DE1528883A1 - Suction elbow for centrifugal pumps - Google Patents
Suction elbow for centrifugal pumpsInfo
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Description
ap/A 2736 ■ J.M. Voith GmbHap / A 2736 ■ J.M. Voith GmbH
Kennwort: "Irichtersaugkrümmer" Heidenheim/BrenzKeyword: "Irichtersaugkrümmer" Heidenheim / Brenz
Patentanmeldung F 15 28 883.2-15Patent application F 15 28 883.2-15
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Saugkrümmer für KreiselpumpenSuction elbow for centrifugal pumps
Die Erfindung betrifft einen Saugkrümmer für Kreiselpumpen mit durchgehender Laufradwelle und mit einem zu dieser vorzugsweise um etwa 90° geneigten Krümmerteil und einem in diesen übergehenden zur Laufradwelle konzentrischen Krümmerteil. The invention relates to a suction elbow for centrifugal pumps with a continuous impeller shaft and preferably with one of these 90 ° inclined elbow part and a concentric elbow part merging into this to the impeller shaft.
Angestrebtes Ziel bei der Ausbildung von Saugleitungen für Pumpen ist eine am Eintritt in das Laufrad möglichst gleichförmige Geschwindigkeitsverteilung der Strömung. Dabei sollen die örtlichen Geschwindigkeiten über den gesamten Eintrittsquerschnitt des Laufrades möglichst gleiche Größe und gleiche Richtung aufweisen, da jede Abweichung von der Rotations symmetrie der Beaufschlagung des Laufrades eine erhöhte Kavitationsgefahr und größere Energieverluste in der Arbeitsströmung zur Folge haben. . Desired goal in the formation of suction lines for Pumping is as uniform as possible at the inlet to the impeller Velocity distribution of the flow. This should the local velocities over the entire inlet cross-section of the impeller have the same size and direction as possible, since any deviation from the rotation symmetry of the loading of the impeller increased Risk of cavitation and greater energy losses in the working flow result. .
Bei gekrümmten Saugleitungen, d.h. bei SaugkrümiEern, bei denen die Zuströmung kurz vor dem Laufrad noch um einen gewissen Winkel - meist etwa 90° -umgelenkt werden muß, ist es besonders schwierig, dieses angestrebte Ziel einer über den Eintrittsquerschnitt des Laufrades örtlich und zeitlich gleichförmigen konstanten Geschwindigkeitsverteilung zu erreichen. Beim Durchströmen eines Saugkrümmers bekannter Bauweise ändert die Strömung nicht nur ihre Richtung, sondern auch ihre mittlere Geschwindigkeit, weil die zur Vermeidung großer Rohrreibungsverluste zulässige Höchstgeschwindigkeit in der Saugrohrleitung meist wesentlich kleiner als die erforderliche Eintrittsgeschwindigkeit ins Laufrad ist.With curved suction lines, i.e. with suction bends where the inflow shortly before the impeller by a certain amount Angle - usually about 90 ° - has to be deflected, it is particularly difficult to achieve this goal over the To achieve the inlet cross-section of the impeller spatially and temporally uniform constant speed distribution. When flowing through a suction bend of known construction, the flow not only changes its direction, but also its Medium speed, because the maximum speed in the suction pipe that is permitted to avoid large pipe friction losses is usually much smaller than the required speed of entry into the impeller.
1098237005310982370053
< ilr-i I IYi,e' .1 J ' 'τ1. 7 : '-Al-. 7 Nr : Satz 3 den Äntierung-üoe. ν 4. 9. I9fr> < ilr-i I IYi, e '.1 J''τ 1 . 7 : '-Al-. 7 no : sentence 3 den Äntierung-üoe. ν September 4, 19fr>
Die bekannten üblichen Saugkrümmer bewirken somit eine sehr ungleichförmige Zuströmung zum Laufrad (z.B. gemäß deutscher Patentschrift 608 451 oder Pfleiderer "Die Kreiselpumpen", 1955, Seite 453). Es ist bekannt, zur Terbesserung der Zustr.ömung vor dem Laufrad einen in den zur Laufradachse geneigten Krümmerteil hineinragenden, sich in Eichtung auf das Laufrad zu verjüngenden Trichter anzuordnen (Bücher "Pompy Wirowe" von Szeepan Lazarkiewicz und Adam Tadeusz Troskolanski, Warschau 1959, Seite 213, und "The Centrifuge Compressor Stage" von T.B, Ferguson, London 1963, Seite 112, Fig. 8.2.)· Mit einer solchen Ausbildung werden zwar bessere, aber noch keine befriedigenden Ergebnisse erzielt.The known customary suction elbows thus cause a very non-uniform flow to the impeller (for example according to German patent specification 608 451 or Pfleiderer "Die Kreiselpumpen", 1955, page 453). In order to improve the inflow in front of the impeller, it is known to arrange a funnel projecting into the elbow part inclined to the impeller axis and tapering in the direction of the impeller (books "Pompy Wirowe" by Szeepan Lazarkiewicz and Adam Tadeusz Troskolanski, Warsaw 1959, page 213, and "The Centrifuge Compressor Stage" by TB, Ferguson, London 1963, page 112, Fig. 8.2.) With such a training better, but not yet satisfactory results are achieved.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen im Vergleich zu den bekannten Saugkrümmern verbesserten Saugkrümmer zu schaffen, welcher zur Verringerung der Wirkungsgradeinbuße eine stabile und gleichförmige Zuströmung zum Laufrad bewirkt, deren Geschwindigkeiten über den gesamten Eintrittsquerschnitt des Laufrades praktisch gleiche Größe und gleiche Axialrichtung aufweisen.The invention is based on the object of providing a suction elbow which is improved in comparison with the known suction elbows create, which causes a stable and uniform flow to the impeller to reduce the loss of efficiency, their speeds over the entire inlet cross-section of the impeller practically the same size and the same axial direction exhibit.
Diese Aufgabe wird bei einem Saugkrümmer für Kreiselpumpen mit durchgehender Laufradwelle und mit einem zu dieser vorzugsweise um etwa 90° geneigten Krümmerteil mit seitlichen und von der Laufradwelle durchdrungenen vorderen und hinteren Wandungsteilen und einem in den geneigten Krümmerteil übergehenden, zur Laufradachse konzentrischen Krümmerteil, der einen in den geneigten Krümmerteil hineinragenden, sich in Sichtung auf das Laufrad verjüngenden Trichter aufweist, erfindungsgemäß durch die gemeinsame Anwendung der folgenden zum Teil an sich bekannten Merkmale gelöst, This task is performed with a suction elbow for centrifugal pumps continuous impeller shaft and with a bend part inclined to this preferably by about 90 ° with lateral and from the Impeller shaft penetrated front and rear wall parts and a merging into the inclined elbow part, to Impeller axis concentric elbow part, one in the inclined Elbow part protruding into it, looking at the Has impeller tapering funnel, according to the invention the common application of the following features, some of which are known per se, are solved,
a) die dem Trichter mit Abstand gegenüberliegenden seitlichen Wandungsteile treffen auf der dem Zulauf des Krümmers abgelegenen Trichterseite unter Bildung eines sich zumindest im Randbereich der großen Trichteröffnung bis an dessen Außenwandurig heranreichenden Sporns zusammen und begrenzen dabei je einen sich um einen Teil des Trichterumfanges erstreckenden Strömungskanal,a) the side opposite the funnel at a distance Wall parts meet on the funnel side remote from the inlet of the bend, forming at least one part Edge area of the large funnel opening up to its outer wall approaching spur together and thereby limit each one extending around a part of the funnel circumference Flow channel,
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b) auf der dem Zulauf des Krümmers abgewandten Seite der durchgehenden Laufradwelle ist eine den Sporn radial fortsetzende Rippe angeordnet, die bis an die durchgehende Laufradwelle bzw. deren Schutzhülse heranreicht und sich in den Trichter in axialer Richtung etwa bis zu dessen engster Stelle erstreckt,b) on the side facing away from the inlet of the manifold continuous impeller shaft is a radial spur arranged continuing rib that reaches up to the continuous impeller shaft or its protective sleeve and in the funnel in the axial direction about up to its narrowest point extends
c) der Trichterrand istwulstförmig verstärkt.c) the funnel edge is reinforced in the shape of a bead.
Die Strömung wird durch diese Krümmerausbildung praktisch in drei Teile geteilt, und zwar einen Teil, der aus dem zur Laufradachse geneigten Krümmerteil kommend unmittelbar in die Trichteröffnung strömt, und zwei andere Teile, die eine Außenumströmung des in den geneigten Krümmerteil hineinragenden Trichters bilden. Diese letzteren werden durch die Strömungskanäle um den Trichter herumgeführt und umströmen dabei den Trichterrand von außen nach innen. Es werden Wirbelbildungen und Vermischungsverluste der Teilströme vermieden. Mit einem derartig ausgebildeten Saugkrümmer erhält man - wie durch Versuche nachgewiesen wurde - in der Tat im Laufradeintrittsquerschnitt eine Strömung," deren Örtliche Geschwindigkeiten axial gerichtet, viel stabiler und weitergehend gleichförmig sind als bei den bekannten Krümmern,The flow is practically in through this elbow formation divided into three parts, namely one part that comes from the elbow part inclined to the impeller axis directly into the funnel opening flows, and two other parts that flow around the outside of the funnel protruding into the inclined elbow part form. These latter are through the flow channels around the Funnels led around and flow around the edge of the funnel from the outside to the inside. Eddy formation and mixing losses of the partial flows are avoided. With such a trained In the intake manifold - as has been proven by tests - there is indeed a flow in the impeller inlet cross-section, " whose local velocities are axially directed, a lot are more stable and more uniform than the known ones Bends,
Um die Gleichförmigkeit der Strömungsgeschwindigkeit um den Trichterrand noch weiter zu verbessern, sind vorzugsweise die Strömungskanäle spiralartig ausgebildet und deren Strömungsquerschnitte nehmen auf der dem Zulauf des Krümmers abgewandten Trichterseite in Strömungsrichtung ab. Dabei erfolgt in vorteilhafter Weise die Querschnittsabnahme der spiralartigen Strömungskanäle etwa proportional zu deren Umschlingungswinkel um den Trichter.To ensure the uniformity of the flow rate around the To improve the funnel edge even further, the flow channels are preferably formed in a spiral shape and their flow cross-sections take on those facing away from the inlet of the bend Funnel side in the direction of flow. It takes place in advantageous Convert the decrease in cross-section of the spiral flow channels approximately proportionally to their wrap angle the funnel.
Bei symmetrischer Ausbildung der Strömungskanäle ist es zweckmäßig, die Strömung schon vor der Laufradwelle bzw. vor deren Schutzhülse zu teilen, indem auf der dem Sporn radial gegenüberliegenden Seite der Laufradwelle bzw. deren Schutzhülse eine sieh in Richtung auf den Krümmerzulauf erstreckende Trennwand angeordnet wird.If the flow channels are symmetrical, it is advisable to to divide the flow in front of the impeller shaft or in front of its protective sleeve by placing the impeller shaft or its protective sleeve on the radially opposite side of the spur a bulkhead extending toward the manifold inlet is arranged.
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Allgemein sind die Strömungskanäle zueinander symmetrisch ausgebildet und die Rippen und/oder die Trennwand in der Mittelebene des Krümmers angeordnet.In general, the flow channels are designed symmetrically to one another and the ribs and / or the partition in the central plane of the manifold.
Wenn vor dem laufrad ein Drall erzeugt werden soll, z.B. .zur Erzielung eines besseren ICavitationsverhaltens, dann werden die Strömungskanäle zweckmäßigerweise in Bezug auf die Längsmittelebene des Saugkrümmers unsymmetrisch ausgebildet.If a swirl is to be generated in front of the impeller, e.g. for Achieving better ICavitation behavior, then become the flow channels are expediently designed asymmetrically with respect to the longitudinal center plane of the suction bend.
In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung konvergieren die Ebene der größten Trichteröffnung und die dieser gegenüberliegende Wandung des geneigten Krümmerteils im mittleren Meridianschnitt des Krümmers unter Bildung eines Winkels von bis 20°, vorzugsweise 12°, in Richtung auf den Sporn zu.In a preferred embodiment of the invention, the converge Level of the largest funnel opening and the opposite wall of the inclined elbow part in the central meridional section of the bend, forming an angle of up to 20 °, preferably 12 °, in the direction of the spur.
Durch Versuche wurde ferner ermittelt, daß optimale Strömungsverhältnisse dann erzielt werden, wenn die axiale Trichterlänge o,6 bis 1,0, vorzugsweise 0,8 mal so lang wie der kleinste Tricht-erdurchmesser ist und wenn ferner der Trichterrand wulstförmig verstärkt ist und die Abrundung des Randwulstes einen Radius von 0,05 bis 0,15» vorzugsweise 0,1 mal dem kleinsten Trichterdurchmesser beträgt. -Tests have also shown that optimum flow conditions are achieved when the axial funnel length 0.6 to 1.0, preferably 0.8 times as long as the smallest funnel diameter and if the funnel edge is also bead-shaped is reinforced and the rounding of the edge bead one Radius from 0.05 to 0.15 »preferably 0.1 times the smallest Funnel diameter. -
Die Erfindung ist an Hand "zweier Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:The invention is explained in more detail on the basis of two exemplary embodiments in the drawings.
Fig. 1 einen Schnitt durch die Längsmittelebene eines nach der Erfindung ausgebildeten Pumpensaugkrummers,Fig. 1 is a section through the longitudinal center plane of one designed according to the invention Pump suction elbow,
Pig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Pig. 1Pig. 2 shows a section along the line 2-2 the pig. 1
undand
Pig. 3 ausschnittsweise einen Schnitt ähnlich Pig. 2 einer abgewandelten Ausführung af ο rm des Krümmers.Pig. 3 a section similar to Pig. 2 of a modified version af ο rm of the elbow.
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:- ■■"·'. " , —5— : - ■■ "· '.", —5—
Der Saugkrümmer besteht aus einem zur Laufradachse 4 nahezu um 90° geneigten Krümmerfceil 5 und einem in diesen übergehenden zur laufradachse 4 konzentrischen Krümmerteil 6. Letzterer weist einen in den geneigten Krümmerteil 5 hineinragenden Trichter 7 auf,der sich in Richtung auf das laufrad verjüngt» Die.Mittelebene des Laufrades ist durch die strichpunktierte Linie 8 dargestellt. Die dem Trichter 7 mit Abstand •gegenüberliegenden seitlichen Wandungen 9 und 10 (Fig. 2) des Krümmerteils 5 treffen auf der dem Zulauf des Krümmers abgelegenen Seite des Trichters 7 unter Bildung eines Sporns 11 zusammen, der bis an den wulstförmig verstärkten Rand· 12 des Trichters 7 reicht und im Bereich des Trichters in form einer rippenartigen Spornverlängerung 13 bis an die äußere Triehterwendung vorgezogen ist. Die Wandungen 9 und 10begrenzen dabei sich um einen Teil des Trichterumfanges erstreckende Strömungskanäle 14 und 15» deren Querschnitte auf dar" dem Zulauf des Krümmers abgewandten Seite in Strömungsriehtung abnehmen, line bis an die WeIlenschutzhülse 16 reichende Hippe 17 bildet eine Fortsetzung des Sporns 11 und erstreckt sich innerhalb des Trichters 7 etwa bis zu dessen engster Stelle. Auf der der Rippe 17 radial gegenüberliegenden Seite der Wsllenschutzhülse 16 ist eine Zwischenwand 18 angeordnet» Yom Eintrittsquerschnitt 19 aus in Strömungsrichtung konvergieren äie der Trichteröffnung gegenüberliegende Wandung 20 (Fig. 1} ä&s Krümmerteils 5und die Ebene 21 der Trichteröffnung im «largestelIten mittleren Meridianschnitt des Krümmers unter Bildung eines Winkels 06- von etwa 5°. Die Länge L des Trichters 7 beträgt im vorliegenden Pail etwa das Q,8-fache seines kleinsten Durchmessers D und der Radius r des wulatförmigen Trichterranclea 12 etwa das 0,07-fache dieses Durchmessers D.The suction bend consists of a bend part 5 inclined by almost 90 ° to the impeller axis 4 and an elbow part 6 which merges into the impeller axis 4 and which is concentric with it The center plane of the impeller is shown by the dash-dotted line 8. The side walls 9 and 10 (FIG. 2) of the elbow part 5 , which are at a distance from the funnel 7, meet on the side of the funnel 7 remote from the inlet of the elbow to form a spur 11 which extends up to the bead-shaped reinforced edge 12 des Funnel 7 is enough and in the area of the funnel in the form of a rib-like spur extension 13 is pulled up to the outer turn of the Triehter. The walls 9 and 10 delimit flow channels 14 and 15 extending around part of the funnel circumference, the cross-sections of which decrease in flow direction on the side facing away from the inlet of the bend, line extending to the shaft protection sleeve 16 forms a continuation of the spur 11 and extends approximately up to its narrowest point. on the rib 17 radially opposite side of the Wsllenschutzhülse 16 a partition 18 is arranged »Yom inlet cross-section within the hopper 7 19 from converge in the flow direction of the funnel opening opposite wall AEIE 20 (Fig. 1} ä & s Krümmerteils 5and the plane 21 of the funnel opening in the largest-elIth mean meridional section of the bend forming an angle 06- of about 5 °. The length L of the funnel 7 in the present Pail is about Q.8 times its smallest diameter D and the radius r of the bulge-shaped one Funnelranclea 12 about 0.07 times this diameter D.
Anstatt der In Fig» 2 dargestellten symmetrischen Ausbildung der Strömunggksnäle 14und 15 können diese zur Erzielung eines Vordralles ίή. Bezug auf die Längsmittelebene 22 des Saugkrüm-Diörö aueh, URaymmetriech ausgebildet sein, wie es in Pig. 3 an Hand der Strömungskanäle 23 und 24 gezeigt ist. Die rippen-Instead of the symmetrical design of the flow channels 14 and 15 shown in FIG. With respect to the longitudinal center plane 22 of the Saugkrüm-Diörö aueh, URaymmetriech be designed, as in Pig. 3 is shown on the basis of the flow channels 23 and 24. Ribs-
10 9 8 2^3 / 0 0 5 3 ·/·10 9 8 2 ^ 3/0 0 5 3 · / ·
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
artige Spornverlängerung" 15? die in dieser Figur nicht sichtbar ist und die Rippe '17 verlaufen in diesem Falle vom Sporn Ί1 aus radial, zur laufradmittelachse -4 unterlike spur extension "15" which is not in this figure is visible and the rib '17 run in this case from the spur Ί1 radially, to the impeller center axis -4 below
einem Winkel zur-. Iiängsmittel@b©.ne 22» .at an angle. Iiängsmittel@bandte.ne 22 ».
"4'"4 '
Die in den figuren-1 und "2 -dargestellte- Zwischenwand 18 ist 'nicht .unbedingt-erforderlich.» Auf jeden fall entfällt sie bei . einer -unsymmetrischen. -Ausbildung der Strömungskanäle 23 und gemäß Fig, 3. ■. .The intermediate wall 18 shown in FIGS. 1 and 2 is 'not necessarily required." In any case, it is omitted. an asymmetrical one. -Design of the flow channels 23 and according to Fig, 3. ■. .
Anstatt des dargestellte» relativ" geraden Verlaufs' des Krümmertaila 5 kann dieser &ne ^latsgrünaen auch-vom Laufrad weg od'er sum leufrad Mn gBkxniwmt atisgaMldet aein? wie es" durch die strichpun-ktiertisn Jjiniea 25 bswo 26 in Fig. 1 angedeutet ist'« . . - . -Instead of the illustrated "relatively" straight course 'of the manifold tail 5, this & ne ^ latsgrünaen can also-away from the impeller or sum leufrad Mn gBkxniwmt atisgaMldet aa ? As it is indicated "by the dashed line jjiniea 25 or 26 in FIG. 1 '«. . -. -
Ein Krümmer nach der .Erfindung ist nicht nw? für Kreiselpumpen schlechthin anwendbars sondern kann in gleicher Weise vorteilhaft s.Β« für" Ifüftsi5" oder Pumpenturbinen'angewendet werden. Bei PuisipentuÄinen. koam©Ä fii® Vorteile- der Erfindung insbesondere im Pumpentsetsiieb au» fJ?rag@n0 abar auch, Im (Durbinenbetrieb bringt die erfindungsgemäße Ausbildung dee Krümmers sumindest keine Nachteile,' .'.-""A manifold according to the invention is not nw? absolutely applicable to centrifugal pumps s but can equally advantageous s.Β "for" Ifüftsi 5 "or Pumpenturbinen'angewendet. At PuisipentuÄinen. Koam © Ä fii® Advantages- the invention au especially in Pumpentsetsiieb »f J? rag @ n 0 abar also in (Durbinenbetrieb the inventive design brings dee manifold sumindest no disadvantages'.'.-""
Heidenheim' (Brens)» den '-8. JmIi 1966 JB/HKhHeidenheim ' (Brens) » the ' -8. JmIi 1966 JB / HKh
23/0-0-5 3 ■ 23 / 0-0-5 3 ■
BADBATH
Claims (9)
Strömungskanäle (14, 15) spiralartig ausgebildet sind und
deren Strömungsquerschnitt® auf der dem Zulauf (19) des Krümmers angewandten Triehi er saite in Strömungsriöhtung abnehmen. 2. Suction elbow after. Speech. 1 S characterized in that the
Flow channels (14, 15) are formed spirally and
whose flow cross-section on the Triehi applied to the inlet (19) of the elbow decrease in flow direction.
Abnahme der Strömungequer&ohnitte der Strömungskanäle (14, 19) etwa proportional zu deren Umsohlingungswinkeln um den !Trichter (7) erfolgt.3 · suction elbow according to claim 2, characterized in that the
The decrease in the cross-flow center of the flow channels (14, 19) is approximately proportional to their soling angles around the funnel (7).
sich in Richtung auf den Krümmerzulauf (19) erstreckende
!Trennwand (18) angeordnet i§t. .4. suction elbow according to one of claims 1 to 3 »characterized in that on the spur (11) radially opposite side of the impeller shaft or its protective sleeve (16) a
extending in the direction of the manifold inlet (19)
! Partition (18) arranged i§t. .
vor dem Laufrad die Strömungskanäle (23, 24) in Bezug auf
die Längsmittelebene (22) des Saugkrümmers unsymmetrisch ausgebildet sind.5. suction elbow according to one of claims 1 to 4, characterized in that for the purpose of generating a gate twist of the flow
in front of the impeller with respect to the flow channels (23, 24)
the longitudinal center plane (22) of the suction bend are asymmetrical.
die dieser gegenüberliegende Wandung (20) des geneigten Krümmerteils im mittleren Meridianschnitt des Krümmers unter Bildung eines Winkels von 5° bis 20°, vorzugsweise 12°, in Richtung auf den Sporn (11) zu konvergieren. 6. suction elbow according to one of claims 1 to 5 »characterized in that the plane (21) of the largest funnel opening and
the opposite wall (20) of the inclined elbow part in the central meridional section of the elbow, forming an angle of 5 ° to 20 °, preferably 12 °, converge in the direction of the spur (11).
ist.7. suction elbow according to one of claims 1 to 6, characterized in that the axial funnel length 0.6 to 1.0, preferably 0.8 times as long as the smallest funnel diameter
is.
(12) einen Radius von G,05 bis 0*15, vorzugsweise 0,1 mal dem kleinsten fricnterduronmesaer beträgt.8. SaugkröBimer according to one of claims 1 to 7, characterized in that the rounding of the (Drichterrandwulstee
(12) has a radius from G.05 to 0 * 15, preferably 0.1 times the smallest fricnterduron mesaer.
JB/SröHeidenheim, October 3rd, 1969
JB / Srö
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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