EP0646729A1 - Diffusor made of sheet metal - Google Patents
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- F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
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Definitions
- the invention relates to a guide device for centrifugal pumps of a multi-stage design, the blades of the guide device being designed as sheet metal parts.
- DE-PS 16 53 713 shows the structure of such a guide device using the example of a semi-axial pump stage design.
- the stator and return vanes merge directly into one another and are designed as one-piece components that have to be fastened between an inner and outer casing.
- This common design is also used in EP 0 257 358 B1, in which separate stator and return blades are used. These blades are also attached as individual elements between associated cover disks and connected to them, here in the form of a welded connection. Disadvantages in the manufacture of such guide devices are their filigree structure and the effort in terms of handling and guiding the individual blade elements.
- the invention is therefore based on the problem of developing an easy-to-assemble design for the guide device of a multi-stage centrifugal pump made in sheet metal construction.
- the solution to this problem provides that the blades of the guide device are part of a sheet metal part, at least two or more blades being bent out of a sheet metal part.
- This can be a round blank from which the planar developments of the blades are cut out, such that the blades are still captively connected to the round blank.
- the blades are bent out of the flat blank so that they run at an angle to the surface of the blank and form a blade channel between them.
- the component thus formed which corresponds to a wall surface with blades attached thereon, is easy to handle.
- the blades can be provided with molded welding bosses.
- These welding bosses which are molded on when the blade development is cut out for the first time, offer the possibility of providing the component thus formed with a cover disk in the simplest manner, or of welding the blades directly onto a housing wall surface.
- the main advantage of this solution is that the structure thus created is very easy to handle as a large unit and can be welded to another component in a single operation.
- At least two blades are part of a sheet metal part. From a plate, on the edges of which the blade unions corresponding to their later mounting position are formed by two blades, a sheet metal part is created by bending up the edges, in which two blades form a blade channel between them. This results in shaped sheet metal parts, each with two molded blades, which make it possible to construct a guide device by using several of these shaped sheet metal parts. However, this variant is only suitable for guidance devices with an even number of blades. These sheet metal parts can then be attached to a plate, which can be used, for example, as a spatial separation between a guide device with a subsequent return section.
- Such a device can also be manufactured in the simplest way. Cover disks can then be placed in the simplest manner on the integrally formed welding bosses of the blades are attached or the blades are welded to separating wall surfaces. It is also possible to connect the connecting surfaces located between the individual blades by spot welding to other parts of the guide device or pump housing.
- the surfaces adjoining the blades are provided with cut-outs for contact surfaces and / or welding bosses molded onto the blades.
- These welding humps are arranged to a certain extent on the underside of the blade or in the blade root zone. They are aligned with the welding bosses formed on the outer contour of the blade.
- FIGS. 1 to 5 All representations of FIGS. 1 to 5 are shown using the example of a feedback device.
- 1 shows a circular sheet-metal blank 1 on which a development of the blades 2 has already been cut out.
- the blades 2 are each equipped with three welding bosses 3, which allow a connection to a wall surface or a cover plate to be attached to it after a later forming process.
- the dash-dotted lines 4 form the bending line for the blades 2 to be bent later and the adjoining surfaces 5 correspond to the blade roots.
- the surfaces forming the blade roots can be connected to the wall surfaces of a step housing or corresponding cover or cutting disks by a simple spot weld connection.
- FIG. 2 shows the circular blank according to FIG. 1 after a shaping process.
- the blades 2 are now at an angle to the plane of the drawing and have the three molded-on welding points 3 on their upper side.
- the blade feet 5 have a width here, which enables problem-free spot welding with other surfaces.
- FIG. 4 shows a plan view of the sheet metal parts of FIG. 3 with blades 2 bent upward. Between two blades 2 in each case a connecting surface 7 extends, which functionally can take over the function of a blade root.
- the blades of a guide device thus created can be handled in a very convenient manner and connected to form a uniform, complete guide device. The tools required for this can also be designed very simply and inexpensively and their number can be minimized.
- these bladed parts can easily be attached by means of the molded-on welding bosses. It is also easily possible to connect these bladed parts directly to a wall surface of a step housing.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Leiteinrichtung für Kreiselpumpen mehrstufiger Bauart, wobei die Schaufeln der Leiteinrichtung als Blechformteile ausgebildet sind.The invention relates to a guide device for centrifugal pumps of a multi-stage design, the blades of the guide device being designed as sheet metal parts.
Durch die DE-PS 16 53 713 ist der Aufbau einer derartigen Leiteinrichtung am Beispiel einer halbaxialen Pumpenstufenbauart gezeigt. Die Leitrad- und Rückführschaufeln gehen hierbei direkt ineinander über und sind als einteilige Bauelemente ausgebildet, die zwischen einem Innen- und Außenmantel befestigt werden müssen. Diese übliche Bauart findet auch Verwendung in der EP 0 257 358 B1, bei der separate Leitrad- und Rückführschaufeln benutzt werden. Auch diese Schaufeln sind als einzelne Elemente zwischen zugehörigen Deckscheiben befestigt und mit diesen verbunden, hier in Form einer Schweißverbindung. Nachteilig bei der Herstellung derartiger Leiteinrichtungen ist deren filigraner Aufbau und der Aufwand hinsichtlich der Handhabung und Führung der einzelnen Schaufelelemente.DE-PS 16 53 713 shows the structure of such a guide device using the example of a semi-axial pump stage design. The stator and return vanes merge directly into one another and are designed as one-piece components that have to be fastened between an inner and outer casing. This common design is also used in EP 0 257 358 B1, in which separate stator and return blades are used. These blades are also attached as individual elements between associated cover disks and connected to them, here in the form of a welded connection. Disadvantages in the manufacture of such guide devices are their filigree structure and the effort in terms of handling and guiding the individual blade elements.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, für die in Blechbauweise erstellte Leiteinrichtung einer mehrstufigen Kreiselpumpe eine einfach zu montierende Gestaltung zu entwickeln. Die Lösung dieses Problems sieht vor, daß die Schaufeln der Leiteinrichtung Bestandteil eines Blechformteiles sind, wobei mindestens zwei oder mehrere Schaufeln aus einem Blechformteil herausgebogen sind. Hierbei kann es sich um eine Ronde handeln, aus der die ebenen Abwicklungen der Schaufeln herausgeschnitten werden, derart, daS die Schaufeln immer noch unverlierbar mit der Ronde verbunden sind. In einem nachfolgenden Arbeitsgang werden dann die Schaufeln aus der ebenen Ronde herausgebogen, so daß sie im Winkel zur Rondenoberfläche verlaufen und zwischen sich einen Schaufelkanal ausbilden. Das so gebildete Bauteil, welches einer Wandfläche mit darauf befestigten Schaufeln entspricht, ist leicht zu handhaben.The invention is therefore based on the problem of developing an easy-to-assemble design for the guide device of a multi-stage centrifugal pump made in sheet metal construction. The solution to this problem provides that the blades of the guide device are part of a sheet metal part, at least two or more blades being bent out of a sheet metal part. This can be a round blank from which the planar developments of the blades are cut out, such that the blades are still captively connected to the round blank. Then in a subsequent operation the blades are bent out of the flat blank so that they run at an angle to the surface of the blank and form a blade channel between them. The component thus formed, which corresponds to a wall surface with blades attached thereon, is easy to handle.
Nach einer Ausgestaltung können die Schaufeln mit angeformten Schweißbuckeln versehen sein. Diese Schweißbuckel, die bereits beim ersten Ausschneiden der Schaufelabwicklung mit angeformt werden, bieten die Möglichkeit, das so gebildete Bauteil in einfachster Weise mit einer Deckscheibe zu versehen, bzw. die Schaufeln direkt an eine Gehäusewandfläche anzuschweißen. Der wesentliche Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß das so geschaffene Gebilde als große Einheit sehr leicht zu handhaben ist und in einem einzigen Vorgang schweißtechnisch mit einem anderen Bauteil verbunden werden kann.According to one embodiment, the blades can be provided with molded welding bosses. These welding bosses, which are molded on when the blade development is cut out for the first time, offer the possibility of providing the component thus formed with a cover disk in the simplest manner, or of welding the blades directly onto a housing wall surface. The main advantage of this solution is that the structure thus created is very easy to handle as a large unit and can be welded to another component in a single operation.
Für diejenigen Anwendungsfälle, bei denen unter der Voraussetzung einer bequemen Handhabung eine Reduzierung des Materialaufwandes angestrebt wird, sind mindestens zwei Schaufeln Bestandteil von einem Blechformteil. Aus einer Platte, an deren Rändern die ihrer späteren Montageposition entsprechenden Schaufelabwicklungen von zwei Schaufeln angeformt sind, wird durch Hochbiegen der Ränder ein Blechformteil geschaffen, bei dem zwei Schaufeln zwischen sich einen Schaufelkanal ausbilden. Somit entstehen Blechformteile mit jeweils zwei angeformten Schaufeln, die es ermöglichen, durch Verwendung von mehreren dieser Blechformteile eine Leiteinrichtung aufzubauen. Diese Variante eignet sich jedoch nur für Leiteinrichtungen mit geraden Schaufelzahlen. Diese Blechformteile können dann auf eine Platte befestigt werden, die beispielsweise als räumliche Trennung zwischen einer Leiteinrichtung mit nachfolgender Rückführpartie Verwendung finden kann. Auch eine derartige Einrichtung läßt sich in einfachster Weise fertigen. Auf den angeformten Schweißbuckeln der Schaufeln können dann in einfachster Weise Deckscheiben angebracht werden bzw. die Schaufeln an trennende Wandflächen angeschweißt werden. Genauso ist es möglich, die zwischen den einzelnen Schaufeln befindlichen verbindenden Flächen durch Punktschweißen mit anderen Leiteinrichtungs- oder Pumpengehäuseteilen zu verbinden.For those applications in which a reduction in the cost of materials is sought, provided that handling is comfortable, at least two blades are part of a sheet metal part. From a plate, on the edges of which the blade unions corresponding to their later mounting position are formed by two blades, a sheet metal part is created by bending up the edges, in which two blades form a blade channel between them. This results in shaped sheet metal parts, each with two molded blades, which make it possible to construct a guide device by using several of these shaped sheet metal parts. However, this variant is only suitable for guidance devices with an even number of blades. These sheet metal parts can then be attached to a plate, which can be used, for example, as a spatial separation between a guide device with a subsequent return section. Such a device can also be manufactured in the simplest way. Cover disks can then be placed in the simplest manner on the integrally formed welding bosses of the blades are attached or the blades are welded to separating wall surfaces. It is also possible to connect the connecting surfaces located between the individual blades by spot welding to other parts of the guide device or pump housing.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die an die Schaufeln angrenzenden Flächen mit Freischnitten für an die Schaufeln angeformte Anlageflächen und/oder Schweißbuckel versehen. Diese Schweißbuckel sind gewissermaßen an der Schaufelunterseite oder in der Schaufelfußzone angeordnet. Sie fluchten mit den an der Außenkontur der Schaufel angeformten Schweißbuckel. Somit ist der Vorteil gegeben, daß das die Schaufeln aufweisende Formteil sowie die damit verbundenen saug- und druckseitigen Deckscheiben in einem Arbeitsgang miteinander verschweißt werden können. Die im Bereich der Schweißbuckel befindlichen Anlageflächen dienen als Anschlag während des Schweißvorganges und sorgen für eine gleichmäßige Breite des Schaufelkanals.According to a further embodiment of the invention, the surfaces adjoining the blades are provided with cut-outs for contact surfaces and / or welding bosses molded onto the blades. These welding humps are arranged to a certain extent on the underside of the blade or in the blade root zone. They are aligned with the welding bosses formed on the outer contour of the blade. This has the advantage that the molded part having the blades and the associated suction and pressure-side cover disks can be welded to one another in one operation. The contact surfaces in the area of the welding boss serve as a stop during the welding process and ensure a uniform width of the blade channel.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen die
- Fig. 1
- einen Blechzuschnitt in Form einer Ronde, die
- Fig. 2
- den gleichen Blechzuschnitt mit herausgebogenen Schaufeln, die
- Fig. 3
- zwei ebene Blechzuschnitte mit angeformten Schaufelabwicklungen, die
- Fig. 4
- die Blechzuschnitte der Fig. 3 mit herausgebogenen Schaufeln und die
- Fig. 5
- einen Schnitt gemäß Linie A-B von Fig. 4.
- Fig. 1
- a sheet metal blank in the form of a round blank, the
- Fig. 2
- the same sheet metal blank with blades bent out
- Fig. 3
- two flat sheet metal blanks with molded blade developments, the
- Fig. 4
- 3 with blades bent out and the
- Fig. 5
- 4 shows a section along line AB of FIG. 4.
Alle Darstellungen der Fig. 1 bis 5 sind am Beispiel einer Rückführeinrichtung gezeigt. Die Fig. 1 zeigt einen rondenförmigen Blechzuschnitt 1, an dem eine Abwicklung der Schaufeln 2 bereits ausgeschnitten ist. Die Schaufeln 2 sind hier mit jeweils drei Schweißbuckeln 3 ausgestattet, welche nach einem späteren Umformvorgang eine Verbindung mit einer Wandfläche oder einer daran anzubringenden Deckplatte ermöglichen. Die strichpunktierten Linien 4 bilden die Biegelinie für die später umzubiegenden Schaufeln 2 und die daran angrenzenden Flächen 5 entsprechen den Schaufelfüßen. Die die Schaufelfüße ausbildenden Flächen können durch einfache Punktschweißverbindung mit Wandflächen eines Stufengehäuses oder entsprechenden Deck- oder Trennscheiben verbunden werden.All representations of FIGS. 1 to 5 are shown using the example of a feedback device. 1 shows a circular sheet-metal blank 1 on which a development of the
In der Fig. 2 ist die Ronde gemäß Fig. 1 nach einem Umformvorgang gezeigt. Die Schaufeln 2 stehen jetzt im Winkel zur Zeichenebene und weisen auf ihrer Oberseite die drei angeformten Schweißpunkte 3 auf. Die Schaufelfüße 5 weisen hier eine Breite auf, welche eine problemlose Punktschweißung mit anderen Flächen ermöglicht.FIG. 2 shows the circular blank according to FIG. 1 after a shaping process. The
Gemäß der Fig. 3 sind zwei bogenförmige Blechformteile 6 gezeigt, deren äußere Krümmungsradien mit angeformten Abwicklungen von zwei Schaufeln 2 ausgestattet sind. Auch hier sind bereits die Schweißbuckel 3 mit angeformt und das spätere Herausbiegen der Schaufeln erfolgt an den Biegelinien 4. Am Beispiel dieser Schaufeln ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung gezeigt. Die Biegelinie 4 als eine Begrenzungslinie benutzend, sind in einer die Schaufeln 2 hier verbindenden Fläche 7 mehrere Freischnitte 8 ausgestanzt. Deren Anzahl entspricht der gewählten Anzahl der Schweißbuckel 3. Damit lassen sich im Bereich der sogenannten Schaufelfüße Anlageflächen 9 und Schweißbuckel 10 anformen. Die Schweißbuckel 10 liegen nach dem Biegen der Schaufeln 2 mit den Schweißbuckeln 3 in der gleichen Achsrichtung. Somit kann das die Schaufeln aufweisende Bauteil in einem Arbeitsgang mit den Deckscheiben verschweißt werden, wobei die Anschläge 9 eine gleichmäßige Höhe der Schaufelkanäle gewährleisten. Diese Art der Schweißbuckel-Ausbildung kann selbstverständlich auch bei der Ausbildung gemäß Fig. 1 und 2 Verwendung finden.3, two arcuate
Die Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Blechformteile der Fig. 3 mit hochgebogenen Schaufeln 2. Zwischen jeweils zwei Schaufeln 2 erstreckt sich eine verbindende Fläche 7, die von ihrer Funktion her die Aufgabe eines Schaufelfußes übernehmen kann. Ebenso wie die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausgestaltungen lassen sich die so erstellten Schaufeln einer Leiteinrichtung in ganz bequemer Art und Weise handhaben und zu einer einheitlichen ganzen Leiteinrichtung verbinden. Die hierfür notwendigen Werkzeuge können ebenfalls sehr einfach und kostengünstig gestaltet und in ihrer Anzahl minimiert werden. Neben der bequemen Handhabung, beispielsweise als ein einziges beschaufeltes Teil gemäß den Fig. 1 und 2, und bei einer Anordnung an einer zwischen Leitrad und Rückführeinrichtung angeordneten Gehäusewandfläche, können diese beschaufelten Teile durch die angeformten Schweißbuckel einfach angebracht werden. Es ist auch ohne weiteres möglich, diese beschaufelten Teile direkt mit einer Wandfläche eines Stufengehäuses zu verbinden.FIG. 4 shows a plan view of the sheet metal parts of FIG. 3 with
Dieses hier am Beispiel einer Rückführeinrichtung gezeigte Bauprinzip ist ohne weiteres auch für die Schaufeln eines sogenannten Leitrades verwendbar. Es würden sich dann lediglich die Durchmesserverhältnisse und gegebenenfalls der Schaufelverlauf anders darstellen. Zudem erlaubt diese Art der Herstellung eine größere Kombinationsvielfalt im Zusammenhang mit einer bestehenden Baureihe.This construction principle shown here using the example of a feedback device can also be used without further ado for the blades of a so-called stator. Then only the diameter ratios and possibly the blade shape would be represented differently. In addition, this type of production allows a greater variety of combinations in connection with an existing series.
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