Beschaufelung für Zentrifugalpumpen und verwandte Strömungsmaschinen
Die Erfindung bezieht sich vorwiegend auf die Beschaufelung von Zentrifugalpumpen,
ist aber bei allen verwandten Gattungen rotierender Strömungsmaschinen für flüssige
oder gasförmige Medien mit großem Vorteil anwendbar. Sie ist verursacht durch die
Erkenntnis der erheblichen Mängel, die bei den beiden bisher bekannten Herstellungsmethoden
von Beschaufelungen auftreten, nämlich der Fertigung als Gußteile und der in genieteter
oder geschweißter Blechkonstruktion. Bei der Fertigung als-Gußteil ist einmal das
Erfordernis der vielen, meist recht komplizierten und teuren Kerne für die Gußform
nachteilig und es treten oft bei deren Anbringung besonders für räumlich gekrümmte
Schaufeln Schwierigkeiten auf, die sich bis zur Unausführbarkeit steigern. Abgesehen
davon hat die gegossene Beschaufelung den weiteren Mangel einer völlig unzulänglichen
Bearbeitungsmöglichkeit an den Schaufelflächen, wodurch im späteren Betrieb eine
starke Steigerung der Strömungsverluste bzw. Verringerung des Wirkungsgrades verursacht
wird. Die bisherige Herstellung von Beschaufelungen in Blechkonstruktion ist, soll
sie nur einigermaßen befriedigende Präzision aufweisen, so kostspielig, daß meist
aus wirtschaftlichen Gründen von ihr Abstand genommen werden mußte. Auch einzelne
Versuche, durch Verwendung gezogenen Profilmaterials oder serienmäßig hergestellter
Preßteile ähnlich wie bei der. Dampfturbinenfabrilation eine Verbilligung zu erzielen,
konnte bei der auch hier ungemindert vorhandenen Umständlichkeit des Zusammenbaues
die blech= konstruktive Fertigung von Zentrifugalpumpen usNv. nicht wesentlich fördern.Blading for centrifugal pumps and related flow machines
The invention relates primarily to the blading of centrifugal pumps,
but is for all related types of rotating fluid flow machines for liquid
or gaseous media can be used with great advantage. It is caused by that
Recognition of the significant deficiencies in the two previously known manufacturing methods
of blading occur, namely the production as cast parts and the riveted
or welded sheet metal construction. When it comes to production as a cast part, that’s one thing
Requirement of the many, mostly quite complicated and expensive cores for the casting mold
disadvantageous and it often occur when attaching them, especially for spatially curved ones
Shovel up difficulties that escalate to the point of impracticability. Apart from that
of these, the cast blading has the further deficiency of a completely inadequate one
Machining option on the blade surfaces, which means that a
causes strong increase in flow losses or reduction in efficiency
will. The previous production of blading in sheet metal construction is, should
they have only reasonably satisfactory precision, so expensive that mostly
it had to be refrained from for economic reasons. Individuals too
Attempts by using drawn profile material or mass-produced
Pressed parts similar to the. Steam turbine production to achieve a cheaper price,
was able to do with the cumbersome assembly that is still present here
the sheet metal = constructive manufacture of centrifugal pumps usNv. do not promote significantly.
Demgegenüber bietet die Erfindung unter Beseitigung aller bisherigen
Mängel ein Mittel, Beschaufelungen in einfachster und zweckmäßigster Weise anzuordnen,
gewährleistet trotz leichten Zusammenbaues größte Genauigkeit, gestattet die Verwendung
der verschiedensten Materialien für die Schaufeln selbst, ermöglicht sowohl eine
gute Bearbeitung der Flächen und Kanten als auch jegliche Vergütung durch Verchromung,
Vernickelung oder ähnliches, macht die Beschaufelung leicht auswechselbar und ist
selbst für komplizierte und räumlich gekrümmte Schaufelformen benutzbar. Die Erfindung
besteht darin, daß die Beschaufelung aus einer der benötigten Schaufelzahl entsprechenden
Anzah'. zellenartiger Einzelelemente zusammengesetzt ist, die infolge ihrer segmentären,
die gegenseitige Lage filierenden Form einen geschlossenen Schaufelkranz bilden,
der dann seinerseits von einem geteilten Mantel umschlossen wird. Die so getroffene
Anordnung ermöglicht erfindungsgemäß weiterhin eine einfache und sichere Befestigung
in der Weise, daß die Mantelteile innenseitig mit ein oder mehreren Kreisnuten versehen
sind, in welche sich entsprechende, vorwiegend kreisbogenförmige Erhöhungen oder
Sieken, die sich an den seginentären Ansätzen der Schaufelelemente befinden, einfügen.
Die Nuten an der Ummantelung und die Erhöhungen an den Beschaufelungselementen brauchen
nicht stets
geschlossen kreisförmig ausgeführt zu sein, sondern
können gegebenenfalls durch: einzelne, in geeigneter Weise angeordnete Fixierpunkte
oder Fixierpunktgruppen oder kurze bogenförmige Fixierlinien ersetzt werden. Jedes
der Teilelemente, die vorwiegend mit einem etwa U-förmigen Querschnitt und nur in
gewissen Fällen Z-artig oder einfach. winkelartig gebogen sind, besitzt als Querteil
die eigentliche Schaufel, an deren Ende die Segmentansätze angewinkelt sind, welche
der Überbrückung bis zum nächsten Schaufelelement dienen. Bei U- und Z-förrnigen
Elementen sind diese sämtlich kongruent, bei Elementen mit nur einem seitlichen
Segmentansatz befindet sich dieser wechselweise rechts- und linksseitig des eigentlichen
Schaufelteiles. Wenngleich die bei Laufrädern unter dem Einfluß der Zentrifugalkräfte
auftretenden radialen Beanspruchungen mittels der an den inneren Mantelflächen angebrachten
Zentrier- und Haltenuten aufgenommen werden, können zur Erhöhung der Festigkeit
am Umfang der beispielsweise teller- oder scheibenartig geformten Mantelteile Bördelrändchen
oder ähnliches vorgesehen werden, deren Tiefe zur Vermeidung von Unebenheiten mit
der Materialstärke des Segmentansatzes übereinstimmen müßte. Für die Verbindung
der Mantelteile miteinander können entweder die Schaufelelemente selbst benutzt
werden, indem man sie an einzelnen Stellen beiderseitig durch Nietung, Punktschweißung
oder ähnliches mit dem Mantel verbindet oder es können besondere Befestigungsglieder,
und zwar mindestens zwei Bolzen von einer möglichst geringe Strömungsverluste bedingenden
Profilierung zwischen beiden Mantelteilen eingezogen werden. Besonders günstig für
die Gesamtanordnung ist es ferner, daß die verwendeten zellenartigen Teilelemente
keinerlei Abdichtung der Ummantelung gegenüber benötigen, weil die Anschlußkanten
sich jeweils- an Stellen gleichen Druckzustandes befinden. Bei sehr großer Schaufeltiefe
läßt sich erfindungsgemäß eine Unterteilung dergestalt vornehmen, daß zwei oder
mehr aus entsprechend geformten Teilelementen bestehende, konzentrische und radial
dicht aneinandergeschlossene Schaufelkränze vorgesehen werden. Durch an den Anschlußkanten
dieser Teilkränze angebrachte Bördelränder, die sich sämtlich in entsprechende Kreisnuten
der Ummantelung legen, wird ein ebenso dichter wie fester Zusammenschluß des unterteilten
Schaufelkranzes erzielt.In contrast, the invention, while eliminating all previous deficiencies, offers a means of arranging blading in the simplest and most expedient manner, guarantees the greatest accuracy despite easy assembly, allows the use of a wide variety of materials for the blades themselves, enables both surfaces and edges to be machined well as well as any Compensation through chrome plating, nickel plating or the like makes the blades easy to replace and can even be used for complicated and spatially curved blade shapes. The invention consists in that the blading consists of a number corresponding to the required number of blades. cell-like individual elements are composed, which form a closed blade ring due to their segmental, the mutual position filing shape, which is then in turn enclosed by a divided jacket. The arrangement made in this way furthermore enables a simple and secure attachment according to the invention in such a way that the shell parts are provided on the inside with one or more circular grooves into which corresponding, predominantly circular elevations or sieves, which are located on the segmental approaches of the blade elements, insert . The grooves on the casing and the elevations on the blading elements do not always need to be closed and circular, but can optionally be replaced by: individual, suitably arranged fixing points or groups of fixing points or short, curved fixing lines. Each of the sub-elements, predominantly with an approximately U-shaped cross-section and only in certain cases Z-like or simple. are bent at an angle, has the actual blade as a transverse part, at the end of which the segment attachments are angled, which serve to bridge to the next blade element. In the case of U- and Z-shaped elements, these are all congruent; in the case of elements with only one lateral segment attachment, this is located alternately on the right and left side of the actual blade part. Although the radial stresses occurring in impellers under the influence of centrifugal forces are absorbed by means of the centering and holding grooves attached to the inner jacket surfaces, flanged edges or the like can be provided to increase the strength on the circumference of the jacket parts, for example, plate-like or disc-like, the depth of which is to Avoiding unevenness with the material thickness of the segment approach would have to match. To connect the shell parts to one another, either the vane elements themselves can be used by connecting them to the shell at individual points on both sides by riveting, spot welding or the like, or special fastening elements, namely at least two bolts with a profiling that causes the least possible flow losses, can be used between both jacket parts are drawn in. It is also particularly favorable for the overall arrangement that the cell-like sub-elements used do not require any sealing from the casing, because the connecting edges are each in the same pressure state. In the case of a very large blade depth, a subdivision can be carried out according to the invention in such a way that two or more blade rings consisting of correspondingly shaped sub-elements, concentric and radially tightly connected to one another are provided. By means of flanged edges attached to the connecting edges of these partial rings, all of which are located in corresponding circular grooves in the casing, the subdivided blade ring is bonded together tightly and firmly.
Der Erfindungsgegenstand ist beispielsweise in einigen Ausführungsformen
dargestellt, und zwar zeigen die Fig. i bis 3 Seitenansicht -und Längsschnitt des
Laufrades einer Zentrifugalpumpe mit U-artig geformten Schaufelelementen und einer
Ummantelung für einseitigen Einlauf, die Fig. q, und 5 Ansichten eines Z-artigen
Elementes mit starker räumlicher Schaufelkrümmung, die Fig. G und 7 die zweiteilige
Ummantelung mit Zentriernuten in Aufsicht und Querschnitt.The subject matter of the invention is for example in some embodiments
shown, namely show FIGS. i to 3 side view and longitudinal section of the
Impeller of a centrifugal pump with U-shaped blade elements and a
Sheathing for one-sided inlet, the Fig. Q, and 5 views of a Z-like
Element with strong spatial vane curvature, Figs. G and 7 the two-part
Sheathing with centering grooves in plan and cross-section.
Bei den Figuren bezeichnet a die Schaufelfläche, b und b' die seitlichen
gewinkelten segmentartigen Ansatzstücke, c und c' die Ummantelung, d deren
Bördelränder und f
die Zentriernuten, in welche sich die kreisförmigen Sieken
bzw. Ausprägungen e der Beschaufelungselemente einfügen. Zur Beseitigung der von
den Sieken herrührenden innenseitigen Ungleichheit der Oberfläche werden diese nach
Bedarf durch verlötete Einlagen aus Profildraht oder ähnlichem ausgefüllt. Die Befestigungsstellen
g sind durch Punktschweißung hergestellt.In the figures, a denotes the blade surface, b and b 'the lateral angled segment-like extensions, c and c' the casing, d their flanged edges and f the centering grooves into which the circular sieves or embossments e of the blading elements are inserted. In order to eliminate the inside unevenness of the surface caused by the sieves, these are filled with soldered inserts made of profile wire or the like as required. The attachment points g are made by spot welding.
Die Fig. 8 und 9 zeigen ein mit verdicktem Schaufelprofil ausgeführtes
Element nebst einer bei der Fertigung zur Verwendung kommenden Hohlpreßform.FIGS. 8 and 9 show one designed with a thickened blade profile
Element together with a hollow mold used in manufacture.
Bei der Herstellung des Elements mit verdicktem Schaufelprofil gemäß
Fig.8 und 9 wird dem entsprechend geschnittenen und vorgepreßtenBlechstück die profilierte
Platteh eingelegt, der freie Teil von a deren Form nach einwärts herumgebogen, an
der scharfen Kante verlötet oder verschweißt und diese selbst angeschärft und geglättet.When producing the element with a thickened blade profile according to
8 and 9, the profiled sheet metal piece is correspondingly cut and pre-pressed
The plate is inserted, the free part of a, the shape of which is bent inwards
the sharp edge is soldered or welded and these are sharpened and smoothed.