DE69025514T2

DE69025514T2 - Blechgehäuse, insbesondere für Radialkreiselpumpen

Info

Publication number: DE69025514T2
Application number: DE69025514T
Authority: DE
Inventors: Tiziano Carretta
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1989-08-18
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2010-07-27
Also published as: DK0413176T3; IT1234504B; EP0413176A2; IT8985635A0; EP0413176B1; DE69025514D1; US5069599A; EP0413176A3; ES2083986T3; ATE134745T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Blechgehäuse für Radialkreiselpumpen.
Pumpengehäuse dieser Art sind bekannt, bei denen ein ringförmiges Sammelrohr auf der Außenseite des beflügelten Schaufelrades angeordnet ist; wobei das Sammelrohr durch einen ringförmigen Kanal gebildet wird, der einen annähernd konstanten radialen Querschnitt aufweist und der Funktion dient, den Ausgabestrom zu sammeln und vom Laufrad hin zu einer im wesentlichen radialen Entleerungsöffnung zu fördern. Ein Diffusionselement zum Umwandeln eines Teils der dem Fluid innewohnenden kinetischen Energie in Druckenergie durch das Laufrad ist aus Gründen der konstruktiven Einfachheit in diesen bekannten Gehäusen nicht vorgesehen. Die Entleerungsöffnung selber ist in der Form einer Diffusionsdüse ausgestaltet. Zu diesem Zweck ist die Entleerungsöffnung als divergierender Kanal ausgebildet, der so ausgebildet ist, daß er eine angemessene Geschwindigkeitsreduzierung und einen entsprechenden Druckanstieg ermöglicht.
Obwohl dies einerseits den Vorteil einer ziemlich einfachen Konstruktion bietet, weist diese Lösung andererseits einige bauliche Nachteile auf, die während des Betriebs einer solchen Pumpe beobachtet wurden. Der von dem ringförmigen Sammelrohr entlang seiner Umfangserstreckung gesammelte Abfluß steigt in Wirklichkeit auf dem Weg hin zur Entleerungsöffnung progressiv von einem minimalen Wert bis zu einem maximalen Wert und fällt dann anschließend hinter der Entleerungsöffnung plötzlich zurück auf den anfänglichen minimalen Wert. Das Laufrad ist folglich bedeutenden periodischen Drücken ausgesetzt, die der Frequenz der Umdrehungszahl der Pumpe entsprechen. Diese Drücke bewirken vorzeitige Brüche aufgrund von Materialermüdung und verursachen beträchtlichen Lärm. Pumpengehäuse dieser Art sind weiterhin gekennzeichnet durch eine übermäßige Größe aufgrund der beträchtlichen Länge der Diffusions- und Entleerungsdüse.
Um diesen voranstehend beschriebenen Nachteilen vorzubeugen, wurde vorgeschlagen, Blechgehäuse herzustellen, die mit einem spiralförmigen Ausströmraum versehen sind, die in der Ausgestaltung durch Gießen erhaltenen monolithischen Gehäusen ähneln. Die Herstellung dieser Art von Ausströmräumen ist jedoch aufgrund der großen Zahl von Komponententeilen oder aufgrund der Verwendung komplizierter und teurer Preßverfahren sehr kostenintensiv.
Aus der GB-A-1 237 961 ist ein Gehäuse für Radialkreiselpumpen bekannt, das einen zylindrischen Grundkörper mit einer radialen Ansaugdüse und mit einer schrägen inneren Querwand aufweist. Der durch diese Querwand gebildete Umfangskanal weist einen Querschnitt mit einer im wesentlichen radialen Tiefe und einer axialen Breite auf, die gleichförmig zum Ausgang der Pumpe hin ansteigen. Der Ansaugbereich dieses Kanals nimmt in Flußrichtung nicht gleichmäßig zu und bildet daher keinen richtigen Ausströmraum. Aus der GB-A-2 172 659 und der GB-A-1 021 668 sind Pumpengehäuse mit einem axialen Ansaugeinlaß und einem Ausströmraum bekannt, die eine radiale Tiefe oder eine axiale Breite aufweisen, die kontinuierlich zur Entleerungsöffnung hin zunimmt.
Keines dieser Dokumente zeigt ein Blechgehäuse mit einem axialen Ansaugeinlaß und einem Ausströmraum, die beides aufweisen, eine radiale Tiefe und eine axiale Breite, die gleichmäßig zur Entleerungsöffnung hin zunehmen. Das Ziel dieser Erfindung ist es, die voranstehend beschriebenen Nachteile zu eliminieren oder zumindest signifikant dadurch zu reduzieren, daß ein Blechgehäuse, insbesondere für Radialkreiselpumpen, vorgesehen ist, das im hohen Maße zuverlässig und zu verminderten Kosten herstellbar ist.
Im Rahmen dieses oben genannten Ziels ist es eine besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Blechgehäuse vorzusehen, das einen Ausströmraum aufweist, der funktionell einem durch Gießen hergestellten entspricht.
Nicht zuletzt ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Blechgehäuse vorzusehen, das ausgehend von normalen, gewerblich erwerbbaren Materialien durch Pressen erhalten werden kann.
Dieses Ziel, diese Aufgaben und anderes, was nachfolgend offensichtlich wird, wird erreicht durch ein Blechgehäuse, insbesondere für Radialkreiselpumpen, mit einem ein Kreiselrad einschließenden Grundkörper mit einer Seitenwand, einer Vorderwand, einem Saugeinlaß, einer radialen Entleerungsöffnung und einem teilweise durch die Vorderwand und teilweise durch die Seitenwand abgegrenzten Umfangskanal, wobei der Saugeinlaß axial zur Vorderwand ausgebildet ist und der Umfangskanal durch Durchschneiden einer radialen Ebene einen schräg verlaufenden Querschnitt aufweist und dieser schräg verlaufende Querschnitt eine radiale Tiefe und eine axiale Breite sowie einen Querschnittsbereich aufweist, der entlang der Strömungsrichtung stufenweise zunimmt, um einen Ausströmraum mit einem Ausgang zu bilden, der mit der Entleerungsöffnung zusammenfällt, der Umfangskanal wenigstens einen Bereich beinhaltet, der eine radiale Tiefe aufweist, die gleichmäßig zur Entleerungsöffnung hin zunimmt sowie wenigstens einen anderen Bereich beinhaltet, der eine im wesentlichen konstante radiale Tiefe und eine axiale Breite aufweist, die gleichmäßig zur Entleerungsöffnung hin zunimmt.
Weitere Merkmale und Vorteile werden durch die Beschreibung einiger bevorzugter, jedoch nicht beschränkender Ausführungsformen eines Blechgehäuses offensichtlich, die anhand der zugehörigen Zeichnung nur beispielhaft dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer vertikalen axialen Ebene einer Radialkreiselpumpe mit einem erfindungsgemäßen Blechgehäuse gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie II - II und des Gehäuses in Fig. 1 geschnitten;
Fig. 3 eine Seitenansicht des Gehäuses gemäß Fig. 1, von der Seite der Entleerungsöffnung entlang der Richtung des Pfeiles III gesehen;
Fig. 4 ein schematisches Diagramm einiger radialer Querschnitte des Ausströmraumes entlang seiner Umfangserstreckung und
Fig. 5 eine Schnittansicht eines Details des Gehäuses gemäß einer zweiten Ausführungsform entlang der Schnittlinie V - V in Fig. 2 geschnitten.
Unter Bezugnahme auf die voranstehend genannten Abbildungen besteht ein allgemein mit der Bezugsziffer 1 gekennzeichnetes erfindungsgemäßes Gehäuse aus einem Grundkörper 2, der einen im wesentlichen axialen Saugeinlaß 3 und eine in etwa radiale Entleerungsöffnung 4 aufweist. Der aus einem gepreßten Blech hergestellte Grundkörper 2 wird von einer im wesentlichen zylindrischen Seitenwand 5 und einer Vorderwand 6 gebildet, die in ihrem mittleren Bereich 7 einen eingesetzten Dichtungs- oder Ausgleichsring 8 trägt, der beispielsweise im Querschnitt L-förmig oder U-förmig ausgestaltet ist. Der Grundkörper 2 ist fest und abdichtend mit einer Scheidewand 9 verbunden, die gegenüber dem Saugeinlaß angeordnet ist und einen mittleren Dichtring W aufweist, um mit der Welle 5 des Motors M zusammenzuwirken. Der Grundkörper 2 und die Scheidewand 9 grenzen somit beziiglich der Dichtungs- und Ausgleichsringe einen Druckraum ab, der das Kreiselrad R aufnimmt.
Ein aus einem Blech hergestellter Ausströmraum 10 wird teilweise durch die Seitenwand 5 und teilweise durch die Vorderwand 6 des Grundkörpers 2 umgrenzt und durch eine ringförmige Eindrehung oder einen ringförmigen Kanal 11 gebildet, der sich entlang dem Rand des Kreiselrades R erstreckt. Der radiale Querschnitt des Ringkanals 11 nimmt zum Ausgang des Ausströmraums 10 zu, um in bekannter Weise das Sammeln und die stufenweise Diffusion des Fluids am Auslaß des Kreiselrades zu bestimmen. Wenigstens ein Bereich der ringförmigen Eindrehung 11 weist einen radialen Querschnitt auf, der eine im wesentlichen konstante radiale Tiefe aufweist und eine axiale Breite hat, die gleichmäßig zum Auslaß des Ausströmraumes hinzunimmt. In Fig. 2 kennzeichnen die Buchstaben A,B,C,D,E,F,G und H radiale Querschnitte des Ring kanals 11, der den Ausströmraum 1 0 umgrenzt. Die Außenprofile dieser radialen Querschnitte sind in Fig. 4 dargestellt. Mit Hilfe dieser Abbildungen ist leicht zu verstehen, daß in dem zwischen dem radialen Querschnitt D-D und der Entleerungsöffnung 4 eingeschlossene Endbereich 14 der Ringkanal 11 eine radiale Tiefe y aufweist, die im wesentlichen konstant ist&sub1; sowie eine axiale Breite x aufweist, die zur Entleerungsöffnung hin beispielsweise nach einem linearen Gesetz zunimmt. Exakt das Entgegengesetzte tritt beim Anfangsbereich 12 des Ring kanals 11 auf, d.h., die radiale Tiefe y nimmt zum Auslaß des Ausströmraumes hin zu, während die axiale Breite x im wesentlichen konstant bleibt.
Ein Zwischenbereich 13 wird durch die Endbereiche 12 und 14 umgrenzt, wobei in diesem Bereich beide, die radiale Abmessung y und die axiale Abmessung x langsam linear zu nehmen. Die drei nachfolgenden Bereiche 11,12 und 13 sind offensichtlich gegenseitig gleichmäßig miteinander verbunden, um Flußdiskontinuitäten zu vermeiden. Es ist offensichtlich, daß die Ausgestaltungen der Anfangs- und Endbereiche umgekehrt werden können, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.
Gemäß einem zweiten Aspekt werden der Saugeinlaß 3 und die Entleerungsöffnung 4 durch entsprechende Rohre 15,16 gebildet, die aus einem Metallblech bestehen, vorzugsweise dem gleichen metallischen Material wie der Grundkörper 2. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der Kanal 15 einstückig mit dem Grundkörper 2 ausgebildet, wohingegen er gemäß Fig. 5 durch eine Hülse 15' gebildet wird, die an der Stelle 17 an die Vorderwand 6 des Grundkörpers 2 angeschweißt ist. In beiden Ausführungsformen kann die Entleerungsöffnung 16 an der Stelle 18 an den Auslaß des Ausströmraums 1 angeschweißt werden. Hierzu sind Verbindungsflansche 20 und 21 vorgesehen, die entsprechend an die Enden der Rohre 15,15' und 16 angeschweißt werden.
Vorteilhafterweise können der Saugeinlaß 3 und wahlweise die Entleerungsöffnung 4 eine versteifende Struktur aufweisen, die durch eine Vielzahl hohler Metallrippen gebildet wird, die geeignet sind, den Grundkörper 2 mit den entsprechenden Endflanschen zu verbinden. Eine solche versteifende Struktur ist beispielhaft in Fig. 1 nur für den Saugeinlaß 3 dargestellt. Bei dieser Struktur sind die Rippen 22, die zwischen den Öffnungen 23 des Flansches 20 eingefügt sind, durch einen ringförmigen Bereich 25 an den Schweißpunkten 26 an dem Grundkörper 2 und an den Schweißpunkten 24 an dem Flansch 20 befestigt. Aus Gründen einer einfachen Konstruktion können die Rippen 22 einstückig aus gepreßtem Blech hergestellt werden, um wechselseitig kontinuierlich mit der Mittelwand 27 verbunden zu sein. Zur Vervollständigung der Beschreibung wurde der radiale Querschnitt des Ringkanals 11 in einer im wesentlichen rechteckigen Form dargestellt; obwohl andere Formen, wie beispielsweise eine halbelliptische Form genauso verwendet werden können, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Die für die verschiedenen Teile verwendeten Materialien können korrosionsbeständige Stähle oder andere metallische und synthetische Materialien, vorzugsweise korrosionsbeständige Materialien sein.
Aus dem voranstehend beschriebenen ist ersichtlich, daß es die Erfindung ermöglicht, die beabsichtigten Ziele und Aufgaben zu erfüllen, insbesondere die, ein Gehäuse mit einem Diffusions-Ausströmraum vorzusehen, der struktuell einfach und leicht mittels normaler Preßverfahren zu erhalten ist. Das erfindungsgemäße Gehäuse läßt eine Vielzahl von Modifikationen und Variationen zu, die innerhalb des durch die zugehörigen Patentansprüche umgrenzten Erfindungsgedanken liegen.
An den Stellen, an denen ein in den Ansprüchen genanntes technisches Merkmal mit einer Bezugsziffer versehen ist, wurden diese Bezugsziffern alleine aus dem Grund hinzugefügt, um die Verständlichkeit der Patentansprüche zu steigern, so daß diese Bezugsziffern keinen beschränkenden Effekt eines solchen beispielhaft mit einem Bezugszeichen versehenen Elements bewirken können.

Claims

1. Blechgehäuse, insbesondere für Radialkreiselpumpen, mit einem ein Kreiselrad (R) einschließenden Grundkörper (2) mit einer Seitenwand (5), einer Vorderwand (6), einem Saugeinlaß (3), einer radialen Entleerungsöffnung (4) und einem teilweise durch die Vorderwand und teilweise durch die Seitenwand (5) abgegrenzten Umfangskanal (11), wobei der Saugeinlaß (3) axial zur Vorderwand (6) ausgebildet ist und der Umfangskanal (11) durch Durchschneiden einer radialen Ebene einen schräg verlaufenden Querschnitt aufweist und dieser schräg verlaufende Querschnitt eine radiale Tiefe (y) und eine axiale Breite (x) sowie einen Querschnittsbereich aufweist, der entlang der Strömungsrichtung stufenweise zunimmt, um einen Diffusionskegel (10) mit einer Ausbringung zu bilden, die mit der Entleerungsöffnung (4) zusammenfällt, der Umfangskanal (11) wenigstens einen Bereich (12) beinhaltet, der eine radiale Tiefe (y) aufweist, die gleichmäßig zur Entleerungsöffnung (4) hin zunimmt sowie wenigstens einen anderen Bereich (14) beinhaltet, der eine im wesentlichen konstante radiale Tiefe (y) und eine axiale Breite (x) aufweist, die gleichmäßig zur Entleerungsöffnung (4) hin zunimmt.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der eine Bereich (12) des Umfangskanals (11) eine im wesentlichen konstante axiale Breite (x) aufweist und körperfern von der Entleerungsöffnung (4) den Anfangsbereich des Kegels (10) bildet.

3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der andere Bereich (14) des Umfangskanals (11) körpernah zur Entleerungsöffnung (4) den Endbereich des Kegels (10) bildet.

4. Gehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (11) zwischen dem Anfangsbereich (12) und dem Endbereich (14) einen Zwischenbereich (13) beinhaltet, der eine radiale Tiefe und eine axiale Breite aufweist, die gleichmäßig zur Ausbringung des Kreiselrades hin zunehmen.

5. Gehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangs-, Zwischen- und Endbereich (12, 13, 14) des Kanals (11) wechselseitig fortlaufend miteinander verbunden sind.

6. Gehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide, der Saugeinlaß (3) und die Entleerungsöffnung (4), ein Rohr (15, 16) beinhalten, daß an seinem Ende einen entsprechenden Anschlußflansch (20, 21) aufweist.

7. Gehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelbereich (7) der Förderwand (6) des Grundkörpers eine Fläche (7) zum Anschließen an einen Ausgleichsring (8) aufweist.

8. Gehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfiäche (7) eine stufenförmige Gestalt aufweist, um einen Sitz für den Ausgleichsring (8) zu bilden.

9. Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Versteifungsgerüst umlaufend um wenigstens eines der Saug- und Entleerungsrohre (15, 16) vorgesehen ist, wobei das Versteifungsgerüst eine Vielzahl aus Metaliblech hergestellte, kastenförmige Rippen (22) beinhaltet, die jede auf einer Seite an den Grundkörper und auf der anderen Seite an den entsprechenden Anschlußflansch (20, 21) angeschlossen ist.

10. Gehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (22) zwischen die Kupplungslöcher (23) des entsprechenden Anschlußflansches eingefügt sind, die Rippen (22) monolithisch ausgebildet sind und mit den angrenzenden Mittelbereichen (27) verbunden sind.

11. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radial quer verlaufende Querschnitt des Kanals eine annähernd rechteckige Form aufweist.