DE102011116904A1

DE102011116904A1 - Mehrstufige Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE102011116904A1
Application number: DE102011116904A
Authority: DE
Inventors: Thomas Müller; Holger Stahljans
Original assignee: Wilo SE
Current assignee: Wilo SE
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2013-04-25
Also published as: WO2013060395A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Kreiselpumpe mit einer pumpeneingangsseitig angeordneten Saugkammer zwischen dem Saugstutzen und dem Laufrad oder der ersten Pumpenstufe, wobei die dünnwandige Außenwand der Saugkammer aus Blech oder Kunststoff besteht, wobei innerhalb der Saugkammer ein Führungselement aus Metall oder Kunststoff angeordnet ist, das die aus dem Saugstutzen im Wesentlichen radial kommende Strömung zum Laufrad der ersten Pumpenstufe hin umlenkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Kreiselpumpe mit einer pumpeneingangsseitig angeordneten Saugkammer zwischen dem Saugstutzen und dem Laufrad oder der ersten Pumpenstufe, wobei die dünnwandige Außenwand der Saugkammer aus Blech oder Kunststoff besteht.
Um bei mehrstufigen Kreiselpumpen die Forderung eines hohen Wirkungsgrades und eines guten Saugverhaltens zu erfüllen, ist es unter anderem notwendig, im Pumpengehäuse die strömungsführenden Geometrien möglichst verlustarm zu gestalten und eine günstige Umlenkung der radial verlaufenden Strömung im Saugstutzen in axiale Richtung zum Laufrad anzustreben. Es ist bekannt, eine strömungsgünstig gestaltete Bauform durch ein Graugussgehäuse herzustellen.
Eine andere Anforderung an mehrstufige Kreiselpumpen ist häufig, dass die Ausführung sämtlicher medienberührender Teile aus rostfreiem Stahl ist. Da die Kosten eines Edelstahl-Gussgehäuses jedoch sehr hoch sind, werden Edelstahl-Pumpengehäuse mehrstufiger Pumpen häufig als Schweißkonstruktion mehrerer Blechumformteile ausgeführt, die wegen der im Vergleich zu Gussteilen geringeren Wandstärken und dem dadurch geringeren Gewicht preiswerter herzustellen sind. Nachteile von Blechgehäusen gegenüber Gussgehäusen sind das schlechtere Saugverhalten und die höheren Wirkungsgradverluste, da zugunsten der günstigen Fertigbarkeit auf eine strömungsoptimierte Gestaltung der Bauteile verzichtet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gehäuse zu schaffen, das die strömungsoptimierte Geometrie eines Gussgehäuses und die kostengünstige Herstellung eines Blechgehäuses aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass innerhalb der Saugkammer ein Führungselement aus Metall oder Kunststoff angeordnet ist, das die aus dem Saugstutzen im Wesentlichen radial kommende Strömung zum Laufrad der ersten Pumpenstufe hin umlenkt.
Ein solches Führungselement verringert zum einen die Verluste beim Einströmen in die Kammer und leitet zum anderen die Strömung in günstiger Weise vom Saugstutzen zum Laufrad, wobei Sekundärströmungen im Gehäuse je nach Ausführung ganz oder teilweise vermieden werden.
Eine optimale Strömungsführung wird erreicht, wenn das Führungselement ein Rohrkrümmer ist. Hierbei wird die Strömung besonders verlustarm zum Laufrad geführt, wenn der Rohrkrümmer im mittleren Bereich zwischen Rohranfang und Rohrende einen größeren Querschnitt aufweist als am Rohranfang und/oder Rohrende.
Eine vorteilhafte Variante besteht darin, dass das Führungselement eine gekrümmte Rinne mit halbkreisförmigem oder ovalem Querschnitt ist. Ferner ist von Vorteil, wenn der Rohrkrümmer oder die Rinne einen Krümmungswinkel von 90 Grad besitzt.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass das Führungselement mit einem Ende am Rohrstutzen und/oder an der Saugkammerwand befestigt ist, so dass ein sicherer Halt gegeben ist.
Eine weitere vorteilhafte, konstruktiv einfache Variante ist gegeben, wenn das Führungselement eine fische oder gebogene Leitfläche ist, die schräg zur, aus dem Saugstutzen austretenden, in die Saugkammer eintretenden Strömung angeordnet ist.
Herstellung, Strömungsführung und/oder Stabilität werden verbessert, wenn die Leitfläche Abkantungen und/oder eine Profilierung aufweist. Eine einfache vorteilhafte Befestigung ist gegeben, wenn das Führungselement durch Schweißen an der Saugkammerwand und/oder an der Außenwand des äußeren Ringraums und/oder an dem Saugstutzen befestigt ist.
Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 einen axialen Schnitt durch die untere Saugkammer einer mehrstufigen Kreiselpumpe mit einem vom Saugstutzen ausgehenden Rohrkrümmer als Führungselement,
2 eine perspektivische Ansicht des Rohrkrümmers,
3 eine Schrägansicht der Saugkammer von oben mit Rohrkrümmer,
4 die Saugkammer mit einem Rohrkrümmer als Führungselement mit im mittleren Bereich größerem Querschnitt,
5 einen Rohrkrümmer mit im mittleren Bereich größerem Querschnitt,
6 die Saugkammer mit einem Rohrkrümmer nach 5,
7 die Saugkammer mit einem gekrümmten rinnenförmigen Führungselement,
8 das rinnenförmige Führungselement,
9 eine Schrägansicht der Saugkammer mit rinnenförmigem Führungselement,
10 die Saugkammer mit einer flachen schräggestellten Leitfläche/Leitblech als Führungselement,
11 die flache Leitfläche bzw. das Leitblech,
12 eine Schrägansicht der Saugkammer mit flacher Leitfläche bzw. Leitblech.
In allen, in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen ist nur der untere Bereich einer mehrstufigen Kreiselpumpe mit der hohlzylindrischen, inneren, nach unten verschlossenen Saugkammer 1 (anfänglicher Sammelraum) dargestellt, die von einem hohlzylindrischen Außengehäuse 2 koaxial umgeben ist, das einen äußeren koaxialen Ringraum 3 bildet. Am Außengehäuse 2 ist ein Saugstutzen 4 und ein Druckstutzen 5 befestigt insbesondere angeformt, wobei entweder der Saugstutzen 4 den Ringraum 3 durchquert oder am oder im Saugstutzen ist ein rohrförmiges Führungselement 7 befestigt, das im ersten, in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel von einem dünnwandigen Rohrkrümmer 7a gebildet ist. Das radial von außen in die Saugkammer 1 eindringende Führungselement 7 ist als Rohrkrümmer 7a an seinem inneren Ende um 90 Grad zum Einlass 8 der ersten Pumpenstufe 9 hin abgebogen und führt die eingehende Strömung zur Einlassöffnung des nicht dargestellten Laufrades. Hierbei hat der Rohrkrümmer die Form des vierten Teiles eines hohlen Torus und damit den 90-Grad-Teil eines Torus.
Der Querschnitt D des Rohrkrümmers 7a ist entweder, wie in 1 bis 3 dargestellt, im Wesentlichen über seine Länge gleichbleibend oder ist, wie in 4 bis 6 gezeigt, im mittleren Bereich 10 größer als an beiden Enden. In diesem Fall stellt der Krümmer eine besonders strömungsgünstige Variante des Einbaus dar, bei der die Strömung durch gezielte Verzögerung und anschließend beschleunigte Umlenkung äußerst verlustarm zum Laufrad geführt wird.
Im Ausführungsbeispiel nach 7 bis 9 ist das Führungselement 7 von einer im Längsschnitt teilkreisförmigen, über 90 Grad verkrümmten Rinne 7b gebildet, mit einem halbkreisförmigen oder ovalen Querschnitt, wobei die offene Seite der Rinne dem Saugstutzen 4 und dem Einlass 8 der ersten Pumpenstufe 9 zugewandt ist.
Im Ausführungsbeispiel nach 10 bis 12 ist das Führungselement 7 von einer flachen Leitfläche 7c insbesondere einem flachen Leitblech gebildet, auf die die aus dem Saugstutzen 4 kommende Strömung auftrifft und zum Einlass 8 der ersten Pumpenstufe abgelenkt wird. Diese Leitfläche ist in nicht dargestellten Ausführungen gebogen, abgekantet und/oder profiliert.
Die Führungselemente 7a bis 7c und alle Wände der Saugkammer 1 sind dünnwandig mit einer Wandstärke von 1 bis 4 mm und bestehen aus Metall insbesondere aus Blech oder aus Kunststoff.

Claims

Mehrstufige Kreiselpumpe mit einer pumpeneingangsseitig angeordneten Saugkammer (1) zwischen dem Saugstutzen (4) und dem Laufrad oder der ersten Pumpenstufe (9), wobei die dünnwandige Außenwand der Saugkammer aus Blech oder Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Saugkammer (1) ein Führungselement (7, 7a, 7b, 7c) aus Metall oder Kunststoff angeordnet ist, das die aus dem Saugstutzen (4) im Wesentlichen radial kommende Strömung zum Laufrad der ersten Pumpenstufe hin umlenkt.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (7a) ein Rohrkrümmer ist.
Kreiselpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkrümmer (7a) im mittleren Bereich (10) zwischen Rohranfang und Rohrende einen größeren Querschnitt aufweist als am Rohranfang und/oder Rohrende.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement eine gekrümmte Rinne (7b) mit halbkreisförmigem oder ovalem Querschnitt ist.
Kreiselpumpe nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkrümmer (7a) oder die Rinne (7b) einen Krümmungswinkel von 90 Grad besitzt.
Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (7a, 7b) mit einem Ende am Rohrstutzen und/oder an der Saugkammerwand befestigt ist.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Führungselement eine flache oder gebogene Leitfläche (7c) ist, die schräg zur aus dem Saugstutzen (4) austretenden, in die Saugkammer (1) eintretenden Strömung angeordnet ist.
Kreiselpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfläche (7c) Abkantungen und/oder eine Profilierung aufweist.
Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (7a, 7b, 7c) durch Schweißen an der Saugkammerwand und/oder an der Außenwand des äußeren Ringraums (3) und/oder an dem Saugstutzen (4) befestigt ist.