DE4005640A1 - SPIRAL CASE IN SHEET DESIGN - Google Patents

SPIRAL CASE IN SHEET DESIGN

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Abstract

The invention relates to a spiral housing made of sheet steel parts, whose spiral space is designed as a separate component and is fastened between two pump housing parts located on each side of the impeller.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spiralgehäuse gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a spiral housing according to the Preamble of the main claim.

Bei Kreiselpumpen radialer und halbaxialer Bauart finden häufig Spiralgehäuse Anwendung. Diese lassen sich bei einer Gußkonstruktion leicht, bei Gehäusen in Blechbauweise jedoch schwer herstellen. Bedingt durch die bei der Blechbauweise dominierende Tiefziehtechnik können in radialer Richtung sich erstreckende, über den Umfang eine zunehmende Querschnitts­ erweiterung aufweisende Spiralgehäuse kaum geformt werden. Eine Lösung hierzu zeigt die DE-OS 20 47 501, bei der dem Laufrad einer Kreiselpumpe ein Gehäuse mit einem einfach herzustellenden Ringraum nachgeordnet ist. Ein druckseitig angeordneter Gehäusedeckel verfügt über eine sich in axialer Richtung erstreckende Spiralform, wodurch sich nach vollendeter Montage ein in axialer Richtung verändernder Spiralraum ergibt. Hierbei handelt es sich jedoch um eine Kompromißlösung, deren Effektivität mit einer sich radial erstreckenden Spiralform nicht vergleichbar ist. Insbesondere bei Laufrädern höherer spezifischer Drehzahl haben sich bei Pumpengehäusen mit radial verlaufender Spirale deutliche hydraulische Vorteile herauskristallisiert.Find centrifugal pumps of radial and semi-axial design often spiral casing application. These can be Cast construction light, but for housings in sheet metal construction difficult to manufacture. Due to the sheet metal construction dominant deep-drawing technology can move in the radial direction extending, an increasing cross-section over the circumference Spiral housing with extension can hardly be shaped. A solution to this is shown in DE-OS 20 47 501, in which Impeller of a centrifugal pump with a simple housing is to be produced annulus downstream. One on the print side arranged housing cover has an axially Direction extending spiral shape, whereby after completed assembly a changing in the axial direction Spiral space results. However, this is a Compromise solution, its effectiveness with a radial extending spiral shape is not comparable. In particular for impellers with a higher specific speed Pump housing with radial spiral clearly hydraulic advantages crystallized out.

Eine andere Lösung zeigt die DE-OS 30 08 672. In ein Ringraumgehäuse wird eine aus einem Rohr geformte Spirale eingelegt, wodurch innerhalb des Ringraumgehäuses ein Spiralraum entsteht. Abstützelemente verbinden den Spiralraum mit dem umgebenden flüssigkeitsdichten Ringraumgehäuse. Diese Bauart ist sehr materialintensiv und aufwendig in der Herstellung.DE-OS 30 08 672 shows another solution Annulus housing becomes a spiral formed from a tube inserted, causing a within the annulus housing Spiral space arises. Support elements connect the spiral space  with the surrounding liquid-tight annulus housing. These The construction is very material-intensive and complex Manufacturing.

Das DE-GM 18 92 493 zeigt ein Spiralgehäuse, welches aus zwei in der Draufsicht halbkreisförmigen Gehäusehälften mit unterschiedlichen Radien besteht und um die Differenz ihrer Halbmesser gegeneinander versetzt montiert sind. An den aneinanderstoßenden Kanten erfolgt eine Schweißverbindung. Durch entsprechende Montage des Laufrades ergibt sich ein Spiralraum.The DE-GM 18 92 493 shows a spiral housing, which consists of two in the plan view semicircular housing halves with different radii and the difference between them Radius knives are mounted offset from each other. To the butted edges are welded together. Appropriate mounting of the impeller results in a Spiral room.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine aus spanlos geformten Bauteilen gefertigte Kreiselpumpe ein in wenig aufwendiger Weise herstellbares Spiralgehäuse zu entwickeln. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches.The invention is based, for one centrifugal pump manufactured in chipless molded components Spiral casing that can be produced with little effort develop. This problem is solved according to the characteristic part of the main claim.

Somit kann der als separates Bauteil ausgebildete Spiralraum mit einem einheitlichen Innendurchmesser versehen werden, der es erlaubt, den Spiralraum an einem beispielsweise topfförmig gezogenen Pumpengehäuse anzubringen und im Bereich des Laufradaustrittes zu befestigen. Hierzu sehen Ausgestaltungen der Erfindung vor, daß das Pumpengehäuse in einem dem Laufradaustritt gegenüberliegenden Gehäusebereich mit einer oder mehreren Öffnungen versehen ist und daß der Spiralraum die Öffnungen umhüllt und dicht mit dem Pumpengehäuse verbunden ist und daß der Spiralraum auf das Pumpengehäuse aufgeschoben ist.The spiral space designed as a separate component can thus be provided with a uniform inner diameter that it allows the spiral space to be cup-shaped, for example attached pump housing to attach and in the area of Fasten the impeller outlet. For this see configurations the invention that the pump housing in a Impeller outlet opposite housing area with a or more openings is provided and that the spiral space the openings are covered and sealed with the pump housing is connected and that the spiral space on the pump housing is postponed.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Spiralraum zwischen zwei, beiderseits des Laufrades befindlichen Pumpengehäuseteilen angeordnet und dicht mit diesen verbunden. According to another embodiment of the invention Spiral space between two, on both sides of the impeller located pump housing parts and sealed with connected to this.  

Das Pumpengehäuse kann hierbei als Topfgehäuse mit oder ohne angeformten Saugstutzen geformt werden und vor oder hinter der Laufradebene durch einen Schneidvorgang in zwei Teile getrennt werden. Die einander zugekehrten Schnittstellen des Topfgehäuses lassen sich dann in bekannter Weise mit den in radialer Richtung verlaufenden Seitenwänden des Spiralraumes verbinden.The pump housing can be a pot housing with or without molded suction nozzle and are molded in front or behind the impeller level by cutting into two parts be separated. The interfaces of the Pot housing can then in a known manner with the in radial direction extending side walls of the spiral space connect.

Die Ansprüche 5 bis 8 beschreiben Ausgestaltungen, die die Herstellung des Spiralraumes zum Gegenstand haben. Der Spiralraum kann als ein- oder mehrteiliges gürtelförmiges Bauteil um das eigentliche Pumpengehäuse herum gelegt werden. Und die Ausgestaltungen der Ansprüche 9 bis 12 betreffen die Pumpengehäuse-Ausbildung.The claims 5 to 8 describe embodiments that Have the manufacture of the spiral space as the subject. The Spiral space can be belt-shaped as one or more parts Component to be placed around the actual pump housing. And the configurations of claims 9 to 12 relate to the Pump housing training.

Im Bereich des Spiralraumes sind die saug- und druckseitigen Gehäuseteile durch axial verlaufende Stege miteinander verbunden. Auch ist es möglich, die Stege als eigenständige Bauteile über den Umfang des Gehäuses verteilt sowie saug­ und druckseitige Gehäuseteile miteinander verbindend anzuordnen. Auch können die Stege Bestandteil eines einteiligen, saug- und druckseitige Gehäuseteile aufweisenden Pumpengehäuses sein. Die Stege können aber auch Zwischenraum zwischen mehreren eingestanzten Öffnungen für den Durchtritt des Strömungsmediums sein. Zur besseren Strömungsführung können die Stege gegenüber einer Umfangstangenten mit einem Anstellwinkel versehen sein.In the area of the spiral room are the suction and pressure side Housing parts together by means of axially extending webs connected. It is also possible to have the webs as independent Components distributed over the circumference of the housing and suction and connecting pressure-side housing parts to one another to arrange. The webs can also be part of a one-piece, suction and pressure side housing parts Be pump housing. The webs can also be a space between several punched openings for the passage of the flow medium. For better flow control can the webs compared to a circumferential tangent with a Angle of attack should be provided.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. DieEmbodiments of the invention are in the drawings are shown and are described in more detail below. The

Fig. 1 und 2 zeigen Schnitte durch die Längsachse von Spiralgehäusen, die Fig. 1 and 2 show sections through the longitudinal axis of coil housings

Fig. 3 einen Schnitt quer zur Drehachse durch das Spiralgehäuse und die Fig. 3 shows a section transverse to the axis of rotation through the volute and

Fig. 4 bis 9 verschiedene Ausbildungen der Verbindungen des Pumpengehäuses im Bereich des Spiralraumes. FIGS. 4 to 9 different embodiments of the compounds of the pump housing in the region of the spiral space.

Die Fig. 1 zeigt ein Spiralgehäuse im Schnitt. Dies besteht in dem gezeigten Beispiel aus einem saugseitigen Pumpengehäuseteil (1), an dem gleichzeitig ein Saugstutzen (2) angeformt ist. Zur Verbindung mit einer Rohrleitung verfügt der Saugstutzen (2) über einen Anschlußflansch (3). Ein druckseitiger Pumpengehäuseteil (4) ist mit weiteren Flanschflächen (5) zur Verbindung mit einem hier nicht dargestellten Lagerstuhl, Blockmotor oder dgl. versehen. Das saugseitige und druckseitige Pumpengehäuseteil (1, 4) sind jeweils als rotationssymmetrische Tiefziehteile herstellbar. Es ist auch ohne weiteres möglich, das Teil (1) und (4) als ein einteiliges Tiefziehteil herzustellen, welches dann im Bereich der Stirnfläche (6) zur Bildung eines Flüssigkeitsaustrittes aufgetrennt wird. Das dadurch gebildete zweite Gehäuseteil, nämlich das druckseitige Pumpengehäuseteil (4) wird mit Abstand zum saugseitigen Gehäuseteil (1) montiert und die Verbindung zwischen beiden Teilen erfolgt durch einen separat erstellten Spiralraum (7). Mit Hilfe umlaufender Schweißnähte (8, 9) erfolgt die Verbindung der Teile untereinander. Somit kann die Eintrittsöffnung (10) in den Spiralraum (7) in einfachster Weise durch entsprechende Positionierung der Teile zueinander erreicht werden. Fig. 1 shows a spiral housing in section. In the example shown, this consists of a suction-side pump housing part ( 1 ) on which a suction nozzle ( 2 ) is molded at the same time. For connection to a pipeline, the suction nozzle ( 2 ) has a connection flange ( 3 ). A pressure-side pump housing part ( 4 ) is provided with further flange surfaces ( 5 ) for connection to a bearing bracket, block motor or the like, not shown here. The suction-side and pressure-side pump housing parts ( 1 , 4 ) can each be manufactured as rotationally symmetrical deep-drawn parts. It is also readily possible to manufacture parts ( 1 ) and ( 4 ) as a one-piece deep-drawn part, which is then separated in the region of the end face ( 6 ) to form a liquid outlet. The second housing part thus formed, namely the pump housing part ( 4 ) on the pressure side, is mounted at a distance from the housing part ( 1 ) on the suction side, and the connection between the two parts is made by a separate spiral space ( 7 ). The parts are connected to one another with the aid of circumferential weld seams ( 8 , 9 ). The entry opening ( 10 ) into the spiral space ( 7 ) can thus be reached in the simplest manner by correspondingly positioning the parts relative to one another.

Wie den weiter unten aufgeführten Fig. 4 bis 9 zu entnehmen ist, kann die Eintrittsöffnung (10) in den Spiralraum (7) auch aus mehreren Eintrittsöffnungen (10) bestehen, die über den Umfang zueinander verteilt angeordnet werden und zwischen sich einen Zusammenhalt unterstützende Stege ausbilden. As can be seen from FIGS. 4 to 9 listed below, the entry opening ( 10 ) into the spiral space ( 7 ) can also consist of a plurality of entry openings ( 10 ) which are distributed around the circumference and webs supporting cohesion between them form.

Die in der Fig. 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich zu der Fig. 1 dadurch, daß hier der Spiralraum (7) zwischen zwei Pumpengehäuseteilen (1, 4) angeordnet und mit diesen verbunden ist.The embodiment shown in FIG. 2 differs from FIG. 1 in that the spiral space ( 7 ) is arranged between two pump housing parts ( 1 , 4 ) and connected to them.

Die Fig. 3 entspricht einer Ansicht gemäß der Linie III-III aus Fig. 1. Der mit einem über den Umfang veränderlichen Querschnitt versehene Spiralraum (7) ist in diesem Ausführungsbeispiel in der Weise gebildet worden, daß ein bandförmiges Teil mit zunehmendem U-förmigem Querschnitt geformt wurde, an dessen Enden (11, 12) zwei den Druckstutzen (13) bildende Halbschalen angeformt sind. Diese werden entlang der Trennfuge (14) schweißtechnisch miteinander verbunden. Der so gebildete Spiralraum (7) kann auf dem Außendurchmesser des saug- und/oder druckseitigen Pumpen­ gehäuseteiles (1, 4) angebracht und dort mittels bekannter Techniken befestigt werden. An dem Druckstutzen (13), dessen Querschnitt sich diffusorförmig erweitert, sind in einfachster Weise Anschlußflansche (15), vgl. Fig. 1, anbringbar. Fig. 3 corresponds to a view along the line III-III of Fig. 1. The spiral space ( 7 ) provided with a variable cross-section has been formed in this embodiment in such a way that a band-shaped part with increasing U-shaped Cross section was formed, at the ends ( 11 , 12 ) of which two pressure shells ( 13 ) forming half shells are formed. These are welded together along the parting line ( 14 ). The spiral space ( 7 ) formed in this way can be attached to the outer diameter of the suction and / or pressure-side pump housing part ( 1 , 4 ) and fastened there using known techniques. On the pressure port ( 13 ), the cross section of which widens in a diffuser shape, there are connecting flanges ( 15 ) in the simplest manner, cf. Fig. 1, attachable.

Die Fig. 4 zeigt eine Abwicklung des Bereiches der Eintritts­ öffnung (10) in dem Spiralraum (7) welche sich zwischen den saug- und druckseitigen Pumpengehäuseteilen (1, 4) befindet. Letzterer werden durch mehrere im Abstand zueinander angeordnete und die Eintrittsöffnung (10) überbrückende Stege (16) verbunden. Letztere sind in diesem Ausführungsbeispiel mit den Gehäuseteilen verschweißt, es ist aber auch jede andere bekannte Befestigungsart verwendbar. Fig. 4 shows a development of the area of the inlet opening ( 10 ) in the spiral space ( 7 ) which is located between the suction and pressure side pump housing parts ( 1 , 4 ). The latter are connected by a plurality of webs ( 16 ) which are arranged at a distance from one another and bridge the entry opening ( 10 ). The latter are welded to the housing parts in this exemplary embodiment, but any other known type of fastening can also be used.

Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der die saug- und druckseitige Gehäusehälften (1, 4) Bestandteil eines einzigen Gehäuses sind. Die Durchtrittsöffnungen (10) für das aus dem Laufrad austretende Fördermedium sind hierbei durch rechteckige Ausstanzungen entstanden, welche über den Umfang verteilt und mit Abstand zueinander angeordnet sind. Zwischen den Öffnungen (10) verbleibende Stege (16) dienen der Gehäuseversteifung. Fig. 5 shows an embodiment in which the suction and pressure side housing halves ( 1 , 4 ) are part of a single housing. The through-openings ( 10 ) for the conveying medium emerging from the impeller are created here by rectangular punched-outs which are distributed over the circumference and are arranged at a distance from one another. Webs ( 16 ) remaining between the openings ( 10 ) serve to stiffen the housing.

Eine andere Art der Ausstanzungen für die Durchtritts­ öffnungen (10) zeigt die Fig. 6. Die Öffnung (10) ist U-förmig ausgebildet, wodurch neben den Stegen (16) ein zungen­ ähnliches Element (17) bestehen bleibt.Another type of punched holes for the passage openings ( 10 ) is shown in FIG. 6. The opening ( 10 ) is U-shaped, whereby a tongue-like element ( 17 ) remains in addition to the webs ( 16 ).

Wie dem Schnitt in Fig. 7 zu entnehmen ist, können die Zungen (17) hochgebogen werden, so daß ein aus dem Laufrad ausströmendes Fördermedium in geleiteter Form durch die Durchtrittsöffnungen (10) hindurchströmt.As can be seen from the section in FIG. 7, the tongues ( 17 ) can be bent up so that a conveyed medium flowing out of the impeller flows through the passage openings ( 10 ) in a guided form.

Eine Abart hiervon zeigt die Fig. 8. Die Ausstanzungen für die Durchtrittsöffnung (10) weisen hier eine H-förmige Kontur auf. Somit entstehen zwei Zungen (17, 18), welche gemäß dem Schnitt in Fig. 9 nach innen und außen gebogen werden können, um somit eine noch bessere Führung bzw. leitradähnliche Gestaltung zu erhalten.A variant of this is shown in FIG. 8. The punched-outs for the passage opening ( 10 ) here have an H-shaped contour. This results in two tongues ( 17 , 18 ), which can be bent inwards and outwards according to the section in FIG. 9, in order to obtain an even better guidance or stator-like design.

Claims (12)

1. Spiralgehäuse für eine Kreiselpumpe in Blechbauweise, bestehend aus einem einem Laufrad nachgeordneten, als eigenständiges Bauteil ausgebildeten Spiralraum und einem den Spiralraum positionierenden Pumpengehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Spiralraumes (7) dem Außendurchmesser des Pumpengehäuses (1, 4) entspricht und der Außendurchmesser des Pumpengehäuses (1, 4) unwesentlich größer als der Außendurchmesser des Laufrades ausgebildet ist.1. Spiral housing for a centrifugal pump in sheet metal construction, consisting of a downstream of an impeller, designed as an independent component spiral space and a pump housing positioning the spiral space, characterized in that the inner diameter of the spiral space ( 7 ) corresponds to the outer diameter of the pump housing ( 1 , 4 ) and the outside diameter of the pump housing ( 1 , 4 ) is made slightly larger than the outside diameter of the impeller. 2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (1, 4) in einem dem Laufradaustritt gegenüberliegenden Gehäusebereich mit einer oder mehreren Öffnungen (10) versehen ist und daß der Spiralraum (7) die Öffnungen (10) umhüllt und dicht mit dem Pumpengehäuse (1, 4) verbunden ist.2. Housing according to claim 1, characterized in that the pump housing ( 1 , 4 ) in one of the impeller outlet opposite housing area is provided with one or more openings ( 10 ) and that the spiral space ( 7 ) envelops the openings ( 10 ) and tightly with the pump housing ( 1 , 4 ) is connected. 3. Spiralgehäuse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralraum (7) auf das Pumpengehäuse (1, 4) aufgeschoben ist.3. Spiral housing according to claims 1 and 2, characterized in that the spiral space ( 7 ) on the pump housing ( 1 , 4 ) is pushed. 4. Spiralgehäuse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralraum (7) zwischen zwei, beiderseits des Laufrades befindlichen Pumpengehäuse­ teilen (1, 4) angeordnet und dicht mit diesen verbunden ist. 4. Spiral housing according to claims 1 and 2, characterized in that the spiral space ( 7 ) between two, on both sides of the impeller located pump housing parts ( 1 , 4 ) arranged and tightly connected to them. 5. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Spiralraum (7) ein aufgetrenntes Ringelement bildet, dessen Trennebene (14) im Bereich des Druckstutzens (13) liegt.5. Housing according to claims 1 to 4, characterized in that the spiral space ( 7 ) forms a split ring element, the parting plane ( 14 ) in the region of the pressure port ( 13 ). 6. Spiralgehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den einander gegenüberliegenden Enden (11, 12) des Ringelementes druckstutzenbildende Ausformungen angebracht sind.6. Spiral housing according to claim 5, characterized in that are formed at the opposite ends ( 11 , 12 ) of the ring element pressure-nozzle-forming formations. 7. Spiralgehäuse nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (11, 12) des Ringelementes mit einem den Druckstutzen bildenden Formteil verbunden sind.7. Spiral housing according to claims 5 and 6, characterized in that the ends ( 11 , 12 ) of the ring element are connected to a molded part forming the pressure port. 8. Spiralgehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, jeweils einen zunehmenden U-förmigen Querschnitt aufweisende und miteinander verbundene Segmente den Spiralraum (7) bilden.8. Spiral housing according to claims 1 to 4, characterized in that several, each having an increasing U-shaped cross-section and interconnected segments form the spiral space ( 7 ). 9. Spiralgehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits des Laufrades befindliche Pumpengehäuseteilen (1, 4) durch über den Umfang verteilt angeordnete Stege (16) miteinander verbunden sind.9. Spiral housing according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that pump housing parts ( 1 , 4 ) located on both sides of the impeller are connected to one another by webs ( 16 ) distributed over the circumference. 10. Spiralgehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (16) als eigenständige Bauteile ausgebildet sind.10. Spiral housing according to claim 9, characterized in that the webs ( 16 ) are designed as independent components. 11. Spiralgehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang des Pumpengehäuses (1, 4) verteilt und im Bereich des Laufradaustrittes sowie des Spiralraumes (7) angeordnete Öffnungen (10) zwischen sich Stege (16) ausbilden. 11. Spiral housing according to claim 9, characterized in that distributed over the circumference of the pump housing ( 1 , 4 ) and in the region of the impeller outlet and the spiral space ( 7 ) arranged openings ( 10 ) form webs ( 16 ) between them. 12. Spiralgehäuse nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (16) gegenüber einer am Umfang anliegenden Tangente einen Anstellwinkel aufweisen.12. Spiral housing according to claims 9 to 11, characterized in that the webs ( 16 ) have an angle of attack relative to a tangent lying on the circumference.
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