DE3542378A1

DE3542378A1 - STAGE HOUSING

Info

Publication number: DE3542378A1
Application number: DE19853542378
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Becker; Juergen Schill
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: KSB SE and Co KGaA
Priority date: 1985-11-30
Filing date: 1985-11-30
Publication date: 1987-06-04
Also published as: EP0224755B1; DE3680298D1; ATE65301T1; EP0224755A1

Abstract

A stage housing for fluid-flow machines in which no overlaps or undercuts are attached to the parts carrying fluid. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Stufengehäuse gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a stage housing according to the preamble of the main claim.

Die bei radialen und halbaxialen Strömungsmaschinen Verwendung findenden Stufengehäuse enthalten Leiträder mit mehreren Leitschaufeln, zwischen denen diffusorförmige Räume ausgebildet sind und in denen eine Umwandlung der Strömungsenergie in Druckenergie stattfindet. Eine entsprechende Umwandlung erfolgt in den einen größeren Raum in Anspruch nehmenden Spiral- bzw. Doppelspiralgehäusen. Die vorteilhafteren, ein kleineres Bauvolumen erfordernden Leiträder bedingen jedoch einen hohen Fertigungsaufwand, da andernfalls kein zuverlässiger Betrieb bei gutem Wirkungsgrad erreichbar ist.The use in radial and semi-axial turbomachines find stage housing contain idlers with several Guide vanes, between which diffuser-shaped spaces are formed are and in which a conversion of the flow energy into Pressure energy takes place. A corresponding conversion takes place into the spiral that takes up a larger space or double spiral housings. The more advantageous, a smaller one However, stator wheels requiring construction volume require a high level Manufacturing effort, since otherwise no reliable operation good efficiency is achievable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein- oder mehrstufige Strömungsmaschinen der genannten Bauart ein Stufengehäuse zu entwickeln, welches bei einfachster Herstellung einen hohen hydraulischen Wirkungsgrad gewährleistet. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches. Das so geschaffene Stufengehäuse läßt sich erstmalig in einfachster Weise mit Hilfe von spanabhebenden Bearbeitungsmaschinen herstellen.The invention is based, for single or multi-stage task Fluid machines of the type mentioned to a stage housing develop, which with a very simple production a high hydraulic efficiency guaranteed. The solution to this Task is performed according to the characterizing part of the main claim. The stage housing created in this way can be used for the first time in the simplest way with the help of cutting machine tools produce.

Dadurch entfällt gegenüber der üblichen gießtechnischen Herstellungsart der Einsatz von Formwerkzeugen, Modellen, Kernen und dergleichen. Überdies ermöglicht ein so gestaltetes Stufengehäuse eine verlustarme Weiterbildung der Strömung vom Laufradaustritt zu einem nachgeschalteten Laufrad bzw. einem dort angebrachten Steigrohr. Im Gegensatz zu den bekannten Doppelspiralen, welche komplizierte Strömungswege mit Überdeckungen und Hinterschneidungen aufweisen, ermöglicht das erfindungsgemäße Stufengehäuse mit seinen beiden Leitschaufeln, der oberhalb der Leitschaufeln gelegene, sich in axialer Richtung erstreckenden Durchströmöffnung und den dahinterliegenden, durch zwei Rippen aufgeteilten freien Rückführraum eine störungsfreie Strömungsführung.This eliminates the usual casting technology Production method using molds, models, Cores and the like. In addition, a so designed Stage housing a low-loss development of the flow from Impeller outlet to a downstream impeller or riser pipe attached there. In contrast to the known ones Double spirals, which have complicated flow paths Having overlaps and undercuts allows the stage housing according to the invention with its two guide vanes, the one above the guide vanes, in the axial direction extending flow opening and the underlying, through two ribs divided free return space a trouble-free Flow guidance.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung, wonach im Rückführraum angeordnete Rippen sich zwischen dem Außendurchmesser des Stufengehäuses und der Nabenbohrung erstrecken und im Bereich der Leitschaufelanfänge beginnen, stellen die Rippen eine sorgfältige Trennung des Rückführraumes in zwei separate Räume sicher. Diese Räume nehmen das durch die Durchströmöffnung einfließende Medium auf und leiten es ohne störende Beeinflussung einer nächsten Stufe oder Förderleitung zu.According to one embodiment of the invention, after which in the return space ribs arranged between the outer diameter extend the stage housing and the hub bore and in Area of the guide vane starts, make the ribs a careful separation of the return space into two separate ones Rooms safe. These spaces take this through the flow opening inflowing medium and direct it without disturbing Influencing a next stage or delivery line too.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, nach der die Rippen bogenförmig verlaufen, wobei zwischen den Rippen und dem Stufengehäuse ein strömungsgünstiger Übergang ausgebildet ist, ermöglichen die bogenförmig verlaufenden Rippen eine weiche, störungsfreie Überleitung in den nachfolgenden Pumpenteil.According to another embodiment of the invention, according to which Ribs are arched, with between the ribs and the step housing has a streamlined transition the curved ribs enable a soft, trouble-free transfer to the subsequent pump section.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Trennwand auf der dem Rückführraum zugekehrten Seite eine sich zum Leitschaufelende hin erstreckende, im Winkel zur Trennwand verlaufende Radialfläche auf. Diese einfach anzubringende Schrägfläche ermöglicht einen strömungsgünstigen Übergang von der Durchströmöffnung in den Rückführraum. Damit werden abrupte Strömungsumlenkungen ausgeschlossen und dadurch bedingte Verwirbelungen sowie Wirkungsgradeinbußen vermieden. According to a further embodiment of the invention, the Partition on the side facing the return space extending to the guide vane end, at an angle to Radial surface extending partition. This simple to be attached inclined surface enables a streamlined Transition from the flow opening into the return space. In order to abrupt flow diversions are excluded and thereby Conditional turbulence and loss of efficiency avoided.

Der Energieumwandlung für das aus dem Laufrad austretende Medium dient eine andere Ausgestaltung der Erfindung, wonach in dem das Laufrad aufnehmenden Teil des Stufengehäuses die dem Laufrad zugekehrte, zwischen den Leitschaufelanfängen befindliche Wandung spiralförmig verläuft.The energy conversion for what comes out of the impeller Medium serves another embodiment of the invention, according to which in the part of the stage housing that receives the impeller the impeller, between the beginning of the guide vane located wall runs spirally.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, wonach die Breite jeder Durchströmöffnung mindestens einem Achtel des Außendurchmessers ist, ermöglicht die Verwirklichung von kleinen Außendurchmessern.Another embodiment of the invention, according to which the width each flow opening at least one eighth of the outer diameter enables the realization of small outside diameters.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen dieThe invention is shown in one embodiment and is described in more detail below. They show

Fig. 1 eine Draufsicht auf die das Laufrad aufnehmende Seite des Stufengehäuses, die Fig. 1 is a plan view of the impeller receiving side of the stage housing, the

Fig. 2 einen Längsschnitt im Bereich der Durchströmöffnung und die Fig. 2 shows a longitudinal section in the region of the flow opening and the

Fig. 3 eine Einzelheit der Durchströmöffnung. Fig. 3 shows a detail of the flow opening.

Die Fig. 1 zeigt das Stufengehäuse (1) in der Draufsicht und von der Laufradseite her. Das - hier nicht dargestellte - Laufrad ist zwischen den beiden Leitschaufelanfängen (2, 3) angeordnet. Die Leitschaufeln (4, 5) und der das Laufrad aufnehmende Raum (6) sind hier aus einem metallischen Block herausgearbeitet. In radialer Richtung gesehen befindet sich oberhalb jeder Leitschaufel eine Durchströmöffnung (7, 8). Fig. 1 shows the stage housing ( 1 ) in plan view and from the impeller side. The impeller - not shown here - is arranged between the two guide vane starts ( 2, 3 ). The guide vanes ( 4, 5 ) and the space ( 6 ) accommodating the impeller are machined from a metallic block. Viewed in the radial direction, there is a throughflow opening ( 7, 8 ) above each guide vane.

Wie die Fig. 2 zeigt, die einem Schnitt II-II aus Fig. 1 entspricht, sind die Durchströmöffnungen in einer Trennwand (9) angebracht, die das Stufengehäuse (1) in einen das Laufrad aufnehmenden Raum (6) und in einen Rückführraum (10) aufteilt. As shown in FIG. 2, which corresponds to a section II-II from FIG. 1, the throughflow openings are made in a partition wall ( 9 ), which divides the stage housing ( 1 ) into a space ( 6 ) accommodating the impeller and into a return space ( 10 ) divides.

Der zwischen den Leitschaufelanfängen (2, 3) und den Durchströmöffnungen (7, 8) sich erstreckende, dem Laufrad zugekehrte Wandungsteil (11, 12) des Stufengehäuses (1) weist hier einen spiralförmigen Verlauf auf. Andere Wandformen sind durchaus denkbar. Das aus einem Laufrad austretende Medium folgt somit dieser Wandform und erreicht die Leitschaufelanfänge (2, 3). Den Leitschaufeln (4, 5) folgend, strömt das Medium durch die Durchströmöffnungen (7, 8) in den Rückführraum (10). Zwei Rippen (13, 14) halbieren den Rückführraum (10) derart, daß jeder Durchströmöffnung eine Rückführraumhälfte nachgeordnet ist. Die Rippen (13, 14) sind in der Ebene des - in Strömungsrichtung gesehen - Anfanges jeder Durchströmöffnung angebracht. Die Rippen verlaufen bogenförmig zwischen dem Außendurchmesser des Stufengehäuses und einer der Durchführung einer Pumpenwelle dienenden Nabenbohrung (15). Somit wird eine strömungsgünstige Überleitung zwischen dem Rückführraum und einem eventuell nachgeschalteten Laufrad bzw. einer nachgeschalteten Pumpendruckleitung erreicht. Der Verdrehsicherung des Stufengehäuses (1) dienen hier die Bohrungen (16).The wall part ( 11, 12 ) of the stage housing ( 1 ), which extends between the guide vane starts ( 2, 3 ) and the throughflow openings ( 7, 8 ) and faces the impeller, has a spiral course here. Other wall shapes are quite conceivable. The medium emerging from an impeller thus follows this wall shape and reaches the beginning of the guide vanes ( 2, 3 ). Following the guide vanes ( 4, 5 ), the medium flows through the through-flow openings ( 7, 8 ) into the return space ( 10 ). Two ribs ( 13, 14 ) cut the return space ( 10 ) in half in such a way that each return opening is followed by a return space half. The ribs ( 13, 14 ) are arranged in the plane of the beginning of each throughflow opening, as seen in the direction of flow. The ribs run in an arc between the outer diameter of the stage housing and a hub bore ( 15 ) which serves to pass a pump shaft. A flow-favorable transition between the return space and a possibly downstream impeller or a downstream pump pressure line is thus achieved. The bores ( 16 ) serve to prevent rotation of the stage housing ( 1 ).

Die Fig. 3, die einer Schnittlinie III-III aus Fig. 1 entspricht, zeigt eine im Winkel zur Trennwand (9) verlaufende Radialfläche (17). Sie ist - in Strömungsrichtung gesehen - am Ende jeder Durchströmöffnung (7, 8) angebracht und ermöglicht eine strömungsgünstige Überleitung in den Rückführraum (10).The Fig. 3, which corresponds to a section line III-III of Fig. 1, showing a running at an angle to the dividing wall (9) radial surface (17). As seen in the direction of flow, it is attached to the end of each throughflow opening ( 7, 8 ) and enables a flow-favorable transfer into the return space ( 10 ).

Ein derartig ausgebildetes Stufengehäuse kann in einfachster Weise gießtechnisch, schmiedetechnisch oder bevorzugt in spanabhebender Weise hergestellt werden. Dies wird ermöglicht durch eine Ausbildung des Stufengehäuses, welches für die Strömungsführung eine Ausbildung besitzt, die keinerlei Überdeckungen oder Hinterschneidungen aufweist.A stage housing designed in this way can be done in the simplest way casting, forging or preferably in machining Way to be made. This is made possible by a Formation of the stage housing, which is used for flow control has an education that has no overlap or has undercuts.

Claims

1. stage housing for single-stage or multi-stage turbomachines, guide vanes guiding the medium emerging on the impeller via a partition into a part of the stage housing designed as a recirculation space behind the impeller, especially for centrifugal pumps, characterized in that the impeller accommodates an impeller Part ( 6 ) of the stage housing ( 1 ) has two opposite guide vanes ( 4, 5 ) that in the area between the guide vanes ( 4, 5 ) and the outer diameter of the stage housing ( 1 ) two axially extending throughflow openings ( 7, 8 ) are made whose width corresponds essentially to the length of the guide vanes ( 4, 5 ) and that the return space ( 10 ) is divided into two spaces by two ribs ( 13, 14 ) running in the radial direction.

2. Stage housing according to claim 1, characterized in that the ribs ( 13, 14 ) arranged in the return space ( 10 ) extend between the outer diameter of the stage housing ( 1 ) and a hub bore ( 15 ) and in the area of the guide vane starts ( 2, 3 ) kick off.

3. stage housing according to claims 1 and 2, characterized in that the ribs ( 13, 14 ) extend arcuately, a streamlined transition being formed between the ribs ( 13, 14 ) and the stage housing ( 1 ).

4. stage housing according to claims 1 to 3, characterized in that the partition ( 9 ) on the return space ( 10 ) facing a side extending to the guide vane end, extending at an angle to the partition radial surface ( 17 ).

5. stage housing according to claims 1 to 4, characterized in that in the impeller receiving part ( 6 ) of the stage housing ( 1 ) facing the impeller, between the guide vane starts ( 2, 3 ) located wall ( 11, 12 ) spirally .

6. stage housing according to claims 1 to 5, characterized in that the width of each flow opening ( 7, 8 ) is equal to or greater than an eighth of the stage housing circumference.