DE69003955T2

DE69003955T2 - Pumpengehäuse.

Info

Publication number: DE69003955T2
Application number: DE90101016T
Authority: DE
Inventors: Shinichiro Arakawa; Hideo Ikeda; Kenichi Kajiwara; Kikuichi Mori
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1990-01-18
Publication date: 1994-02-17
Anticipated expiration: 2010-01-19
Also published as: EP0379196A3; ATE96207T1; EP0379196B1; IT9067032A0; EP0379196A2; DE9000534U1; DE69003955D1; ES2047161T3; DE4001383A1; IT9067032A1; IT9052828V0; IT223985Z2; HK180996A; IT9052828U1; US5040947A; IT1242308B; DK0379196T3; KR970010514B1; KR900011997A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Pumpengehäuse, das beispielsweise durch Preßformen einer Stahlplatte hergestellt wird, und insbesondere auf ein Pumpengehäuse, das vorteilhafterweise für eine Zentrifugalpumpe verwendet wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines Pumpengehäuses.
Ein herkömmliches Pumpengehäuse, das durch Preßformen einer Stahlplatte hergestellt wird, umfaßt üblicherweise ein Außengehäuse mit einer zylindrischen Form und einer Führungschaufel oder einem Voluten- oder Spiralglied, das getrennt hergestellt wird und innerhalb des Außengehäuses angeordnet wird, um einen Strömungsmittelpfad vorzusehen.
Fig. 8(a) ist ein Längsschnitt einer Pumpe, wie sie in JP-A-82-35676 gezeigt ist, und Fig. 8(B) ist ein Schnitt entlang Linie A-A von Fig. 8(a). Bei dieser herkömmlichen Pumpe definiert das Spiral- oder Volutengehäuse einen Spiral- oder Volutenraum 4, welcher Strömungsmittel, das von einem Laufrad 1 geliefert wird, zu einem Auslaßanschluß 11 leitet. Der Volutenraum 4 besteht aus Seitenplatten 5 und 6, die an jeder Seite angeordnet sind, einer Umfangsplatte 7, die entlang des Umfangs der Seitenplatten 5 und 6 vorgesehen ist, und einem Spiral- oder Volutenflügel oder Volutenglied 8, der in einem Raum angeordnet ist, der durch die Seitenplatten und die Umfangsplatte definiert wird, und sich in einer Umfangsrichtung entlang eines vorbestimmten Abstandes erstreckt. Diese Seitenplatten 5 und 6, die Umfangsplatte 7 und der Volutenflügel 8 werden alle durch Preßformen von Metallplatten hergestellt. Beim Verlauf von einem Startpunkt 8a der Volute bzw. Spirale zu einein vorbestimmten Punkt 8b ist das Volutengehäuse radial nach außen abgelenkt, wodurch die Querschnittsfläche des Strömungsmittelpfads innerhalb des Volutengehäuses vergrößert wird während des Verlaufs zu dem Auslaßanschluß hin. Jenseits des vorbestimmten Punkts 8b ist das Volutengehäuse in einer axialen Richtung abgelenkt, wie durch 5a bezeichnet ist, um die Querschnittsfläche des Strömungsmittelpfads beim Verlauf zu dem Ablaßanschluß 11 hin zu vergrößern. Somit wird die Querschnittsfläche des Strömungsmittelpfads von der Linie I-I zu der Linie IV-IV allmählich vergrößert (Fig. 8(b)).
Im oben genannten Stand der Technik kann, da die Seitenplatten 5 und 6, die Umfangsplatte 7, der Volutenflügel 8 und eine Außenplatte 9 alle durch Preßformen von Metallplatten hergestellt werden, das Gehäuse hergestellt werden mit erleichterter Fabrikation und niedrigeren Kosten, verglichen mit dem Gußherstellungsverfahren. Ferner wird es durch Ablenken oder Abweichen des Volutenströmungsmittelpfads sowohl in radialen als auch in axialen Richtungen möglich, das radiale Maß der Pumpe in gewissem Maße zu vermindern und dadurch die Kosten zu senken.
Im oben genannten Stand der Technik jedoch wird, da der Volutenflügel 8 innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet ist, der Außendurchmesser des Außengehäuses unvermeidbar größer. Folglich gibt es ein Problem, daß es notwendig ist, die Dicke des Gehäuses zu vergrößern, um die Festigkeit gegen inneren Strömungsmitteldruck zu vergrößern, und um das Gehäuse zu verstärken, um eine Verformung oder Deformation der Seitenwände des Gehäuses zu verhindern. Wenn der Volutenteil in einer axialen Richtung erweitert wird, um den radialen, überschüssigen Raum zu vermindern, der benötigt wird zum Anordnen des Volutenflügels 8 außerhalb des Laufrads, wie oben beschrieben, nimmt die Pumpenleistung ab.
Ferner werden in den oben genannten Fällen, da die Form des Strömungsmittelpfads in dem Bereich, wo das Strömungsmittel von der Innenseite des Strömungsmittelpfads zu der Außenseite desselben herausströmt, nicht glatt ist, zwei Probleme hervorgerufen, und zwar die Erzeugung von Geräusch und die Abnahme der Effizienz bzw. des Wirkungsgrads.
US-A-4 775 295 zeigt ein Pumpengehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese Blechpumpe besitzt einen niedrigeren Wirkungsgrad als eine Pumpe, welche eine Spirale oder Volute verwendet, wie sie beispielsweise in der oben genannten JP-A-82-35676 gezeigt ist. Zusätzlich wird auf die FR-A-1563797 aufmerksam gemacht, die eine andere Art einer Blechpumpe zeigt, wobei das Pumpengehäuse von zwei axial trennbaren Gehäusehälften gebildet wird. Jede der Gehäusehälften bildet auch Hälften einer Spirale oder Volute, so daß, nachdem die Gehäusehälften fest aneinander befestigt sind, das Pumpengehäuse mit einer kompletten Volute versehen ist. Dies erfordert zwei Formen zum Bilden der Gehäusehälften. Auch müssen die Gehäusehälften aneinander befestigt werden, beispielsweise durch Schweißen.
Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Probleme des Standes der Technik zu lösen und ein Pumpengehäuse vorzusehen, das direkt einen Strömungsmittelpfad definiert, ohne irgendein getrenntes Strömungsmittelpfadglied, d. h. einen Volutenflügel, innerhalb eines äußeren zylindrischen Gehäuses vorzusehen, welches durch Preßformen hergestellt wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Pumpengehäuse, wie es im Anspruch 1 beansprucht wird, und auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines Pumpengehäuses gemäß Anspruch 14. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
Um das oben genannte Ziel zu ereichen, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse zuerst durch Preßformen einer Metallplatte gebildet wird, um einen Gehäusekörper mit einer zylindrischen Becherform zu bilden, welche einen Öffnungsteil an einer Seite davon und einen geschlossenen Bodenteil an der anderen Seite besitzt, und dann durch Preßformen des Gehäusekörpers, um folgendes zu bilden: einen Gehäuseflansch, der sich von dem Öffnungsteil nach außen erstreckt, eine Öffnung an dem Bodenteil, die als ein Sauganschluß dient, und einen Voluten- oder Spiralteil, der sich von einer zylindrischen Oberfläche des Gehäusekörpers an einem axial zwischenliegenden oder mittleren Teil davon radial nach außen erstreckt, welcher nach dem Zusammenbau einem Laufrad radial gegenüberliegt.
Ferner ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der maximal erweiterte Teil des Volutenteils, der durch Preßformen an dem zwischenliegenden zylindrischen Teil des Gehäusekörpers gebildet ist, mit einer Öffnung versehen ist, und daß diese Öffnung mit einem Auslaßanschluß über eine Düse verbunden ist, welche so geformt und geschweißt ist, daß ein glatter Strömungsmittelpfad vorgesehen wird.
Der oben genannte Volutenteil, der von der Oberfläche des zwischenliegenden, zylindrischen Teils des Gehäusekörpers radial nach außen erweitert ist, wird gebildet durch sogenanntes Auswölbformen (bulge forming), d. h. durch Schritte des Einsetzens des zylindrischen, becherförmigen Gehäusekörpers, geformt mit dem sich nach außen erstreckenden Gehäuseflansch an einer Öffnungsseite und dem geschlossenen Bodenteil an der anderen Seite, in eine weibliche Form (Matrize), die eine Ausnehmung auf ihrer Innenoberfläche besitzt, welche dem Volutenteil entspricht, und das Anlegen eines Innendrucks an die Innenoberfläche des zwischenliegenden, zylindrischen Teils und gleichzeitiges Drücken des Bodenteils des Gehäusekörpers nach oben zum Einpassen desselben an die Innenoberfläche der weiblichen Form.
Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Erfindung zuerst ein becherförmiger, zylindrischer Gehäusekörper mit einem Öffnungsteil auf einer Seite und einem geschlossenen Bodenteil auf der anderen Seite durch Preßformen einer Stahlplatte hergestellt. Dann wird der mittlere zylindrische Teil des Gehäusekörpers, der nach dem Zusammenbau dem Pumpenlaufrad gegenüberliegt, auf seiner Innenoberfläche integral mit einem Volutenteil ausgebildet, der radial allmählich erweitert ist, beispielsweise mittels herkömmlichen Auswölbformens. Beim Betrieb der Pumpe ist das Pumpengehäuse an den Antriebsmitteln durch eine Gehäuseabdeckung befestigt, die innerhalb des Öffnungsteils an einer Seite des Gehäusekörpers befestigt ist, ein Saugflansch ist mit dem Sauganschluß verbunden, der in dem Gehäusekörper gebildet ist, und das innerhalb des Gehäuses angeordnete Laufrad wird veranlaßt sich zu drehen. Somit wird bei diesem Betrieb der Pumpe das Strömungsmittel von dem Sauganschluß, der an dem Bodenteil des Gehäusekörpers gebildet ist, durch den Saugflansch angesaugt, von dem Laufrad unter Druck gesetzt, in dem Volutenteil innerhalb des Gehäusekörpers gesammelt, durch die Düse, die einen glatten Strömungsmittelpfad definiert, von dem maximal erweiterten Teil des Volutenteils zu dem Auslaßanschluß geführt, und nach außen abgelassen. Bei dieser Erfindung wird, da der Volutenteil integral ausgebildet ist, um sich von dein Gehäusekörper, wie oben beschrieben, allmählich zu erweitern, ein Strömungsmittelpfad innerhalb des Gehäusekörpers glatter, verglichen mit dem des Standes der Technik. Ferner ist die Form des Strömungsmittelpfads von dem Volutenteil (erweiterter Teil) durch die Düse zu dem Auslaßanschluß glatt. Folglich umfaßt, anders als die Pumpe des Standes der Technik, bei der ein Volutenglied im Innern vorgesehen ist, die Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung weder eine Stufe noch einen Freiraum zwischen dem Volutenteil und dem Pumpengehäuse (Außengehäuse), wodurch jeglicher Leistungsabfall und jegliche Geräuscherzeugung verhindert wird.
Andererseits kann, da der Durchmesser des Pumpengehäuses kleiner ist als der des Standes der Technik, die Plattendicke des Gehäuses, das den Innendruck aushalten muß, vermindert werden, und die Steifheit des Gehäuses wird auch erhöht.
Diese und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand veranschaulichender Beispiele gezeigt sind.
Fig. 1(a) ist ein Längsschnitt einer Zentrifugalpumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1(b) ist ein Längsschnitt einer Zentrifugalpumpe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Längsschnitt gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3(a) ist eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Pumpe;
Fig. 3(b) ist ein Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 1;
Fig. 3(c) ist eine Ansicht, die einen Abshnitt des erweiterten Volutenteils zeigt;
Fig. 4(a) bis 4(c) sind eine Draufsicht bzw. ein Längsschnitt bzw. eine Ansicht von unten der Düse;
Fig. 5(a) und 5(b) sind Ansichten, um das Verfahren des Preßformens eines Volutenteils durch Auswölbformen zu zeigen;
Fig. 6 ist ein Längsschnitt einer Zentrifugalpumpe eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ist eine Vorderansicht der in Fig. 6 gezeigten Pumpe;
Fig. 8(a) ist ein Längsschnitt einer herkömmlichen Zentrifugalpumpe; und
Fig. 8(b) ist ein Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 8(a).
Mit Bezug auf die Zeichnungen werden im weiteren Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 1(a) ist ein Längsschnitt einer Zentrifugalpumpe, die ein Pumpengehäuse aus einer Stahlplatte besitzt, und zwar gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die gleichen Bezugszeichen wie in 8(a) die gleichen oder ähnliche Teile bezeichnen.
In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 21 einen Gehäusekörper. Dieser Gehäusekörper 21 wird zuerst durch Preßformen oder Tiefziehen einer Stahlplatte hergestellt, um einen zylindrischen, becherförmigen Gehäusekörper zu bilden mit einem Öffnungsteil, der von einem Flansch umgeben ist, auf einer Seite und einem geschlossenen Bodenteil auf der anderen Seite, dann Einsetzen des becherförmigen Gehäusekörpers 21, wie in Fig. 5(a) und 5(b) gezeigt, in getrennte weibliche Formen (Matrizen) 102a und 102b, die auf ihren Innenoberflächen eine Ausnehmung 101 ausgeformt besitzen, welche dem Volutenteil entspricht, der eine sich allmählich vergrößernde Querschnittsfläche für den Strömungsmittelpfad aufweist, und Anlegen eines Innendrucks durch Preßformen, wie das sogenannte Auswölbformen, an die Innenoberfläche des zwischenliegenden, zylindrischen Teils des becherförmigen Gehäusekörpers 21, der in die Formen eingesetzt ist, und zwar in Richtungen, die durch die Pfeile a angezeigt sind, mittels einer hydraulischen Kraft oder einem elastischen Material, sowie gleichzeitiges Drücken des becherförmigen Gehäusekörpers nach oben in eine Richtung, die durch die Pfeile b angezeigt ist, durch eine weibliche Form (Matrize) 103. Somit wird ein erweiterter Teil 21a entsprechend dem Volutenteil, der nach dem Zusammenbau in einem Bereich radial gegenüber dem Pumpenlaufrad angeordnet werden soll, in dem zwischenliegenden, zylindrischen Teil des Gehäusekörpers 21 gebildet. Dann wird ein Gehäuseflansch 21b an dem Öffnungsteil der Antriebsseite gebildet; und ein Gehäusevorderteil 21c und ein Pumpensauganschluß 21d, der an dem mittleren oder zwischenliegenden Teil davon axial vorsteht, werden an dem Bodenteil auf der anderen Seite, d. h. der Ansaugseite (der linken Seite in der Figur), gebildet. Diese Teile werden durch Preßformen integral ausgebildet.
Der oben genannte Gehäuseflansch 21b des Gehäusekörpers 21 wird über eine Gehäuseabdeckung bzw. einen Gehäusedeckel 22 an der Antriebsseite befestigt, wie beispielsweise an einem Lager oder einem Antriebsmotor. Der Gehäusevorderteil 21c umfaßt einen nach außen erweiterten Teil, innerhalb dessen eine Voluteninnenwand 23 vorgesehen ist, die einer Mündung oder einem Ausfluß bzw. einem Abdeckglied des Laufrads 1 gegenüberliegt. Durch Vorsehen des nach außen erweiterten Teils in dem Gehäusevorderteil wird die Steifheit des Gehäusekörpers wesentlich erhöht.
Ferner ist ein Saugflansch 24 mit einem konzentrischen Sauganschluß 24a am Mittelteil davon mit dem Sauganschluß 21d des Gehäusekörpers 21 durch eine Schweißung 24b verbunden. Auf der Rückseite des Saugflansches 24 gegenüber der Flanschoberfläche 24c ist eine verstärkungsplatte 25 befestigt und ist auf dem Gehäusekörper 21 durch ein zylindrisches Tragglied 26 getragen. Das Tragglied 26 dient auch dazu, irgendwelche Neigungen des Saugflansches 24 zu verhindern auf Grund von einer externen Kraft oder eines Aufschlags, die auf den Flansch wirken.
Eine Öffnung ist am breitesten Teil des erweiterten Volutenteils 21a vorgesehen, wo die Querschnittsfläche des strömungsmittelpfads maximal ist, und ist an dem höchsten Teil angeordnet, wie in Fig. 3(a) gezeigt ist. Der Kantenteil 211a der Öffnung besitzt im wesentlichen eine Kreisform identisch mit der des Kantenteils 27a der Düse 27, die in Fig. 4(c) gezeigt ist, der an dem Kantenteil 211a durch Schweißen befestigt werden soll und mit dem Auslaßanschluß 28 verbunden werden soll zum Definieren eines glatten Strömungsmittelpfads. In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 3 eine Dichteinrichtung, 21e Bolzenlöcher, die in dem Gehäuseflansch 21b vorgesehen sind, 24d Bolzenlöcher, die in der Flanschoberfläche 24c vorgesehen sind, 25a eine Verstärkungsplatte, die auf einem Ablaßflansch 29 befestigt ist.
Fig. 3(b) und Fig. 3(c) zeigen die Form des so gebildeten Volutenteils. Insbesondere ist ein Volutenraum A, der durch den umfangsmäßig erweiterten Teil 21a definiert wird, in der Wand des zwischenliegenden, zylindrischen Teils des Gehäusekörpers 21 ausgebildet durch radiales Erweitern der Außenwand des Gehäusekörpers 21 nach außen, wie oben beschrieben. Die Erweiterung beginnt an einem umfangsmäßig zwischenliegenden Punkt des Gehäusekörpers, und dessen Höhe H wird allmählich in der umfangsrichtung (Gegenuhrzeigerrichtung in diesem Fall) von H&sub1; auf H&sub3; vergrößert, während die Breite B davon konstant gehalten wird, wie in (o) bis (iii) in Fig. 3(b) oder Fig. 3(c) gezeigt ist. Somit wird die Querschnittsfläche des Strömungspfads in dem Volutenraum A allmählich in der Strömungsmittelflußrichtung erhöht. Durch Halten der Breite B des erweiterten Teils auf einem konstanten Wert, kann da von dem Laufrad abgelassene Wasser glatt in den Volutenraum fließen und dadurch die hydraulische Effizienz bzw. den Wirkungsgrad der Pumpe erhöhen.
Der erweiterte Teil 21a kann einen trapezartigen oder kreisförmigen Querschnitt besitzen, wie in den Fig. 3(b) oder 3(c) gezeigt ist. Wenn der erweiterte Teil durch Auswölbformen gebildet wird, ist jedoch ein kreisförmige Querschnitt zu bevorzugen, da er die folgenden vorteilhaften Wirkungen besitzt.
(1) Die Kontaktfläche zwischen dem Wasser und dem erweiterten Volutenteil ist relativ klein, was den Widerstand des Strömungsmittelflusses vermindert und die hydraulische Effizienz der Pumpe verbessert.
(2) Die Dicke der Gehäusewand in einem erweiterten Teil kann nach dem Wölbungsformen gleichförmig beibehalten werden, was die Festigkeit des Gehäuses erhöht.
(3) Ein Innendruck beim Auswölbformen kann relativ niedrig eingestellt werden, was die Formeigenschften verbessert. Das Formen des erweiterten Teils mit einem trapezartigen Querschnitt benötigt einen größeren Innendruck zum Formen der Ecken des Querschnitts.
Für den Betrieb der Pumpe wird das Pumpengehäuse auf der Antriebsseite über den Gehäuseflansch 21b und die Gehäuseabdeckung 22 befestigt und das Laufrad, das innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet ist, wird gedreht. Dann wird auf Grund der oben genannten Anordnung das Strömungsmittel durch den Sauganschluß 24a des Saugflanschs 24 und den Sauganschluß 21d, der in dem Bodenteil des Gehäuseskörpers 21 gebildet wird, angesaugt, durch das Laufrad 1 unter Druck gesetzt, in dem Volutenteil 21a des Gehäusekörpers gesammelt, zu dem Auslaßanschluß 28 durch die Düse 21 geführt, die mit dem breitesten Teil des erweiterten Volutenteils verbunden ist, um einen glatten Strömungsmittelpfad zu definieren, und dann nach außen abgelassen.
In diesem Ausführungsbeispiel wird, da der Volutenteil 21a integral derart ausgebildet ist, daß er sich allmählich von dem Gehäusekörper 21 erweitert, der Strömungsmittelpfad glatter, verglichen mit dem des Standes der Technik (Fig. 6(a) und 6(b)). Ferner umfaßt, da die Form des Strömungsmittelpfads von dem Volutenteil 21a mit einer allmählich größer werdenden Querschnittsfläche des Strömungsmittelpfads durch die Düse 27 zu dem Auslaßanschluß 28 glatter gemacht wurde, das Pumpengehäuse gemäß der vorliegenden Erfindung, anders als die Pumpe des Standes der Technik mit einem intern angeordneten Volutenglied, weder eine Stufe noch ein Freiraum zwischen dem Volutenteil und dem Pumpenaußengehäuse, wodurch jegliche Verminderung der Pumpenleistung oder jegliche Geräuscherzeugung verhindert wird. Andererseits kann, da der Durchmesser des Pumpengehäuses kleiner gemacht werden kann als der des Standes der Technik, die Plattendicke des Gehäuses zum Abstützen oder Widerstehen des Innendrucks vermindert werden, und die Steifheit des Gehäuses wird auch erhöht. Zusätzlich kann die Größe und die Anzahl der Bolzen, die in die Bolzenlöcher 21e des Gehäuseflanschs 21b eingefügt werden, entsprechend vermindert werden.
Fig. 1(b) ist ein Längsschnitt einer Zentrifugalpumpe gemäß einem weiteren Ausfühungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1(a) die gleichen oder ähnliche Teile. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Voluteninnenwand 23 des ersten Ausführunsbeispiels eliminiert. Es wurde bestätigt, daß weder die Pumpenleistung noch die Festigkeit des Pumpengehäuses bemerkbar abnahm, selbst wenn die Voluteninnenwand 23 eliminiert ist, und dadurch kann die Konstruktion des Pumpengehäuses weiter vereinfacht werden.
Fig. 2 ist ein Längsschnitt einer Pumpe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 die gleichen Teile bezeichnen. In diesem Ausführungsbeispiel ist, anstatt die in Fig. 1 gezeigten Voluteninnenwand 23 vorzusehen, der Volutenvorderteil 21c' so ausgebildet, daß er eine Form besitzt, die im wesentlichen identisch ist mit der Voluteninnenwand. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird, verglichen mit dem in Fig. 1(a) gezeigten Ausführungsbeispiel, keine Voluteninnenwand benötigt und die Herstellung wird leichter, jedoch kann die gleiche Pumpenleistung erreicht werden.
Fig. 6 und 7 zeigen jeweils einen Längsschnitt bzw. eine Vorderansicht einer Zentrifugalpumpe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 die gleichen oder ähnliche Teile bezeichnen. In diesem Ausführungsbeispiel besteht der Gehäusekörper 21' aus zwei getrennten Teilen, d. h. einem Gehäusemantel 21f und einem Verstärkungsglied 21g.
Der Gehäusemantel 21f wird durch Preßformen einer Platte aus rostfreiem Stahl hergestellt, so daß er einen Befestigungsflansch 21b an einem Ende davon, einen erweiterten Volutenteil 21a an einem zwischenliegenden, zylindrischen Teil davon und eine nach innen gebogene Unterteilungswand 21h am anderen Ende des Gehäusemantels besitzt. Der erweiterte Volutenteil 21a wird gebildet durch radiales Ausdehnen der zwischenliegenden zylindrischen Wand des Gehäusemantels durch Auswölbformen wie in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Ein Wandteil 21i des Gehäusemantels 21f, der auf der Saugseite angeordnet ist, wird gebildet mit einem nach außen vorstehenden Schulterteil 21j zum Erhöhen der Steifheit des Gehäusemantels, und die bereits erwähnte nach innen gebogene Unterteilungswand 21h ist an einem Ende des Wandteils 21i integral ausgebildet. Auf dem Innenumfang der Unterteilungswand 21h ist ein Spalt- oder Auskleidungsring 30 durch Preßpassung angebracht, auf dessen Innenumfang ein Spitzen- oder Endteil 21a des Laufrads 1 mit einem Spiel dazwischen angebracht ist.
Das Verstärkungsglied 21g ist an der Außenoberfläche des Wandteils 21i befestigt, um eine Doppelstruktur über im wesentlichen das gesamte Gebiet des Wandteils 21i vorzusehen. Das Verstärkungsglied 21g, das durch Preßformen hergestellt wird, besitzt einen Sauganschluß 21d an seinem äußeren Endteil, mit dem ein getrennter Saugflansch 24 durch Schweißen verbunden ist.
Zwischen dem Verstärkungsglied 21g und dem Saugflansch 24 sind vier Tragglieder 26' angeordnet, die jeweils umgebogene Teile 26a auf beiden Seitenkanten umfassen und einen U-förmigen Querschnitt besitzen, wie in Fig. 7 gezeigt. Ein Ende jedes Tragglieds 26' ist an der Außenoberfläche des Verstärkungsglieds 21g befestigt, und das andere Ende jedes Tragglieds 26' ist an der Seitenoberfläche der Verstärkungsplatte 25 befestigt.
In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 31 einen Spaltoder Auskleidungsring, der an der Rückseite des Laufrads 1 befestigt ist.
Die Pumpe dieses Ausführungsbeispiels besitzt die folgenden vorteilhaften Effekte zusätzlich zu den Wirkungen bzw. Effekten der oben genannten Ausführungsbeispiele.
In diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn eine externe Kraft auf den Saugflansch 24 wirkt, die externe Kraft zu dem Befestigungsflansch 21b über das Verstärkungsglied 21g und den Wandteil 21i, die eine Doppelwand bilden, und den Gehäusemantelschulterteil 21j übertragen. In diesem Fall erleidet, da das Verstärkungsglied 21g und der Wandteil 21i eine Doppelwand bilden, der Gehäusemantel 21f nur eine minimale Deformation oder Verformung von der externen Kraft. Daher ist es möglich, jegliche Kollision zwischen dem Spalt- oder Auskleidungsring 30 und dem Endteil la des Laufrads 1 zu vermeiden.
Ferner kann, da eine Vielzahl von Traggliedern 26' mit U- förmigem Querschnitt zwischen dem Verstärkungsglied 21g und dem Saugflansch 24 vorgesehen ist, jegliche Neigung des Saugflanschs auf Grund einer externen Kraft positiv verhindert werden mittels der Tragglieder 26'.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die folgenden Vorteile erreicht werden:
(1) Da der Volutenteil integral ausgebildet ist, um sich allmählich von dem Gehäusekörper nach außen zu erweitern, wird die Form des Strömungsmittelpfads in dem Volutenraum glatter, verglichen mit dem des Standes der Technik, der ein getrenntes zusätzliches Volutenglied umfaßt, und infolgedessen wird der Strömungsmittelflußwiderstand vermindert und die Pumpenleistung wird verbessert.
(2) Da der Durchmesser des Pumpengehäuses kleiner gemacht werden kann als bei einer Pumpe des Standes der Technik, kann die Plattendicke des Gehäuses, die den Innendruck aushält, vermindert werden, und die Steifheit des Gehäuses wird auch erhöht. Zusätzlich kann sowohl die Größe als auch die Anzahl von Bolzen für den Gehäuseflansch vermindert werden.
(3) Da die Form des Strömungsmittelpfades von dem Volutenteil durch die Düse zu dem Auslaßanschluß glatter gemacht werden kann, umfaßt das Pumpengehäuse weder eine Stufe noch einen Freiraum zwischen dem Volutenteil und dem Pumpengehäuse, wodurch jegliche Verminderung der Pumpenleistung oder jegliche Geräuscherzeugung verhindert wird.
(4) Wenn der Gehäusekörper von zwei getrennten Gliedern gebildet wird, d. h. einem Gehäusemantel und einem Verstärkungsglied, die so angeordnet sind, daß sie eine Doppelwand auf der Außenoberfläche des Gehäusemantels auf der Saugseite bilden, kann die Verformung bzw. Deformation des Gehäusekörpers auf Grund einer externen Kraft, die auf den Saugflansch wirkt, in signifikanter Weise unterdrückt werden, und eine Kollision zwischen dem Gehäusekörper und dem Laufrad kann sicher vermieden werden.
(5) Ferner kann, wenn Tragglieder zwischen dem Verstärkungsglied und dem Saugflansch angeordnet sind, eine Neigung des Saugflansches durch diese sicher verhindert werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung genau beschrieben wurde, sei bemerkt, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel nicht notwendigerweise ausschließlich ist und verschiedene Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, der nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt sein soll.

Claims

1. Pumpengehäuse, das durch Preßformen einer Stahlplatte hergestellt wird und einen Gehäusekörper (21) umfaßt, der durch preßformen einer Metallplatte gebildet wird, wobei der Gehäusekörper (21) eine zylindrische Oberfläche besitzt und eine zylindrische Becherform besitzt mit einem Öffnungsteil, der auf einer Seite davon gebildet ist, und einer Öffnung, die als ein Sauganschluß (21d) an der anderen Seite davon dient, sowie mit einem Gehäuseflansch (21b), der sich von dem Öffnungsteil nach außen erstreckt, wobei das Pumpengehäuse ferner einen Auslaßanschluß (28) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse ein Voluten- oder Spiralgehäuse umfaßt, das ein Pumpenlaufrad (1) umgibt, um einen Strömungsmittelpfad um das Pumpenlaufrad (1) zu bilden, wobei die Querschnittsfläche des Strömungsmittelpfads zu dem Auslaßanschluß (28) des Pumpengehäuses hin allmählich größer wird, wobei der Gehäusekörper (21) einen Voluten- oder Spiralteil (21a) besitzt, der integral ausgebildet ist, um sich von der zylindrischen Oberfläche des Gehäusekörpers (21) radial nach außen zu erweitern, und zwar an einem axial dazwischenliegenden Teil davon, der dem Pumpenlaufrad (1) radial gegenüberliegt, wobei der Volutenteil (21a) aus dem zylindrischen, becherförmigen Gehäusekörper (21) preßgeformt ist.

2. Pumpengehäuse gemäß Anspruch 1, wobei der erweiterte Volutenteil (21a) durch Auswölbformen geformt wird.

3. Pumpengehäuse gemäß Anspruch 2, wobei die Höhe (H) des erweiterten Volutenteils (21a) in der Umfangsrichtung allmählich vergrößert wird, während die Breite (B) davon konstant gehalten wird.

4. Pumpengehäuse gemäß Anspruch 3, wobei der erweiterte Volutenteil (21a) einen trapezartigen oder kreisförmigen Querschnitt besitzt.

5. Pumpengehäuse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der maximal erweiterte Teil des Volutenteils (21a) mit einer Öffnung (211a) versehen ist und mit dem Auslaßanschluß (28) über eine Düse (27) verbunden ist, die so geformt ist, daß sie einen glatten Strömungsmittelpfad bildet.

6. Pumpengehäuse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Saugflansch an den Sauganschluß (21d) des Gehäusekörpers (21) geschweißt ist.

7. Pumpengehäuse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Verstärkungsplatte (25) an der Rückseite des Saugflansches (24) befestigt ist, und wobei ein zylindrisches Tragglied (26) zwischen der Verstärkungsplatte (25) und einer Vorderseite des Gehäusekörpers (21) vorgesehen ist.

8. Pumpengehäuse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Gehäusekörper (21) versehen ist mit einem nach außen erweiterten Teil (21c) auf einer Saugseitenwand des Gehäusekörpers (21).

9. Pumpengehäuse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Voluteninnenwand (23) innerhalb des Gehäusekörpers vorgesehen ist, um einen Teil des Strömungsmittelpfads zu bilden.

10. Pumpengehäuse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Saugseitenwand (21c') des Gehäusekörpers (21) preßgeformt ist, so daß sie einen Teil des Strömungsmittelpfads bildet.

11. Pumpengehäuse gemäß Anspruch 1 bis 7, wobei der Gehäusekörper (21) von zwei getrennten Gliedern gebildet wird, d. h. einem Gehäusemantel, der den erweiterten Volutenteil definiert, und einem Verstärkungsglied, das den Sauganschluß definiert, die jeweils durch Preßformen gebildet sind, wobei der Gehäusemantel und das Verstärkungsglied so angeordnet sind, daß sie eine Doppelwand auf der Außenoberfläche der Saugseite des Gehäusekörpers bilden.

12. Pumpengehäuse gemäß Anspruch 11, wobei der Gehäusemantel eine nach innen umgebogene Unterteilungswand (21h) auf dem radial inneren Ende des Gehäusemantels (21i) umfaßt, wobei ein Spalt- oder Auskleidungsring (30) durch Preßpassung auf dem Innenumfang der Unterteilungswand (21h) angebracht ist, und wobei ein Spitzen- oder Endteil (1a) des Laufrads (1) auf dem Innenumfang des Spalt- oder Auskleidungsrings (30) eingepaßt ist, wobei ein Spiel dazwischen aufrechterhalten wird.

13. Pumpengehäuse gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei eine Verstärkungsplatte auf der Rückseite des Saugflanschs befestigt ist und wobei eine Vielzahl von Traggliedern (26') zwischen der Verstärkungsplatte und der Vorderseite des Gehäusekörpers (21) vorgesehen ist, wobei jedes der Tragglieder umgebogene Teile auf beiden Seitenkanten davon umfaßt.

14. Verfahren zur Herstellung eines Stahlplattenpumpengehäuses, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Preßformen einer Metallplatte, um einen Gehäusekörper (21) mit einer zylindrischen Becherform zu bilden, der eine zylindrische Oberfläche, einen öffnungsteil an einer Seite davon und einen geschlossenen Bodenteil an der anderen Seite besitzt,

Preßformen des Gehäusekörpers (21), um einen Gehäuseflansch (21b) zu bilden, der sich von dem Öffnungsteil nach außen erstreckt,

Preßformen eines Spiral- oder Volutenteils aus dem zylindrischen, becherförmigen Gehäusekörper (21), wobei sich der Volutenteil von der zylindrischen Oberfläche des Gehäusekörpers (21) radial nach außen erweitert, und zwar an einen axial zwischenliegenden Teil davon, der dem Pumpenlaufrad (1) radial gegenüberliegt, um einen Strömungsmittelpfad um das Pumpenlaufrad (1) herum zu bilden, und

Bilden einer Öffnung, die als ein Sauganschluß (21d) dient, an dem Bodenteil.

15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Preßformens des Volutenteils die folgenden Schritte aufweist:

a) Einsetzen des becherförmigen Gehäusekörpers (21) in eine weibliche Form (102a, 102b) mit einer Ausnehmung (101) an ihrer Innenoberfläche, wobei die Ausnehmung (101) dem Volutenteil (21a) entspricht, und

b) Anlegen eines Innendrucks an den zylindrischen Teil des becherförmigen Gehäusekörpers (21a).

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die weibliche Form (102a, 102b) aus getrennten Formen zusammengesetzt ist.

17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnt, daß eine weitere Form (103) in die Richtung der Achse der zylindrischen Oberfläche des becherförmigen Gehäusekörpers (21) gedrückt wird, und zwar zusammen mit dem Anlegen des Innendrucks.

18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßformen ausgeführt wird durch Auswölbformen.

19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Düse (27) mit der Öffnung verbunden ist, die an dem maximal erweiterten Teil des Volutenteils (21a) vorgesehen ist.

20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (27) an ihrer anderen Seite mit dem Auslaßanschluß (28) verbunden ist.