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Die
Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine,
wobei eine an der Außenseite
eines Strömungsmaschinengehäuses an
Gehäuseöffnungen
angeschlossene Rohrleitung zwischen mindestens zwei und innerhalb
der Strömungsmaschine
befindlichen Orten eine fluidführende
Verbindung herstellt.
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Durch
die
US 3 999 882 ist
eine solche Strömungsmaschine
mit einem äußeren Leitungssystem bekannt.
Mit dessen Hilfe werden von einem Ort der Strömungsmaschine Fluidströme aus Dichtungsräumen und
Entlastungseinrichtungen zu einem anderen Ort innerhalb der Strömungsmaschine
geleitet. Ein zwischen diesen Orten bestehendes Druckgefälle ist
ursächlich
für einen
Fluidaustausch durch das Leitungssystem. Bei den für solche
Versorgungsleitungen oder Ausgleichsleitungen verwendeten Rohrleitungen
handelt es sich um vorgeformte Bauteile, die als gebogene Rohrleitungsteile
mit entsprechenden Flanschanschlüssen
versehen und an einem Gegenflansch eines Gehäuses dichtend angeschraubt
sind. Ebenso können
die Rohrleitungsteile auch mit Gewindeanschlüssen versehen sein, mit deren
Hilfe sie in entsprechende Gewindeabschnitte eines Gehäuses eingeschraubt
werden. Die Herstellung solcher Verschraubungen und auch deren Abdichtung
sowie das Biegen derartiger Rohrleitungen erfordert einen hohen
Aufwand. Bei anderen bekannten Lösungen,
deren Leitungen durch Löt-
oder Schweißverbindungen
miteinander gefügt
sind, entstehen zusätzliche
Nachteile durch Fertigungstoleranzen und Wärmebelastungen oder Wärmeausdehnungen.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, für eine Strömungsmaschine ein Leitungssystem
zu entwickeln, welches eine sichere Verbindung gewährleistet
und in einfacher Weise montiert werden kann. Die Lösung dieser
Aufgabe sieht vor, dass die Rohrleitung oder Rohrleitungsteile mittels
Steckverbindungen an oder in den Gehäuseöffnungen der Strömungsmaschine
dichtend befestigt ist. Damit kann in ein fachster Weise bei einer
Montage der Strömungsmaschine
durch einfache Steckverbindungen gleichzeitig eine solche Versorgungsleitung
mit am Gehäuse
befestigt werden. Aufwendige Flanschverbindungen, Verschraubungen
und deren Herstellung können
damit entfallen. Gleichzeitig wird in hohem Masse der Herstellungsaufwand
reduziert, da einfach zu bearbeitende Enden von Rohrleitungen oder
Rohrleitungsteilen die Herstellung einer dichten Steckverbindung
ermöglichen.
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Für diejenigen
Fälle,
in denen eine bisher aufwendig gekrümmte Sonderanfertigungen von Rohrleitungen
erforderlich war, sieht eine Ausgestaltung vor, dass eine ein- oder mehrteilige
Rohrleitung unter Zwischenschaltung von Formstücken mit den Gehäuseöffnungen
der Strömungsmaschine
verbunden ist. Dabei sind die Enden einer Rohrleitung oder Enden
von Rohrleitungsteilen als einzuführende Steckabschnitte ausgebildet
oder die Enden einer Rohrleitung oder Enden von Rohrleitungsteilen
sind als aufnehmende Steckanschlüsse
ausgebildet. Ebenso sind die mit den Enden zu verbindende Gehäuseöffnungen
oder Formstücke
als Steckanschlüsse
oder als Steckabschnitte gestaltbar. Auch ist es möglich, die
Formstücke
mit Steckabschnitten und/oder Steckanschlüssen zu versehen. Infolgedessen
ist für
die verschiedensten Gehäuseformen
von Strömungsmaschinen
ein leicht herstellbares Leitungssystem in einfachster Weise kostengünstig realisierbar.
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Nach
weiteren Ausgestaltungen sind solche Formstücke strömungsführend am Gehäuse befestigt
und/oder innerhalb einer mehrteiligen Rohrleitung angeordnet. In
den Formstücken
erfolgt eine Änderung
der Strömungsrichtung,
wodurch die Möglichkeit
zur Verwendung von Rohrteile einfacher geometrischer Form verwendet
werden können.
Dies können
geradlinige Rohrteile oder mit leicht zu erstellenden einfachen
Krümmungsradien
versehene Rohrteile sein, in einfachster Weise aus Halbfertigfabrikaten erstellt
werden können
und zwischen einer Gehäuseöffnung und
einem Formstück
und/oder zwischen den Formstücken
angeordnet sind. Eine solcherart erstellte, ein- oder mehrteilige
Rohrleitung wird mit den Formstücken
gleichzeitig in einer Einbaulage gesichert. Zusätzliche Halteelemente für die Rohrleitung
können
daher entfallen. Mit Hilfe von einigen wenigen verschiedenen Formstückbauarten,
die eine standarisierte Anordnung von Steckanschlüssen und/oder
Steckabschnitten nach Größe und Lage aufweisen,
ist in einfachster Weise eine Anpassung an unterschiedliche Einbausituationen
möglich.
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Die
als einzuführende
Steckabschnitte bezeichneten Enden einer Rohrleitung oder Enden
von Rohrleitungsteilen werden im allgemeinen Sprachgebrauch auch
als ein sogenanntes male Bauteile bezeichnet. Und ein damit zusammenwirkender,
aufnehmender Steckanschluss wird als ein female Bauteil bezeichnet.
Ob Steckabschnitt oder Steckanschluss an einem Bauteil angebracht
ist, ist in Abhängigkeit
von einer jeweiligen Einbausituation zu wählen. Die größten Durchströmquerschnitte
bei geringstem Materialeinsatz ergeben sich, wenn die Enden der
Rohrleitungsteile als einführbare
Steckanschlüsse
ausgebildet sind. Und die damit zusammen wirkenden Gehäuseöffnungen
oder Formstücke
sind dann als aufnehmende Steckanschlüsse ausgebildet.
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Ein
Ende einer Rohrleitung oder eines Rohrleitungsteiles ist also entweder
mit einem Außen- oder
einem Innendurchmesser in der Steckverbindung geführt und
gehalten. Lage und Anordnung der mittels Steckverbindung befestigten
Rohrleitung oder der Rohrleitungsteile ist so ausgewählt, das
infolge einer inneren Druckbelastung die Rohrleitung nicht aus ihrer
Einbaulage herausgedrückt
werden kann. Und mit den Anwendung findenden Formstücken ist die
Rohrleitung oder sind die Rohrleitungs- teile in der Einbaulage
gesichert gehalten.
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Nach
einer anderer Ausgestaltung ist ein Formstück mit einer Zentrierung am
Strömungsmaschinengehäuse geführt. Damit
kann eine spannungsfreie Montage der miteinander zu verbindenden
Rohrleitungsteile gewährleistet
werden. Ebenso ist es möglich,
dass auf ein Formstück
einwirkende Befestigungsmittel die Stirnseiten eines Rohrteiles dichtend
an das Formstück
und das Strömungsmaschinengehäuse anpressen.
Somit ist in einfachster Weise mit Hilfe der Befestigungsmittel
eine metallisch dichte Verbindung an den Stirnseiten eines Rohrleitungsteil
möglich.
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Für diejenigen
Anwendungsfälle,
bei denen innerhalb des Leitungssystems mit Temperaturschwankungen
zu rechnen ist, sieht eine andere Ausgestaltung vor, dass ein Wärmeausdehnungen
kompensierendes Spiel zwischen Formstück und einer gegenüberliegenden
Befestigungsfläche
und/oder zwischen Formstück
und einem davon gehaltenen Rohrteil angeordnet ist.
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An
den Steckabschnitten und/oder an den Steckanschlüssen angeordnete Dichtungsmittel
dienen der Abdichtung der Steckverbindung. Hierbei können übliche sowie
der jeweiligen Drucksituation entsprechende Dichtungsmittel Verwendung
finden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen die
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1 einen Schnitt durch eine
mehrstufige Strömungsmaschine
und die
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2–5 verschiedene
Detailansichten
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In
der 1 ist eine Strömungsmaschine dargestellt,
deren Strömungsmaschinengehäuse 1 Bestandteil
einer mehrstufigen Kreiselpumpe ist. Mit Hilfe einer äußeren Rohrleitung 2 erfolgt
eine Verbindung zwischen zwei Orten 3, 4, um zwischen
diesen Orten eine Druckbeeinflussung innerhalb des Strömungsmaschinengehäuses 1 zu
gewährleisten.
Der Ort 3 kann hierbei, wie dargestellt, der Druckraum
einer ersten Stufe sein. Ebenso kann aber auch nur eine Verbindung
mit dem Saugraum der ersten Stufe erfolgen. Der zweite Ort 4 stellt
hierbei einen Gleitringdichtungsraum dar, wobei eine darin angeordnete
Gleitringdichtung zur Abdichtung einer Welle 6 dient.
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Die
in der 1 dargestellten
Richtungspfeile dienen zur Darstellung der Strömungsrichtung innerhalb der
Strömungsmaschine.
Die hier gezeigte Rohrleitung 2 besteht aus den Rohrleitungsteilen 2.1, 2.2 und 2.3.
Die Enden des Rohrleitungsteiles 2.1 sind als einzuführende Steckabschnitte 7, 8 ausgebildet.
Der Steckabschnitt 7 ist hierbei in eine Gehäuseöffnung 9 eingeführt, die
als aufnehmender Steckanschluss 10 ausgebildet ist. Der
andere Steckabschnitt 8 des Rohrteiles 2.1 ist
in einem Steckanschluss 11 eines Formstückes 12 dichtend gehalten. Befestigungsmittel 13 verbinden
das Formstück 12 mit
einem als Flanschring 14 ausgebildeten Gehäuseteil.
Der Flanschring 14 weist eine Durchgangsbohrung 15 auf,
durch die hindurch das Rohrteil 2.1 geführt ist. Im Formstück 12 erfolgt
eine Strömungsumlenkung
um 90° und
in Achsrichtung der Welle 6. Analog dem Formstück 12 ist
am anderen Ende der Strömungsmaschine
am Strömungsgehäuse 1 ein weiteres
Formstück 12 befestigt.
Zwischen den beiden Formstücken 12 ist
ein Rohrteil 2.2 mit seinen Steckab schnitten 17, 18 in
Steckanschlüssen 16 der Formstücke 12 gehalten.
Und ein weiteres Rohrteil 2.3 der Rohrleitung 2,
welches in diesem Ausführungsbeispiel
identisch mit dem Rohrteil 2.1 ist, ist analog diesem am
Gehäuse 1 befestigt.
Die dargestellten Rohrteile 2.1–2.3 können auch
in einer Dimensionierung Anwendung finden. Dies wäre abhängig von
der jeweiligen Bauform des Strömungsgehäuses 1.
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Der
Ort 3 der Stufe 5 weist eine Öffnung 19 auf, die
im Gehäuse 1 eine
kommunizierende Verbindung mit dem Rohrteil 2.3 ermöglicht.
Dichtungsmittel 20, die als O-Ringe ausgebildet sein können, dienen
zur Abdichtung der Steckverbindungen.
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In
der 2, einer vergrößerten Darstellung der
Steckverbindung im Bereich der Gehäuseöffnung 9, ist die
Anordnung der Dichtungsmittel 20 gezeigt. Diese können in
der Wand des Steckanschlusses 10 angeordnet sein. Ebenso
ist es möglich,
sie in einer entsprechenden Nut auf dem Steckabschnitt 7 anzuordnen.
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In
der 3 ist eine andere
Ausbildung eines Formstückes 12 gezeigt.
Es verfügt über eine Zentrierung 21,
mit der es, wie dargestellt, im Flanschring 14 geführt ist.
Ebenso kann das Formstück 12 mit
seiner Zentrierung 21 auch direkt am Strömungsmaschinengehäuse 1 befestigt
sein. Die Zentrierung bewirkt eine sichere Führung von den Rohrteilen 2.1–2.3 und
vermeidet die Entstehung von eventuellen Montagefehlern. Weiterhin
ist ein Wärmeausdehnungen
kompensierendes Spiel 30 zwischen dem Formstück 12 und
einer gegenüberliegenden
Befestigungsfläche
und/oder zwischen dem Formstück 12 und
einem davon gehaltenen Rohrteil 2.1 angeordnet.
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In
der 4 ist ein auf einem
Rohrteil 2.1 abgestütztes
Formstück 12 gezeigt.
Durch die Befestigungsmittel 13 presst das Formstück 12 das
Rohrteil 2.1 dichtend in die Steckverbindung. Dabei liegen
die Stirnseiten 22, 23 des Rohrteiles 2.1 dichtend
an entsprechenden Anlageflächen 24 des
Strömungsmaschinengehäuses 1 oder
an Anlageflächen
des Formstückes 12 an.
Damit ist auch eine metallische Dichtung zwischen den aneinander
gepressten Flächen
möglich.
Ebenso ist die Anordnung von zusätzlichen
Dichtungsmitteln zwischen den Anlageflächen möglich.
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Die 5 zeigt eine Ausführungsform
mit einer geometrischen Umkehr der Steckverbindung gezeigt. Hierbei
sind die Enden der Rohrteile 2.1 und 2.2 als Steckan schlüsse 26, 27 ausgebildet,
in die an einem Formteil 12 befestigte Steckabschnitte 28, 29 eingeführt sind.
Selbstverständlich
können
die Steckabschnitte 28, 29 auch am Strömungsmaschinengehäuse 1 befestigt
sein. Ebenso sind entsprechende Kombinationen möglich, die in Abhängigkeit von
verwendeten Bauteilabmessungen miteinander kombinierbar sind. Eine
solche Ausführung
ist abhängig
von den örtlichen
Gegebenheiten einer Strömungsmaschine
sowie der mechanischen Belastbarkeit und Funktion einer solchen
Rohrleitung 2. Diese Art der Ausführung einer Steckverbindung
kann einseitig oder beidseitig angeordnet werden.