DE20305113U1 - Guiding device for circulating pump has region of rear casing section allocated to bladed extended section of impeller continuing in axially orientated inner annular passage-casing wall extending from impeller in axial direction - Google Patents
Guiding device for circulating pump has region of rear casing section allocated to bladed extended section of impeller continuing in axially orientated inner annular passage-casing wall extending from impeller in axial directionInfo
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Abstract
Description
110GM1A0110GM1A0
26.03.200326.03.2003
Die Neuerung betrifft eine Leitvorrichtung für ein in Blechbauweise ausgeführtes Gehäuse einer Kreiselpumpe, an das koaxial zur Pumpenachse ein Eintrittsstutzen und, dem Eintrittsstutzen gegenüberliegend, ein Befestigungsflansch angesetzt sind, wobei die als Ringkanal-Gehäuse ausgebildete Leitvorrichtung einen Druckstutzen aufweist und das Gehäuse ein Laufrad aufnimmt, welches von einer außerhalb des Gehäuses gelagerten, abgedichtet in dessen Innenraum hineingeführten Welle angetrieben wird, und das Gehäuse derart ausgeführt ist, dass ein den Eintrittsstutzen aufnehmendes vorderes Gehäuseteil und ein den Befestigungsflansch tragendes hinteres Gehäuseteil an die Außenkontur des Laufrades in dessen beschaufeltem Erstreckungsbereich jeweils unter Ausbildung eines weitgehend engen Ringspaltes angepasst und zwischen vorderem und hinterem Gehäuseteil ein das Laufrad umschließender, vom Ringkanal-Gehäuse berandeter Ringkanal angeordnet ist.The innovation relates to a guide device for a housing of a centrifugal pump made of sheet metal, to which an inlet nozzle and, opposite the inlet nozzle, a fastening flange are attached coaxially to the pump axis, wherein the guide device designed as an annular channel housing has a pressure nozzle and the housing accommodates an impeller which is driven by a shaft mounted outside the housing and guided in a sealed manner into its interior, and the housing is designed in such a way that a front housing part receiving the inlet nozzle and a rear housing part carrying the fastening flange are adapted to the outer contour of the impeller in its bladed extension area, each forming a largely narrow annular gap, and an annular channel enclosing the impeller and bordered by the annular channel housing is arranged between the front and rear housing parts.
Gehäuse für Kreiselpumpen in Blechbauweise treten zunehmend dort in Konkurrenz zu solchen mit gegossenen Gehäusen, wo das Preis-/Leistungsverhältnis einerseits und das Gewicht, die Porenfreiheit und die Oberflächengüte des gewalzten Ausgangsmaterials andererseits zu entscheidenden Auswahlkriterien für eine Kreiselpumpe werden. In Walzmaterial gefertigte Gehäusewandstärken sind lediglich vom Arbeitsdruck der Kreiselpumpe abhängig, während bei gegossenen Gehäusen aus technischen Gründen eine Mindestwandstärke nicht unterschritten werden darf, die in vielen Fällen im Hinblick auf die auftretende Beanspruchung überdimensioniert ist. Gussgehäuse gelten demgegenüber allgemein als formstabiler und damit funktionssicherer; ihre Formgebung ist hinlänglich bekannt (siehe beispielsweise DE 25 29 458 C2 oder Firmendruckschrift 5.046.1, Tuchenhagen, Kreiselpumpen, Baureihe VPB1 VPC, VPD ... L, Otto Tuchenhagen GmbH & Co. KG, D-21510 Buchen).Housings for centrifugal pumps made of sheet metal are increasingly competing with those with cast housings where the price/performance ratio on the one hand and the weight, the absence of pores and the surface quality of the rolled raw material on the other hand are becoming the decisive selection criteria for a centrifugal pump. Housing wall thicknesses made of rolled material depend only on the working pressure of the centrifugal pump, whereas with cast housings, for technical reasons, a minimum wall thickness must not be undercut, which in many cases is over-dimensioned in view of the stresses that occur. Cast housings, on the other hand, are generally considered to be more dimensionally stable and therefore more reliable; their shape is well known (see, for example, DE 25 29 458 C2 or company publication 5.046.1, Tuchenhagen, Kreiselpumpen, Baureihe VPB 1 VPC, VPD ... L, Otto Tuchenhagen GmbH & Co. KG, D-21510 Buchen).
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Der Wunsch nach einer kostengünstigen Kreiselpumpe führte verstärkt zum Bau von Gehäusen in Blechbauweise. Eine derartige Kreiselpumpe, die insbesondere im Nahrungsmittel- und Getränkebereich Einsatz findet und den hygienischen und reinigungstechnischen Erfordernissen in diesem Bereich gerecht wird, ist in der DE 195 34 258 C2 beschrieben. Das Gehäuse dieser Kreiselpumpe ist im Durchfluss leicht zu reinigen, es ist einerseits kostengünstig herzustellen und andererseits besitzt es eine ausreichende Stabilität und Funktionssicherheit, wobei bei Bedarf ein höchstmöglicher hydraulischer Wirkungsgrad realisiert ist. Die Vereinigung der vorgenannten unterschiedlichen Eigenschaften in einer Kreiselpumpe gelingt dadurch, dass das Gehäuse dreistückig ausgeführt ist, wodurch unter anderem die Anpassung eines vorderen und eines hinteren Gehäuseteiles an die Außenkontur des Laufrades in dessen beschaufeltem Erstreckungsbereich jeweils unter Ausbildung eines weitgehend engen Ringspaltes gegeben ist.The desire for a cost-effective centrifugal pump has led to an increase in the construction of housings made of sheet metal. A centrifugal pump of this type, which is used in particular in the food and beverage sector and meets the hygienic and cleaning requirements in this sector, is described in DE 195 34 258 C2. The housing of this centrifugal pump is easy to clean during flow, is inexpensive to manufacture and has sufficient stability and functional reliability, while achieving the highest possible hydraulic efficiency if required. The combination of the aforementioned different properties in a centrifugal pump is achieved by the housing being designed in three parts, which, among other things, allows a front and a rear housing part to be adapted to the outer contour of the impeller in its bladed extension area, each forming a largely narrow annular gap.
Bei dem Laufrad der bekannten Kreiselpumpe gemäß DE 195 34 258 C2 handelt es sich um ein sog. offenes Laufrad radialer Bauart. Dieses hat den Vorteil, dass die Schaufelkanäle, falls erforderlich, bearbeitet werden können (oft werden geschliffene oder polierte Oberflächen gefordert) und dass die Kanäle darüber hinaus zu Inspektionszwecken einsehbar sind. Des weiteren sind offene Laufräder gegenüber geschlossenen Laufrädern, die eine Deckscheibe aufweisen, leichter im Durchfluss zu reinigen. Der gute hydraulische Wirkungsgrad der bekannten Kreiselpumpe resultiert teilweise aus der Tatsache, dass das vordere und das hintere Gehäuseteil an die Außenkontur des offenen Laufrades mit jeweils engen Ringspalten angepasst sind. Darüber hinaus wird der Wirkungsgrad günstig beeinflusst durch die Leitvorrichtung, über die die beiden Gehäuseteile miteinander verbunden sind. Die hohe Formstabilität des dreistückigen Gehäuses ergibt sich unter anderem aus dessen spezieller Geometrie, dass nämlich das Gehäuseteil zwischen dem Eintrittsstutzen bzw. dem Befestigungsflansch und seiner jeweiligen Verbindung mit dem Ringkanal-Gehäuse jeweils aus drei kegelstumpfförmigen Mantelflächen zusammengesetzt ist und die Gehäuseteile gegensinnig formungleich oder gegensinnig formgleich ausgebildet sind.The impeller of the known centrifugal pump according to DE 195 34 258 C2 is a so-called open impeller of radial design. This has the advantage that the blade channels can be machined if necessary (ground or polished surfaces are often required) and that the channels can also be viewed for inspection purposes. Furthermore, open impellers are easier to clean in the flow than closed impellers that have a cover plate. The good hydraulic efficiency of the known centrifugal pump results in part from the fact that the front and rear housing sections are adapted to the outer contour of the open impeller with narrow annular gaps. In addition, the efficiency is positively influenced by the guide device that connects the two housing sections to one another. The high dimensional stability of the three-piece housing results, among other things, from its special geometry, namely that the housing part between the inlet nozzle or the mounting flange and its respective connection with the ring channel housing is composed of three truncated cone-shaped shell surfaces and the housing parts are designed to be oppositely unequal in shape or oppositely identical in shape.
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Das als Leitvorrichtung vorgesehene Ringkanal-Gehäuse kann ebenfalls in Blechbauweise ausgeführt werden, die hinsichtlich Form und Stabilität der üblichen strömungstechnisch günstigen und stabilen Gussform nachempfunden ist. Dabei lässt sich das vorgeschlagenen Ringkanal-Gehäuse über den gesamten Umfang des Laufrades ausbilden, und es kann ohne Schwierigkeit hinsichtlich seines Durchtrittsquerschnittes axial symmetrisch ausgebildet und weiterhin symmetrisch zum Austrittsquerschnitt des Laufrades angeordnet werden. Die dreistückige Ausgestaltung des Gehäuses gestattet dabei bei höheren Ansprüchen den Einbau eines wirkungsgradmäßig besonders günstigen spiralförmigen Ringkanals, eines sogenannten Spiralgehäuses; es kann jedoch auch lediglich ein schaufelloser Ringraum vorgesehen werden, der, über seinen gesamten Umfang gesehen, einen konstanten Durchtrittsquerschnitt aufweist. Das die beiden Gehäuseteile miteinander verbindende Ringkanal-Gehäuse wird in Blechbauweise oder auch als Gussteil ausgeführt.The ring channel housing intended as a guide device can also be made of sheet metal, which in terms of shape and stability is based on the usual aerodynamically favorable and stable cast mold. The proposed ring channel housing can be designed over the entire circumference of the impeller and it can be designed axially symmetrically with regard to its passage cross-section without difficulty and also arranged symmetrically to the outlet cross-section of the impeller. The three-part design of the housing allows the installation of a spiral ring channel, a so-called spiral housing, which is particularly favorable in terms of efficiency, for higher demands; however, it is also possible to provide just a bladeless annular space which, viewed over its entire circumference, has a constant passage cross-section. The ring channel housing connecting the two housing parts to one another is made of sheet metal or as a cast part.
Aus der dreistückigen Ausbildung des Gehäuses resultiert jedoch noch ein weiterer Vorteil, der bislang bei Kreiselpumpen nach dem Stand der Technik nicht gegeben war. So lässt sich eine Anpassung des Gehäuses an verschieden breite Laufräder durch Einbau axial unterschiedlich breiter Ringkanal-Gehäuse in die für alle Laufräder einheitlichen Gehäuseteile erreichen, ohne dass letztere eine Veränderung an ihren lösbaren Verbindungsstellen mit dem Ringkanal-Gehäuse erfahren. Damit ist bei unveränderter Geometrie des vorderen und des hinteren Gehäuseteils eine Veränderung der Fördermenge allein durch Variation des jeweils letzterer angepassten Ringkanal-Gehäuses in Verbindung mit dem zugeordneten Laufrad möglich.However, the three-part design of the housing results in another advantage that was previously not available in centrifugal pumps based on the state of the art. The housing can be adapted to impellers of different widths by installing annular channel housings of different axial widths in the housing parts that are the same for all impellers, without the latter undergoing any changes to their detachable connection points with the annular channel housing. This means that, with the geometry of the front and rear housing parts remaining unchanged, the flow rate can be changed simply by varying the annular channel housing adapted to the latter in conjunction with the associated impeller.
Die technischen und die strömungstechnischen Eigenschaften der bekannten Kreiselpumpe gemäß DE 195 34 258 C2 sind außerordentlich zufriedenstellend; Verbesserungen sind allenfalls in Teilbereichen und da auch nur noch in marginalen Größenordnungen möglich. Von Nachteil ist bei der bekannten Kreiselpumpe allenfalls die relativ aufwendige und damit kostenintensive dreistückige Gehäuse-The technical and fluidic properties of the known centrifugal pump according to DE 195 34 258 C2 are extremely satisfactory; improvements are only possible in some areas and even then only on a marginal scale. The disadvantage of the known centrifugal pump is the relatively complex and therefore costly three-piece housing
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form. Daher wird überall dort, wo geringe Wirkungsgradeinbußen einerseits hinnehmbar sind und andererseits die Kosten einer derartigen Kreiselpumpe eine entscheidende Rolle bei der Auswahl spielen, nach einer kostengünstigeren Lösung gesucht.
5Therefore, wherever small losses in efficiency are acceptable on the one hand and the costs of such a centrifugal pump play a decisive role in the selection on the other, a more cost-effective solution is sought.
5
Es ist Aufgabe der vorliegen Neuerung, das Gehäuse einer Kreiselpumpe der gattungsgemäßen Art in Verbindung mit einer als Ringkanal-Gehäuse ausgebildeten Leitvorrichtung derart zu vereinfachen, dass eine Kostenreduzierung gegenüber bekannten Gehäusegeometrien möglich ist, ohne dass die Möglichkeit, das Gehäuse in Blechbauweise auszuführen, verloren geht.The aim of the present innovation is to simplify the housing of a centrifugal pump of the generic type in conjunction with a guide device designed as an annular channel housing in such a way that a cost reduction is possible compared to known housing geometries without losing the possibility of constructing the housing in sheet metal construction.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Leitvorrichtung gemäß der Neuerung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the features in claim 1. Advantageous embodiments of the guide device according to the innovation are the subject of the subclaims.
Der entscheidende Ansatz zur Lösung der gestellten Aufgabe besteht dabei darin, unter der Voraussetzung der geforderten Blechbauweise ein den Ringkanal begrenzendes Ringkanal-Gehäuse nicht als eigenständiges Gehäusebauteil auszubilden, das dann zwangsläufig mit einem vorderen und einem hinteren Gehäuseteil verbunden werden muss, sondern es in das hintere Gehäuseteil zu integrieren. Dies gelingt dadurch, dass sich der an den beschaufelten Erstreckungsbereich des Laufrades angepasste Bereich des hinteren Gehäuseteils in einer hauptsächlich axial orientierten, vom Laufrad in axialer Richtung fortstrebenden, die Pumpenachse umschließenden inneren Ringkanal-Gehäusewand und anschließend in einer radial orientierten, von der Pumpenachse sich in radialer Richtung entfernenden ersten radialen Ringfläche fortsetzt, und dass sich der an den beschaufelten Erstreckungsbereich des Laufrades angepasste Bereich des vorderen Gehäuseteils nach einem Übergangsbereich in einer hauptsächlich axial orientierten, die Pumpenachse umschließenden äußeren Ringkanal-Gehäusewand fortsetzt, wobei letztere mit einem Abschnitt der ersten radialen Ringfläche abgedichtet zusammengeführt ist.The key approach to solving the problem is, given the required sheet metal construction, to design an annular channel housing that delimits the annular channel not as a separate housing component, which then inevitably has to be connected to a front and a rear housing part, but to integrate it into the rear housing part. This is achieved by the area of the rear housing part adapted to the bladed extension area of the impeller continuing in a mainly axially oriented inner annular channel housing wall that extends away from the impeller in the axial direction and encloses the pump axis and then in a radially oriented first radial annular surface that moves away from the pump axis in the radial direction, and that the area of the front housing part adapted to the bladed extension area of the impeller continuing after a transition area in a mainly axially oriented outer annular channel housing wall that encloses the pump axis, the latter being joined in a sealed manner to a section of the first radial annular surface.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Leitvorrichtung sieht vor, diese in Form eines spiralförmigen Ringkanals auszubilden. Ein sich stetig erweiternder Durchtrittsquerschnitt des spiralförmigen Ringkanals, mit dem bestmögliche Wirkungsgrade erzielt werden können, wird dabei in seinem äußeren Begrenzungsbereich durch eine äußere Ringkanal-Gehäusewand begrenzt, die die Pumpenachse konzentrisch und mit konstantem Krümmungsradius, somit kreisförmig, umschließt. Die durch den spiralförmigen Verlauf erforderliche Querschnittsveränderung erfolgt durch eine innere Ringkanal-Gehäusewand, die in erforderlicher Weise einen veränderlichen örtlichen Krümmungsradius besitzt. Die äußere Ringkanal-Gehäusewand wird dabei durch das vordere Gehäuseteil und die innere Ringkanal-Gehäusewand wird durch das hintere Gehäuseteil gebildet. Damit liegen die gesamten Anforderungen an die Geometrie im hinteren Gehäuseteil, so weit sie die Ausgestaltung des sich stetig verändernden Durchtrittsquerschnittes des spiralförmigen Ringkanals betreffen.An advantageous design of the guide device provides for it to be designed in the form of a spiral-shaped ring channel. A continuously expanding passage cross-section of the spiral-shaped ring channel, with which the best possible efficiency can be achieved, is limited in its outer boundary area by an outer ring channel housing wall, which encloses the pump axis concentrically and with a constant radius of curvature, thus in a circle. The cross-sectional change required by the spiral course is carried out by an inner ring channel housing wall, which has a variable local radius of curvature as required. The outer ring channel housing wall is formed by the front housing part and the inner ring channel housing wall is formed by the rear housing part. All the requirements for the geometry are therefore in the rear housing part, as far as they relate to the design of the continuously changing passage cross-section of the spiral ring channel.
Um einerseits die Blechbauweise des hinteren Gehäuseteils herstellungsmäßig zu begünstigen und andererseits die Möglichkeit zu schaffen, das vordere und hintere Gehäuseteil leicht an unterschiedliche Laufradbreiten anzupassen, wie dies beispielsweise bei der bekannten Kreiselpumpe gemäß DE 195 34 258 C2 möglich ist, wird durch den neuerungsgemäßen Vorschlag der Durchtrittsquerschnitt des Ringkanals asymmetrisch zum Austrittsquerschnitt des Laufrades angeordnet, und zwar schließt sich der jeweilige Durchtrittsquerschnitt seitlich an den mit konstantem Durchtrittsquerschnitt versehenen schaufellosen Ringraum an, der den Laufradaustrittsquerschnitt außenseits umgibt.In order to facilitate the manufacturing of the sheet metal construction of the rear housing part on the one hand and to create the possibility of easily adapting the front and rear housing parts to different impeller widths on the other hand, as is possible for example with the known centrifugal pump according to DE 195 34 258 C2, the new proposal arranges the passage cross-section of the annular channel asymmetrically to the outlet cross-section of the impeller, and the respective passage cross-section adjoins the side of the vaneless annular space with a constant passage cross-section, which surrounds the impeller outlet cross-section on the outside.
Bei einer Verbreiterung des Laufrades mit dem Ziel, den Förderstrom der Kreiselpumpe bei sonst gleicher Baugeometrie zu vergrößern, wird der axiale Erstreckungsbereich der äußeren Ringkanal-Gehäusewand, d.h. die axiale Erstreckung des vorderen Gehäuseteils, lediglich vergrößert. Im gleichen Maße wird, ohne die radialen Abmessungen der inneren Ringkanal-Gehäusewand zu verändern, deren axiale Erstreckung verlängert. Der Verbindungsbereich der beiden GehäuseteileWhen the impeller is widened with the aim of increasing the flow rate of the centrifugal pump while maintaining the same structural geometry, the axial extension area of the outer ring channel housing wall, i.e. the axial extension of the front housing part, is only increased. The axial extension of the inner ring channel housing wall is extended to the same extent without changing the radial dimensions of the inner ring channel housing wall. The connection area of the two housing parts
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einerseits und die Geometrie der Kreiselpumpe, radial gesehen, innenseits vom Ringkanal bleiben dabei weitestgehend unverändert.on the one hand and the geometry of the centrifugal pump, seen radially, inside the annular channel remain largely unchanged.
Die Abdichtung der beiden Gehäuseteile miteinander im Außenbereich des Ringkanals gestaltet sich besonders hygienisch und reinigungsfreundlich, wenn in der ersten radialen Ringfläche eine Dichtungsnut vorgesehen ist, in der eine Gehäusedichtung angeordnet ist, die sich in einen zum Ringkanal gerichteten Ringspalt zwischen der äußeren Ringkanal-Gehäusewand und der ersten radialen Ringfläche auswulstet und weitgehend bündig mit der Innenraumkontur des Ringkanals abschließt.The sealing of the two housing parts with one another in the outer area of the ring channel is particularly hygienic and easy to clean if a sealing groove is provided in the first radial ring surface in which a housing seal is arranged, which bulges out into an annular gap directed towards the ring channel between the outer ring channel housing wall and the first radial ring surface and is largely flush with the interior contour of the ring channel.
Die relativ einfache Geometrie des vorderen und des hinteren Gehäuseteils im Bereich der Außenkontur des Laufrades ermöglicht es, die beiden Gehäuseteile mit relativ engen Ringspalten an das Laufrad anzupassen, wodurch der Wirkungsgrad günstig beeinflusst wird. Dabei erlaubt die Gehäusegeometrie zum einen ohne weiteres die Anordnung eines geschlossenen Laufrades im Gehäuse ohne nennenswerte Spaltverluste und Totraumbildung, zum andern ist ohne weitere Verengung der Ringspalte und der Gehäuseform die Anordnung eines Laufrades radialer oder halbaxialer Bauart mit vom Eintritts- zum Austrittsbereich jeweils zu einer Laufradseite offenen Schaufelkanälen möglich. Des weiteren ist aber auch die Anordnung eines Laufrades radialer oder halbaxialer Bauart mit einer geradzahligen Anzahl &eegr; Schaufeln gegeben, wobei der einzelne Schaufelkanal zwischen den ihn jeweils begrenzenden Schaufeln entweder von einem Deckscheiben- oder von einem Rückflächensegment berandet ist und, in Umfangsrichtung betrachtet, Deckscheiben- und Rückflächensegment im jeweiligen Wechsel aufeinander folgen (WO 99/39105). The relatively simple geometry of the front and rear housing parts in the area of the outer contour of the impeller makes it possible to adapt the two housing parts to the impeller with relatively narrow annular gaps, which has a positive effect on the efficiency. On the one hand, the housing geometry easily allows the arrangement of a closed impeller in the housing without significant gap losses and dead space formation, and on the other hand, the arrangement of an impeller of radial or semi-axial design with blade channels open to one side of the impeller from the inlet to the outlet area is possible without further narrowing the annular gaps and the housing shape. Furthermore, the arrangement of an impeller of radial or semi-axial design with an even number of η blades is also possible, whereby the individual blade channel is bordered between the blades that delimit it by either a cover disk or a rear surface segment and, viewed in the circumferential direction, the cover disk and rear surface segments follow one another in alternation (WO 99/39105).
Der Anschluss des Druckstutzens an das vordere Gehäuseteil gestaltet sich sowohl bei einem Ringkanal mit konstantem Durchtrittsquerschnitt als auch bei dem spiralförmigen Ringkanal relativ problemlos. Die kritischeren Anschlussbedingungen liegen bei dem spiralförmigen Ringkanal vor. Hier ist der Druckstutzen tangential an die äußere Ringkanal-Gehäusewand angeschlossen und die innere Ring-The connection of the pressure nozzle to the front housing part is relatively easy both with a ring channel with a constant passage cross-section and with the spiral ring channel. The more critical connection conditions apply with the spiral ring channel. Here the pressure nozzle is connected tangentially to the outer ring channel housing wall and the inner ring
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kanal-Gehäusewand ist im Anschlussbereich des Druckstutzens derart geformt, dass der notwendige Anschlussquerschnitt zwischen äußerer und innerer Ringkanal-Gehäusewand sichergestellt ist. Dies gelingt dadurch, dass im Anschlussbereich des Druckstutzens die innere Ringkanal-Gehäusewand ebenflächig ausgeformt ist, wobei sich diese ebene Wandfläche tangential an die innere Ringkanal-Gehäusewand im Bereich des größten Durchtrittsquerschnittes des spiralförmigen Ringkanals anschließt. An ihrem anderen Ende ist die ebene Wandfläche mit einer gekrümmten Fläche an die innere Ringkanal-Gehäusewand im Bereich des engsten Durchtrittsquerschnittes des spiralförmigen Ringkanals angepasst.The channel housing wall is shaped in the connection area of the pressure nozzle in such a way that the necessary connection cross-section between the outer and inner ring channel housing wall is ensured. This is achieved by the fact that the inner ring channel housing wall is formed flat in the connection area of the pressure nozzle, with this flat wall surface connecting tangentially to the inner ring channel housing wall in the area of the largest passage cross-section of the spiral ring channel. At its other end, the flat wall surface is adapted with a curved surface to the inner ring channel housing wall in the area of the narrowest passage cross-section of the spiral ring channel.
Der im hinteren Gehäuseteil neuerungsgemäß integrierte Ringkanal bietet jedoch im Rahmen der Gesamtanordnung noch weitere Vorteile. Die Möglichkeit, das vordere Gehäuseteil allein zu demontieren, ist durch die vorgeschlagene Lösung gegeben, so dass ein unmittelbarer Zugang zum Laufrad erhalten bleibt, ohne den mit dem hinteren Gehäuseteil über einen Befestigungsflansch verbundenen Antriebsmotor zu versetzen. Die Möglichkeit, das Laufrad einschließlich Welle und Antriebsmotor vom übrigen Gehäuse zu trennen, ohne die Saug- und Druckleitung vom Gehäuse demontieren zu müssen, bleibt durch die vorgeschlagene Lösung gleichfalls erhalten. Diese Prozessbauweise wird durch die Anordnung des Druck-Stutzens an der äußeren Ringkanal-Gehäusewand sichergestellt.However, the ring channel integrated into the rear housing section as part of the new design offers further advantages within the overall arrangement. The proposed solution makes it possible to dismantle the front housing section alone, so that direct access to the impeller is retained without moving the drive motor connected to the rear housing section via a mounting flange. The proposed solution also makes it possible to separate the impeller including the shaft and drive motor from the rest of the housing without having to dismantle the suction and pressure lines from the housing. This process design is ensured by arranging the pressure connection on the outer ring channel housing wall.
Ein Ausführungsbeispiel der Leitvorrichtung für ein in Blechbauweise ausgeführtes Gehäuse einer Kreiselpumpe gemäß der Neuerung, bei der die Leitvorrichtung einen spiralförmigen Ringkanal begrenzt, ist in den Figuren der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigenAn embodiment of the guide device for a housing of a centrifugal pump made of sheet metal according to the innovation, in which the guide device delimits a spiral-shaped annular channel, is shown in the figures of the drawing and is described below. They show
Figur 1 in perspektivischer Darstellung eine Kreiselpumpe gemäß der Neuerung in Verbindung mit einem Antriebsmotor; 30 Figure 1 shows a perspective view of a centrifugal pump according to the innovation in connection with a drive motor; 30
Figur 2 einen Meridianschnitt durch die Kreiselpumpe gemäß Figur 1, resultierend aus einem in Figur 1 mit A-A gekennzeichneten und durch die Figure 2 shows a meridian section through the centrifugal pump according to Figure 1, resulting from a section marked AA in Figure 1 and defined by the
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Pumpenachse waagerecht verlaufenden Schnittverlauf, wobei die Leitvorrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform als spiralförmiger Ringkanal ausgebildet ist undPump axis horizontally extending cutting path, wherein the guide device according to an advantageous embodiment is designed as a spiral ring channel and
Figur 3 einen Querschnitt durch die Kreiselpumpe gemäß Figur 1, wobei der Schnittverlauf in Figur 1 mit B-B gekennzeichnet ist, die Schnittebene senkrecht von der Pumpenachse durchdrungen wird, die Innenteile der Kreiselpumpe entfernt wurden und lediglich das vordere und das hintere Gehäuseteil im in Frage kommenden Bereich dargestellt sind. 10 Figure 3 shows a cross-section through the centrifugal pump according to Figure 1 , wherein the section line in Figure 1 is marked with BB, the section plane is penetrated perpendicularly by the pump axis, the internal parts of the centrifugal pump have been removed and only the front and rear housing parts are shown in the relevant area. 10
BEZUGSZEICHENLISTE DER VERWENDETEN ABKÜRZUNGEN LIST OF REFERENCE SYMBOLS OF THE ABBREVIATIONS USED
Ein aus einem vorderen und einem hinteren Gehäuseteil 2, 3 bestehendes Gehäuse 1 einer Kreiselpumpe ist über einen Befestigungsflansch 10 fliegend an einem Motor 8 befestigt (Figur 1). An das vordere Gehäuseteil 2 sind, in Richtung der Pumpenachse gesehen, ein Eintrittsstutzen 5 und, umfangsseits tangential ausmündend, ein Druckstutzen 6 angeschlossen, der über eine konische Erweiterung 6a in einem Anschlussstutzen 6b endet.A housing 1 of a centrifugal pump consisting of a front and a rear housing part 2, 3 is fixed to a motor 8 via a fastening flange 10 (Figure 1). An inlet nozzle 5 and a pressure nozzle 6, which opens out tangentially on the circumference, are connected to the front housing part 2, viewed in the direction of the pump axis, and which ends in a connection nozzle 6b via a conical extension 6a.
Aus dem in Figur 1 mit A-A gekennzeichneten Schnittverlauf resultiert der Meridianschnitt gemäß Figur 2. Das vordere und das hintere Gehäuseteil 2, 3 sind in ihrem radialen Erstreckungsbereich mit jeweils engem Ringspalt an ein auf einer Welle 11 befestigtes Laufrad 7 angepasst. An den ringförmig umlaufenden Lauf radaustrittsquerschnitt schließt sich außenseits ein schaufelloser Ringraum 4a an, der in radialer Richtung zunächst beiderseits von dem vorderen und dem hinteren Gehäuseteil 2, 3 ein Stück begrenzt ist und anschließend außenseits von einer Übergangsfläche 2d des vorderen Gehäuseteils 2 berandet ist. Diese Übergangsfläche 2d setzt sich anschließend in einer äußeren Ringkanal-Gehäusewand 2a fort, wobei diese die Form eines Zylindermantels aufweist, d.h. einen konstanten Krümmungsradius R3 besitzt. Das hintere Gehäuseteil 3 ist im Bereich des Laufra-The meridional section according to Figure 2 results from the section marked AA in Figure 1. The front and rear housing parts 2, 3 are adapted in their radial extension area with a narrow annular gap to an impeller 7 attached to a shaft 11. The ring-shaped impeller outlet cross-section is adjoined on the outside by a bladeless annular space 4a, which is initially delimited in the radial direction on both sides by the front and rear housing parts 2, 3 and is then bordered on the outside by a transition surface 2d of the front housing part 2. This transition surface 2d then continues in an outer annular channel housing wall 2a, which has the shape of a cylinder jacket, ie has a constant radius of curvature R 3. The rear housing part 3 is in the area of the impeller
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des 7 als radial sich erstreckende Scheibe ausgebildet. Im Außenbereich dieser Scheibe schließt sich eine hauptsächlich axial orientierte, vom Laufrad 7 in axialer Richtung fortstrebende, die Pumpenachse umschließende innere Ringkanal-Gehäusewand 3a an, deren örtlicher Krümmungsradius &eegr; zur Realisierung des spiralförmigen Verlaufs über den Umfang veränderlich ist. Die äußere und die innere Ringkanal-Gehäusewand 2a, 3a bilden somit zwischen sich den sich stetig verändernden Durchtrittsquerschnitt eines spiralförmigen Ringkanals 4* aus. Gleichwohl ist mit der vorgeschlagenen Lösung auch ein Ringkanal 4 mit einem über den Umfang konstanten Durchtrittsquerschnitt realisierbar. Der (spiralförmige) Ringkanal (4*), 4 schließt sich seitlich an den schaufellosen Ringraum 4a an und besitzt eine den Volumenstromverhältnissen der jeweiligen Kreiselpumpe angepasste axiale Erstreckung. Die axiale Tiefe, die über den Umfang des Ringkanals 4, 4* konstant ist, ist in Figur 2 mit B gekennzeichnet.of the 7 is designed as a radially extending disk. In the outer region of this disk there is a mainly axially oriented inner ring channel housing wall 3a which extends away from the impeller 7 in the axial direction and encloses the pump axis, the local radius of curvature η of which can be changed over the circumference to realize the spiral course. The outer and inner ring channel housing walls 2a, 3a thus form between themselves the constantly changing passage cross-section of a spiral ring channel 4*. Nevertheless, with the proposed solution, a ring channel 4 with a passage cross-section that is constant over the circumference can also be realized. The (spiral) ring channel (4*), 4 is laterally connected to the bladeless ring space 4a and has an axial extension adapted to the volume flow conditions of the respective centrifugal pump. The axial depth, which is constant over the circumference of the annular channel 4, 4*, is marked with B in Figure 2 .
Figur 3 zeigt, wie sich der spiralförmige Ringkanal 4*, über den Umfang gesehen, stetig erweitert. Beginnend an der hintersten Durchdringungsstelle des Druckstutzens 6 mit dem vorderen Gehäuseteil 2, und zwar in Drehrichtung &eegr; gesehen, nimmt der Durchtrittsquerschnitt des spiralförmigen Ringkanals 4* von einem Minimumquerschnitt an stetig zu, bis zu einer Stelle, wo in Figur 3 die waagerechte Mittellinie eine Senkrechte mit einer Parallele zur Längsachse des Druckstutzens 6 bildet. Bis zu dieser Stelle ist die innere Ringkanal-Gehäusewand 3a stetig gekrümmt (Endpunkt/Anschlusspunkt P). Im Anschluss an den Endpunkt P schließt sich ein ebener Wandbereich 3b an, der im Bereich des spiralförmigen Ringkanals 4* einen Durchtrittsquerschnitt sicherstellt, der mindestens dem Durchtrittsquerschnitt des Druckstutzens 6 entspricht. Man erkennt, dass der ebene Wandbereich 3b eine gegenüber der Tangente im Endpunkt P radial nach innen gerichtete Neigung &bgr; besitzt und dass dieser ebene Wandbereich 3b einen durch einen Austrittswinkel &agr; definierten Umfangsbereich an der inneren Ringkanal-Gehäusewand 3a überbrückt. Dieser auf die Pumpenachse und die Umfangsrichtung bezogene Austrittswinkel &agr; ergibt sich aus dem Durchdringungsbereich des Druckstutzens 6 mit der äußeren Ringkanal-Gehäusewand 2a. Der Endbereich des ebenen Wandbereichs 3b geht, in Drehrichtung &eegr; gesehen, mit einem Abrundungsradius k in die Figure 3 shows how the spiral ring channel 4* expands continuously over its circumference. Starting at the rearmost point where the pressure nozzle 6 penetrates the front housing part 2, viewed in the direction of rotation η, the cross-section of the spiral ring channel 4* increases continuously from a minimum cross-section up to a point where the horizontal center line in Figure 3 forms a perpendicular parallel to the longitudinal axis of the pressure nozzle 6. Up to this point, the inner ring channel housing wall 3a is continuously curved (end point/connection point P). Following the end point P there is a flat wall region 3b which ensures a cross-section in the region of the spiral ring channel 4* which corresponds at least to the cross-section of the pressure nozzle 6. It can be seen that the flat wall region 3b has an inclination β which is directed radially inwards relative to the tangent at the end point P. and that this flat wall area 3b bridges a circumferential area defined by an exit angle α on the inner ring channel housing wall 3a. This exit angle α, which is related to the pump axis and the circumferential direction, results from the penetration area of the pressure nozzle 6 with the outer ring channel housing wall 2a. The end area of the flat wall area 3b, seen in the direction of rotation η, goes into the
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innere Ringkanal-Gehäusewand 3a über. Dieser Übergangsbereich ist mit Q gekennzeichnet. Der Längenabstand zwischen dem Endpunkt P und dem Übergangsbereich Q wird derart bemessen, dass dort auf der gesamten Länge einerseits der minimal erforderliche Durchtrittsquerschnitt des Druckstutzens 6 und andererseits insgesamt noch eine hinreichende Umfangslänge des spiralförmigen Ringkanals 4* sichergestellt sind. Da in der Regel der ebene Wandbereich 3b im Bereich P-Q nicht längenmäßig so dimensioniert werden kann, dass der Nenndurchtrittsquerschnitt eines Anschlussstutzens 6b erreicht wird, ist ein konischer Übergang 6a zwischen dem zylindrischen Druckstutzen 6 und dem Anschlussstutzen 6b für den Anschluss einer nicht dargestellten Druckleitung erforderlich. Alternativ hierzu wird auch eine Lösung vorgeschlagen, bei der der konische Übergang 6a am Anschlussstutzen 6b beginnt und bis in den Durchdringungsbereich mit der äußeren Ringkanal-Gehäusewand 2a reicht.inner ring channel housing wall 3a. This transition area is marked with Q. The length distance between the end point P and the transition area Q is dimensioned in such a way that on the one hand the minimum required passage cross section of the pressure nozzle 6 and on the other hand a sufficient circumferential length of the spiral ring channel 4* are ensured over the entire length. Since the flat wall area 3b in the area P-Q cannot usually be dimensioned in such a way that the nominal passage cross section of a connection nozzle 6b is achieved, a conical transition 6a between the cylindrical pressure nozzle 6 and the connection nozzle 6b is required for the connection of a pressure line (not shown). Alternatively, a solution is also proposed in which the conical transition 6a begins at the connection nozzle 6b and extends into the penetration area with the outer ring channel housing wall 2a.
Die äußere axiale Begrenzung des spiralförmigen Ringkanals 4* wird erreicht über eine sich an die innere Ringkanal-Gehäusewand 3a anschließende, in einer radial orientierten, von der Pumpenachse sich in radialer Richtung entfernenden ersten radialen Ringfläche 3c, die Teil des hinteren Gehäuseteil 3 ist (Figur 2). Die erste radiale Ringfläche 3c setzt sich über die äußerste radiale Erstreckung der äußeren Ringkanal-Gehäusewand 2a in radialer Richtung nach außen fort. Auch an die äußere Ringkanal-Gehäusewand 2a schließt sich eine radial orientierte, mit der ersten radialen Ringfläche 3c korrespondierende und lösbar verbundene zweite radiale Ringfläche 2b an. Sowohl die erste als auch die zweite radiale Ringfläche 3c, 2b verfügen über mehrere, über ihren Umfang verteilt angeordnete, miteinander korrespondierende Durchgangsbohrungen 12, über die das vordere und das hintere Gehäuseteil 2 bzw. 3 miteinander verbunden sind. Die konzentrische Ausrichtung der Gehäuseteile 2, 3 zueinander gelingt durch einen am äußeren Ende der zweiten radialen Ringfläche 2b angeformten Rezess 2c, der die umfangsseitige Begrenzungsfläche der ersten radialen Ringfläche 3c außenseite umfasst.The outer axial boundary of the spiral-shaped ring channel 4* is achieved via a first radial ring surface 3c, which adjoins the inner ring channel housing wall 3a and is radially oriented and moves away from the pump axis in a radial direction and is part of the rear housing part 3 (Figure 2). The first radial ring surface 3c continues radially outwards over the outermost radial extent of the outer ring channel housing wall 2a. A radially oriented second radial ring surface 2b, which corresponds to the first radial ring surface 3c and is detachably connected, also adjoins the outer ring channel housing wall 2a. Both the first and the second radial ring surface 3c, 2b have several through holes 12 that correspond to one another and are distributed over their circumference, via which the front and rear housing parts 2 and 3 are connected to one another. The concentric alignment of the housing parts 2, 3 to one another is achieved by a recess 2c formed on the outer end of the second radial annular surface 2b, which encloses the peripheral boundary surface of the first radial annular surface 3c on the outside.
Der Ringkanal 4, 4* ist im Eckenbereich, der zwischen dem vorderen und dem hinteren Gehäuseteil 2, 3 gebildet wird, mittels einer Gehäusedichtung 9 gegenThe annular channel 4, 4* is sealed in the corner area formed between the front and rear housing parts 2, 3 by means of a housing seal 9 against
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die Umgebung abgedichtet, wobei die Gehäusedichtung 9 in einer in diesem Bereich in der ersten radialen Ringfläche 3c ausgeformten Dichtungsnut 3d Aufnahme findet. Dabei wulstet sich die Gehäusedichtung 9 in einen zum Innenraum des Ringkanals 4, 4* gerichteten Ringspalt zwischen dem vorderen und dem hinteren Gehäuseteil 2, 3 aus und schließt weitgehend bündig mit der Innenraumkontur des Ringkanales 4, 4* ab.the environment is sealed, with the housing seal 9 being received in a sealing groove 3d formed in this area in the first radial ring surface 3c. The housing seal 9 bulges out into an annular gap between the front and rear housing parts 2, 3 directed towards the interior of the ring channel 4, 4* and is largely flush with the interior contour of the ring channel 4, 4*.
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Legal Events
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| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20030731 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20090416 |
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Effective date: 20111001 |