DE7217110U - Kreiselpumpengehause - Google Patents

Description

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K I e in , Schanz I i η & Becker Aktiengesellschaft Kreiselpumpengehäuse

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für Kreiselpumpen, bei denen die Betriebsbedingungen aus Festigkeitsgründen abnormale Formen erfordern. Dies kann z.B. dann der Fall sein/ wenn durch hohen Innendruck de' Gehäuses und/oder hohe Temperatur, und damit niedrige Zugfestigkeit des Materials, Temperaturschockwirkungen und/oder hohe ilußere Kri'f ' bzw. Momente verursacht werden.

Derartige Probleme werden umso leichter beherrschbar, je kleiner die Hauptabmessungen der Gehäuse gehalten werden können. Außerdem wird häufig aus Sicherheitsgründen, die die Gesamtanlage betreffen, deren Teil ja die Pumpe ist, ein kleines Flüssigkeitsvolumen von deren Gehäuse verlangt. Der Möglichkeit, die Gehäuse durch Einbauten zu versteifen, steht häufig die Forderung guter Inspizierbarkeit entgegen. Letztlich sprechen auch Wirtschaftlichkeitserwägungen für klein gehaltene Gehäuse. Solche Forderungen lassen sich mit kugeligen oder kugelähnlichen Gehäuseformen am besten erfüllen, jedoch stehen demgegenüber wieder die Forderungen der Strömungstechnik, deren Aufgabe es ist, eine hydraulisch betriebssichere Maschine mit möglichst hohem Wirkungsgrad zu entwerfen. Mit den vorstehend beschriebenen Gehäuseformen

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Innenabmessungen relativ zum beschaufelten Teil groß sind und unterhalb bestimmter Mindestabmessungen keine große Wirkungsgradeinbußen in Kauf genommen werden müssen, wobei die hydraulisch verursachten Kräfte stark zunehmen und damit die Betriebssicherheit gefährden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile durch besondere Formgebung des Gehäuses unter Berücksichtigung der Festigkeitsforderungen

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und es geschieht dies bei einem rotationssymmetrischen Gehäuse für radiale Kreiselpumpen mit waagrechten Einlauf- und senkrechtem Druckstutzen, deren Betriebsbedingungen aus FestigkeitsgrUnden normabweichende Formen erfordern dadurch, daß die Mittellinie der Läuferachse mit der verlängert gedachten Mittellinie des Einlaufstutzens zusammenfällt und mit dieser gemeinsam gegenüber der Gehäusemittellinie in der Darstellung derart seitlich und nach unten versetzt ist, daß bei montiertem Läufer der Raum vor dem Druckstutzen größer als der gegenüberliegende Raum ist.

Es ist zwar auch eine Gehäuseausführung denkbar, bei der die Beschaufelung exzentrisch in dem rotationssymmetrischen Gehäuse vorgesehen ist und der Druckstutzen in bezug auf seine Achse rotationssymmetrisch derart angeordnet

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sst, daß die äußere Monte)linie tangential in das üehäuse einläuft, wobei die Richtung der Exzentrizität etwa senkrecht zur Verbindungslinie der Gehäusemitte zum Durchdringungspunkt der Stutzenmim !linie mit der Gehäuseinnenkontur, und zwar in Richtung der Strömung im Gehäuse verläuft.

Eine solche Ausfuhrung wUrde jedoch die Erfindungsaufgabe nur unzulänglich lösen, indem zwar durch einen leichten "Spiralgehäuseeffekt" den strömungstechnischen Erfordernissen in gewisser Weise Rechnung getragen wäre, die beliebige Wahl einer in diesem Fall entgegengesetzten Exzentrizitätsrichtung wUrde jedoch dazu fuhren, daß der größte Gehäusequerschnitt, der eigentlich am beginn des Druckstutzens liegen sollte, weit vor diesem, und der engste Gehäusequerschnitt, der eigentlich am Sporn liegen sollte, etwa 90 hinter diesem liegt. Der strömungstechnisch gewünschte "Spiralgehäuseeffekt" käme also nicht zum Tragen.

Strömungstechnische Verbesserungen könnten zwar darin bestehen, da3 der Stutzen voll tangential angeordnet wird. Das erfordert aber wiederum einen großen ellipsenähnlichen Durchbruch durch das Gehäuse und ergibt erhebliche Festigkeitsprobleme, die nur durch große Wandstärke zu beheben sind. Abgesehen vom dadurch bedingten höheren Preis fUr das Gehäuse beeinträchtigt eine derartige Maßnahme auch wieder das Verhalten der Maschine bei Temperaturänderungen des Fördermediums.

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Durch die bei dem Kreiselpumpengehäuse nach der Erfindung getroffenen Maßnahmen ist die Beschaufelung in den Quadranten des Gehäuses verschoben, der dem Druckstutzen gegenüberliegt. Damit ist der Raum vor dem Eintritt in den Druckstutzen weiter als auf der gegenüberliegenden Seite/ jedoch ohne dort einen gewissen Mindestquerschnitt für die Strömung unterschreiten zu lassen, obwohl in diesem Teil des Gehäuses der Querschnitt kleiner sein darf. Der Gesamtdurchmesser des Wasserraumes und damit der

Gehäusedurchmesser können mit dieser Maßnahme wesentlich kleiner ausge-J fuhrt werden, ohne aati sich der Wirkungsgrad verschlechtert, in etwa der

dritten Potenz verringert sich so Gehäusege /id.; und Wasservolumen, die Festigkeit unter Innendruck bleibt gleich, das Festigkeitsverhalten unter äußeren Lasten (z.B. Erdbeben oder Unfaiikräfte) und/oder durch Temperaturzyklen (An- und Abfahren, Störfälle) wird verbessert.

Als zweckmäßige Weiterbildung des Kreiselpumpengehäuses nach der Erfindung ist der senkrechte Druckstutzen gegenüber c?ar Gehäusemittellinie entgegengesetzt zur Mittellinie der Läuferachse seitlich verschoben, jedoch ohne tangential in das Gehäuse Überzugehen. Der nicht tangentiale jedoch entsprechend versetzte Druckstutzen trägt zur Erhaltung des Wirkungsgrades bei, obwohl ein großer Teil des Verbesserungseffektes beim Erfindungsgegenstand auch schon ohne diese Maßnahme erzielt wird. Der Durchbruch durch die Schale ist dann

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noch nicht sehr stark ellipsenähnlich. Bei dieser bevorzugten Ausfuhrungsform sollte das Hauptachsenverhältnis kleiner als 1,25, vorzugsweise kleiner als 1,1 sein. Damit lassen sich noch verhältnismäßig kleine Stutzenverstärkungen ausführen, die keine Sekundärspannungen hervorrufen.

Als weitere zweckmäßige Weiterbildung kann am Sporn des Gehäuses eine kurze Schaufel angeordnet werden, die angegossen werden kann, wegen größerer Inspektionsfreundlichkeit und aus Herstellgründen aber vorzugsweise abnehmbar ist. Sie dient zur Verbesserung des Spiraleffekts, der aus <J*«m m*m^*^«m^*«· Av^wMUt-tt«»··* Ϊ^.*1\*\Αα*\ e*~Ul A^UtAf e**irh muß r%\c k&! «-Ja·* Uv^Usti-irttArt

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Gehäuseform. Die Schaufel führt die Strömung weit über ihre tatsächliche Schaufel länge hinaus, da sich hinter ihr ein Totwasser mit Walzenbildung einstellt, das die Strömung weiter stützt.

Die Abbildungen zeigen das Kreiselpumpengehäuse nach der Erfindung, und zwar

Fig.l in einer Ansicht in Achsrichtung und

Fig.2 in einem Schnitt nach der Linie A-B derselben mit dem waagerechten Saugstutzen 1 und dem senkrechten Druckstutzen 2 sowie die gegenüber der Gehäusemittellinie 3 seitlich nach unten versetzten Mittellinie 4 der Läuferachse.

Aktenzeichen: G 72 17 Π0.9 9. März 1973

Neue Beschreibungsseite 6

Die Fig. 3 zeigt denselben Schnitt wie die Fig. 2. jedoch mit eingezeichnetem Pumpenläufer 5, mit welchem sich der Gehäuseinnenraum vor dem Eintritt in den Druckstutzen größer als derjenige auf der gegenüberliegenden Seite offenbart.

Die Fig, 4 zeigt das Gehäuse mit dem Sporn 6 und einer an diesem vorhandenen, vorzugsweise abnehmbaren Schaufel 7.

Claims (3)

sprüche

1. Rotationssymmetrisches Gehäuse für radiale Kreiselpumpen mit waagrechtem Einlauf- und senkrechtem Druckstutzen, deren Betriebsbedingungen aus Festigkeitsgründen normabweichende Formen erfordern, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte!linie (4) der Läuferachse mit der verlängert gedachten Mittellinie des Einlaufstutztns (1) zusammenfällt und mit dieser gemeinsam gegenüber der Gehäusemittellinie (3) derart seitlich und nach unten versetzt ist, daß bei montiertem Läufer der Raum vor dem Druckstutzen (2) gi jßer als der gegenüberliegende Raum ist.

2. Kreiselpumpengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der senkrechte Druckstutzen (2) gegenüber der Gehäusemittellinie (3) entgegengesetzt zur Mittellinie (4) der Läuferachse seitlich verschoben, jedoch ohne tangential in das Gehäuse überzugehen, angeordnet ist.

3. Kreiselpumpengehäuse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Sporn (6) des Gehäuses eine vorzugsweise abnehmbare kurze Schaufel (7) angeordnet ist.