1 der dritten Innenseite des Spiralgehäuses (2), die zu der Außenkante der hinteren Deckscheibe (1b) direkt benachbart angeordnet ist, im Bereich von 0,9 bis 0,99 liegt.Spiral housing ( 2 ) for a centrifugal pump, which is an impeller ( 1 ) with front cover disc ( 1a ) and rear cover plate ( 1b ) between which shovels ( 3 ) are arranged for the medium to be conveyed, in which at the first inner side, to the outer surface of the front cover plate ( 1a ) is directly adjacent, 1 to 5 grooves ( 2a ) are arranged and the ratio of the second diameter D2 of the second inner side of the spiral housing ( 2 ) leading to the outer edge of the front cover plate ( 1a ) is arranged directly adjacent to the first diameter D1 of the third inner side of the spiral housing ( 2 ) leading to the outer edge of the rear cover plate ( 1b ) is located directly adjacent, is in the range of 0.9 to 0.99. Spiralgehäuse (2) nach Anspruch 1, bei dem das Verhältnis der Nutbreite a zum Abstand b der Nuten (2a) voneinander im Bereich von 0,5 bis 2 liegt.Spiral housing ( 2 ) according to claim 1, wherein the ratio of the groove width a to the distance b of the grooves ( 2a ) is within the range of 0.5 to 2. Spiralgehäuse (2) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das Verhältnis des Abstands b der Nuten (2a) voneinander zur Nuttiefe c im Bereich von 0,5 bis 5 liegt.Spiral housing ( 2 ) according to claim 1 or claim 2, wherein the ratio of the distance b of the grooves ( 2a ) from each other to the groove depth c is in the range of 0.5 to 5. Spiralgehäuse (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die seitlichen Begrenzungen (2b) der Nuten (2a) parallel zur Längsachse des Spiralgehäuses (2) verlaufen.Spiral housing ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, in which the lateral boundaries ( 2 B ) of the grooves ( 2a ) parallel to the longitudinal axis of the spiral housing ( 2 ). Verwendung des Spiralgehäuses (2) als Gehäuse einer Kühlwasser-Kreiselpumpe in einem Kraftfahrzeug.Use of the spiral housing ( 2 ) as a housing of a cooling water centrifugal pump in a motor vehicle.
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