EP0733808B1 - Centrifugal pump - Google Patents
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- EP0733808B1 EP0733808B1 EP96102054A EP96102054A EP0733808B1 EP 0733808 B1 EP0733808 B1 EP 0733808B1 EP 96102054 A EP96102054 A EP 96102054A EP 96102054 A EP96102054 A EP 96102054A EP 0733808 B1 EP0733808 B1 EP 0733808B1
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- European Patent Office
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- impeller
- flow
- centrifugal pump
- pump according
- wall projection
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
- F04D29/4273—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps suction eyes
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
- F05B2240/121—Baffles or ribs
Definitions
- the invention relates to a centrifugal pump, in the housing of which one or more Impellers are arranged, being preceded by the impellers in the area Flow openings flow-carrying parts are arranged vlg. e.g. CH-A-259921.
- the aerodynamic advantages of these ribs also include manufacturing disadvantages. With cast pump housings they are Insert ribs as loose parts in a core box and provide an additional one Production effort. With a clever arrangement of a core division the ribs can also be provided as stationary elements. Then they are however exposed to increased wear during the molding processes. Farther the ribs are at risk of breakage. On the one hand, when molding a cast one Housing and on the other hand in unfavorable operating conditions, if Oscillations and vibrations can arise.
- ribs are exposed to cavitation erosion.
- a so-called partial load vortex forms in the impeller inlet rotates with the direction of rotation of the impeller.
- the part load vortex can be considered a Flow are considered that in the area of the impeller inlet diameter Leaves the impeller, flows against the medium, then on a smaller one Diameter to reenter the impeller. At the same time, it rotates Partial load vortex around the axis of rotation of the impeller in the area of Impeller inlet diameter.
- the invention is based on the problem of an impeller inflow to develop a streamlined solution with the simplest manufacturing technology Manufacturing avoids the disadvantages mentioned above.
- the solution to this problem takes place with the features of claim 1.
- the solution according to the invention results a flow-guiding part, which as a wall projection of the peripheral surface of the Flow opening is shaped. If a housing part forming the inlet as Sheet metal part is formed, then the flow-carrying part can be like a kind Bead to be pressed into the flow cross-section. When training as Single part can pass into the peripheral surface. Should the housing be cast be formed, then the contour of a core can be dispensed with insert parts be designed so that the peripheral surface of the flow opening is the above-mentioned Has shape.
- Embodiments of the invention provide that one of the wall surfaces Wall protrusion two surfaces run predominantly in the direction of flow and a surface opposite an impeller runs transversely to the direction of flow or that a wall projection by at least three in the peripheral surface of one Flow opening merging surfaces is formed.
- the ledge is in its shape comparable to a kind of corner or a pyramidal or truncated pyramidal body. This body is with his Base area on the circumferential surface of the flow opening and goes into the Circumferential surface over or develops from it. From the ledge run two surfaces in the direction of flow and exercise a guiding function on the Flow out.
- a third surface lies directly on the impeller cross section opposite and is large-scale.
- This also supports a further embodiment of the invention, according to which one of the in Surfaces extending approximately tangentially to the flow direction Circumferential component of an impeller runs. So that a course of the Wall projection ensures that a part-load vortex exits the Impeller blocked on the largest possible area.
- This wall surface course opens in the direction of rotation of the impeller first the inflow to the impeller and then the outlet a part load vortex from the impeller. So that the negative effects of a Partial load vortex can be significantly reduced, which makes the pump less Power consumption needed.
- a rib represents a part-load vortex only a slight resistance, so that it is turned away and after the Rib can have negative effects.
- the in Surfaces of the wall projection extending between them an opening angle that is in the range between 75 and 130 °.
- the transitions between the individual flows Areas and the transition into the peripheral surface of the housing wall corresponding rounding radii or chamfers.
- a centrifugal pump is shown, the housing 1 is designed as a casting and each has an integrated suction nozzle 2 and pressure nozzle 3.
- the Intake manifold 2 is designed here as an intake manifold, which is used for a deflection of a pumping medium flowing to a pump impeller 4.
- the suction nozzle 2 or suction manifold can also be designed as an independent component, which can be flange-mounted on the housing, for example.
- the inflow to the Housing 1 is also possible from the axial direction.
- the centrifugal pump itself can - as shown - single-stage or by further components arranged after the impeller 4 also be multi-level. With multi-stage design with single or multi-flow and opposing impeller arrangements can the inventive design also find use.
- the housing 1 or the suction nozzle 2 has in front of the first impeller 4 here a flow opening 5, through which a medium leaves a suction port 2 and enters an impeller 4.
- this flow opening 5 there are one or more Wall projections 6 are arranged, which have a flow-guiding function.
- a surface C of the wall projection 6 directly opposite an impeller 4 hinders a part load vortex emerging from the impeller 4 in its Spread.
- the surfaces of the wall projection 6, of which the one visible here Area A has a flow-guiding function are shown in the following figures explained in more detail.
- Fig. 2 is a section of an axial for better understanding Suction port 2 shown, the flow opening 5 with two wall projections 6th is shown in perspective.
- the straight arrow corresponds to the Flow direction of an inflowing medium.
- the curved arrow symbolizes the direction of rotation of an adjacent, but not shown Impeller.
- the lower wall projection 6 here is only partially visible, while on here upper wall projection 6 with large letters A - C whose surfaces and with small letters a - c whose side lines are marked.
- Surface C lies directly opposite an impeller and runs across it Flow direction.
- the perpendicular course to the axis of rotation of the impeller is not imperative, slight inclinations towards a vertical are without influence.
- the two surfaces A and B are used to flow the fluid and run in the direction of flow.
- the areas A and B meet in the area of an edge c together and form an angle between them. This can be in the Range from 75 ° to 130 °.
- the course of the areas A - C does not have to as shown in the figures, be straight and flat. He can also do other things Example run slightly curved three-dimensional. Likewise, the areas tiered, slightly offset or similar.
- partial load vortex which rotates in the direction of rotation of the barrel.
- Partial load eddies are braked on surface A and by surface C in its Spread be hampered.
- Area B which is approximately tangential to Circumferential component of an impeller runs, the blocked cross section again release.
- the part-load vortex is known to have the property in the range of Circumferential surface of the flow opening 5 to emerge from the impeller and in Flow area of the axis of rotation back to the impeller.
- the size of the area C is determined by the ratio of the two side lines a, b determined to each other.
- the side line a is formed by the together adjacent areas A and C and the side line b is formed by the abutting surfaces C, B.
- the ratio of the side lines a to b is equal to or less than 1.
- the wall projection 6 shown in FIG its shape resembles an oblique pyramid.
- 3-6 are various cross-sectional shapes of a flow opening 5 shown. These correspond to a section as shown in FIG. 1 with III - VI is shown.
- Fig. 3 shows an example in which a suction nozzle 2 as Sheet metal part is formed.
- the wall projection 6 be pressed into the wall surface using suitable tools. Consequently the areas A, B develop directly from the wall surface or peripheral surface, the surrounds the flow opening 5.
- the curved arrow indicates the direction of rotation of the Impeller, which would be located above the drawing level.
- One from the Impeller escaping and rotating with this partial load vortex would on the rear the side line a and here perpendicular to the plane of the drawing Area A are braked.
- One of the side lines a, b and the circumference U limited area C prevents the part-load vortex from spreading.
- the areas C are shown only schematically in Fig. 3, because they are due to the Cutting line course are not visible.
- FIG. 4 an embodiment is shown in which the suction nozzle 2 as Cast construction can be formed.
- 5 shows a subject Embodiment in which a wall protrusion 6 by machining can be worked out and in Fig. 6 the wall projection 6 as separate item inserted into a suction port. You can attach it here done from outside by known means.
- 5 and 6 can also be seen that the side lines a, b and the adjacent surfaces A, B between them can include a different angle ⁇ . A bisector this angle ⁇ does not go through the axis of rotation of the impeller, but rather runs she clearly outside of it.
- the inclination of the Wall areas vary slightly.
- the one adjacent to the side line b Wall surface B is approximately tangential to the peripheral component of an impeller run so as to cause the formation of cavitation damage Dead space whirling, seen in the direction of rotation in the area behind the wall projection 6, to prevent.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, in deren Gehäuse ein oder mehrere Laufräder angeordnet sind, wobei im Bereich von den Laufrädern vorangestellten Durchflußöffnungen strömungsführende Teile angeordnet sind vlg. z.B CH-A-259921.The invention relates to a centrifugal pump, in the housing of which one or more Impellers are arranged, being preceded by the impellers in the area Flow openings flow-carrying parts are arranged vlg. e.g. CH-A-259921.
Im allgemeinen sind bei Kreiselpumpen in einem Einlaufkrümmer, einem Zulaufgehäuse, einer Saugleitung oder dergleichen sogenannte Leitrippen oder Drallkreuze angeordnet, mit deren Hilfe die Zuströmung zum Laufrad verbessert werden soll. Dies ist bei den verschiedensten Pumpenbauarten gebräuchlich, sowohl mit radialer, als auch mit axialer Zuströmung zum Laufrad und auch bei Pumpen mit und ohne durchgehender Welle. Mit Hilfe dieser Rippen wird eine Stabilisierung der Pumpenkennlinie erreicht, indem eine drallbehaftete Pumpenzuströmung gerichtet und dem Laufrad das Fördermedium weitgehend unter einem konstanten Winkel zugeführt wird. Diese Rippen sind nach allgemeinen strömungstechnischen Überlegungen dünn ausgeführt und verlaufen in radialer Richtung überwiegend parallelwandig bzw. weichen nur sehr wenig von der Parallelität ab.In general, with centrifugal pumps in an intake manifold, one Inlet housing, a suction line or the like so-called guide ribs or Swirl crosses arranged, with the help of which improves the inflow to the impeller shall be. This is common for a wide variety of pump types, with both radial and axial inflow to the impeller and also at Pumps with and without a continuous shaft. With the help of these ribs a Stabilization of the pump characteristic is achieved by a swirling Pump inflow directed and the impeller largely below the fluid is supplied at a constant angle. These ribs are general fluidic considerations thin and run in radial Direction predominantly parallel-walled or deviate very little from that Parallelism.
Die strömungstechnischen Vorteile dieser Rippen beinhalten aber auch herstellungstechnische Nachteile. Bei gegossenen Pumpengehäusen sind die Rippen als Losteile in einen Kernkasten einzulegen und stellen einen zusätzlichen Aufwand bei der Herstellung dar. Bei geschickter Anordnung einer Kernteilung können die Rippen auch als stationäre Elemente vorgesehen werden. Dann sind sie jedoch bei den Ausformvorgängen einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt. Weiterhin sind die Rippen bruchgefährdet. Einerseits beim Ausformen eines gegossenen Gehäuses und andererseits bei ungünstigen Betriebsverhältnissen, wenn Schwingungen und Vibrationen entstehen können. The aerodynamic advantages of these ribs also include manufacturing disadvantages. With cast pump housings they are Insert ribs as loose parts in a core box and provide an additional one Production effort. With a clever arrangement of a core division the ribs can also be provided as stationary elements. Then they are however exposed to increased wear during the molding processes. Farther the ribs are at risk of breakage. On the one hand, when molding a cast one Housing and on the other hand in unfavorable operating conditions, if Oscillations and vibrations can arise.
Weiterhin sind derartige Rippen einer Kavitationserosion ausgesetzt. Während des Betriebes einer Kreiselpumpe in Mengenbereichen, die kleiner als die Auslegemenge sind, bildet sich im Laufradeintritt ein sogenannter Teillastwirbel, der mit der Drehrichtung des Laufrades rotiert. Der Teillastwirbel kann als eine Strömung angesehen werden, die im Bereich des Laufradeintrittsdurchmessers das Laufrad verläßt, dem Fördermedium entgegenströmt, um dann auf kleinerem Durchmesser wieder in das Laufrad einzutreten. Gleichzeitig rotiert dieser Teillastwirbel um die Drehachse des Laufrades im Bereich des Laufradeintrittsdurchmessers. Befindet sich nun im Gehäuse im Bereich einer Durchflußöffnung, die einem Laufradeintritt gegenüberliegt, eine Einlaufrippe oder ein sogenanntes Drallkreuz, dann prallt der Teillastwirbel mit diesen Einbauten jedesmal zusammen. Dadurch entsteht drehsinnabgewandt nach den Einbauten ein Raum, in den sich, in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, ein mehr oder weniger starker Totraumwirbel bildet. Dies führt zu zusätzlichen Geräuschen, Schwingungen zum Bruch dieser Bauteile und auch zu Kavitationserosion. Letztere kann im schlimmsten Fall eine Gehäusewandung zerstören.Furthermore, such ribs are exposed to cavitation erosion. During the Operation of a centrifugal pump in quantity ranges that are smaller than that Delivery quantity, a so-called partial load vortex forms in the impeller inlet rotates with the direction of rotation of the impeller. The part load vortex can be considered a Flow are considered that in the area of the impeller inlet diameter Leaves the impeller, flows against the medium, then on a smaller one Diameter to reenter the impeller. At the same time, it rotates Partial load vortex around the axis of rotation of the impeller in the area of Impeller inlet diameter. Is now in the area of a Flow opening, which is opposite an impeller inlet, an inlet rib or a so-called swirl cross, then the part-load vortex bounces with these internals every time together. This creates a turning away after the internals Space in which, depending on the operating conditions, one more or less strong dead space vortex forms. This leads to additional noises, Vibrations to break these components and also to cavitation erosion. Latter in the worst case, can destroy a housing wall.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, für eine Laufradzuströmung eine
strömungsgünstige Lösung zu entwickeln, die bei einfachster fertigungstechnischer
Herstellung die obengenannten Nachteile vermeidet. Die Lösung dieses Problems
erfolgt mit den Merkmalen des Anspruches 1. Die erfindungsgemäße Lösung ergibt
ein strömungsführendes Teil, welches als Wandvorsprung der Umfangsfläche der
Durchflußöffnung geformt ist. Falls ein den Zulauf bildendes Gehäuseteil als
Blechformteil ausgebildet ist, dann kann das strömungsführende Teil wie eine Art
Sicke in den Durchflußquerschnitt hineingedrückt werden. Bei einer Ausbildung als
Einzelteil kann es in die Umfangsfläche übergehen. Sollte das Gehäuse als Gußteil
ausgebildet sein, dann kann unter Verzicht auf Einlegeteile die Kontur eines Kernes
so gestaltet sein, daß die Umfangsfläche der Durchflußöffnung die oben erwähnte
Form aufweist. Bei spanabhebender Bearbeitung der Durchflußöffnung wird der
Vorsprung in einfachster Weise herausgearbeitet. Durch den Übergang der Flächen
des strömungsführenden Teiles mit der Umfangsfläche der Durchflußöffnung ist eine
optimale Zuströmung zum Laufrad erreichbar, obwohl gegenüber einer bisherigen
Rippe der Querschnitt verkleinert wird. Diese Tatsache bedingt aber, wie Versuche
ergeben haben, keine Leistungseinbußen, sondern führt im Gegenteil zu einem
besseren Betriebsverhalten einer damit ausgerüsteten Kreiselpumpe. Besonders bei
Pumpen, deren Kennlinien im Bereich kleiner Mengen einen ungünstigen Verlauf
aufweisen, kann mittels der erfindungsgemäßen Gestaltung der Kennlinienverlauf
verbessert werden. Beispielsweise wurde festgestellt, daß in diesem Bereich flache
Kennlinien steiler bzw. stabiler wurden. Sogar instabile Kennlinienverläufe konnten
stabilisiert werden.The invention is based on the problem of an impeller inflow
to develop a streamlined solution with the simplest manufacturing technology
Manufacturing avoids the disadvantages mentioned above. The solution to this problem
takes place with the features of
Im Vergleich mit konventionellen Lösungen, die zur Strömungsstabilisierung Rippen vorsehen, wurde in überraschender Weise festgestellt, daß mit dem erfindungsgemäßen Wandvorsprung eine Verbesserung des Geräusch- und Kavitationsverhaltens eintrat. Der Vorsprung stellt somit eine sich direkt aus einer Gehäusewandung herausentwickelnde Querschnittsveränderung dar. Betriebsgefährdungen durch gebrochene Rippen werden somit in wirkungsvollster Weise vermieden.Compared to conventional ribs for flow stabilization provide, it was surprisingly found that with the wall projection according to the invention an improvement in noise and Cavitation behavior occurred. The head start thus arises directly from one Developing cross-sectional change evolving housing. Operational hazards caused by broken ribs are thus the most effective Avoided way.
Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß von den Wandflächen eines Wandvorsprunges zwei Flächen überwiegend in Strömungsrichtung verlaufen und eine einem Laufrad gegenüberliegende Fläche quer zur Strömungsrichtung verläuft oder daß ein Wandvorsprung durch mindestens drei in die Umfangsfläche einer Durchflußöffnung übergehende Flächen gebildet ist. Der Wandvorsprung ist in seiner Form vergleichbar mit einer Art Ecke oder einem pyramidenförmigen oder pyramidenstumpfförmigen Körper. Dieser Körper befindet sich mit seiner Grundfläche auf der Umfangsfläche der Durchströmöffnung und geht in die Umfangsfläche über bzw. entwickelt sich aus ihr heraus. Von dem Wandvorsprung verlaufen zwei Flächen in Strömungsrichtung und üben eine Leitfunktion auf die Strömung aus. Eine dritte Fläche liegt dem Laufradeintrittsquerschnitt direkt gegenüber und ist großflächig ausgebildet. Ein aus dem Laufrad austretender und damit umlaufender Teillastwirbel prallt bei seinem Umlauf auf eine in radialer oder strahlenförmig bzw. parallel dazu verlaufende Fläche des Wandvorsprunges, um im Anschluß daran von der einem Laufrad gegenüberliegenden Fläche des Wandvorsprunges in seiner Ausbreitung behindert zu werden. Für die Zeitdauer des Vorbeistreichens dieses umlaufenden Teillastwirbels an der einem Laufrad gegenüberliegenden Fläche wird die Wirbelintensität verringert. Im Drehsinn des Laufrades betrachtet kann am Ende dieser Fläche der Teillastwirbel wieder aus dem Laufrad ungehindert austreten, wodurch die Bildung eines bei Rippen üblichen Totraumwirbels entscheidend reduziert wird. Von Totraumwirbeln verursachte Kavitationsschäden an der Gehäusewandfläche können damit wirkungsvoll vermindert werden.Embodiments of the invention provide that one of the wall surfaces Wall protrusion two surfaces run predominantly in the direction of flow and a surface opposite an impeller runs transversely to the direction of flow or that a wall projection by at least three in the peripheral surface of one Flow opening merging surfaces is formed. The ledge is in its shape comparable to a kind of corner or a pyramidal or truncated pyramidal body. This body is with his Base area on the circumferential surface of the flow opening and goes into the Circumferential surface over or develops from it. From the ledge run two surfaces in the direction of flow and exercise a guiding function on the Flow out. A third surface lies directly on the impeller cross section opposite and is large-scale. A coming out of the impeller and thus rotating partial load vortex impinges on one in radial or radiating or parallel surface of the wall protrusion to in Connection to it from the face of an impeller opposite the Wall projection to be hindered in its spread. For the duration of the This circumferential part-load vortex sweeps past an impeller on the opposite surface, the vortex intensity is reduced. In the sense of the Considered the impeller at the end of this area, the part-load vortex can be removed from the Exit the impeller unhindered, causing the formation of a rib that is common Dead space vortex is significantly reduced. Caused by whirlwinds Cavitation damage to the housing wall surface can thus be effective can be reduced.
Dies unterstützt auch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, nach der eine der in Strömungsrichtung erstreckenden Flächen annähernd tangential zur Umfangskomponente eines Laufrades verläuft. Damit wird ein Verlauf des Wandvorsprunges gewährleistet, der einem Teillastwirbel den Austritt aus dem Laufrad auf der größtmöglichen Fläche versperrt. Dieser Wandflächenverlauf öffnet im Drehsinn des Laufrades erst den Zustrom zum Laufrad und danach den Austritt eines Teillastwirbels aus dem Laufrad. Damit können die negativen Wirkungen eines Teillastwirbels entscheidend verringert werden, wodurch die Pumpe eine geringere Leistungsaufnahme benötigt. Demgegenüber stellt eine Rippe einem Teillastwirbel nur einen geringen Widerstand dar, so daß er drehsinnabgewandt und nach der Rippe negative Wirkungen ausüben kann.This also supports a further embodiment of the invention, according to which one of the in Surfaces extending approximately tangentially to the flow direction Circumferential component of an impeller runs. So that a course of the Wall projection ensures that a part-load vortex exits the Impeller blocked on the largest possible area. This wall surface course opens in the direction of rotation of the impeller first the inflow to the impeller and then the outlet a part load vortex from the impeller. So that the negative effects of a Partial load vortex can be significantly reduced, which makes the pump less Power consumption needed. In contrast, a rib represents a part-load vortex only a slight resistance, so that it is turned away and after the Rib can have negative effects.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung schließen die in Strömungsrichtung verlaufenden Flächen des Wandvorsprunges zwischen sich einen Öffnungswinkel ein, der im Bereich zwischen 75 und 130 ° liegt. Bei Versuchen haben sich sehr gute Ergebnisse mit Winkeln ergeben, die im Bereich um die 90 ° lagen. Die Übergänge zwischen den einzelnen strömungsführenden Flächen sowie der Übergang in die Umfangsfläche der Gehäusewand weisen entsprechende Verrundungsradien oder Fasen auf.According to another embodiment of the invention, the in Surfaces of the wall projection extending between them an opening angle that is in the range between 75 and 130 °. At Trials have given very good results with angles that are in the range were around 90 °. The transitions between the individual flows Areas and the transition into the peripheral surface of the housing wall corresponding rounding radii or chamfers.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen die
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch eine Kreiselpumpe mit dem ersten Laufrad vorangestellten Einlaufkrümmer, die
- Fig. 2
- am Beispiel einer axialen Zuströmung eine perspektive Ansicht einer erfindungsgemäßen gestalteten Durchflußöffnung und die
- Fig. 3 - 6
- Varianten der Querschnittsform des Einlaufes.
- Fig. 1
- a cross section through a centrifugal pump with the first impeller leading intake manifold, the
- Fig. 2
- using the example of an axial inflow, a perspective view of a flow opening designed according to the invention and the
- 3 - 6
- Variants of the cross-sectional shape of the inlet.
In der Fig. 1 ist eine Kreiselpumpe gezeigt, deren Gehäuse 1 als Gußteil gestaltet ist
und über je einen integrierten Saugstutzen 2 und Druckstutzen 3 verfügt. Der
Saugstutzen 2 ist hierbei als Saugkrümmer ausgebildet, der für eine Umlenkung
eines einem Pumpenlaufrad 4 zuströmenden Fördermediums sorgt. Der Saugstutzen
2 oder Saugkrümmer kann auch als eigenständiges Bauteil ausgebildet sein,
welches beispielsweise am Gehäuse anflanschbar ist. Die Zuströmung zum
Gehäuse 1 ist auch aus axialer Richtung möglich. Die Kreiselpumpe selbst kann -
wie gezeigt - einstufig oder durch weitere, dem Laufrad 4 nachgeordnete Bauteile
auch mehrstufig ausgebildet sein. Bei mehrstufiger Bauart mit ein- oder mehrflutigen
und gegenläufigen Laufradanordnungen kann die erfindungsgemäße Gestaltung
ebenfalls Verwendung finden.In Fig. 1, a centrifugal pump is shown, the
Das Gehäuse 1 bzw. der Saugstutzen 2 verfügt vor dem hier ersten Laufrad 4 über
eine Durchflußöffnung 5, durch die ein Fördermedium einen Saugstutzen 2 verläßt
und in ein Laufrad 4 eintritt. In dieser Durchflußöffnung 5 sind ein oder mehrere
Wandvorsprünge 6 angeordnet, die eine strömungsführende Funktion aufweisen.
Eine einem Laufrad 4 direkt gegenüberliegende Fläche C des Wandvorsprunges 6
behindert einen aus dem Laufrad 4 austretenden Teillastwirbel in seiner
Ausbreitung. Die Flächen des Wandvorsprung 6, von denen die hier sichtbare
Fläche A eine strömungsführende Funktion hat, sind in den nachfolgenden Figuren
näher erklärt.The
In der Fig. 2 ist zwecks besserem Verständnis ein Ausschnitt aus einem axialen
Saugstutzen 2 gezeigt, dessen Durchflußöffnung 5 mit zwei Wandvorsprüngen 6
perspektivisch dargestellt ist. Der geradlinig verlaufende Pfeil entspricht dabei der
Durchflußrichtung eines zuströmenden Fördermediums. Der gebogene Pfeil
symbolisiert die Drehrichtung eines angrenzenden, aber nicht dargestellten
Laufrades. Der hier untere Wandvorsprung 6 ist nur teilweise sichtbar, während am
hier oberen Wandvorsprung 6 mit großen Buchstaben A - C dessen Flächen und mit
kleinen Buchstaben a - c dessen Seitenlinien gekennzeichnet sind.In Fig. 2 is a section of an axial for better
Fläche C liegt einem Laufrad direkt gegenüber und verläuft quer zur Strömungsrichtung. Der senkrechte Verlauf zur Drehachse des Laufrades ist nicht zwingend, geringfügige Neigungen gegenüber einer Senkrechten sind ohne Einfluß. Die beiden Flächen A und B dienen zur Strömungsführung des Fördermediums und verlaufen in Strömungsrichtung. Die Flächen A und B stoßen im Bereich einer Kante c aneinander und schließen zwischen sich einen Winkel ein. Dieser kann in der Größenordnung von 75° bis 130° liegen. Der Verlauf der Flächen A - C muß nicht, wie in den Figuren dargestellt, geradlinig und eben sein. Er kann auch anderes, zum Beispiel leicht gekrümmt dreidimensional verlaufen. Ebenso können die Flächen stufig, leicht abgesetzt oder ähnlich verlaufen.Surface C lies directly opposite an impeller and runs across it Flow direction. The perpendicular course to the axis of rotation of the impeller is not imperative, slight inclinations towards a vertical are without influence. The two surfaces A and B are used to flow the fluid and run in the direction of flow. The areas A and B meet in the area of an edge c together and form an angle between them. This can be in the Range from 75 ° to 130 °. The course of the areas A - C does not have to as shown in the figures, be straight and flat. He can also do other things Example run slightly curved three-dimensional. Likewise, the areas tiered, slightly offset or similar.
Wird die Pumpe im Teillastbereich betrieben, dann tritt aus einem Laufrad ein
sogenannter Teillastwirbel aus, der in Drehrichtung des Laufes umläuft. In der
Darstellung der Fig. 2 würde ein sich in den Saugstutzen 2 hineinerstreckender
Teillastwirbel an der Fläche A abgebremst werden und durch die Fläche C in seiner
Ausbreitung behindert sein. Während der Zeitdauer des Vorbeistreichens an der
Fläche C wird durch die Fläche B, die annähernd tangential zur
Umfangskomponente eines Laufrades verläuft, der versperrte Querschnitt wieder
freigeben. Der Teillastwirbel hat bekanntermaßen die Eigenschaft, im Bereich der
Umfangsfläche von der Durchflußöffnung 5 aus dem Laufrad auszutreten und im
Bereich der Drehachse wieder zum Laufrad zurückzuströmen. Durch den Verlauf der
Fläche B wird, immer in Drehrichtung des Laufrades gesehen, für einen
umlaufenden Teillastwirbel erst der Zuströmquerschnitt zum Laufrad freigegeben
und danach erst der Austrittsquerschnitt für den Teillastwirbel freigegeben. Dieser
Verlauf der Fläche B vermindert in Verbindung mit der versperrenden Wirkung der
Fläche C die negativen Wirkungen eines Teillastwirbel in entscheidendem Maße.If the pump is operated in the partial load range, it comes from an impeller
so-called partial load vortex, which rotates in the direction of rotation of the barrel. In the
Representation of FIG. 2 would extend into the
Die Größe der Fläche C wird durch das Verhältnis der beiden Seitenlinien a, b
zueinander bestimmt. Die Seitenlinie a wird gebildet durch die aneinander
angrenzenden Flächen A und C und die Seitenlinie b wird gebildet durch die
aneinander stoßenden Flächen C, B. Das Verhältnis der Seitenlinien a zu b ist
gleich oder kleiner 1. Der in der Fig. 2 dargestellte Wandvorsprung 6 hat bezüglich
seiner Form die Ähnlichkeit mit einer schiefwinkligen Pyramide.The size of the area C is determined by the ratio of the two side lines a, b
determined to each other. The side line a is formed by the together
adjacent areas A and C and the side line b is formed by the
abutting surfaces C, B. The ratio of the side lines a to b is
equal to or less than 1. The
Ausführungsformen, bei denen die Seitenlinien a - c durch Abrundungsmaßnahmen nicht mehr linienförmig, sondern zwei- oder dreidimensional flächenförmig gestaltet sind, wirken erfindungsgemäß. Um die Übersichtlichkeit der Darstellung zu erhalten, wurde von einer Abbildung der Seitenlinien a - c in Form von verbindenden Seitenflächen abgesehen. Dies könnte beispielsweise der Fall sein, wenn im Zusammenhang mit dem Entfernen von Graten an den Seitenlinien a - c eine mehr oder weniger breite Fase angebracht wird.Embodiments in which the side lines a - c by rounding measures no longer linear, but two-dimensional or three-dimensional are act according to the invention. To maintain the clarity of the presentation, was from an illustration of the side lines a - c in the form of connecting Side surfaces apart. This could be the case, for example, if Associated with removing burrs on the sidelines a - c one more or less wide chamfer is attached.
In den Fig. 3 - 6 sind verschiedene Querschnittsformen einer Durchflußöffnung 5
dargestellt. Diese entsprechen einem Schnittverlauf wie er in der Fig. 1 mit III - VI
dargestellt ist. Die Fig. 3 zeigt ein Beispiel, bei dem ein Saugstutzen 2 als
Blechformteil ausgebildet ist. In einem solchen Fall kann der Wandvorsprung 6
durch geeignete Werkzeuge in die Wandfläche eingedrückt werden. Somit
entwickeln sich die Flächen A, B direkt aus der Wandfläche bzw. Umfangsfläche, die
die Durchflußöffnung 5 umgibt. Der gebogene Pfeil gibt wieder die Drehrichtung des
Laufrades an, welches oberhalb der Zeichenebene befindlich wäre. Ein aus dem
Laufrad austretender und mit diesem umlaufender Teillastwirbel würde an der hinter
der Seitenlinie a befindlichen und hier senkrecht auf der Zeichenebene stehenden
Fläche A abgebremst werden. Eine von den Seitenlinien a, b und dem Umfang U
begrenzte Fläche C hindert den Teillastwirbel in seiner Ausbreitung. Die Flächen C
sind in der Fig. 3 nur schematisch dargestellt, da sie aufgrund des
Schnittlinienverlaufes nicht sichtbar sind.3-6 are various cross-sectional shapes of a
In ihrem Aufbau entsprechen die Gegenstände der Fig. 3 - 6 einander weitgehend.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der der Saugstutzen 2 als
Gußkonstruktion ausgebildet sein kann. Der Gegenstand der Fig. 5 zeigt eine
Ausführungsform, bei der ein Wandvorsprung 6 durch spanabhebende Bearbeitung
herausgearbeitet werden kann und in der Fig. 6 ist der Wandvorsprung 6 als
separates Einzelteil in einen Saugstutzen eingesetzt. Dessen Befestigung kann hier
durch bekannte Mittel von außen erfolgen. In den Fig. 5 und 6 ist auch erkennbar,
daß die Seitenlinien a, b bzw. die daran angrenzenden Flächen A, B zwischen sich
einen unterschiedlichen Winkel ε einschließen können. Eine Winkelhalbierende
dieses Winkels ε geht nicht durch die Drehachse des Laufrades, vielmehr verläuft
sie deutlich außerhalb derselben. Ebenso ist erkennbar, daß die Neigung der
Wandflächen geringfügig variiert. Hierbei sollte die an die Seitenlinie b angrenzende
Wandfläche B zur Umfangskomponente eines Laufrades annähernd tangential
verlaufen, um so die Bildung von Kavitationsschäden verursachenden
Totraumwirbeln, in Drehrichtung gesehen im Bereich hinter dem Wandvorsprung 6,
zu verhindern.3 to 6 largely correspond to one another in their structure.
In Fig. 4 an embodiment is shown in which the
Claims (8)
- Centrifugal pump in whose housing one or more impellers are arranged, flow-guiding parts being arranged in the region of through-flow openings placed upstream of the impellers, characterized in that a flow-guiding part is constructed as a wall projection (6), in that two surfaces (A, B) of the wall projection (6), which run in the flow direction and merge into the circumferential surface of a through-flow opening (5) enclose an angle (ε) between themselves, side lines (a, b) of the surfaces (A, B) enclosing the angle (ε) having a ratio of a / b ≤ 1, and in that the side lines (a, b) enclose a wall surface (C) in conjunction with a part of the circumference of the through-flow opening (5).
- Centrifugal pump according to Claim 1, characterized in that of the surfaces (A, B, C) of a wall projection (6) two surfaces (A, B) run predominantly in the flow direction, and a surface (C) situated opposite an impeller (4) runs transverse to the flow direction.
- Centrifugal pump according to Claim 1 or 2, characterized in that a wall projection (6) is formed by at least three surfaces (A, B, C) which merge into the circumferential surface of a through-flow opening (5).
- Centrifugal pump according to Claim 3, characterized in that a surface (B), which extends in the flow direction and merges into the circumferential surface of a through-flow opening (5), and the side line (b) of said surface (B) run approximately tangential to the circumferential component of an impeller (4) .
- Centrifugal pump according to Claim 3, characterized in that a surface (A) extending in the flow direction, and its side line (a) stand on the circumferential surface of the through-flow opening (5).
- Centrifugal pump according to one of Claims 1 to 5, characterized in that surfaces (A, B) of the wall projection (6) which run in the flow direction enclose between themselves an angle (ε) which is in the range of between 75° and 130°.
- Centrifugal pump according to Claim 6, characterized in that a bisector of the angle (ε) runs outside the axis of rotation of the impeller.
- Centrifugal pump according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the side lines (a - c) have a planar course.
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