DE3640894A1 - Einlaufgehaeuse fuer stroemungsmaschinen - Google Patents
Einlaufgehaeuse fuer stroemungsmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Einlaufgehäuse gemäß dem Oberbegriff
des Hauptanspruches.
In derartigen Einlaufgehäusen wird das der Strömungsmaschine
zugeführte Fluid um ungefähr 90° umgelenkt, um dann durch eine
von einer Welle durchdrungene Ansaugöffnung in ein Laufrad
einer ersten Stufe einzuströmen. Infolge der Strömungsumlenkung
bildet sich in dem Eintrittsquerschnitt des Laufrades und vor
der eigentlichen Beschaufelung eine Strömung aus, die sehr
ungleichmäßig ist. Als Folge davon kann bei mit Flüssigkeiten
beaufschlagten Strömungsmaschinen Kavitation auftreten, welche
die Schaufelanfänge des ersten Laufrades beschädigen oder
zerstören kann.
Aus der DE-AS 21 58 518 ist eine mehrstufige Kreiselpumpe
bekannt, welche in den Fig. 6 und 7 verschiedene Einlaufgehäuse
zeigt. In einen der Ansaugöffnung des jeweiligen Laufrades
vorgeschalteten Ringraum sind gegenüber der Einmündung des
Anschlußstutzens U-förmige oder halbmondförmige Wandflächen in
das Gehäuse eingearbeitet. Von der Einmündung des Anschlußstut
zens zweigen drei bzw. vier Bohrungen ab, welche direkt in den
Ringraum einmünden und somit eine sich über nahezu die gesamte
Breite des Ringraumes erstreckende Zuströmung bewirken. Infolge
der vielen Zuströmöffnungen bilden sich innerhalb des Ringraumes
Verwirbelungen aus, welche die bekannten nachteiligen Wirkungen
in den folgenden Laufrädern erzeugen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Strömungsmaschi
nen, denen das Fördermedium nahezu radial zur Wellenachse
zuströmt, ein Einlaufgehäuse zu entwickeln, welches bei wenig
aufwendiger Herstellung für das nachgeordnete Laufrad eine
Kavitation verringernde Zuströmung gewährleistet. Die Lösung
dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des
Hauptanspruches.
Bei dem bandförmigen Wandelement kann es sich beispielsweise um
einen entsprechend dimensionierten Metallstreifen handeln, dem
in einfachster Weise seine Form gegeben werden kann, welche
innerhalb des Einlaufgehäuses eine optimale Strömungsverteilung
zwischen der Einmündung des Anschlußstutzens und dem Eintritts
querschnitt des nachgeordneten Laufrades sicherstellt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das bandförmige
Wandelement mit einer Gehäusewand einer ersten Stufe verbunden
ist, daß es die Außenwand des Einlaufgehäuses bildet und daß
eine am bandförmigen Wandelement dicht angebrachte Abschluß
platte das Einlaufgehäuse verschließt. Mittels dieser Maßnahme
kann das bandförmige Wandelement gleichzeitig die Außenwand des
Einlaufgehäuses bilden. Der Anschlußstutzen wird dann im sich
verjüngenden Teil der ovalförmigen Fläche angebracht und eine
entsprechend gestaltete Abschlußplatte, welche mit Lagerungen
für die Welle versehen sein kann, bildet einen dichten Abschluß
für das Einlaufgehäuse.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die im
Bereich der Anschlußstutzen-Einmündung angeordneten Enden des
bandförmigen Wandelementes einen zur Welle hin offenen Winkel
einschließen, der gleich oder größer 10° ist. Mittels dieser
Maßnahme wird sichergestellt, daß das aus der Einmündung des
Anschlußstutzens austretende Medium nahezu verwirbelungsfrei der
Ansaugöffnung zugeführt wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das die
Ansaugöffnung umschlingende bandförmige Wandelement mit einem
oder mehreren Krümmungsradien versehen ist, dessen oder deren
Mittelpunkte konzentrisch oder exzentrisch zur Wellenachse
angeordnet sind, wobei bei exzentrischer Mittelpunktslage ein
Versatz in Richtung Anschlußstutzen besteht. Diese Maßnahme
erlaubt eine gute Strömungsführung in demjenigen Bereich, der
der Einmündung des Anschlußstutzens genau gegenüberliegt und
durch die Welle abgedeckt ist. Eine weitere Ausgestaltung der
Erfindung sieht in diesem Zusammenhang vor, daß der Krümmungs
radius des bandförmigen Wandelementes im Bereich der Ansaug
öffnung 1,2 bis 1,8mal größer als der Radius der Ansaugöffnung
ausgebildet ist. Versuche haben ergeben, daß bei einem derarti
gen Verhältnis der Radien die günstigsten Zuströmbedingungen und
damit Kavitation verhindernde Verhältnisse vorhanden sind.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die axiale
Erstreckung des bandförmigen Wandelementes gleich oder größer
als die Einmündung des Anschlußstutzens ausgebildet. Die von
dem Wandelement eingehüllte ovalförmige Fläche weist damit eine
Höhe auf, die in etwa dem Durchmesser des Anschlußstutzens
entspricht. Es ist ohne weiteres möglich, die Einmündung des
Anschlußstutzens in Richtung auf die Welle strömungsgünstig zu
erweitern. Somit werden Verwirbelungen bildende Ablösungen im
Bereich der Anschlußstutzen-Einmündung verhindert.
Eine Verbesserung der Strömungsführung wird mit einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung erreicht, wonach innerhalb der
ovalförmigen Fläche ein oder mehrere Strömungsleitbleche
zwischen der Einmündung des Anschlußstutzens und der Ansaug
öffnung angeordnet sind. Bei großen zuströmenden Mengen kann
somit eine weitere Optimierung der Strömungsverhältnisse erlangt
werden.
Ebenfalls eine einfache Herstellung bedingt die erfindungsgemäße
Ausgestaltung, wonach innerhalb eines die Ansaugöffnung umgeben
den Ringraumes das strömungsführende bandförmige Wandelement
angeordnet ist. Durch einfaches Formen des bandförmigen Wandele
mentes und entsprechende Befestigung innerhalb eines Ringraumes,
beispielsweise durch Schweißen, kann mit einfachsten Mitteln
eine optimale Strömungsführung bewirkt werden.
Eine weitere, der Optimierung der Zuströmung dienende Maßnahme
sieht vor, daß die Ansaugöffnung und/oder das im Bereich der
Ansaugöffnung befindliche bandförmige Wandelement mit strömungs
führenden Mitteln versehen ist. Hierbei kann es sich um strö
mungsgünstig geformte Einlaufringe handeln, die eine verwirbe
lungsfreie Umlenkung im Bereich des Radeinlaufes gewährleisten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
die
Fig. 1 eine Vorderansicht eines offenen Einlaufgehäuses, die
Fig. 2 einen Schnitt durch eine mehrstufige Strömungsmaschine
und die
Fig. 3 ein angeschweißtes Einlaufgehäuse.
In der Fig. 1 ist am Beispiel einer Kreiselpumpe ein geöffnetes
Einlaufgehäuse (1) gezeigt, in dessen Innern ein Wandelement (2)
angeordnet ist. Es ist bandförmig ausgebildet, wobei seine Enden
(3, 4) beiderseits der Einmündung (5) des Anschlußstutzens (6)
angeordnet sind und die Ansaugöffnung (7) vollständig umschlin
gen, durch die das zu fördernde Medium einem dem Einlaufgehäuse
nachgeordneten Laufrad zuströmt. Das Wandelement (2) schließt
dabei eine zur Ansaugöffnung (7) hin größer werdende ovalförmige
Fläche ein. Ein zwischen der Einmündung (5) und der Ansaugöff
nung (7) angeordnetes Strömungsleitblech (8) gewährleistet eine
gute Strömungsführung. Der Krümmungsradius (R 2) des Wandelemen
tes ist größer als der Radius (R 1) der Ansaugöffnung und ist in
diesem Beispiel gegenüber dem Mittelpunkt der Ansaugöffnung
exzentrisch in Richtung Anschlußstutzen (6) versetzt angeordnet.
Es ist aber auch möglich, für die Radien einen gemeinsamen
Mittelpunkt vorzusehen.
Das Wandelement (2) ist innerhalb eines einfach herstellbaren
Ringraumes (9) angeordnet und durch bekannte Mittel, z.B.
Schweißen, Schrauben und dergleichen, innerhalb desselben
befestigt. Ausgehend von der Einmündung (5) weist das Wandele
ment (2) einen Öffnungswinkel (α) auf, welcher eine stetige
Strömungsführung gewährleistet. Das Einlaufgehäuse (1) weist
hier einen Flanschring (10) auf, der als Widerlager für die
Kreiselpumpe zusammenhaltende Schrauben dient.
Die Fig. 2 zeigt ein montiertes Einlaufgehäuse (2) an einer
mehrstufigen Kreiselpumpe (11). Eine Welle (12) ist durch das
Einlaufgehäuse hindurchgeführt und in einem Lager (13) abge
stützt. Das durch den Anschlußstutzen (6) einströmende Medium
gelangt nach Passieren der Einmündung in den eigentlichen von
dem Wandelement (2) umhüllten Raum mit der ovalförmigen Grund
fläche. Durch die direkte Anordnung der Enden des Wandelementes
im Bereich der Einmündung (5) wird eine sichere Strömungsführung
erzeugt. Die Strömung folgt den Wandflächen des Wandelementes
und gelangt in die Ansaugöffnung (7) mit einem dahinter be
findlichen Laufrad. Infolge der Verwirbelungen vermeidenden
Strömungsführung ergeben sich für ein nachgeordnetes Laufrad
sehr gute Anströmverhältnisse.
In der Fig. 3 ist am Beispiel einer einstufigen Pumpe eine
Ausführungsform gezeigt, bei der das Wandelement (2) gleich
zeitig eine mediumdichte Außenwand des Einlaufgehäuses
darstellt. Hierzu ist das die ovalförmige Fläche umhüllende
Wandelement (2) mit dem Pumpengehäuse verschweißt und durch
einen, eine entsprechende Außenkontur aufweisenden Deckel (14),
verschlossen.
Claims (9)
1. Einlaufgehäuse für ein- oder mehrstufige Strömungsmaschinen,
wobei die Zuströmung durch einen radial zur Welle angeordneten
Anschlußstutzen erfolgt und der Anschlußstutzen in einen die
Welle umgebenden, eine strömungsführende Wandfläche aufweisenden
Raum einmündet, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Raum ein eine ovalförmige Fläche einschließendes
bandförmiges Wandelement (2) angeordnet ist, daß dessen den
großen Radius aufweisender Teile die Welle (12) und eine diese
umgebende Ansaugöffnung (7) umhüllt und daß die Enden (3, 4) des
Wandelementes (2) beiderseits der Einmündung (5) des Anschluß
stutzens (6) angeordnet sind.
2. Einlaufgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
bandförmige Wandelement (2) mit einer Gehäusewand einer ersten
Stufe verbunden ist, daß es die Außenwand des Einlaufgehäuses
bildet und daß eine am bandförmigen Wandelement (2) dicht ange
brachte Abschlußplatte (14) das Einlaufgehäuse verschließt.
3. Einlaufgehäuse nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die im Bereich der Anschlußstutzen-Einmündung (5)
angeordneten Enden (3, 4) des bandförmigen Wandelementes (2)
einen zur Welle (12) hin offenen Winkel (α) einschließen, der
gleich oder größer 10° ist.
4. Einlaufgehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß das die Ansaugöffnung (7) umschlingende bandförmige
Wandelement (2) mit einem oder mehreren Krümmungsradien (R 2)
versehen ist, dessen oder deren Mittelpunkte konzentrisch oder
exzentrisch zur Wellenachse angeordnet sind, wobei bei exzen
trischer Mittelpunktslage ein Versatz in Richtung Anschlußstut
zen (6) besteht.
5. Einlaufgehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Krümmungsradius (R 2) des bandförmigen
Wandelementes (2) im Bereich der Ansaugöffnung (7) 1,2 bis
1,8 mal größer als der Radius (R 1) der Ansaugöffnung (7)
ausgebildet ist.
6. Ansaugöffnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß die axiale Erstreckung des bandförmigen Wandelementes
(2) gleich oder größer als die Einmündung (5) des Anschlußstut
zens (6) ausgebildet ist.
7. Einlaufgehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der ovalförmigen Fläche
ein oder mehrere Strömungsleitbleche (8) zwischen der Einmündung
(5) des Anschlußstutzens (6) und der Ansaugöffnung (7) angeord
net sind.
8. Einlaufgehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines die Ansaugöffnung
(7) umgebenden Ringraumes (9) das strömungsführende bandförmige
Wandelement (2) angeordnet ist.
9. Einlaufgehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (7) und/oder das
im Bereich der Ansaugöffnung (7) befindliche bandförmige
Wandelement (2) mit strömungsführenden Mitteln versehen ist.
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ID=6315134
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Owner name: KSB AG, 6710 FRANKENTHAL, DE |
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