EP0752066B1 - Device for reducing noise in centrifugal pumps - Google Patents
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- EP0752066B1 EP0752066B1 EP95913122A EP95913122A EP0752066B1 EP 0752066 B1 EP0752066 B1 EP 0752066B1 EP 95913122 A EP95913122 A EP 95913122A EP 95913122 A EP95913122 A EP 95913122A EP 0752066 B1 EP0752066 B1 EP 0752066B1
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- guide device
- centrifugal pump
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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
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- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
- F04D29/448—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps bladed diffusers
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- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps
Definitions
- the invention relates to a centrifugal pump according to the The preamble of claim 1, as known from GB-A-112 292.
- US-A-2 018 092 is a single-acting centrifugal pump known.
- a radial wheel rotates in a pot-shaped housing and conveys into an annulus.
- Extend into the annulus Sheets standing radially on the inner wall of the housing run helically to the pressure side wheel side space.
- the sheets are circular in shape and have the same diameter arranged. Due to the lack of coverage of these sheets there is therefore no increase in pressure behind the impeller. in the Sheets arranged on the wheel side guide the swirled Flow to an exit.
- GB-A-112 292 is a measure to influence the Cavitation behavior of volute casing pumps disclosed. Compared to the usual spirals developing over 360 ° finds a spiral that only develops over 240 ° Use. 120 ° of the wheel circumference are covered. Here has the first half seen in the flow direction the impeller cover is gradually blocked Impeller outlet cross-section during the second half a complete blockage of the impeller outlet cross section causes. This blocking measure will make a noise causing pulsating pump operation.
- US-A-2 362 514 teaches the use of a turbocharger Gap enlargement between impeller outlet and stator inlet.
- the gap has a wedge-shaped cross section. Consequently should secondary flows in the transition between running and Stator are influenced to avoid vibrations. This Measure causes loss of efficiency.
- the invention is therefore based on the problem of a solution develop with the help of hydraulic noise behavior clearly without negative influence on the pump efficiency is reduced.
- the guide device arranged downstream of an impeller which the speed energy of the impeller Converts medium into a pressure energy, it can be a spiral with at least one leading edge or around one downstream stator with the leading edges of the respective Acting stator blades. Contrary to the usual Embodiments in which the leading edges parallel to The leading edges indicate the axis of rotation the guide device one with respect to the axis of rotation of the impeller sloping course. Their inclination, regardless of whether it is a spur forming a leading edge Spiral or leading edges of stator blades no adverse effects on the function of the control device.
- Velocity energy of the medium in pressure energy converting is not due to the leading edge course influenced.
- the inclination of the leading edge is like this chosen that the gap between the impeller and leading edge remains largely the same size.
- Guidance device one or more spatially curved, three-dimensional blades. Their use results in at the same time better hydraulic conditions.
- the wall surfaces of the Stator blades within the stator one of the Inclination of the leading edges following inclination.
- the vane channel formed between them therefore has - Put simply - a cross-sectional area that one Parallelogram resembles.
- the course of the process is crucial Leading edge.
- the subsequent course of the Blade surfaces of the guide device can be the usual Customs or rules of interpretation.
- Essential is a course that corresponds to the intended use of the Control device corresponds. In the same way, this applies to the spur of a volute casing designed as a single blade.
- entry into the Guide device designed for optimal noise reduction be the guidance device itself for the desired one Pressure implementation and the exit of the Guide device for the most favorable inflow conditions downstream impeller.
- the control device itself is said to be between its bounding wall surfaces enable desired pressure ratios.
- a major advantage of the invention is the ability to change the radial distance between one or several leading edges of the guide device and the impeller smaller than usual. This results in hydraulic advantages. From the inclination of the leading edges any resulting larger forces can be Use axial thrust compensation.
- a guide device In the case of a guide device according to the invention, regardless of whether it is a stator or a spiral are in Depending on the size of the impeller / guide device combinations used and the number of used Buckets a variety of possible inclinations of the Leading edge possible.
- the leading edge or edges can For example, be arranged so that they are of the same up to an opposite oblique position to the Impeller blade trailing edges run. So is a considerably greater freedom to influence the Noise development due to the interaction between the given blade edges passing each other.
- At a Arrangement of the blade edges of the impeller outlet and Guide device entrance with an inclination in the same Pay attention to an angular offset to one linear passage between the leading edge and the impeller blade to exclude. In the spiral casings, this points to the The leading edge of a spur following a wall surface fluid transition in the subsequent, unchanged Spiral room on.
- Impeller Guide device When using a subordinate to the impeller Guide device according to the invention with narrow gaps between Impeller and guide device can be reduced noise pressure pulsations in the order of up to 20 dB determine.
- the inclined leading edges have over a length that is 0.1 to 1.2 times one Correspond to the impeller blade division at the impeller outlet. In Accordingly, the ends of the circumferential direction in the leading wall edges merging with each other staggered.
- a non-linear course for the leading edges can also be useful when using Impellers whose blade trailing edges have a course which have a non-linear leading edge a guidance device makes sense.
- a arrow-shaped training, comparable to an arrow wing can have a positive or negative arrow is both at the leading edge as well as at the blade exit edge of the Impeller attachable. Allow appropriate combinations a serious one for a wide variety of applications Reduction of noise behavior.
- the invention is Guide device independent of an impeller. It offers the possibility of retrofitting already installed systems, if these with a replaceable Guide device are provided or are adaptable accordingly.
- a further embodiment provides that the distance between the cylinder planes on which the leading edges of the Guide device and the trailing edges of the blades lie, is different. This feature offers several Benefits. This means that there can be different distances on a stator between impeller outlet diameter and Guide vane leading edges are provided. You might as well a different distance between successive Guide vanes are provided, d. H. every second leading edge would then be the same distance.
- FIG. 1 is a perspective view as a guide device 1 Representation of a stator shown.
- a guide wheel usually consists of two wall surfaces, between which connecting guide vanes are arranged.
- the one shown here Stator has a wall surface 2 with which several Stator blades 3 are firmly connected.
- the leading edges 4 of the In the example shown here, guide vanes 3 lie on one Cylinder surface that is concentric to the impeller axis of rotation is arranged.
- the follow on this cylinder surface Leading edges of the curvature of the cylinder surface and extend intersecting to the axis of rotation. Viewed in the meridian section, in this example, both the leading edges 4 and also the trailing edges 5 axially parallel.
- the meridian cut identifies the area that a blade at their rotation over the axis of rotation of the impeller.
- the leading edges have an inclination or overlap which is equal to the blade pitch t of the guide device 1.
- the leading edge 4 extends from its one end point 6, which is located on the wall surface 2, to its other, here freely standing end point 7.
- the inclined position of the leading edge 4 was chosen so that the end point 7, in the direction seen on the plane of rotation axis of rotation, located above the end point 6 of an adjacent guide vane 3.
- the mutual offset of the end points 6, 7 of a leading edge 4 corresponds here to the simple one of a blade division.
- the inclination can correspond to 0.1 to 1.2 times a blade pitch t of an impeller.
- an inclined position is selected which corresponds to a maximum of one blade division at the impeller inlet.
- the inclination of such impellers will correspond to a smaller value in order to maintain the inlet cross-section of a correspondingly narrow guide device in terms of production technology.
- an oblique position can be used which extends up to 1.2 times a blade pitch.
- the guide device 1 shown here is a for reasons better visibility than the so-called open idler shown. It could be installed directly and z. B. at a multi-stage pump with the open side on one Fit the stage housing wall. But it is also straightforward possible this stator as a so-called closed Training the stator. The blades would then be between two wall surfaces arranged.
- Fig. 2 shows a sectional view of a housing 8 a Centrifugal pump.
- the guide device 1 is here as a spiral 9 educated.
- An impeller 10 is located within the housing 8 arranged. Whose blade leading edges 11 pass during of operation, the leading edge 12. This extends between the cutting lines H 1 - H 3 and runs obliquely to axis of rotation 13 perpendicular to the plane of the drawing
- the medium 10 emerging from the medium is shaped 14 partly in the pressure nozzle 15 and partly in the spiral 9 headed.
- the leading edge and the spiral about a more or less pronounced shape or Throat 16.
- This Cross section change of the spiral is according to the desired Operating conditions designed.
- the formation or groove 16 develops like a Guide channel into the spiral. So that can be largely undisturbed distribution from the impeller into the pressure nozzle and with further rotation of the impeller the transition to Guide channel. This distribution of the flow in To a certain extent, the area of the leading edge enables one smooth silent transition in the spur area.
- the inclination of the leading edge 12 located on the spur can reach up to a blade division of the impeller or with wide impeller outlet areas, it is also sufficient. Here too, it is essential to maintain an approximation even gap between the impeller outlet and Spiral start.
- a line cut in the flow direction behind it H 2 is shown in Fig. 4. Leaving the impeller 10 Medium flows into the groove 16 on the one hand and further into it there the spiral 9. Another part passes along the shape 14 in the pressure port 15. Depending on the length or inclination the leading edge 12 can for the duration of the passage of a respective blade channel of an impeller 10 along the Leading edge 12, a small part of the medium from Get the impeller 10 directly into the pressure port 15. A Loss of efficiency is not to be expected and can if necessary by simple adjustments of the impeller be eliminated.
- Fig. 5 the cross section at the end of the leading edge is through the spiral 9 shown according to section H 3. From this point onwards the fluid emerging from the impeller 10 from the fillet 16 or molded into the subsequent spiral.
- the course of a leading edge 4, 12 can, as in the Developments of FIGS. 6-9 using the example of each Leading edges 4, 12 is shown, also one of a straight Line have a different shape. This can be steady or inconsistent courses, sudden changes or the like his. Depending on the prevailing at an impeller outlet Pressure distribution profile can be a course of a Leading edge 4, 12 can be selected, the most favorable conditions in terms of stability, noise reduction and Offers axial thrust behavior.
- the ones shown in Figs. 6-9 Gradients are only exemplary and the subject of the invention is not limited to that. Here also result from the selected course no adverse effects on the Behavior of a stator channel or spiral space. Because of that Possibility for energy conversion is mainly through the whose cross-sectional relationships determined.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1, wie sie aus GB-A-112 292 bekannt ist.The invention relates to a centrifugal pump according to the
The preamble of
In dem Aufsatz "Development of noise and vibration performance of building services pumps" aus der Zeitung WORLD PUMPS, Juni 1993, Seiten 23-28, werden die unterschiedlichsten Geräusch- und Lärmquellen beim Betrieb einer Kreiselpumpe beschrieben. Eine der möglichen Ursachen sind strömungsdynamische Schallentwicklungen aufgrund von Strömungsturbulenzen, Strömungsablösungen sowie Kavitationserscheinungen. Hierzu zählt auch die durch die Wechselwirkung zwischen Laufrad und nachgeordneter Leiteinrichtung entstehende Geräuschentwicklung. Beim Vorbeilaufen der Schaufelenden eines Laufrades an der oder an den Anströmkanten einer nachgeordneten Leiteinrichtung treten im Fördermedium Druckpulsationen auf. Diese überlagern sich dem statischen Druck innerhalb des Pumpengehäuses. Die Höhe dieser Druckpulsationen sowie deren Verhalten werden im wesentlichen von dem Abstand zwischen dem Laufradaustritt und dem Eintritt in die Leiteinrichtung bestimmt. Kleine Abstände bedingen große Druckpulsationen, die durch eine Vergrößerung des Abstandes verringert werden können, jedoch unter Inkaufnahme von Wirkungsgradeinbußen und negativen Rückwirkungen auf den Verlauf der Kennlinie. Weiterhin wird empfohlen, die Anzahl solcher Hindernisse nach einem Laufrad zu verändern. Auch eine Profiländerung der Rückenflanke der Laufradschaufeln wird vorgeschlagen.In the essay "Development of noise and vibration performance of building services pumps "from the WORLD PUMPS newspaper, June 1993, pages 23-28, the most diverse noise and Noise sources described when operating a centrifugal pump. One of the possible causes is fluid dynamic Sound developments due to flow turbulence, Flow separation and cavitation phenomena. For this counts also through the interaction between impeller and Subsequent control device noise. When the blade ends of an impeller run past the or at the leading edges of a downstream control device pressure pulsations occur in the medium. Overlay these the static pressure inside the pump housing. The The level of these pressure pulsations and their behavior are shown in the essentially from the distance between the impeller outlet and determined the entry into the control device. Small gaps cause large pressure pulsations caused by an enlargement the distance can be reduced, but below Acceptance of efficiency losses and negative Effects on the course of the characteristic. Will continue recommended to increase the number of such obstacles after an impeller change. Also a profile change of the back flank of the Impeller blades are suggested.
Andere Maßnahmen sind aus der WO 91/13259 und der DE-OS 24 22 364 bekannt, mit denen Pulsationen des Förderstromes von Kreiselpumpen mit Spiralgehäuse vermieden werden sollen. Die WO 91/13259 sieht dazu eine Schrägstellung der Austrittskanten der Laufradschaufeln und die Verwendung zusätzlicher Zwischenschaufeln vor. Dieser bei räumlich gekrümmten Laufradschaufeln sich zwangsläufig einstellende schräge Verlauf der Laufradschaufelenden weist ein bekannt günstigeres Pulsationsverhalten auf. Dazu wurde eine Schrägstellung gewählt, bei der die Übergänge zwischen Schaufelaustrittskante und der einen Laufraddeckscheibe um den Abstand zu einer benachbarten Schaufel an der gegenüberliegenden Laufraddeckscheibe versetzt angeordnet sind. Gewissermaßen liegen die Übergangspunkte zwischen Schaufelaustrittskante und Deckscheibe achsparallel zur Drehachse, während der Verlauf der Schaufelaustrittskante um den Versatz eines Schaufelabstandes diagonal zwischen den Übergangspunkten verläuft. Nachteilig dabei sind die entgegenstehenden hydraulischen und fertigungstechnischen Grenzen. Denn die Krümmung, der Austrittswinkel der Laufradschaufeln sowie deren Schrägstellung können aus hydraulischen Gründen nur in einem relativ kleinen Winkelbereich gegenüber der Rotationsachse verändert werden, da andernfalls ein gewünschter Betriebspunkt der Pumpe nicht erreichbar ist. Derartige Veränderungen können zu Wirkungsgradeinbußen führen.Other measures are from WO 91/13259 and DE-OS 24 22 364 known, with which pulsations of the flow of Centrifugal pumps with a spiral housing should be avoided. The WO 91/13259 provides an inclined position of the trailing edges the impeller blades and the use of additional Intermediate blades before. This with spatially curved Impeller blades inevitably set oblique course the impeller blade ends has a known cheaper one Pulsation behavior. This was done by tilting it chosen in which the transitions between the blade leading edge and the one impeller cover by the distance to one neighboring shovel on the opposite Impeller cover plate are arranged offset. In a way are the transition points between the blade leading edge and Cover disc parallel to the axis of rotation during the course of the Blade leading edge by the offset of a blade spacing runs diagonally between the transition points. Disadvantageous the opposite hydraulic and manufacturing limits. Because the curvature Exit angle of the impeller blades and their inclination can for hydraulic reasons only in a relatively small Angular range with respect to the axis of rotation can be changed because otherwise a desired operating point of the pump is not is achievable. Such changes can be too Loss of efficiency.
Demgegenüber findet bei der DE-OS 24 22 364 ein Laufrad Verwendung, bei dem durch Einsatz einer Zwischenwand die Anzahl der Schaufelkanäle und die Schaufelanzahl vergrößert wird. Durch versetzte Anordnung der Schaufeln um eine halbe Schaufelteilung ergibt sich eine doppelt so hohe Pulsationsfrequenz gegenüber einem Leitapparat, der mit einem normalen Laufrad zusammenwirkt. Das hier zugrundeliegende Prinzip sieht eine Verminderung des Massenstromes pro Schaufelkanal vor, wodurch die Pulsationsenergie vermindert wird. In contrast, in DE-OS 24 22 364 there is an impeller Use where the number by using a partition the blade channels and the number of blades is increased. By staggering the blades by half Blade pitch is twice as high Pulsation frequency compared to a guide device that with a normal impeller interacts. The underlying one Principle sees a reduction in the mass flow per Blade channel before, which reduces the pulsation energy becomes.
Durch die US-A-2 018 092 ist eine einfach wirkende Kreiselpumpe bekannt. In einem topfförmigen Gehäuse rotiert ein Radialrad und fördert in einen Ringraum. In den Ringraum erstrecken sich radial auf der inneren Gehäusewandfläche stehende Bleche, die schraubenförmig zum druckseitigen Radseitenraum hin verlaufen. Die Bleche sind kreisbogenförmig auf gleichen Durchmesser angeordnet. Infolge der fehlenden Überdeckung dieser Bleche erfolgt damit keine Drucksteigerung hinter dem Laufrad. Im Radseitenraum angeordnete Bleche leiten die drallbehaftete Strömung einem Austritt zu.US-A-2 018 092 is a single-acting centrifugal pump known. A radial wheel rotates in a pot-shaped housing and conveys into an annulus. Extend into the annulus Sheets standing radially on the inner wall of the housing run helically to the pressure side wheel side space. The sheets are circular in shape and have the same diameter arranged. Due to the lack of coverage of these sheets there is therefore no increase in pressure behind the impeller. in the Sheets arranged on the wheel side guide the swirled Flow to an exit.
Mit der GB-A-112 292 ist eine Maßnahme zur Beeinflussung des Kavitationsverhalten von Spiralgehäusepumpen offenbart. Gegenüber den üblichen sich über 360° entwickelnden Spiralen findet hier eine sich nur über 240° entwickelnde Spirale Verwendung. 120° des Laufradumfanges sind abgedeckt. Dabei weist die jeweils in Strömungsrichtung gesehene erste Hälfte der Laufradabdeckung eine allmähliche Versperrung eines Laufradaustrittsquerschnittes auf, während die zweite Hälfte eine vollständige Versperrung des Laufradaustrittsquerschnittes bewirkt. Diese Versperrungsmaßnahme wird einen Geräusche verursachenden, pulsierenden Pumpenbetrieb zur Folge haben.GB-A-112 292 is a measure to influence the Cavitation behavior of volute casing pumps disclosed. Compared to the usual spirals developing over 360 ° finds a spiral that only develops over 240 ° Use. 120 ° of the wheel circumference are covered. Here has the first half seen in the flow direction the impeller cover is gradually blocked Impeller outlet cross-section during the second half a complete blockage of the impeller outlet cross section causes. This blocking measure will make a noise causing pulsating pump operation.
Die US-A-2 362 514 lehrt bei Turboladern die Verwendung einer Spaltvergrößerung zwischen Laufradaustritt und Leitradeintritt. Der Spalt weist einen keilförmigen Querschnitt auf. Somit sollen Sekundärströmungen im Übergang zwischen Lauf- und Leitrad beeinflußt werden, um Vibrationen zu vermeiden. Diese Maßnahme verursacht aber Wirkungsgradeinbußen. US-A-2 362 514 teaches the use of a turbocharger Gap enlargement between impeller outlet and stator inlet. The gap has a wedge-shaped cross section. Consequently should secondary flows in the transition between running and Stator are influenced to avoid vibrations. This Measure causes loss of efficiency.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Lösung zu entwickeln, mit deren Hilfe das hydraulische Geräuschverhalten ohne negative Beeinflussung des Pumpenwirkungsgrades deutlich reduziert wird.The invention is therefore based on the problem of a solution develop with the help of hydraulic noise behavior clearly without negative influence on the pump efficiency is reduced.
Die Lösung dieses Problems ist in Anspruch 1 beschrieben.
Bei der einem Laufrad nachgeordneten Leiteinrichtung, welche
die vom Laufrad erzeugte Geschwindigkeitsenergie des
Fördermediums in eine Druckenergie umwandelt, kann es sich um
eine Spirale mit mindestens einer Anströmkante oder auch um ein
nachgeordnetes Leitrad mit den Anströmkanten der jeweiligen
Leitradschaufeln handeln. Entgegen den üblichen
Ausführungsformen, bei denen die Anströmkanten parallel zur
Drehachse verlauten, weisen die Anströmkanten
der Leiteinrichtung einen gegenüber der Drehachse des Laufrades
schrägen Verlauf auf. Deren Schrägstellung, unabhängig davon,
ob es sich um einen eine Anströmkante bildenden Sporn einer
Spirale oder um Anströmkanten von Leitradschaufeln handelt, hat
keine nachteiligen Auswirkungen auf die Funktion der Leiteinrichtung.
Denn deren Aufgabe, mittels einer in
Durchströmrichtung zunehmenden Querschnittsvergrößerung die
Geschwindigkeitsenergie des Mediums in Druckenergie
umzuwandeln, wird durch den Anströmkantenverlauf nicht
beeinflußt. Die Schrägstellung der Anströmkante ist dabei so
gewählt, daß der Spalt zwischen Laufrad und Anströmkante
weitgehend gleich groß bleibt. Dies erfordert je nach Art der
Leiteinrichtung eine oder mehrere räumlich gekrümmte,
dreidimensionale Schaufeln. Durch deren Verwendung ergeben sich
gleichzeitig bessere hydraulische Verhältnisse.The solution to this problem is described in
Zum Beispiel bei einem Leitrad weisen die Wandflächen der Leitradschaufeln innerhalb des Leitrades eine der Schrägstellung der Anströmkanten folgende Schrägstellung auf. Der dazwischen ausgebildete Schaufelkanal hat also - vereinfacht ausgedrückt - eine Querschnittsfläche, die einem Parallelogramm ähnelt. Entscheidend ist dabei der Verlauf der Eintrittskante. Der daran anschließende Verlauf der Schaufelflächen der Leiteinrichtung kann den üblichen Gepflogenheiten oder Auslegungsregeln entsprechen. Wesentlich ist ein Verlauf, der dem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Leiteinrichtung entspricht. In gleicher Weise gilt dies für den als einzelne Schaufel ausgebildeten Sporn eines Spiralgehäuses. Bei einer Leiteinrichtung kann der Eintritt in die Leiteinrichtung für optimale Geräuschreduzierung ausgelegt sein, die Leiteinrichtung selbst für die gewünschte Druckumsetzung gestaltet sein und der Austritt der Leiteinrichtung für die günstigsten Zuströmverhältnisse eines nachgeordneten Laufrades konstruiert sein. Die Leiteinrichtung selbst soll zwischen ihren begrenzenden Wandflächen die gewünschten Druckverhältnisse ermöglichen.For example, in the case of a stator, the wall surfaces of the Stator blades within the stator one of the Inclination of the leading edges following inclination. The vane channel formed between them therefore has - Put simply - a cross-sectional area that one Parallelogram resembles. The course of the process is crucial Leading edge. The subsequent course of the Blade surfaces of the guide device can be the usual Customs or rules of interpretation. Essential is a course that corresponds to the intended use of the Control device corresponds. In the same way, this applies to the spur of a volute casing designed as a single blade. With a guidance system, entry into the Guide device designed for optimal noise reduction be the guidance device itself for the desired one Pressure implementation and the exit of the Guide device for the most favorable inflow conditions downstream impeller. The control device itself is said to be between its bounding wall surfaces enable desired pressure ratios.
Diese Gestaltung der Anströmkanten einer einem Laufrad nachgeordneten Leiteinrichtung läßt sich auch mit Hilfe eines anderen Beispiels erklären. Es gilt die Annahme, daß die zwischen zwei ringförmigen Wandflächen angeordneten Leitschaufeln eines Leitrades oder die Anströmkante bzw. der Sporn einer Spirale in der Breite teleskopartig veränderbar und an den Wandflächen über ihre Länge gelenkig befestigt sind. Die Anströmkanten lassen sich dann durch Verdrehung der einen Wandfläche gegenüber der anderen Wandfläche und um deren Mittelpunktachse herum erzeugen. Dabei ändert sich der Verlauf der den Anströmkanten nachgeordneten Schaufel- oder Spornflächen in entsprechender Weise. Es kann jedoch auch jeder andere mögliche Schaufelflächenverlauf konstruktiv verwirklicht werden, der eine bestimmungsgemäße Energieumwandlung durch diffusorartige Vergrößerung des Leitkanalquerschnittes bewirkt. This design of the leading edges one Impeller subordinate guide can also be used explain another example. The assumption is that the arranged between two annular wall surfaces Guide vanes of a guide wheel or the leading edge or the Spur of a spiral telescopically changeable and wide are articulated to the wall surfaces over their length. The leading edges can then be passed through Twisting one wall surface against the other Create the wall surface and around its center axis. Here the course of the downstream of the leading edges changes Blade or spur surfaces in a corresponding manner. It can however also any other possible blade surface course be realized constructively, the intended Energy conversion through diffuser-like enlargement of the The leading channel cross section causes.
Als ein zusätzlicher Vorteil dieser Gestaltungsart von Anströmkanten einer Leiteinrichtung hat sich bei praktischen Versuchen in überraschender Weise deren gravierend verbessertes Kavitationsverhalten gezeigt. Im Vergleich mit einem üblichen Anströmkantenverlauf wurde offenbar, daß unter gleichen Betriebsbedingungen der Kreiselpumpe, die Anströmkante über keinerlei Kavitationsschäden verfügte. Demgegenüber wies die konventionelle Anströmkante einen durch Kavitationserscheinungen bedingten Materialabtrag auf. Und als weiterer Vorteil hat sich noch herausgestellt, daß so gestaltete Schaufeln einer Leiteinrichtung während des Betriebes eine wesentlich geringere dynamische Schaufelbelastung aufwiesen. Damit ist die Möglichkeit gegeben, erfindungsgemäße Leiteinrichtungen höheren Belastungen auszusetzen oder hochbelastende Kreiselpumpen mit einem Sicherheitsvorteil auszustatten, indem die Belastungen an deren Anströmkanten reduziert werden.As an additional advantage of this type of design from The leading edges of a guide device have been found to be practical Surprisingly try their seriously improved Cavitation behavior shown. Compared to a usual one The leading edge course was evident that the same Operating conditions of the centrifugal pump, the Leading edge had no cavitation damage. In contrast, the conventional leading edge showed one Cavitation phenomena due to material removal. And as Another advantage has been found that so designed Shovels of a guide device a much lower one during operation showed dynamic blade loading. So that's it Possibility given higher guidance devices according to the invention Suspending loads or using heavy-duty centrifugal pumps equip a security benefit by putting the loads on whose leading edges are reduced.
In den Ansprüchen 2 bis 8 sind weitere Ausgestaltungen der
Erfindung beschrieben. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung
ist die Möglichkeit, den radialen Abstand zwischen einer oder
mehreren Anströmkanten der Leiteinrichtung und dem Laufrad
kleiner als bisher üblich auszuführen. Dadurch ergeben sich
hydraulische Vorteile. Aus der Schrägstellung der Anströmkanten
eventuell resultierende größere Kräfte lassen sich zum
Axialschubausgleich verwenden.In
Bei einem Vorbeilaufen der Austrittskanten der Laufradschaufeln erfolgt keine linienförmige achsparallele Begegnung mehr mit der oder den nachgeordneten Anströmkanten der Leiteinrichtung. Statt dessen streifen die begegnenden Kanten jeweils punktförmig aneinander vorbei. Der dabei entstehende Druckpuls erfolgt somit über einen zeitlich wesentlich längeren Zeitraum und ist auf einen erheblich kleineren räumlichen Bereich beschränkt. Der Aufbau von plötzlichen Druckpulsationen wird damit in einem ganz entscheidenden Maße reduziert. Anstelle einer stoßartig hohen dynamischen Belastung ergibt sich nun eine zyklische Belastung mit erheblich niedrigerem Spannungsniveau. Ursächlich dafür ist eine längere Verweildauer der Schaufelaustrittskanten im Bereich der jeweiligen Anströmkante der Leiteinrichtung. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung fördert ein Schaufelkanal eines Laufrades gleichzeitig in zwei Eintrittskanäle einer nachgeordneten Leiteinrichtung. Dies trifft auch für eine Spirale als Leiteinrichtung zu, da deren spornförmige Anströmkante dann zur Laufradaustrittsbreite diagonal verläuft und mit einer überleitenden Kanalführung in die Hauptspirale ausgestattet ist.When the trailing edges of the impeller blades run past there is no longer a linear, axially parallel encounter with the downstream leading edge (s) of the guide device. Instead, the edges meet each other point past each other. The resulting pressure pulse thus takes place over a significantly longer period of time and is on a much smaller spatial area limited. The build-up of sudden pressure pulsations thus reduced to a very decisive extent. Instead of an abruptly high dynamic load now arises a cyclical load with significantly lower Voltage level. The reason for this is a longer stay the blade leading edges in the area of the respective Leading edge of the guide device. By the invention Design promotes a blade channel of an impeller at the same time in two entry channels of a subordinate one Control device. This is also true for a spiral Guide to, since their spur-shaped leading edge then to Impeller outlet width runs diagonally and with a leading duct into the main spiral is.
Bei einer erfindungegemäßen Leiteinrichtung, unabhängig davon, ob es sich um ein Leitrad oder um eine Spirale handelt, sind in Abhängigkeit von der Anwendung findenden Größe der Laufrad-Leiteinrichtungskombinationen sowie der Anzahl der verwendeten Schaufeln eine Vielzahl von möglichen Schrägstellungen der Anströmkante möglich. Die Anströmkante oder -kanten können beispielsweise auch so angeordnet werden, daß sie von gleicher bis zu einer entgegengerichteten Schrägstellung zu den Laufradschaufelaustrittskanten verlaufen. Somit ist ein erheblich größerer Freiraum zur Einflußnahme auf die Geräuschentwicklung durch die Wechselwirkung zwischen den aneinander vorbeistreichenden Schaufelkanten gegeben. Bei einer Anordnung der Schaufelkanten von Laufradaustritt und Leiteinrichtungeintritt mit einer Schrägstellung in gleicher Richtung ist auf einen Winkelversatz zu achten, um eine linienförmige Passage zwischen Anströmkante und Laufradschaufel auszuschließen. Bei den Spiralgehäusen weist die auf die Anströmkante eines Spornes folgende Wandfläche einen strömungsgünstigen Übergang in den nachfolgenden, unveränderten Spiralraum auf. In the case of a guide device according to the invention, regardless of whether it is a stator or a spiral are in Depending on the size of the impeller / guide device combinations used and the number of used Buckets a variety of possible inclinations of the Leading edge possible. The leading edge or edges can For example, be arranged so that they are of the same up to an opposite oblique position to the Impeller blade trailing edges run. So is a considerably greater freedom to influence the Noise development due to the interaction between the given blade edges passing each other. At a Arrangement of the blade edges of the impeller outlet and Guide device entrance with an inclination in the same Pay attention to an angular offset to one linear passage between the leading edge and the impeller blade to exclude. In the spiral casings, this points to the The leading edge of a spur following a wall surface fluid transition in the subsequent, unchanged Spiral room on.
Bei Verwendung einer dem Laufrad nachgeordneten erfindungsgemäßen Leiteinrichtung mit engen Spalten zwischen Laufrad und Leiteinrichtung ließen sich Geräuschreduzierungen der Druckpulsationen in der Größenordnung von bis zu 20 dB feststellen. Die schräg verlaufenden Anströmkanten verfügen über eine Länge, die dem 0,1 bis 1,2fachen einer Laufradschaufelteilung am Laufradaustritt entsprechen. In Umfangsrichtung sind demzufolge die Enden der in die begrenzenden Wandflächen übergehenden Anströmkanten zueinander versetzt angeordnet.When using a subordinate to the impeller Guide device according to the invention with narrow gaps between Impeller and guide device can be reduced noise pressure pulsations in the order of up to 20 dB determine. The inclined leading edges have over a length that is 0.1 to 1.2 times one Correspond to the impeller blade division at the impeller outlet. In Accordingly, the ends of the circumferential direction in the leading wall edges merging with each other staggered.
In Abhängigkeit von der Geometrie der Leiteinrichtung, beispielsweise beim Einsatz in mehrstufigen Pumpen, ist es auch möglich, für die Anströmkanten einen nicht linearen Verlauf vorzusehen. Dies kann auch sinnvoll sein bei Verwendung von Laufrädern, deren Schaufelaustrittskanten einen Verlauf aufweisen, welcher eine nicht linear verlaufende Anströmkante einer Leiteinrichtung sinnvoll erscheinen läßt. Eine pfeilförmige Ausbildung, die vergleichbar zu einem Pfeilflügel eine positive oder negative Pfeilung aufweisen kann, ist sowohl an der Anströmkante als auch an der Schaufelaustrittskante des Laufrades anbringbar. Entsprechende Kombinationen ermöglichen für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle eine gravierende Reduzierung des Geräuschverhaltens. Eine Pfeilung der Anströmkanten kann beispielsweise bei doppelflutigen Laufradbauformen sinnvoll sein, um keine Axialschubkräfte entstehen zu lassen. Bei üblichen einflutigen Laufrädern kann durch den gewählten Verlauf einer Schrägstellung ein Einfluß auf den Axialschub eines Laufrades ausgeübt werden. Dies kann abhängig sein von der Druckverteilung an einem Laufradaustritt bei dem jeweiligen Auslegepunkt. Denn in Abhängigkeit von den bei einem Laufrad Verwendung findenden Auslegeprinzipien kann die resultierende Druckkomponente zur saug- oder druckseitigen Deckscheibe des Laufrades hin verschoben sein. Mit Hilfe einer entsprechend gewählten Schrägstellung der Anströmkante bzw.-kanten einer Leiteinrichtung ist dann auch eine Beeinflussung der Pumpenkennlinie möglich. Der Punkt optimalen Wirkungsgrades kann dann zu kleiner oder größerer Menge verschoben werden. Mit Hilfe dieser Schrägstellung kann als positiver Nebeneffekt die Gestaltungsfreiheit bei der Auslegung einer Kreiselpumpe vergrößert werden.Depending on the geometry of the control device, for example when used in multi-stage pumps, it is also possible, a non-linear course for the leading edges to provide. This can also be useful when using Impellers whose blade trailing edges have a course which have a non-linear leading edge a guidance device makes sense. A arrow-shaped training, comparable to an arrow wing can have a positive or negative arrow is both at the leading edge as well as at the blade exit edge of the Impeller attachable. Allow appropriate combinations a serious one for a wide variety of applications Reduction of noise behavior. An arrow of the For example, leading edges can be used for double-flow Impeller designs make sense to avoid axial thrust forces let develop. With usual single-flow impellers can an influence due to the chosen course of an inclination be exerted on the axial thrust of an impeller. This can depend on the pressure distribution at an impeller outlet at the respective design point. Because depending on the design principles used with an impeller the resulting pressure component to the suction or pressure side Cover plate of the impeller to be moved. With the help of a according to the selected inclination of the leading edge or edges of a guide device is then also one It is possible to influence the pump characteristic. The point optimal Efficiency can then be too small or larger be moved. With the help of this inclination can as a positive side effect is the freedom of design a centrifugal pump.
Bezüglich der Geräuschreduzierung ist die erfindungsgemäße Leiteinrichtung unabhängig von einem Laufrad. Sie bietet damit die Möglichkeit zur nachträglichen Umrüstung von bereits installierten Anlagen, wenn diese mit einer auswechselbaren Leiteinrichtung versehen sind bzw. entsprechend anpaßbar sind.Regarding noise reduction, the invention is Guide device independent of an impeller. It offers the possibility of retrofitting already installed systems, if these with a replaceable Guide device are provided or are adaptable accordingly.
Aufgrund praktischer Versuche mit einer Leiteinrichtung mit schräg verlaufenden Anströmkanten wurde festgestellt, daß Veränderungen der Spaltweite zwischen Laufrad und Leiteinrichtung die Steilheit einer Pumpenkennlinie beeinflussen. Eine Vergrößerung des Spaltes hat eine Pumpenkennlinie mit flacherer Steigerung zur Folge. Dieser zusätzliche positive Nebeneffekt hat jedoch keine negativen Auswirkungen auf die Geräuschentwicklung. Bei sehr engen Spalten, die sonst bei üblichen Leiteinrichtungen zu starken Druckpulsationen führen, ergeben sich optimale Ansaugverhältnisse mit einer extremen Geräuschreduzierung.Due to practical tests with a guidance device oblique leading edges was found that Changes in the gap between the impeller and Guide device the steepness of a pump characteristic influence. An increase in the gap has one Pump characteristic curve with a flatter increase. This additional positive side effect, however, has no negative Effects on noise. With very tight Columns that would otherwise be too strong in conventional control systems Pressure pulsations result in optimal Suction conditions with an extreme noise reduction.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß der Abstand zwischen den Zylinderebenen, auf denen jeweils die Anströmkanten der Leiteinrichtung und die Austrittskanten der Laufschaufeln liegen, unterschiedlich ist. Dieses Merkmal bietet mehrere Vorteile. So können bei einem Leitrad unterschiedliche Abstände zwischen Laufradaustrittsdurchmesser und Leitschaufelanströmkanten vorgesehen werden. Genauso gut könnte ein unterschiedlicher Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Leitschaufeln vorgesehen werden, d. h. jede zweite Anströmkante hätte dann den gleichen Abstand. A further embodiment provides that the distance between the cylinder planes on which the leading edges of the Guide device and the trailing edges of the blades lie, is different. This feature offers several Benefits. This means that there can be different distances on a stator between impeller outlet diameter and Guide vane leading edges are provided. You might as well a different distance between successive Guide vanes are provided, d. H. every second leading edge would then be the same distance.
Damit sind einerseits direkte Einflußnahmen auf die von Laufrad und Leiteinrichtung produzierten Geräuschemissionen möglich und zum anderen können die auf die Leiteinrichtung einwirkenden Kräfte besser aufgenommen werden. Die allgemeine Auslegungsregel, wonach die Schaufelanzahl eines Laufrades aus Geräuschgründen nicht mit der Schaufelanzahl einer Leiteinrichtung identisch sein soll, braucht bei einer Kreiselpumpe mit einer erfindungsgemäß gestalteten Leitradeinrichtung nicht mehr beachtet werden.On the one hand there are direct influences on the impeller and control device produced noise emissions possible and on the other hand, those acting on the guide device can Forces are better absorbed. The general Design rule, according to which the number of blades of an impeller Noise reasons with the number of blades of one A control device should be identical Centrifugal pump with a designed according to the invention Stator equipment is no longer observed.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen die
- Fig. 1
- eine Leiteinrichtung als perspektivische Darstellung eines Leitrades, die
- Fig. 2
- einen Schnitt durch eine Kreiselpumpe mit einer Spirale als Leiteinrichtung, die
- Fig. 3 - 5
- verschiedene Schnitte durch die Spirale und die
- Fig. 6 - 9
- am Beispiel einer Anströmkante deren mögliche verschiedene Verlaufsformen.
- Fig. 1
- a guide device as a perspective view of a stator, the
- Fig. 2
- a section through a centrifugal pump with a spiral as a guide, the
- 3 - 5
- different cuts through the spiral and the
- 6 - 9
- using the example of a leading edge, its possible different course shapes.
In der Fig 1 ist als Leiteinrichtung 1 eine perspektivische
Darstellung eines Leitrades gezeigt. Aus Gründen einer besseren
Erkennbarkeit wurde das Leitrad offen dargestellt. Ein Leitrad
besteht üblicherweise aus zwei Wandflächen, zwischen denen
verbindende Leitschaufeln angeordnet sind. Das hier gezeigte
Leitrad verfügt über eine Wandfläche 2, mit der mehrere
Leitradschaufeln 3 fest verbunden sind. Die Anströmkanten 4 der
Leitschaufeln 3 liegen in dem hier gezeigten Beispiel auf einer
Zylinderfläche, die konzentrisch zur Laufraddrehachse
angeordnet ist. Auf dieser Zylinderfläche folgen die
Anströmkanten der Krümmung der Zylinderfläche und erstrecken
sich kreuzend zur Drehachse. Im Meridianschnitt betrachtet,
verlaufen bei diesem Beispiel sowohl die Anströmkanten 4 als
auch die Austrittskanten 5 achsparallel. Der Meridianschnitt
kennzeichnet dabei diejenige Fläche, die eine Schaufel bei
ihrer Drehung um die Laufraddrehachse überstreicht.1 is a perspective view as a
In der hier gewählten Darstellung verfügen die Anströmkanten
über eine Schrägstellung oder Überdeckung, welche gleich der
Schaufelteilung t der Leiteinrichtung 1 ist. Die Anströmkante 4
erstreckt sich von ihrem einen Endpunkt 6, der sich auf der
Wandfläche 2 befindet, bis zu ihrem anderen, hier frei im Raum
stehenden Endpunkt 7. Die Schrägstellung der Anströmkante 4
wurde dabei so gewählt, daß sich der Endpunkt 7, in Richtung
der auf der Zeichenebene stehenden Drehachse gesehen, oberhalb
des Endpunktes 6 einer angrenzenden Leitschaufel 3 befindet.
Der gegenseitige Versatz der Endpunkte 6, 7 einer Anströmkante
4 entspricht hier dem einfachen einer Schaufelteilung. Je nach
Größe der Leiteinrichtung sowie der Schaufelanzahl und der
Bauform des Verwendung findenden Laufrades bzw. je nach
spezifischer Drehzahl nq der Kreiselpumpe, kann die
Schrägstellung dem 0,1 bis 1,2fachen einer Schaufelteilung t
eines Laufrades entsprechen. Bei Kreiselpumpenlaufrädern mit
kleinem nq, wie sie von radialen Laufrädern bekannt sind, wird
eine Schrägstellung gewählt, die maximal einer Schaufelteilung
am Laufradzustritt entspricht. Gewöhnlich wird die Schrägung
bei solchen Laufrädern einem kleineren Wert entsprechen, um den
Eintrittsquerschnitt einer entsprechend schmalen
Leiteinrichtung fertigungstechnisch günstig zu erhalten. Bei
Laufrädern mit größerem nq kann infolge der größeren
Laufradaustrittsbreite, welcher gewöhnlich auch eine
entsprechend breitere Leiteinrichtung nachgeordnet ist, eine
Schrägstellung Verwendung finden, die bis zum 1,2fachen einer
Schaufelteilung reicht. In the illustration chosen here, the leading edges have an inclination or overlap which is equal to the blade pitch t of the
An einem Beispiel sei die Zuordnung von Laufradschaufelzahl und Teilung erklärt. Findet ein Laufrad mit 8 Schaufeln Verwendung, dann würden die Laufradaustrittskanten auf einem Umfangswinkel von 45° befindlich sein. Eine Schrägstellung der Eintrittskanten einer Leiteinrichtung mit halber Laufradschaufelteilung, würde dann, bezogen auf den Umfangswinkel von 45°, einer Schrägstellung von 22,5° entsprechen. Bei einem Laufrad mit 9 Schaufeln wäre deren Schaufelteilung am Außenumfang=360°:9 = 40°. Bei einer Schrägstellung entsprechend einer halben Laufradschaufelteilung würden die Anfangs- und Endpunkte einer Anströmkante einer Leiteinrichtung bezogen auf den Umfangswinkel des Laufrades, um 20° zueinander versetzt angeordnet sein. Es hat sich bei mehrschaufeligen Leiteinrichtungen aus hydraulischen Gründen als zweckmäßig herausgestellt, wenn deren Schaufelanzahl größer ist als die Schaufelanzahl des Laufrades.The assignment of the number of impeller blades and Division declared. If an impeller with 8 blades is used, then the impeller trailing edges would be at a circumferential angle of 45 °. An inclination of the Leading edges of a guide device with half Impeller blade division, would then, based on the Circumferential angle of 45 °, an inclination of 22.5 ° correspond. If the impeller had 9 blades, it would be Blade division on the outer circumference = 360 °: 9 = 40 °. At a Inclination corresponding to half an impeller blade division the start and end points of a leading edge would be one Guide device based on the circumferential angle of the impeller 20 ° to each other. It did multi-vane guide devices for hydraulic reasons found to be expedient if their number of blades is greater is the number of blades on the impeller.
Die hier gezeigte Leiteinrichtung 1 ist aus Gründen einer
besseren Erkennbarkeit als sogenanntes offenes Leitrad
dargestellt. Es könnte direkt eingebaut werden und z. B. bei
einer mehrstufigen Pumpe mit der offenen Seite an einer
Stufengehäusewand anliegen. Es ist aber auch ohne weiteres
möglich, dieses Leitrad als ein sogenanntes geschlossenes
Leitrad auszubilden. Hierbei wären dann die Schaufeln zwischen
zwei Wandflächen angeordnet.The
Die Fig. 2 zeigt als Schnittdarstellung ein Gehäuse 8 einer
Kreiselpumpe. Die Leiteinrichtung 1 ist hier als Spirale 9
ausgebildet. Innerhalb des Gehäuses 8 ist ein Laufrad 10
angeordnet. Dessen Schaufelaustrittskanten 11 passieren während
des Betriebes die Anströmkante 12. Diese erstreckt sich
zwischen den Schnittlinien H 1 - H 3 und verläuft schräg zur
senkrecht auf der Zeichenebene stehende Drehachse 13. Aus dem
Laufrad 10 austretendes Medium wird durch eine Formgebung 14
teilweise in den Druckstutzen 15 und teilweise in die Spirale 9
geleitet. Hierzu verfügt die Anströmkante sowie die Spirale
über eine mehr oder weniger stark ausgeprägte Ausformung oder
Kehlung 16. Im Ausführungsbeispiel wurde sie aus Gründen einer
besseren Übersichtlichkeit vergrößert dargestellt. Diese
Querschnittsveränderung der Spirale wird gemäß den gewünschten
Betriebsverhältnissen gestaltet. Mit Beginn der Anströmkante 12
entwickelt sich die Ausformung oder Kehlung 16 wie ein
Führungskanal in die Spirale hinein. Damit kann eine weitgehend
ungestörte Ausschüttung aus dem Laufrad in den Druckstutzen und
bei weiterer Drehung des Laufrades der Übergang in den
Führungskanal erfolgen. Diese Aufteilung des Förderstromes im
Bereich der Anströmkante ermöglicht gewissermaßen einen
gleitenden geräuscharmen Übergang im Spornbereich.Fig. 2 shows a sectional view of a housing 8 a
Centrifugal pump. The
Die Schrägstellung der am Sporn befindlichen Anströmkante 12
kann bis zu einer Schaufelteilung des Laufrades reichen oder
bei breiten Laufradaustrittsflächen auch darüberhinaus reichen.
Wesentlich ist auch hier die Beibehaltung eines annähernd
gleichmäßigen Spaltes zwischen Laufradaustritt und
Spiralanfang.The inclination of the leading
Die Fig. 3, eine Ansicht gemäß der Schnittlinie H 1, zeigt
einen Blick auf die schräg zur Zeichenebene verlaufende
Anströmkante 12, welche aus der Spirale 9 austretendes Medium
in den Druckstutzen 15 leitet.3 shows a view along the section line H 1
a look at the diagonal to the plane of the
Ein in Strömungsrichtung dahinter liegender Schnitt nach Linie
H 2 ist in Fig. 4 dargestellt. Aus dem Laufrad 10 austretendes
Medium strömt zum einen in die Kehlung 16 und dort weiter in
die Spirale 9. Ein anderer Teil gelangt entlang der Formgebung
14 in den Druckstutzen 15. Je nach Länge bzw. Schrägstellung
der Anströmkante 12 kann der für die Zeitdauer des Passierens
eines jeweiligen Schaufelkanales eines Laufrades 10 entlang der
Anströmkante 12, ein geringer Teil des Fördermediums vom
Laufrad 10 direkt in den Druckstutzen 15 gelangen. Eine
Wirkungsgradeinbuße ist davon nicht zu erwarten und kann
gegebenenfalls durch einfache Anpassungen des Laufrades
eleminiert werden.A line cut in the flow direction behind it
In Fig. 5 ist der Querschnitt am Ende der Anströmkante durch
die Spirale 9 gemäß Schnitt H 3 gezeigt. Ab dieser Stelle wird
das aus dem Laufrad 10 austretende Fördermedium von der Kehlung
16 oder Anformung in die nachfolgende Spirale geleitet.In Fig. 5 the cross section at the end of the leading edge is through
the spiral 9 shown according to
Der Verlauf einer Anströmkante 4, 12 kann, wie in den
Abwicklungen der Fig. 6 - 9 am Beispiel von jeweils einzelnen
Anströmkanten 4, 12 gezeigt ist, auch eine von einer geraden
Linie abweichende Form aufweisen. Dies können stetige oder
unstetige Verläufe, sprunghafte Veränderungen oder dergleichen
sein. Je nachdem an einem Laufradaustritt vorherrschenden
Druckverteilungsprofil kann bei Bedarf ein Verlauf einer
Anströmkante 4, 12 gewählt werden, der günstigste Verhältnisse
im Hinblick auf Stabilität, Geräuschreduzierung und
Axialschubverhalten bietet. Die in den Fig. 6 - 9 gezeigten
Verläufe sind nur beispielhaft und der Erfindungsgegenstand ist
nicht darauf beschränkt. Auch hier ergeben sich durch den
gewählten Verlauf keine nachteiligen Auswirkungen auf das
Verhalten eines Leitradkanals oder Spiralraumes. Denn dessen
Möglichkeit zur Energieumwandlung wird überwiegend durch das
dessen Querschnittsverhältnisse bestimmt.The course of a
Claims (8)
- Centrifugal pump in whose housing (8) at least one impeller (10) is arranged, a guide device (1) is arranged downstream of the impeller (10) for converting the flow energy of an impeller (10) into pressure energy, and flow-guiding surfaces of the guide device extending to larger diameters and having one or more leading edges (4,12) opposite an impeller outlet are provided, where a leading edge (12) or the leading edges (4) of the guide device (1) are arranged at an angle to the impeller axis (13), and where upon passing of the impeller blades a punctiform overlap is produced between the impeller blades and the respective leading edge (4, 12), characterized in that the guide device is constructed such that its flow channel or its flow channels widens or widen in the throughflow direction, starting from the leading edge (12) or the leading edges (4).
- Centrifugal pump according to Claim 1, characterized in that the length of an obliquely extending leading edge (4, 12) is greater than the width of a guide device (1).
- Centrifugal pump according to Claim 1 or 2, characterized in that the end points (6, 7) limiting the length of the leading edges (4, 12) are arranged offset with respect to one another by 0.1 to 1.2 times an impeller blade pitch.
- Centrifugal pump according to one of Claims 1, 2 or 3, characterized in that an approximately constant gap is arranged between the impeller outlet and the leading edge.
- Centrifugal pump according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the respective leading edges (4, 12) have a nonlinear profile.
- Centrifugal pump according to Claim 5, characterized in that the leading edge (4, 12) extends in the form of an arrow.
- Centrifugal pump according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the outlet edges of an impeller blade extend in the form of an arrow.
- Centrifugal pump according to one or more of Claims 1 to 3 and 5 to 7, characterized in that the distance between the planes on which the leading edges (4, 12) of the guide device (1) and the outlet edges of the rotating blades respectively lie varies.
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