EP0902192A2 - Volute casing pump - Google Patents

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EP0902192A2
EP0902192A2 EP98115674A EP98115674A EP0902192A2 EP 0902192 A2 EP0902192 A2 EP 0902192A2 EP 98115674 A EP98115674 A EP 98115674A EP 98115674 A EP98115674 A EP 98115674A EP 0902192 A2 EP0902192 A2 EP 0902192A2
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EP
European Patent Office
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rib
centrifugal pump
housing
pump according
parts
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EP98115674A
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EP0902192B1 (en
EP0902192A3 (en
Inventor
Stephan Dr. Bross
Peter Hergt
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KSB AG
Original Assignee
KSB AG
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Publication date
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Publication of EP0902192A2 publication Critical patent/EP0902192A2/en
Publication of EP0902192A3 publication Critical patent/EP0902192A3/en
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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
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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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
    • F04D29/448—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps bladed diffusers

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal pump with a housing of the type Double spiral and with a rib arranged as a partition.
  • a double spiral housing consists of two staggered by 180 ° Spiral halves in which a fluid flowing out of the impeller is collected and is supplied to a common pressure port. Because of the quasi mirror-image arrangement of the two spiral halves arises along one Impeller circumference an approximately symmetrical pressure distribution, the resulting force components cancel each other out.
  • a Double spiral housing is created in that in a simple Spiral casing a so-called rib is used as a partition, which in Impeller direction of rotation seen about 180 ° after a housing spur a second Half of the spiral forms. The side of the rib facing away from the impeller, the back, delimits a bypass channel through which one in the first spiral half collected fluid is passed into the pressure port.
  • the invention is therefore based on the problem of a double spiral housing develop that with a simple, especially casting, manufacturing a has a good spiral force curve.
  • the solution to this problem is that the Rib is formed at least in two parts, one between the rib parts or several stomata are formed. This is a problem Production of a double spiral housing possible, the cross section of any can be trained. The well-known rectangle, trapezoid, pear spirals etc. can easily be used.
  • forming the rib as one multi-part component consisting of at least two spaced apart arranged, forming a gap opening rib parts is a simple Placement of the rib parts within the spiral possible and there remains one get balanced pressure distribution along the wheel circumference.
  • the accessibility can be further can be improved if the rib part opposite a housing spur for this purpose is arranged at a distance forming a stomata.
  • This Measure improves the area of the rib parts forming the double spiral Accessibility to the flow channels created by it.
  • a further embodiment of the invention provides that the wrap angle ⁇ of a rib part depending on the number n of rib parts used in the range of 0.7 360 ° 2 ⁇ n ⁇ 1.1 360 ° 2 ⁇ n lies.
  • the rib parts used can therefore be of the same length or of different lengths.
  • Another embodiment of the invention provides that the angular position ⁇ of the first rib part, viewed in the direction of flow, in relation to the housing spur in the range of 0.8 360 ° n ⁇ 360 ° n ⁇ 1.2 lies. It is then sufficient that the distance and the position of the rib parts from one another is set such that access to the flow channels delimited by the rib parts is ensured by the gap openings existing between the rib parts and between the rib part and the housing spur. For this purpose, the distance between the leading edges of the rib parts is set so that sufficiently large stomata are formed in the area of the rib parts.
  • the angular difference of the rib parts ⁇ corresponds to the condition 0.8 ⁇ ⁇ 1.5 ⁇ ⁇
  • the profiles of the rib parts can have the same or different shapes, the rib length having no influence due to the reference to the blade leading edges. It has proven to be advantageous for a further reduction in the radial forces if the leading edges of the rib parts are arranged on circles with diameters D r , the ratios of which to the impeller diameter D 2 are in the range from 1.03 ⁇ D r D 2nd ⁇ 1.15 lies.
  • the diameters on which the leading edges of the individual rib parts are arranged do not have to be identical, but the leading edges of the rib parts can be located on different diameters.
  • the radial forces are shown in advantageously also reduced in that the leading edge one of the Rib parts are always arranged on a smaller diameter than one end a rib part in front of it in the flow direction.
  • the spiral casing is of course designed so that the limited by a rib part Bypass channel does not hinder the outflow of the fluid from the first spiral part or adversely affected.
  • the profile of the rib parts is not subject to any restrictions. It can Rib parts with a constant thickness or a predetermined thickness distribution Find use. It is also possible that the rib parts are different Can have profile shapes. Such a formation of a rib is one Very easy casting production of a double spiral housing possible. It offers at the same time the advantage that such rib parts in a simple manner can be retrofitted. One sees an additional possibility adjustable arrangement of the rib parts in front. Depending on the arrangement of the axis of rotation on the double rib part, these can be used in their angle of attack compared to that from the Impeller emerging flow can be changed.
  • the housing 1 shows a housing 1 of a centrifugal pump, in which the outer diameter D 2 is represented by an impeller.
  • the housing 1 is designed here in the manner of a double spiral housing, the first spiral part 3, seen in the direction of flow, starting at the housing spur 4.
  • the housing spur 4 is in the 1st quadrant, in which a pressure port 5 is also located.
  • the first spiral part 3 has an increasing cross-sectional enlargement, which in this example reaches its maximum at the end of the II. Quadrant. From here, a fluid is led through a bypass duct 6, 7 to the pressure port 5.
  • the bypass channel 6, 7 is delimited by the wall surface of the housing 1 and the wall surface of the rib parts 8, 9 used here.
  • these rib parts 8, 9 form the other or second spiral part.
  • a gap opening 10 located between the rib parts 8, 9 and a gap opening 11 located between the housing spur 4 and the end of the rib part 9 enable access to the bypass channels 6, 7 during the manufacture of the housing can be easily removed and the casting surface plastered.
  • the flow-bearing surfaces can thus be given a roughness with the aid of which the efficiency of such a pump housing can be improved.
  • the rib parts 8, 9 shown here can have a constant thickness d or, as shown, can be provided with a blade profile the same or different.
  • the rib part 8 is shown longer than the rib part 9.
  • the position of the first rib part 8 seen in the flow direction in relation to the housing spur 4 lying in the first housing quadrant is determined by the angle ⁇ .
  • This angular position ⁇ results according to formula (2).
  • the distance ⁇ shown in FIG. 1 between the leading edges 12, 13 of the rib parts 8, 9 is defined by the formula (3) listed above.
  • the leading edges 12, 13 of the rib parts 8, 9 lie on circles with a diameter D r , whose relationships to the impeller diameter D 2 according to Formula 4 are in the range of 1.03 ⁇ D r D 2nd ⁇ 1.15 lies.
  • Quadrant of the housing 1 arranged rib part 8 is shorter here, while the rib part 9 located in the fourth quadrant has a greater overall length.
  • a measure, which is shown here in the first quadrant of the housing 1, also has a positive effect on a reduction in the radial force.
  • An enlargement of the spiral cross section in this area, which increases compared to normal spiral development, is shown here by a broken line.
  • the housing spur 4 is also at a greater distance from the outer diameter D 2 of an impeller.
  • the cross-sectional area enlargement 14 in the first quadrant of the spiral housing and the position of the rib parts 8, 9 in relation to one another and on the housing spur 4 are adapted to the hydraulics of an impeller used in each case and the respective spiral shape. This enables radial force reductions to be achieved which correspond to the radial force curve of a traditional double spiral design. With the aid of variations in relation to the position of the leading edges 12, 13, the shape and the size of the rib parts 8, 9, it is possible to influence the course of the radial force.

Abstract

A housing for a centrifugal pump has a double spiral shape formed by two or more equal length ribs (8,9) around the impeller. The ribs are separated by gaps (10,11) between the ribs and between the last rib and the edge (4) of the outlet duct. The leading edge (12,13) of a rib is at a smaller radius than the trailing edge of the preceding rib. The angle subtended by a rib is between 0.7 and 1.1 times 360 degrees divided by twice the rib count.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem Gehäuse nach Art einer Doppelspirale und mit darin angeordneten, als Trennwand ausgebildeten Rippe.The invention relates to a centrifugal pump with a housing of the type Double spiral and with a rib arranged as a partition.

Bei Kreiselpumpen ist eine durch Wechselwirkung von Laufrad und Pumpengehäuse bzw. Leitrad erzeugte hydraulische Radialkraft bekannt, die in der Ebene des Laufrades liegt. Solche Radialkräfte sind diversen Einflüssen unterworten, wie sie beispielsweise im KSB-Kreiselpumpenlexikon, 3. Auflage, 1989, Seiten 242 und 243 beschrieben sind. Einfache Spiralgehäusepumpen besitzen im Auslegepunkt entlang des Laufradumfanges eine nahezu konstante Druck- oder Geschwindigkeitsverteilung. In diesem Punkt kann eine Spiralgehäusepumpe nahezu radialkraftfrei betrieben werden. Wird jedoch eine einfache Spiralgehäusepumpe aufgrund geänderter Betriebsbedingungen im Teillast- oder Überlastbereich gefahren, dann führt dies zu ansteigenden Radialkräften infolge sich ändernder Druck- bzw. Geschwindigkeitsverteilungen entlang des Laufradumfanges.In centrifugal pumps, this is due to the interaction of the impeller and Pump housing or stator generated hydraulic radial force known in the level of the impeller. Such radial forces are diverse influences underline, such as those in the KSB centrifugal pump lexicon, 3rd edition, 1989, pages 242 and 243. Simple volute casing pumps have an almost constant at the design point along the wheel circumference Pressure or speed distribution. At this point one Spiral casing pump can be operated almost without radial force. However, will simple volute casing pump due to changed operating conditions in the Partial or overload range, then this leads to increasing Radial forces due to changing pressure or speed distributions along the wheel circumference.

Dieser Nachteil führte zur Entwicklung von Doppelspiralgehäusen, wie sie beispielsweise durch die US-A-2 955 540 bekannt sind, und bei denen die Radialkräfte über den gesamten Betriebsbereich auf einem niedrigen Niveau liegen. Ein Doppelspiralgehäuse besteht aus zwei um 180° versetzte Spiralhälften, in denen ein aus dem Laufrad ausströmendes Fluid gesammelt und einem gemeinsamen Druckstutzen zugeführt wird. Aufgrund der quasi spiegelbildlichen Anordnung der zwei Spiralhälften entsteht entlang eines Laufradumfanges eine annähernd symmetrische Druckverteilung, deren resultierende Kraftkomponenten sich gegenseitig aufheben. Ein Doppelspiralgehäuse wird dadurch geschaffen, daß in einem einfachen Spiralgehäuse eine sogenannte Rippe als Trennwand eingesetzt ist, die in Laufraddrehrichtung gesehen ca. 180° nach einem Gehäusesporn eine zweite Spiralhälfte bildet. Die vom Laufrad abgekehrte Seite der Rippe, die Rückseite, begrenzt einen Umführungskanal, durch den ein in der ersten Spiralhälfte gesammeltes Fluid in den Druckstutzen geleitet wird.This disadvantage led to the development of double spiral casings such as these for example, are known from US-A-2 955 540, and in which the Radial forces over the entire operating range at a low level lie. A double spiral housing consists of two staggered by 180 ° Spiral halves in which a fluid flowing out of the impeller is collected and is supplied to a common pressure port. Because of the quasi mirror-image arrangement of the two spiral halves arises along one Impeller circumference an approximately symmetrical pressure distribution, the resulting force components cancel each other out. A Double spiral housing is created in that in a simple Spiral casing a so-called rib is used as a partition, which in Impeller direction of rotation seen about 180 ° after a housing spur a second Half of the spiral forms. The side of the rib facing away from the impeller, the back, delimits a bypass channel through which one in the first spiral half collected fluid is passed into the pressure port.

Die fertigungstechnische Herstellung von Doppelspiralgehäusen ist aufwendig und kostenintensiv, da die für einen Abguß notwendigen langen Gehäusekerne aufwendig gesichert werden müssen, um während des Gußvorganges nicht aufzuschwimmen. Nach der Fertigstellung des Gußes bereitet die Entfernung der Kerne erhebliche Schwierigkeiten beim Gußputzen. Aus diesem Grunde werden häufig zusätzliche Löcher in der Pumpengehäusewand vorgesehen, die nach der Entfernung der Gußkerne in aufwendiger Weise drucksicher verschweißt werden müssen. Trotz dieser Maßnahmen kann in den schwer zugänglichen Bereichen des Doppelspiralgehäuses nur eine unvollständige Oberflächenbearbeitung erfolgen, wodurch Wirkungsgradeinbußen die Folge sind. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es durch die US-A-2 955 540 bekannt, die Rippe als separates Einzelteil auszubilden und nachträglich in ein gegossenes Spiralgehäuse einzusetzen. Diese Maßnahme erleichtert zwar die Oberflächenbearbeitung des Gußteiles beim Putzen, sie erfordert jedoch einen hohen mechanischen Aufwand bei der Herstellung eines Doppelspiralgehäuses, wodurch sich kein Kostenvorteil ergibt.The manufacturing of double spiral housings is complex and expensive costly, since the long housing cores necessary for a casting need to be laboriously secured so as not during the casting process to swim up. After the casting is completed, the removal of the Cores considerable difficulties when cleaning the cast. For this reason often additional holes are provided in the pump housing wall, which after the Removal of the cast cores can be welded in a pressure-proof manner in a complex manner have to. Despite these measures, areas that are difficult to access of the double spiral housing only an incomplete surface treatment occur, resulting in a loss of efficiency. To avoid this Disadvantages are known from US-A-2 955 540, the rib as a separate one Form individual part and subsequently in a cast spiral housing to use. This measure makes the surface processing of the Cast part when cleaning, but it requires a high mechanical effort in the manufacture of a double spiral casing, which results in no cost advantage results.

Aus diesem Grunde erfolgten Forschungstätigkeiten, die sich mit der Geometrie der Rippen von Doppelspiralgehäusen auseinandersetzen und deren Radialkraftverlauf untersuchten. So ist es beispielsweise durch die US-A-3 289 598 bekannt, daß durch Variation der Länge der Rippe bzw. der Variation des Umschlingungswinkels dieser Rippe eine Änderung im Radialkraftverlauf eintreten kann. In Fig. 7 der US-A-3 289 598 sind die Radialkraftverläufe von veränderten Rippen gezeigt. Eine Verkürzung bringt nur eine unwesentliche fertigungstechnische Verbesserung und hat den zusätzlichen Nachteil, daß die Verkürzung mit einem Ansteigen der Radialkräfte im Teillast- und Überlastbereich verbunden ist.For this reason, research has been done dealing with geometry the ribs of double spiral casings and their Examined radial force curve. For example, US-A-3,289 598 known that by varying the length of the rib or the variation of the A change in the radial force curve occurs at the wrap angle of this rib can. In Fig. 7 of US-A-3,289,598 the radial force profiles are changed Ribs shown. A shortening brings only an insignificant manufacturing improvement and has the additional disadvantage that the Shortened with an increase in the radial forces in the partial load and overload range connected is.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Doppelspiralgehäuse zu entwickeln, das bei einfacher, insbesondere gußtechnischer, Herstellung einen guten Spiralkraftverlauf aufweist. Die Lösung dieses Problems sieht vor, daß die Rippe mindestens zweiteilig ausgebildet ist, wobei zwischen den Rippenteilen ein oder mehrere Spaltöffnungen ausgebildet sind. Damit ist eine problemlose Herstellung eines Doppelspiralgehäuses möglich, dessen Querschnitt beliebig ausgebildet sein kann. Die bekannten Rechteck-, Trapez-, Birnenspiralen usw. können problemlos Anwendung finden. Durch die Ausbildung der Rippe als ein mehrteiliges Bauteil, welches aus mindestens zwei mit Abstand zueinander angeordneten, eine Spaltöffnung bildenden Rippenteilen besteht, ist eine einfache Plazierung der Rippenteile innerhalb der Spirale möglich und es bleibt eine ausgeglichene Druckverteilung entlang des Laufradumfanges erhalten. Weiterhin ergibt sich dadurch gegenüber einem einfachen Spiralgehäuse ein verbesserter Radialkraftverlauf. Dadurch kann die Radialkraft im gesamten Lastbereich der Pumpe reduziert werden. Durch die mit Abstand zueinander erfolgende Anordnung der Rippenteile ist zwischen diesen eine Spaltöffnung ausgebildet, die aufwendige zusätzliche Stützen für einen Gußkern entbehrlich macht. Diese hat den Vorteil, daß damit die Strömungswege im Bereich der Rippenteile beim Gußputzen wesentlich leichter zugänglich sind.The invention is therefore based on the problem of a double spiral housing develop that with a simple, especially casting, manufacturing a has a good spiral force curve. The solution to this problem is that the Rib is formed at least in two parts, one between the rib parts or several stomata are formed. This is a problem Production of a double spiral housing possible, the cross section of any can be trained. The well-known rectangle, trapezoid, pear spirals etc. can easily be used. By forming the rib as one multi-part component consisting of at least two spaced apart arranged, forming a gap opening rib parts is a simple Placement of the rib parts within the spiral possible and there remains one get balanced pressure distribution along the wheel circumference. Farther this results in an improved compared to a simple volute casing Radial force curve. This allows the radial force in the entire load range Pump can be reduced. Because of the distance from each other Arrangement of the rib parts, a gap opening is formed between them makes expensive additional supports for a casting core unnecessary. This has the advantage that the flow paths in the area of the rib parts when Casting plasters are much more easily accessible.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Zugänglichkeit weiter verbessert werden, wenn der einem Gehäusesporn gegenüberliegende Rippenteil dazu mit einem eine Spaltöffnung bildenden Abstand angeordnet ist. Diese Maßnahme verbessert im Bereich der die Doppelspirale bildenden Rippenteile die Zugänglichkeit zu den davon geschaffenen Strömungskanälen.According to an embodiment of the invention, the accessibility can be further can be improved if the rib part opposite a housing spur for this purpose is arranged at a distance forming a stomata. This Measure improves the area of the rib parts forming the double spiral Accessibility to the flow channels created by it.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Umschlingungswinkel ϕ eines Rippenteiles in Abhängigkeit von der Anzahl n der verwendeten Rippenteile im Bereich von 0.7 · 360°2·n ≤ϕ≤1.1·360°2·n liegt. Die Verwendung findenden Rippenteile können also gleich lang oder unterschiedlich lang ausgebildet sein. A further embodiment of the invention provides that the wrap angle ϕ of a rib part depending on the number n of rib parts used in the range of 0.7 360 ° 2 · n ≤ϕ≤1.1 360 ° 2 · n lies. The rib parts used can therefore be of the same length or of different lengths.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Winkellage τ des in Strömungsrichtung gesehen ersten Rippenteil bezogen auf den Gehäusesporn im Bereich von 0.8·360°n ≤τ≤360°n ·1.2 liegt. Es genügt dann, daß der Abstand und die Lage der Rippenteile zueinander so eingestellt wird, daß durch die zwischen den Rippenteilen sowie zwischen Rippenteil und Gehäusesporn bestehenden Spaltöffnungen ein Zugang zu den von den Rippenteilen begrenzten Strömungskanälen sichergestellt wird. Dazu wird der Abstand zwischen den Anströmkanten der Rippenteile so eingestellt, daß im Bereich der Rippenteile genügend große Spaltöffnungen entstehen. Die Winkeldifferenz der Rippenteile Δτ entspricht der Bedingung 0.8·ϕ≤Δτ≤1.5·ϕ Another embodiment of the invention provides that the angular position τ of the first rib part, viewed in the direction of flow, in relation to the housing spur in the range of 0.8 360 ° n ≤τ≤ 360 ° n · 1.2 lies. It is then sufficient that the distance and the position of the rib parts from one another is set such that access to the flow channels delimited by the rib parts is ensured by the gap openings existing between the rib parts and between the rib part and the housing spur. For this purpose, the distance between the leading edges of the rib parts is set so that sufficiently large stomata are formed in the area of the rib parts. The angular difference of the rib parts Δτ corresponds to the condition 0.8 · ϕ≤Δτ≤1.5 · ϕ

Die Profile der Rippenteile können gleiche oder ungleiche Formen aufweisen, wobei durch den Bezug auf die Schaufelanströmkanten die Rippenlänge ohne Einfluß bleibt. Es hat sich als vorteilhaft für eine weitere Absenkung der Radialkräfte herausgestellt, wenn die Anströmkanten der Rippenteile auf Kreisen mit Durchmessern Dr angeordnet sind, deren Verhältnisse zum Laufraddurchmesser D2 im Bereich von 1.03≤ Dr D 2 ≤1.15 liegt. Die Durchmesser, auf denen die Anströmkanten der einzelnen Rippenteile angeordnet sind, müssen nicht identisch sein, sondern die Anströmkanten der Rippenteile können auf verschiedenen Durchmessern befindlich sein.The profiles of the rib parts can have the same or different shapes, the rib length having no influence due to the reference to the blade leading edges. It has proven to be advantageous for a further reduction in the radial forces if the leading edges of the rib parts are arranged on circles with diameters D r , the ratios of which to the impeller diameter D 2 are in the range from 1.03≤ D r D 2nd ≤1.15 lies. The diameters on which the leading edges of the individual rib parts are arranged do not have to be identical, but the leading edges of the rib parts can be located on different diameters.

Die Radialkräfte werden nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in vorteilhafter Weise auch dadurch reduziert, daß die Anströmkante eines der Rippenteile immer auf einem kleineren Durchmesser angeordnet ist, als ein Ende eines in Strömungsrichtung davor befindlichen Rippenteiles. Das Spiralgehäuse ist selbstverständlich so ausgebildet, daß der von einem Rippenteil begrenzte Umführungskanal den Abfluß des Fluid aus dem ersten Spiralteil nicht behindert oder nachteilig beeinflußt.According to a further embodiment of the invention, the radial forces are shown in advantageously also reduced in that the leading edge one of the Rib parts are always arranged on a smaller diameter than one end a rib part in front of it in the flow direction. The spiral casing is of course designed so that the limited by a rib part Bypass channel does not hinder the outflow of the fluid from the first spiral part or adversely affected.

Das Profil der Rippenteile unterliegt keinen Beschränkungen. Es können Rippenteile mit konstanter Dicke oder auch einer vorgegebenen Dickenverteilung Verwendung finden. Ebenso ist es möglich, daß die Rippenteile unterschiedliche Profilformen aufweisen können. Durch eine solche Ausbildung einer Rippe ist eine sehr leichte gußtechnische Herstellung eines Doppelspiralgehäuses möglich. Es bietet gleichzeitig den Vorteil, daß solche Rippenteile in einfacher Weise auch nachträglich montiert werden können. Eine zusätzliche Möglichkeit sieht eine verstellbare Anordnung der Rippenteile vor. Je nach Anordnung der Drehachse am Doppelrippenteil, können diese in ihrem Anstellwinkel gegenüber der aus dem Laufrad austretenden Strömung verändert werden.The profile of the rib parts is not subject to any restrictions. It can Rib parts with a constant thickness or a predetermined thickness distribution Find use. It is also possible that the rib parts are different Can have profile shapes. Such a formation of a rib is one Very easy casting production of a double spiral housing possible. It offers at the same time the advantage that such rib parts in a simple manner can be retrofitted. One sees an additional possibility adjustable arrangement of the rib parts in front. Depending on the arrangement of the axis of rotation on the double rib part, these can be used in their angle of attack compared to that from the Impeller emerging flow can be changed.

Positiv auf die Radialkraftabsenkung wirkt sich auch die Maßnahme aus, wonach in dem vom Gehäusesporn ausgehenden ersten Quadranten des Doppelspiralgehäuses gegenüber einer normalen Spiralentwicklung eine Querschnittsflächenvergrößerung erfolgt.The measure according to which also has a positive effect on the reduction in radial force in the first quadrant of the double spiral housing, starting from the housing spur compared to normal spiral development, an increase in cross-sectional area he follows.

Es hat sich gezeigt, daß mit solchen Maßnahmen ein Radialkraftverlauf erreichbar ist, der annähernd dem Radialkraftverlauf eines konventionellen Doppelspiralgehäuses entspricht. Die geringfügigen Unterschiede sind aber vernachlässigbar, da die durch die einfachere Fertigung erzielbaren Vorteile dieses bei weitem aufwiegen.It has been shown that a radial force profile can be achieved with such measures is approximately the radial force curve of a conventional one Double spiral housing corresponds. The slight differences are, however negligible because of the advantages that can be achieved by simpler production by far outweigh this.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen die

Fig. 1 und 2
verschiedene Ausführungsformen der mehrteiligen Doppelspiralrippe.
Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below. They show
1 and 2
different embodiments of the multi-part double spiral rib.

In der Fig. 1 ist ein Gehäuse 1 einer Kreiselpumpe gezeigt, in dem von einem Laufrad der Außendurchmesser D2 dargestellt ist. Das Gehäuse 1 ist hier nach Art eines Doppelspiralgehäuses ausgebildet, wobei der in Strömungsrichtung gesehen erste Spiralteil 3 am Gehäusesporn 4 beginnt. Der Gehäusesporn 4 liegt hierbei im I. Quadranten, in dem auch ein Druckstutzen 5 befindlich ist. Der erste Spiralteil 3 weist eine zunehmende Querschnittsvergrößerung auf, die in diesem Beispiel am Ende des II. Quadranten ihr Maximum erreicht. Von hier aus wird ein Fluid durch einen Umführungskanal 6, 7 zum Druckstutzen 5 geführt. Der Umführungskanal 6, 7 wird begrenzt von der Wandfläche des Gehäuses 1 sowie der Wandfläche der hier Verwendung findenden Rippenteile 8, 9. Diese Rippenteile 8, 9 bilden, ähnlich wie bei einem Doppelspiralgehäuse, den anderen oder zweiten Spiralteil. Eine zwischen den Rippenteilen 8, 9 befindliche Spaltöffnung 10 sowie eine zwischen dem Gehäusesporn 4 und dem Ende des Rippenteiles 9 befindliche Spaltöffnung 11 ermöglichen bei der Gehäuseherstellung einen Zugang zu den Umführungskanälen 6, 7. Somit kann beispielsweise bei einem gegossenen Gehäuse ein dort Verwendung findender Gehäusekern leicht entfernt werden und die Gußoberfläche verputzt werden. Damit können die strömungsführenden Oberflächen eine Rauhigkeit erhalten, mit deren Hilfe der Wirkungsgrad eines solchen Pumpengehäuses verbessert werden kann.1 shows a housing 1 of a centrifugal pump, in which the outer diameter D 2 is represented by an impeller. The housing 1 is designed here in the manner of a double spiral housing, the first spiral part 3, seen in the direction of flow, starting at the housing spur 4. The housing spur 4 is in the 1st quadrant, in which a pressure port 5 is also located. The first spiral part 3 has an increasing cross-sectional enlargement, which in this example reaches its maximum at the end of the II. Quadrant. From here, a fluid is led through a bypass duct 6, 7 to the pressure port 5. The bypass channel 6, 7 is delimited by the wall surface of the housing 1 and the wall surface of the rib parts 8, 9 used here. Similar to a double spiral housing, these rib parts 8, 9 form the other or second spiral part. A gap opening 10 located between the rib parts 8, 9 and a gap opening 11 located between the housing spur 4 and the end of the rib part 9 enable access to the bypass channels 6, 7 during the manufacture of the housing can be easily removed and the casting surface plastered. The flow-bearing surfaces can thus be given a roughness with the aid of which the efficiency of such a pump housing can be improved.

Die hier dargestellten Rippenteile 8, 9 können eine konstante Dicke d aufweisen oder, wie gezeigt, mit einem Schaufelprofil versehen gleich oder unterschiedlich sein. Das Rippenteil 8 ist bei diesem Ausführungsbeispiel länger dargestellt als das Rippenteil 9. Die Lage des in Strömungsrichtung gesehen ersten Rippenteiles 8 in Bezug auf den im I. Gehäusequadranten liegenden Gehäusesporn 4 wird durch den Winkel τ bestimmt. Diese Winkellage τ ergibt sich gemäß Formel (2). Mit Hilfe der oben aufgeführten Formel (1) kann in Abhängigkeit von der Anwendung findenden Anzahl (n) der verwendeten Rippenteile 8, 9 deren Umschlingungswinkel ϕ bestimmt werden. Der in Fig. 1 dargestellte Abstand Δτ zwischen den Anströmkanten 12, 13 der Rippenteile 8, 9 wird durch die oben aufgeführte Formel (3) definiert. Die Anströmkanten 12, 13 der Rippenteile 8, 9 liegen auf Kreisen mit einem Durchmesser Dr, deren Verhältnisse zum Laufraddurchmesser D2 gemäß Formel 4 im Bereich von 1.03≤ Dr D 2 ≤1.15 liegt. The rib parts 8, 9 shown here can have a constant thickness d or, as shown, can be provided with a blade profile the same or different. In this exemplary embodiment, the rib part 8 is shown longer than the rib part 9. The position of the first rib part 8 seen in the flow direction in relation to the housing spur 4 lying in the first housing quadrant is determined by the angle τ. This angular position τ results according to formula (2). With the help of the formula (1) listed above, depending on the number (n) of the rib parts 8, 9 used, their wrap angle ϕ can be determined. The distance Δτ shown in FIG. 1 between the leading edges 12, 13 of the rib parts 8, 9 is defined by the formula (3) listed above. The leading edges 12, 13 of the rib parts 8, 9 lie on circles with a diameter D r , whose relationships to the impeller diameter D 2 according to Formula 4 are in the range of 1.03≤ D r D 2nd ≤1.15 lies.

Die Fig. 2 zeigt gegenüber der Fig. 1 eine andere Art der Anordnung der Rippenteile 8, 9. Das im III. Quadranten des Gehäuse 1 angeordnete Rippenteil 8 ist hier kürzer ausgebildet, während das im IV. Quadranten befindliche Rippenteil 9 eine größere Baulänge aufweist. Positiv auf eine Radialkraftabsenkung wirkt sich auch eine Maßnahme aus, die hier im I. Quadranten des Gehäuses 1 dargestellt ist. Eine in diesem Bereich erfolgende Vergrößerung des Spiralquerschnitts, der gegenüber einer normalen Spiralentwicklung zunimmt, ist hier durch eine gestrichelte Darstellung gezeigt. Auch der Gehäusesporn 4 weist einen größeren Abstand gegenüber dem Außendurchmesser D2 eines Laufrades auf. Die Querschnitts-flächenvergrößerung 14 im I. Quadranten des Spiralgehäuses sowie die Lage der Rippenteile 8, 9 im Bezug zueinander und auf den Gehäusesporn 4 wird an die jeweils Anwendung findende Hydraulik eines Laufrades und der jeweilige Spiralform angepaßt. Damit sind Radialkraftabsenkungen erreichbar, die dem Radialkraftverlauf einer traditionellen Doppelspiralausbildung entsprechen. Auch mit Hilfe von Variationen in Bezug auf die Lage der Anströmkanten 12, 13, der die Form und die Größe der Rippenteile 8, 9 ist eine Einflußnahme auf den Verlauf der Radialkraft möglich.2 shows a different type of arrangement of the rib parts 8, 9 compared to FIG. 1. Quadrant of the housing 1 arranged rib part 8 is shorter here, while the rib part 9 located in the fourth quadrant has a greater overall length. A measure, which is shown here in the first quadrant of the housing 1, also has a positive effect on a reduction in the radial force. An enlargement of the spiral cross section in this area, which increases compared to normal spiral development, is shown here by a broken line. The housing spur 4 is also at a greater distance from the outer diameter D 2 of an impeller. The cross-sectional area enlargement 14 in the first quadrant of the spiral housing and the position of the rib parts 8, 9 in relation to one another and on the housing spur 4 are adapted to the hydraulics of an impeller used in each case and the respective spiral shape. This enables radial force reductions to be achieved which correspond to the radial force curve of a traditional double spiral design. With the aid of variations in relation to the position of the leading edges 12, 13, the shape and the size of the rib parts 8, 9, it is possible to influence the course of the radial force.

Claims (11)

Kreiselpumpe mit einem Gehäuse nach Art einer Doppelspirale und mit darin angeordneten, als Trennwand ausgebildeten Rippe, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe mindestens zweiteilig ausgebildet ist, wobei zwischen den Rippenteilen (8, 9) ein oder mehrere Spaltöffnungen (10) ausgebildet sind.Centrifugal pump with a housing in the manner of a double spiral and with a rib arranged therein as a partition, characterized in that the rib is formed at least in two parts, one or more stomata (10) being formed between the rib parts (8, 9). Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einem Gehäusesporn (4) gegenüberliegende Rippenteil (9) dazu mit einem eine Spaltöffnung (11) bildenden Abstand angeordnet ist.Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the one Rib spine (9) opposite housing spur (4) with a one The gap opening (11) forming distance is arranged. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlingungswinkel (4) eines Rippenteiles (8, 9) in Abhängigkeit von der Anzahl n der verwendeten Rippenteile (8, 9) im Bereich von 0.7·360° 2·n ≤ϕ≤1.1·360° 2·n liegt.Centrifugal pump according to claim 1 or 2, characterized in that the wrap angle (4) of a rib part (8, 9) depending on the number n of rib parts (8, 9) used in the range of 0.7 360 ° 2 n ≤ϕ≤1.1 360 ° 2 n lies. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkellage (τ) des in Strömungsrichtung gesehen ersten Rippenteil (8) bezogen auf den Gehäusesporn (4) im Bereich von 0.8·360°n ≤τ≤360°n ·1.2 liegt. Centrifugal pump according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the angular position (τ) of the first rib part (8) seen in the direction of flow in relation to the housing spur (4) in the range of 0.8 360 ° n ≤τ≤ 360 ° n · 1.2 lies. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Größe der Spaltöffnungen (10, 11) definierende Winkeldifferenz Δτ zwischen den Anströmkanten (12, 13) der Rippenteile (8, 9) der Bedingung 0.8·ϕ≤Δτ≤1.5·ϕ entspricht.Centrifugal pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that an angular difference Δτ defining the size of the stomata (10, 11) between the leading edges (12, 13) of the rib parts (8, 9) of the condition 0.8 · ϕ≤Δτ≤1.5 · ϕ corresponds. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmkanten (12, 13) der Rippenteile (8, 9) auf Kreisen mit gleichen oder unterschiedlichen Durchmessern (Dr) angeordnet sind.Centrifugal pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the leading edges (12, 13) of the rib parts (8, 9) are arranged on circles with the same or different diameters (D r ). Kreiselpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Durchmesser Dr zum Laufraddurchmesser D2 im Bereich von 1.03 ≤ Dr D 2 ≤1.15 liegt.Centrifugal pump according to claim 6, characterized in that the ratio of the diameter D r to the impeller diameter D 2 in the range of 1.03 ≤ D r D 2nd ≤1.15 lies. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anströmkante (13) eines Rippenteiles (8, 9) auf einem kleineren Durchmesser angeordnet ist, als ein Ende eines in Strömungsrichtung vor einer Anströmkante (13) befindlichen Rippenteiles (8).Centrifugal pump according to one of claims 1 to 7, characterized in that a leading edge (13) of a rib part (8, 9) on a smaller one Diameter is arranged as one end of a flow in front a leading edge (13) located rib part (8). Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenteile (8, 9) einen gleichen und/oder profilierten Querschnitt aufweisen.Centrifugal pump according to one of claims 1 to 8, characterized in that the rib parts (8, 9) have the same and / or profiled cross section exhibit. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenteile (8, 9) im Doppelspiralgehäuse verstellbar angeordnet sind. Centrifugal pump according to one of claims 1 to 9, characterized in that the rib parts (8, 9) are arranged adjustable in the double spiral housing are. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vom Gehäusesporn (4) ausgehenden ersten Quadranten I des Doppelspiralgehäuses gegenüber einer normalen Spiralentwicklung eine Querschnittsflächenvergrößerung (14) erfolgt.Centrifugal pump according to one of claims 1 to 10, characterized in that that in the first quadrant I of the housing spur (4) Double spiral housing compared to a normal spiral development Cross-sectional area enlargement (14) takes place.
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