WO2020156703A1 - High-pressure radial fan comprising a sealing arrangement arranged in an inlet opening - Google Patents

High-pressure radial fan comprising a sealing arrangement arranged in an inlet opening Download PDF

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WO2020156703A1
WO2020156703A1 PCT/EP2019/083084 EP2019083084W WO2020156703A1 WO 2020156703 A1 WO2020156703 A1 WO 2020156703A1 EP 2019083084 W EP2019083084 W EP 2019083084W WO 2020156703 A1 WO2020156703 A1 WO 2020156703A1
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pressure
housing
inlet opening
fluid
sealing
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PCT/EP2019/083084
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Augustin Haas
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hpf - high pressure fans GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a high-pressure radial fan for increasing the pressure of a compressible fluid with a spiral housing, which has an inlet opening through a housing wall for the inlet of the fluid and an outlet opening for the outlet of the fluid, and with an impeller which is arranged in the spiral housing so as to be rotatable about an axial axis of rotation and has a blading formed from a plurality of rotor blades, the blading in an rotating state of the impeller having an axial suction of the fluid through the inlet opening and a radially and / or tangentially deflected outflow of the fluid through the outlet opening and thus a pressure-increasing delivery of the fluid from one Causes suction side on a pressure side, and with a sealing arrangement formed between the volute and the impeller, which is provided to minimize a pressure loss between the pressure side and the suction side.
  • Centrifugal fans are well known and are commonly used to deliver compressible fluids. Typical applications of such centrifugal fans can be found, among other things, in air conditioning, chemical or incineration plants as well as in the cement, paper or glass industry.
  • the compressible medium in particular also includes erosive, corrosive, explosive, toxic or dust-containing gases. If the pressure increase of the fluid achieved during the conveyance exceeds a pressure increase ratio of 1.1, it is usually referred to as high-pressure radial fans.
  • a generally known high-pressure radial fan has a spiral housing with an inlet opening and an outlet opening extending through a housing wall.
  • An impeller is arranged in the spiral housing so as to be rotatable about an axial axis of rotation and is provided with a blading formed from a plurality of moving blades.
  • the blading sucks the fluid to be conveyed axially and flows it out in a radially and / or tangentially deflected direction through the outlet opening, as a result of which a pressure-increasing conveyance of the fluid is effected from a suction side to a pressure side.
  • the known high-pressure radial fan has a sealing arrangement formed between the spiral housing and the impeller.
  • the sealing arrangement is designed in the form of a non-contact labyrinth seal between an axially oriented end face of the impeller and a wall of the spiral housing lying inside the spiral housing.
  • the sealing element is easily accessible from the outside due to the releasable attachment to the outside of the housing wall, which significantly facilitates manufacture, maintenance and / or repair.
  • the arrangement of the sealing element according to the invention on the outside of the housing wall enables a reduced overall width or depth of the spiral housing. This enables in particular a particularly streamlined design of the flow-effective cross sections of the volute casing.
  • the spiral housing has a spiral shape of the flow-effective cross sections, which is basically known as such in the area of the radial fans, and is preferably manufactured in the form of a sheet metal construction which can be produced simply and inexpensively with a plurality of sheet metal parts joined together.
  • the inlet opening extends through the housing wall of the volute casing.
  • an intake port with a corresponding intake opening can be arranged on the volute casing.
  • the impeller can be designed with or without a cover disk that axially covers the blading.
  • the impeller can also be designed as a closed design are referred to and is preferred in the present case.
  • a design of the impeller without a cover disk can also be referred to as an open design.
  • the blades can extend radially straight or - with respect to an intended circumferential direction of rotation of the impeller - can be inclined forwards or backwards or curved accordingly. With regard to the pressure increase to be achieved, backward curved, radially curved and / or forward curved blades have proven to be particularly advantageous in high pressure radial fans.
  • the contact seal arrangement counteracts undesired gap losses between the pressure side to the suction side and thus serves to minimize the pressure loss between the outlet opening and the inlet opening of the volute casing.
  • the inlet opening is assigned to the suction side of the high-pressure radial fan.
  • the outlet opening is assigned to the pressure side of the high pressure radial fan.
  • the sealing surface of the contact seal arrangement is arranged on the impeller and therefore rotates around the axial axis of rotation during operation.
  • the at least one sealing element is releasably attached to the housing and is thus fixed with respect to the axis of rotation.
  • the at least one sealing element is detachably attached, at least indirectly, to the outside of the volute casing.
  • the sealing surface is preferably arranged in the region of a radially inner hub and / or an inner circumference of the impeller.
  • the sealing surface is preferably of circular design, a normal direction of the sealing surface preferably being oriented radially outward.
  • the at least one sealing element is preferably circular.
  • the contact seal arrangement can in particular be designed in the form of a stuffing box, a radial shaft seal, a mechanical seal, a brush seal, a shaft lip seal or the like.
  • the at least one sealing element can be designed, for example, in the form of a radial shaft sealing ring, a brush element, a lip sealing ring or the like.
  • the impeller has a cover plate, by means of which the blading is axially covered on the end face, the sealing surface being arranged on an inlet ring assigned to the cover plate, which protrudes axially in and / or through the inlet opening in the direction of the outside and an inlet opening of the Impeller edged. Accordingly, the impeller in this embodiment of the invention has said closed design.
  • the cover plate serves in particular to improve the pressure when pumping the compressible fluid.
  • the cover disk has an annular basic shape and covers the rotor blades axially at the end at least in sections.
  • the inlet ring bordering the inlet opening can be formed as a functional section of the cover disk in one piece with other sections of the cover disk.
  • the contact seal arrangement has a seal housing, which is arranged on the outside of the housing wall and has an installation space in which the at least one sealing element is accommodated.
  • the seal housing serves to accommodate the at least one sealing element and enables a further simplified construction of the high-pressure radial fan. This is because a separate design of the installation space for receiving the at least one sealing element can be dispensed with directly in the housing wall of the spiral housing. Instead, the installation space is formed on the seal housing.
  • the seal housing can be detachably or permanently attached to the outside of the housing wall.
  • the seal housing preferably has an annular basic shape and is oriented coaxially with the inlet opening and / or the impeller and / or the inlet opening.
  • the seal housing can have a cover, by means of which the installation space can be released and closed. In this way, a further simplified assembly and / or disassembly of the at least one sealing element and thus particularly simple manufacture, maintenance and / or servicing can be achieved.
  • the volute housing has a suction nozzle opening into the inlet opening, which radially and axially engages over the seal housing.
  • the suction port is used for a streamlined introduction of the compressible fluid to be pumped through the inlet opening and / or the inlet opening and can be designed, for example, in the form of a nozzle. Since the suction nozzle radially and axially overlaps the seal housing, the seal housing is shielded from undesired external influences. Accordingly, the suction port serves as a cover for the seal housing.
  • the suction nozzle is preferably detachably attached to the outside of the housing wall.
  • the suction nozzle is particularly preferably detachably flanged onto the outside of the housing wall.
  • the suction nozzle has an internal nozzle section, by means of which the seal housing is shielded from a flow of the fluid to be sucked in.
  • the nozzle section serves for a flow-favorable flow against the inlet opening.
  • the nozzle section serves to cover the seal housing with respect to the flow of the fluid to be sucked in. This in particular prevents any solids contained in the compressible fluid to be conveyed from striking the seal housing and impairing the function of the seal housing and / or the contact seal arrangement.
  • the at least one sealing element has at least one lip sealing ring.
  • the contact seal arrangement can be designed in the form of a shaft lip seal, the sealing surface arranged on the impeller forming a kind of shaft.
  • shaft lip seals are generally known as such in the field of sealing technology and, in the present case, have proven to be particularly advantageous in a surprising manner and to an unexpected extent.
  • Fig. 1 shows a schematic side view with an axially directed viewing direction
  • FIG. 2 shows the high-pressure radial fan according to FIG. 1 in a schematic sectional illustration along a radial section II-II according to FIG. 1,
  • Fig. 5 is a perspective view of the enlarged sectional view
  • Fig. 9 in a side view with an axially oriented viewing direction a seal housing of the high pressure radial fan and
  • a high-pressure radial fan 1 according to FIGS. 1 to 5 is provided for the pressure-increasing delivery of a compressible fluid, which is not specified in any more detail, and has a spiral housing 2 and an impeller 3.
  • the spiral housing 2 has a spiral configuration known as such with regard to a flow-effective cross section, which is not described in more detail, and is provided with an inlet opening 4 and an outlet opening 5.
  • the inlet opening 4 (cf. FIGS. 4, 5) in the present case extends through a housing wall 6 of the spiral housing 2 and serves to inlet the fluid to be conveyed into the spiral housing 2.
  • the outlet opening 5 opens into an outlet connection 7 arranged on the spiral housing 2
  • the spiral housing 2 is designed as a sheet metal construction.
  • the rotor blades 12 are each radially curved in the present case.
  • the direction of curvature of the rotor blades 12 is opposite to an intended direction of rotation R of the impeller 3, so that one can speak of backward curved rotor blades 12.
  • the blading 13 When the impeller 3 rotates in the direction of rotation R, the blading 13 sucks the compressible fluid to be conveyed in the axial direction and thus in the direction of the axis of rotation D through the inlet opening 4 and flows the fluid in a primarily radially deflected and also tangentially deflected direction through the outlet opening 5 Spiral housing 2. In this way, the blading 13 causes a pressure-increasing delivery of the fluid starting from an inlet-side suction side S and an outlet-side pressure side P. Based on FIG. 2, the suction side S is assigned to an area upstream of the inlet opening 4 in the flow direction. For simplicity, the pressure side P is assigned to an outer circumference of the impeller 3.
  • the sealing arrangement 17 has a contact sealing arrangement 18 arranged in the region of the inlet opening 4.
  • the contact seal arrangement 18 seals an annular gap 20 formed between a boundary 19 of the inlet opening 4 and the impeller 3.
  • the contact seal arrangement has a sealing surface 21 arranged on the impeller 3, which in particular 6 and 8 can be seen, and at least one sealing element 22 contacting the sealing surface 21.
  • the sealing element 22 is releasably attached to an outside 23 of the housing wall 6 in a manner described in more detail. The outside 23 faces away from the installation space 11.
  • the sealing element 22 is arranged fixed to the housing in the present case. In contrast, when the impeller 3 is rotating, the sealing surface 21 moves together with the impeller 3.
  • the impeller 3 has a cover disk 26 in the present case.
  • the blading 13 is axially covered on the end face by means of the cover disk 26.
  • the sealing surface 21 is arranged on an inlet ring 27 assigned to the cover disk 26.
  • the inlet ring 27 protrudes in the direction of the outside 23 of the housing wall 6 in and / or through the inlet opening 4 of the spiral housing 2 and borders an inlet opening 28 of the impeller 3.
  • the cover disk 26 extends radially straight and is offset axially parallel to a support disk T. .
  • the blades 13 are arranged in the axial direction between the support plate T and the cover plate 26. In this respect, one can also speak of a closed design of the impeller 3, which is basically known as such.
  • the inlet ring 27 in the axial direction - to put it simply - protrudes at least in sections from the spiral housing 2 through the inlet opening 4, the sealing point formed between the sealing surface 21 and the sealing element 22 is easily accessible from the outside and thus starting from the outside 23 Manufacturing, maintenance and / or servicing of the high-pressure radial fan 1 is significantly simplified in a particularly advantageous manner.
  • the inlet ring 27 can be designed to be comparatively simple and only in the form of an axially extending pipe socket, which can be attached to the inner circumference of the cover plate 26 with an approximately right-angled transition. Accordingly, the curved, diffuser-like design of the inlet ring 27, which can be seen in particular with reference to FIGS. 4 and 5, is not mandatory.
  • the contact seal arrangement 18 in the present case has a seal housing 29.
  • the seal housing is arranged on the outside 23 of the housing wall 6 and has an installation space 30 in which the at least one sealing element 22 is received.
  • the seal housing 29 has an annular basic shape and is arranged coaxially to the axis of rotation D in the assembled state. In this case, the seal housing 29 is thus arranged coaxially with the inlet opening 4, the inlet opening 28 and with the impeller 3.
  • the entire seal housing 29 is releasably flanged onto the outside 23 of the housing wall 6 by means of a plurality of fastening elements 33.
  • a total of eight nuts are provided as fastening elements 33, which are evenly spaced in the circumferential direction and which are screwed onto the stud bolts (not specified) in the fastened state of the seal housing 29, the latter being firmly connected to the housing wall 6.
  • the seal housing can be connected to the housing wall by means of screws.
  • the spiral housing 2 has a suction port 34 in the present case.
  • the suction port 34 is used for an advantageous supply of the fluid in the direction of the inlet opening 4 and / or the inlet opening 28 and is tubular in the present case.
  • the intake port 34 is oriented coaxially with the inlet opening 4 and / or the inlet opening 28 and has a circular cross section.
  • the suction nozzle 34 is provided with a flange 35 which, by means of a plurality of fastening elements, which are not described in more detail, on the outside 23 of FIG Housing wall 6 is flanged.
  • the suction nozzle 34 overlaps the seal housing 29 both in the radial and in the axial direction.
  • the suction port 34 acts as a kind of cover for the seal housing 29.
  • the suction nozzle 34 also has an internal nozzle section 36.
  • the nozzle section 36 is upstream of the seal housing 29 in the flow direction of the fluid and is fastened to an inner circumference of the suction nozzle 34, which is not specified in any more detail.
  • the nozzle section 36 can be welded into the inner circumference of the suction nozzle 34.
  • the seal housing 29 is shielded from the flow of the fluid to be sucked in by means of the nozzle section 36.
  • the nozzle section 36 here has a streamlined shape.
  • the shape of the nozzle section 36 is adapted to the flow-effective design of the inlet ring 27.
  • an essentially constant radial course in the axial direction is provided between an inner contour of the nozzle section 36 and an inner contour of the inlet ring 27.
  • the sealing element 22 is designed in the form of a lip sealing ring.
  • the lip seal 22 is made of an elastomeric material.
  • a radially inner tip of the lip sealing ring 22 is directed axially outwards.
  • the lip sealing ring 22 is held on its outer circumference in a force-locking manner between the housing cover 31 and the housing base 32.
  • annular sealing elements made of coal, PTEE or other materials can be provided, depending on the application condition and / or field of application of the high-pressure radial fan.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a high-pressure radial fan of this kind for the pressure-increasing conveyance of a compressible fluid, said high-pressure radial fan having: a spiral housing, which has an inlet opening extending through a housing wall for introducing the fluid and an outlet opening for discharging the fluid; and an impeller wheel, which is arranged in the spiral housing to rotate about an axial axis of rotation and has a blading formed from a plurality of rotor blades, the blading causing an axial intake of the fluid through the inlet opening and a radially and/or tangentially deflected outflow of the fluid through the outlet opening and thus a pressure-increasing conveyance of the fluid from a suction side to a pressure side when the impeller wheel rotates; and a sealing arrangement, which is formed between the spiral housing and the impeller wheel and is provided to minimise a pressure loss between the pressure side and the suction side. According to the invention, the sealing arrangement has a contact sealing arrangement arranged in the region of the inlet opening, said sealing arrangement sealing an annular gap formed between an edge of the inlet opening and the impeller wheel and having a sealing surface arranged at the impeller wheel and at least one sealing element contacting the sealing surface, the sealing element being releasably fastened to an external side of the housing wall. The invention also relates to the use in a high-pressure radial fan.

Description

HOCHDRUCKRADIALVENTILATOR UMFASSEND EINE IN EINER EINLASSÖFFNUNG ANGEORDNETE HIGH PRESSURE CENTRIFUGAL FAN COMPRISING ONE IN AN INLET
DICHTUNGSANORDNUNG SEAL ARRANGEMENT
Die Erfindung betrifft einen Hochdruckradialventilator zur druckerhöhenden Förderung eines kompressiblen Fluids mit einem Spiralgehäuse, das eine durch eine Gehäusewandung erstreckte Einlassöffnung zum Einlass des Fluids und eine Auslassöffnung zum Auslass des Fluids aufweist, und mit einem Laufrad, das um eine axiale Drehachse rotierbar in dem Spiralgehäuse angeordnet ist und eine aus mehreren Laufschaufeln gebildete Beschaufelung aufweist, wobei die Beschaufelung in einem rotierenden Zustand des Laufrads eine axiale Ansaugung des Fluids durch die Einlassöffnung und eine radial und/oder tangential umgelenkte Abströmung des Fluids durch die Auslassöffnung und somit eine druckerhöhende Förderung des Fluids von einer Saugseite auf eine Druckseite bewirkt, und mit einer zwischen dem Spiralgehäuse und dem Laufrad ausgebildeten Dichtungsanordnung, die zur Minimierung eines Druckverlusts zwischen der Druckseite und der Saugseite vorgesehen ist. The invention relates to a high-pressure radial fan for increasing the pressure of a compressible fluid with a spiral housing, which has an inlet opening through a housing wall for the inlet of the fluid and an outlet opening for the outlet of the fluid, and with an impeller which is arranged in the spiral housing so as to be rotatable about an axial axis of rotation and has a blading formed from a plurality of rotor blades, the blading in an rotating state of the impeller having an axial suction of the fluid through the inlet opening and a radially and / or tangentially deflected outflow of the fluid through the outlet opening and thus a pressure-increasing delivery of the fluid from one Causes suction side on a pressure side, and with a sealing arrangement formed between the volute and the impeller, which is provided to minimize a pressure loss between the pressure side and the suction side.
Radialventilatoren sind allgemein bekannt und werden üblicherweise zur Förderung kompressibler Fluide verwendet. Typische Anwendungsfälle solcher Radialventilatoren finden sich unter anderem in Klima-, Chemie- oder Verbrennungsanlagen sowie in der Zement-, Papier- oder Glasindustrie. Als kompressibles Medium kommen hier neben Luft insbesondere auch erosive, korrosive, explosive, toxische oder staubhaltige Gase infrage. Sofern die bei der Förderung erzielte Druckerhöhung des Fluids ein Druckerhöhungsverhältnis von 1 ,1 übersteigt, wird üblicherweise von Hochdruckradialventilatoren gesprochen. Centrifugal fans are well known and are commonly used to deliver compressible fluids. Typical applications of such centrifugal fans can be found, among other things, in air conditioning, chemical or incineration plants as well as in the cement, paper or glass industry. In addition to air, the compressible medium in particular also includes erosive, corrosive, explosive, toxic or dust-containing gases. If the pressure increase of the fluid achieved during the conveyance exceeds a pressure increase ratio of 1.1, it is usually referred to as high-pressure radial fans.
Ein allgemein bekannter Hochdruckradialventilator weist ein Spiralgehäuse mit einer durch eine Gehäusewandung erstreckten Einlassöffnung und einer Auslassöffnung auf. In dem Spiralgehäuse ist ein Laufrad um eine axiale Drehachse rotierbar angeordnet und mit einer aus mehreren Laufschaufeln gebildeten Beschaufelung versehen. Die Beschaufelung saugt in rotierendem Zustand des Laufrads das zu fördernde Fluid axial an und strömt es in radial und/oder tangential umgelenkter Richtung durch die Auslassöffnung ab, wodurch eine druckerhöhende Förderung des Fluids von einer Saugseite auf eine Druckseite bewirkt wird. Um Druckverluste infolge eines unerwünschten Druckausgleichs zwischen der Druckseite und der Saugseite zu vermeiden, weist der bekannte Hochdruckradialventilator eine zwischen dem Spiralgehäuse und dem Laufrad ausgebildete Dichtungsanordnung auf. Bei dem bekannten Hochdruckradialventilator ist die Dichtungsanordnung in Form einer berührungslosen Labyrinthdichtung zwischen einer axial orientierten Stirnseite des Laufrads und einer im Inneren des Spiralgehäuses liegenden Wandung des Spiralgehäuses ausgebildet. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hochdruckradialventilator der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen einfachen und kostengünstig herstellbaren Aufbau aufweist und gleichzeitig eine Minimierung des Druckverlusts zwischen der Druckseite und der Saugseite ermöglicht. A generally known high-pressure radial fan has a spiral housing with an inlet opening and an outlet opening extending through a housing wall. An impeller is arranged in the spiral housing so as to be rotatable about an axial axis of rotation and is provided with a blading formed from a plurality of moving blades. In the rotating state of the impeller, the blading sucks the fluid to be conveyed axially and flows it out in a radially and / or tangentially deflected direction through the outlet opening, as a result of which a pressure-increasing conveyance of the fluid is effected from a suction side to a pressure side. In order to avoid pressure losses due to an undesirable pressure equalization between the pressure side and the suction side, the known high-pressure radial fan has a sealing arrangement formed between the spiral housing and the impeller. In the known high-pressure radial fan, the sealing arrangement is designed in the form of a non-contact labyrinth seal between an axially oriented end face of the impeller and a wall of the spiral housing lying inside the spiral housing. The object of the invention is to provide a high-pressure centrifugal fan of the type mentioned at the outset, which has a simple and inexpensive construction and at the same time enables the pressure loss between the pressure side and the suction side to be minimized.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Dichtungsanordnung eine im Bereich der Einlassöffnung angeordnete Kontaktdichtungsanordnung aufweist, die einen zwischen einer Berandung der Einlassöffnung und dem Laufrad ausgebildeten Ringspalt abdichtet und die eine an dem Laufrad angeordnete Dichtfläche und wenigstens ein die Dichtfläche kontaktierendes Dichtelement aufweist, wobei das Dichtelement an einer Außenseite der Gehäusewandung lösbar befestigt ist. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird der im Bereich der Einlassöffnung zwischen dem Laufrad und dem Spiralgehäuse ausgebildete Ringspalt mit einfachen Mitteln zuverlässig abgedichtet. Hierdurch werden einem Spaltverlust und einem resultierenden Druckverlust und somit einem unerwünschten Druckausgleich von der Druckseite auf die Saugseite entgegengewirkt. Dabei kann durch die erfindungsgemäße Lösung insbesondere auf eine aufwändig herzustellende und vergleichsweise enge Fertigungstoleranzen erfordernde Labyrinthdichtung zwischen dem Laufrad und dem Spiralgehäuse verzichtet werden. Da das Dichtelement der Kontaktdichtungsanordnung an der Außenseite der Gehäusewandung lösbar befestigt ist, ergeben sich besondere Vorteile bei der Fertigung, Wartung und/oder Instandsetzung des Hochdruckradialventilators. Dies insbesondere gegenüber im Stand der Technik bekannten Labyrinthdichtungen zwischen Laufrad und Spiralgehäuse, die im Inneren des Spiralgehäuses angeordnet sind und üblicherweise erst nach einer Demontage des Laufrads aus dem Spiralgehäuse für Wartungs- und/oder Instandhaltungszwecke zugänglich sind. Demgegenüber ist das Dichtelement aufgrund der lösbaren Befestigung an der Außenseite der Gehäusewandung auf einfache Weise von außen zugänglich, was die Fertigung, Wartung und/oder Instandsetzung maßgeblich erleichtert. Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung des Dichtelements an der Außenseite der Gehäusewandung eine reduzierte Baubreite bzw. -tiefe des Spiralgehäuses. Hierdurch wird insbesondere eine besonders strömungsgünstige Auslegung der strömungswirksamen Querschnitte des Spiralgehäuses ermöglicht. Das Spiralgehäuse weist eine im Bereich der Radialventilatoren als solche grundsätzlich bekannte spiralförmige Formgebung der strömungswirksamen Querschnitte auf und ist vorzugsweise in Form einer einfach und kostengünstig herstellbaren Blechkonstruktion mit mehreren zusammengefügten Blechteilen gefertigt. Dabei ist die Einlassöffnung durch die Gehäusewandung des Spiralgehäuses erstreckt. Der Einlassöffnung in Strömungsrichtung des Fluids stromaufwärts vorgelagert kann ein Ansaugstutzen mit einer entsprechenden Ansaugöffnung an dem Spiralgehäuse angeordnet sein. Das Laufrad kann mit oder ohne eine die Beschaufelung axial stirnseitig abdeckende Deckscheibe ausgeführt sein. Eine Ausführung des Laufrades mit Deckscheibe kann auch als geschlossene Bauform bezeichnet werden und ist vorliegend bevorzugt. Eine Ausführung des Laufrades ohne Deckscheibe kann auch als offene Bauform bezeichnet werden. Die Laufschaufeln können radial gerade erstreckt oder - in Bezug auf eine bestimmungsgemäße Umfangsdrehrichtung des Laufrads - vorwärts oder rückwärts gerichtet schräggestellt oder entsprechend gekrümmt sein. Im Hinblick auf die zu erzielende Druckerhöhung haben sich bei Hochdruckradialventilatoren rückwärts gekrümmte, radialendend gekrümmte und/oder vorwärts gekrümmte Laufschaufeln als besonders vorteilhaft erwiesen. Die Kontaktdichtungsanordnung wirkt unerwünschten Spaltverlusten zwischen der Druck- zur Saugseite entgegen und dient somit der Minimierung des Druckverlusts zwischen der Auslass- und der Einlassöffnung des Spiralgehäuses. Dabei ist die Einlassöffnung der Saugseite des Hochdruckradialventilators zugeordnet. Die Auslassöffnung ist der Druckseite des Hochdruckradialventilators zugeordnet. Die Dichtfläche der Kontaktdichtungsanordnung ist dabei am Laufrad angeordnet und rotiert daher im Betrieb um die axiale Drehachse. Demgegenüber ist das wenigstens eine Dichtelement gehäusefest lösbar befestigt und somit in Bezug auf die Drehachse feststehend. Das wenigstens eine Dichtelement ist lösbar wenigstens mittelbar an der Außenseite des Spiralgehäuses befestigt. Im Betrieb stellt sich somit eine rotatorische Relativbewegung zwischen der Dichtfläche und dem wenigstens einen Dichtelement ein. Die Dichtfläche ist vorzugsweise im Bereich einer radial innenliegenden Nabe und/oder eines Innenumfangs des Laufrads angeordnet. Die Dichtfläche ist vorzugsweise kreisringförmig ausgebildet, wobei eine Normalenrichtung der Dichtfläche vorzugsweise radial nach außen orientiert ist. Das wenigstens eine Dichtelement ist vorzugsweise kreisringförmig ausgebildet. Die Kontaktdichtungsanordnung kann insbesondere in Form einer Stopfbuchse, einer Radialwellendichtung, einer Gleitringdichtung, einer Bürstendichtung, einer Wellenlippendichtung oder dergleichen ausgebildet sein. Dementsprechend kann das wenigstens eine Dichtelement beispielsweise in Form eines Radialwellendichtrings, eines Bürstenelements, eines Lippendichtungsrings oder dergleichen ausgebildet sein. This object is achieved in that the sealing arrangement has a contact sealing arrangement arranged in the region of the inlet opening, which seals an annular gap formed between a boundary of the inlet opening and the impeller and which has a sealing surface arranged on the impeller and at least one sealing element contacting the sealing surface, the Sealing element is releasably attached to an outside of the housing wall. The solution according to the invention reliably seals the annular gap formed in the area of the inlet opening between the impeller and the spiral housing with simple means. This counteracts a gap loss and a resulting pressure loss and thus an undesirable pressure equalization from the pressure side to the suction side. The solution according to the invention makes it possible, in particular, to dispense with a labyrinth seal between the impeller and the spiral housing that is complex to manufacture and requires comparatively narrow manufacturing tolerances. Since the sealing element of the contact seal arrangement is detachably attached to the outside of the housing wall, there are particular advantages in the manufacture, maintenance and / or repair of the high-pressure radial fan. This, in particular, compared to labyrinth seals between the impeller and the spiral housing known in the prior art, which are arranged in the interior of the spiral housing and are usually only accessible for maintenance and / or repair purposes after the impeller has been removed from the spiral housing. In contrast, the sealing element is easily accessible from the outside due to the releasable attachment to the outside of the housing wall, which significantly facilitates manufacture, maintenance and / or repair. In addition, the arrangement of the sealing element according to the invention on the outside of the housing wall enables a reduced overall width or depth of the spiral housing. This enables in particular a particularly streamlined design of the flow-effective cross sections of the volute casing. The spiral housing has a spiral shape of the flow-effective cross sections, which is basically known as such in the area of the radial fans, and is preferably manufactured in the form of a sheet metal construction which can be produced simply and inexpensively with a plurality of sheet metal parts joined together. The inlet opening extends through the housing wall of the volute casing. Upstream of the inlet opening in the flow direction of the fluid, an intake port with a corresponding intake opening can be arranged on the volute casing. The impeller can be designed with or without a cover disk that axially covers the blading. The impeller can also be designed as a closed design are referred to and is preferred in the present case. A design of the impeller without a cover disk can also be referred to as an open design. The blades can extend radially straight or - with respect to an intended circumferential direction of rotation of the impeller - can be inclined forwards or backwards or curved accordingly. With regard to the pressure increase to be achieved, backward curved, radially curved and / or forward curved blades have proven to be particularly advantageous in high pressure radial fans. The contact seal arrangement counteracts undesired gap losses between the pressure side to the suction side and thus serves to minimize the pressure loss between the outlet opening and the inlet opening of the volute casing. The inlet opening is assigned to the suction side of the high-pressure radial fan. The outlet opening is assigned to the pressure side of the high pressure radial fan. The sealing surface of the contact seal arrangement is arranged on the impeller and therefore rotates around the axial axis of rotation during operation. In contrast, the at least one sealing element is releasably attached to the housing and is thus fixed with respect to the axis of rotation. The at least one sealing element is detachably attached, at least indirectly, to the outside of the volute casing. During operation, a rotational relative movement thus occurs between the sealing surface and the at least one sealing element. The sealing surface is preferably arranged in the region of a radially inner hub and / or an inner circumference of the impeller. The sealing surface is preferably of circular design, a normal direction of the sealing surface preferably being oriented radially outward. The at least one sealing element is preferably circular. The contact seal arrangement can in particular be designed in the form of a stuffing box, a radial shaft seal, a mechanical seal, a brush seal, a shaft lip seal or the like. Accordingly, the at least one sealing element can be designed, for example, in the form of a radial shaft sealing ring, a brush element, a lip sealing ring or the like.
In Ausgestaltung der Erfindung weist das Laufrad eine Deckscheibe auf, mittels derer die Beschaufelung axial stirnseitig abgedeckt ist, wobei die Dichtfläche an einem der Deckscheibe zugeordneten Einlaufring angeordnet ist, der in Richtung der Außenseite axial in und/oder durch die Einlassöffnung ragt und eine Einlauföffnung des Laufrads berandet. Demgemäß weist das Laufrad bei dieser Ausgestaltung der Erfindung die besagte geschlossene Bauform auf. Dabei dient die Deckscheibe insbesondere einer verbesserten Druckerhöhung bei der Förderung des kompressiblen Fluids. Die Deckscheibe weist eine kreisringförmige Grundform auf und bedeckt die Laufschaufeln axial stirnseitig wenigstens abschnittsweise. Der die Einlauföffnung berandende Einlaufring kann als Funktionsabschnitt der Deckscheibe einstückig mit übrigen Abschnitten der Deckscheibe ausgebildet sein. Alternativ kann der Einlaufring als separates Bauteil gefertigt und hiernach mit der Deckscheibe zusammengefügt sein. Der Einlaufring, die Deckscheibe und die Einlauföffnung sind vorzugsweise koaxial zueinander orientiert. Vorzugsweise wirkt der Einlaufring als Düse und bewirkt eine strömungsgünstige Anströmung der Beschaufelung durch die Einlauföffnung. Die Dichtfläche ist vorzugsweise an einer radial außenliegenden Mantelfläche des Einlaufrings angeordnet. Der Einlaufring ragt ausgehend von einer Innenseite des Spiralgehäuses in Richtung der Außenseite in und/oder durch die Einlassöffnung des Spiralgehäuses. Hierdurch kommt es zur Ausbildung eines Ringspalts zwischen der Gehäusewandung des Spiralgehäuses und dem Einlaufring. Die Kontaktdichtungsanordnung dient bei dieser Ausgestaltung der Erfindung einer Abdichtung dieses Ringspalts. In an embodiment of the invention, the impeller has a cover plate, by means of which the blading is axially covered on the end face, the sealing surface being arranged on an inlet ring assigned to the cover plate, which protrudes axially in and / or through the inlet opening in the direction of the outside and an inlet opening of the Impeller edged. Accordingly, the impeller in this embodiment of the invention has said closed design. The cover plate serves in particular to improve the pressure when pumping the compressible fluid. The cover disk has an annular basic shape and covers the rotor blades axially at the end at least in sections. The inlet ring bordering the inlet opening can be formed as a functional section of the cover disk in one piece with other sections of the cover disk. Alternatively, the inlet ring can be used separately Component manufactured and then be assembled with the cover plate. The inlet ring, the cover plate and the inlet opening are preferably oriented coaxially to one another. The inlet ring preferably acts as a nozzle and brings about a flow-favorable flow against the blading through the inlet opening. The sealing surface is preferably arranged on a radially outer lateral surface of the inlet ring. Starting from an inside of the volute casing, the inlet ring protrudes in the direction of the outside in and / or through the inlet opening of the volute casing. This leads to the formation of an annular gap between the housing wall of the volute casing and the inlet ring. In this embodiment of the invention, the contact seal arrangement serves to seal this annular gap.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Kontaktdichtungsanordnung ein auf der Außenseite der Gehäusewandung angeordnetes Dichtungsgehäuse mit einem Einbauraum auf, in dem das wenigstens eine Dichtelement aufgenommen ist. Das Dichtungsgehäuse dient einer Aufnahme des wenigstens einen Dichtelements und ermöglicht einen nochmals vereinfachten Aufbau des Hochdruckradialventilators. Dies, da auf eine gesonderte Ausbildung des Einbauraums zur Aufnahme des wenigstens einen Dichtelements unmittelbar in der Gehäusewandung des Spiralgehäuses verzichtet werden kann. Stattdessen ist der Einbauraum an dem Dichtungsgehäuse ausgebildet. Das Dichtungsgehäuse kann lösbar oder unlösbar außenliegend auf die Gehäusewandung gefügt sein. Vorzugsweise weist das Dichtungsgehäuse eine kreisringförmige Grundform auf und ist koaxial zu der Einlassöffnung und/oder dem Laufrad und/oder der Einlauföffnung orientiert. Das Dichtungsgehäuse kann einen Deckel aufweisen, mittels dessen der Einbauraum freigebbar verschlossen ist. Hierdurch kann eine nochmals vereinfachte Montage und/oder Demontage des wenigstens einen Dichtelements und somit eine besonders einfache Fertigung, Wartung und/oder Instandhaltung erreicht werden. In a further embodiment of the invention, the contact seal arrangement has a seal housing, which is arranged on the outside of the housing wall and has an installation space in which the at least one sealing element is accommodated. The seal housing serves to accommodate the at least one sealing element and enables a further simplified construction of the high-pressure radial fan. This is because a separate design of the installation space for receiving the at least one sealing element can be dispensed with directly in the housing wall of the spiral housing. Instead, the installation space is formed on the seal housing. The seal housing can be detachably or permanently attached to the outside of the housing wall. The seal housing preferably has an annular basic shape and is oriented coaxially with the inlet opening and / or the impeller and / or the inlet opening. The seal housing can have a cover, by means of which the installation space can be released and closed. In this way, a further simplified assembly and / or disassembly of the at least one sealing element and thus particularly simple manufacture, maintenance and / or servicing can be achieved.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Dichtungsgehäuse mittels mehrerer Befestigungselemente lösbar auf die Außenseite der Gehäusewandung geflanscht. Dies ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Als Befestigungselemente können insbesondere Schrauben und/oder Muttern vorgesehen sein. Das Dichtungsgehäuse und die Außenseite der Gehäusewandung können zueinander komplementäre Flanschflächen aufweisen. In a further embodiment of the invention, the seal housing is releasably flanged onto the outside of the housing wall by means of several fastening elements. This is a particularly preferred embodiment of the invention. In particular, screws and / or nuts can be provided as fastening elements. The seal housing and the outside of the housing wall can have flange surfaces that are complementary to one another.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weit das Spiralgehäuse einen in die Einlassöffnung mündenden Saugstutzen auf, der das Dichtungsgehäuse radial und axial übergreift. Der Saugstutzen dient einer strömungsgünstigen Einleitung des zu fördernden kompressiblen Fluids durch die Einlassöffnung und/oder die Einlauföffnung und kann beispielsweise in Form einer Düse ausgebildet sein. Da der Saugstutzen das Dichtungsgehäuse radial und axial übergreift, ist das Dichtungsgehäuse abgeschirmt gegenüber einer unerwünschten Einwirkung von außen. Demnach dient der Saugstutzen gleichsam als Abdeckung für das Dichtungsgehäuse. Der Saugstutzen ist vorzugsweise lösbar an die Außenseite der Gehäusewandung angefügt. Besonders bevorzugt ist der Saugstutzen lösbar auf die Außenseite der Gehäusewandung geflanscht. In a further embodiment of the invention, the volute housing has a suction nozzle opening into the inlet opening, which radially and axially engages over the seal housing. The suction port is used for a streamlined introduction of the compressible fluid to be pumped through the inlet opening and / or the inlet opening and can be designed, for example, in the form of a nozzle. Since the suction nozzle radially and axially overlaps the seal housing, the seal housing is shielded from undesired external influences. Accordingly, the suction port serves as a cover for the seal housing. The suction nozzle is preferably detachably attached to the outside of the housing wall. The suction nozzle is particularly preferably detachably flanged onto the outside of the housing wall.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Saugstutzen einen innenliegenden Düsenabschnitt auf, mittels dessen das Dichtungsgehäuse gegenüber einer Strömung des anzusaugenden Fluids abgeschirmt ist. Dabei dient der Düsenabschnitt zum einen einer strömungsgünstigen Anströmung der Einlauföffnung. Zum anderen dient der Düsenabschnitt einer Abdeckung des Dichtungsgehäuses gegenüber der Strömung des anzusaugenden Fluids. Hierdurch wird insbesondere vermieden, dass etwaige in dem zu fördernden kompressiblen Fluid enthaltene Feststoffe auf das Dichtungsgehäuse treffen und die Funktion des Dichtungsgehäuses und/oder der Kontaktdichtungsanordnung beeinträchtigen. In a further embodiment of the invention, the suction nozzle has an internal nozzle section, by means of which the seal housing is shielded from a flow of the fluid to be sucked in. On the one hand, the nozzle section serves for a flow-favorable flow against the inlet opening. On the other hand, the nozzle section serves to cover the seal housing with respect to the flow of the fluid to be sucked in. This in particular prevents any solids contained in the compressible fluid to be conveyed from striking the seal housing and impairing the function of the seal housing and / or the contact seal arrangement.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das wenigstens eine Dichtelement wenigstens einen Lippendichtungsring auf. Dementsprechend kann die Kontaktdichtungsanordnung in Form einer Wellenlippendichtung ausgebildet sein, wobei die am Laufrad angeordnete Dichtfläche gleichsam eine Art Welle ausbildet. Wellenlippendichtungen sind jedenfalls im Bereich der Dichtungstechnik als solche grundsätzlich bekannt und haben sich im vorliegenden Fall in überraschender weise und in unerwartetem Umfang als besonders vorteilhaft erwiesen. In a further embodiment of the invention, the at least one sealing element has at least one lip sealing ring. Accordingly, the contact seal arrangement can be designed in the form of a shaft lip seal, the sealing surface arranged on the impeller forming a kind of shaft. In any case, shaft lip seals are generally known as such in the field of sealing technology and, in the present case, have proven to be particularly advantageous in a surprising manner and to an unexpected extent.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist. Further advantages and features of the invention emerge from the claims and from the following description of a preferred exemplary embodiment of the invention, which is illustrated with the aid of the drawings.
Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht mit axial gerichteter Blickrichtung eine Fig. 1 shows a schematic side view with an axially directed viewing direction
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochdruckradialventilators, wobei die Darstellung teilweise auch verdeckte Linien zeigt, Embodiment of a high-pressure radial fan according to the invention, the illustration also partially showing hidden lines,
Fig. 2 in einer schematischen Schnittdarstellung entlang eines Radialschnitts ll-ll gemäß Fig. 1 den Hochdruckradialventilator nach Fig. 1 , FIG. 2 shows the high-pressure radial fan according to FIG. 1 in a schematic sectional illustration along a radial section II-II according to FIG. 1,
Fig. 3 in einem perspektivisch gedrehten schematischen Radialschnitt den Fig. 3 in a perspective rotated schematic radial section
Hochdruckradialventilator nach den Fig. 1 und 2, Fig. 4 in teilweise abgeschnittener vergrößerten Detaildarstellung einen Bereich IV derHigh pressure radial fan according to FIGS. 1 and 2, Fig. 4 in a partially cut away enlarged detail area IV
Schnittdarstellung nach Fig. 2, 2,
Fig. 5 eine perspektivisch gedrehte Ansicht der vergrößerten Schnittdarstellung nach Fig. 5 is a perspective view of the enlarged sectional view
Fig. 4, Fig. 4,
Fig. 6 in perspektivischer Ansicht eine Darstellung eines Laufrads des Fig. 6 is a perspective view of an impeller of the
Hochdruckradialventilators nach den Fig. 1 bis 5, High pressure radial fan according to FIGS. 1 to 5,
Fig. 7 das Laufrad nach Fig. 6 unter zeichnerischer Ausblendung einer Deckscheibe mit Fig. 7 with the impeller of Fig. 6 with a hidden masking cover
Blickrichtung auf eine aus mehreren Laufschaufeln gebildete Beschaufelung, Direction of view of a blading formed from several moving blades,
Fig. 8 in vergrößerter perspektivischer Detaildarstellung einen Einlaufring des Laufrads, 8 in an enlarged perspective detail view an inlet ring of the impeller,
Fig. 9 in einer Seitenansicht mit axial orientierter Blickrichtung ein Dichtungsgehäuse des Hochdruckradialventilators und Fig. 9 in a side view with an axially oriented viewing direction a seal housing of the high pressure radial fan and
Fig. 10 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung einzelne Bauteile des 10 is a perspective exploded view of individual components of the
Dichtungsgehäuses nach Fig. 9 sowie ein in dem Dichtungsgehäuse aufgenommenes Dichtelement. 9 and a sealing element accommodated in the seal housing.
Ein Hochdruckradialventilator 1 gemäß den Fig. 1 bis 5 ist zur druckerhöhenden Förderung eines nicht näher bezeichneten kompressiblen Fluids vorgesehen und weist ein Spiralgehäuse 2 und ein Laufrad 3 auf. A high-pressure radial fan 1 according to FIGS. 1 to 5 is provided for the pressure-increasing delivery of a compressible fluid, which is not specified in any more detail, and has a spiral housing 2 and an impeller 3.
Das Spiralgehäuse 2 weist eine als solche grundsätzlich bekannte spiralförmige Gestaltung im Hinblick auf einen nicht näher bezeichneten strömungswirksamen Querschnitt auf und ist mit einer Einlassöffnung 4 und einer Auslassöffnung 5 versehen. Die Einlassöffnung 4 (vgl. Fig. 4, 5) ist vorliegend durch eine Gehäusewandung 6 des Spiralgehäuses 2 erstreckt und dient einem Einlass des zu fördernden Fluids in das Sprialgehäuse 2. Die Auslassöffnung 5 mündet in einen an dem Spiralgehäuse 2 angeordneten Auslassstutzen 7. Das Spiralgehäuse 2 ist vorliegend als Blechkonstruktion ausgeführt. Dabei weist das Spiralgehäuse 2 vorliegend insbesondere ein die Gehäusewandung 6 bildendes erstes Deckblech 8, ein zu diesem axial beabstandet angeordnetes zweites Deckblech 9 sowie ein die beiden Deckbleche 8, 9 fluiddicht an einem Außenumfang miteinander verbindendes Umfangsblech 10 auf. Die beiden Deckbleche 8, 9 weisen vorliegend eine in etwa kreisringförmige Grundform mit einer in etwa spiralförmigen Außenkontur auf und sind unter Ausbildung eines Aufnahmeraums 11 zueinander axial versetzt und parallel angeordnet. The spiral housing 2 has a spiral configuration known as such with regard to a flow-effective cross section, which is not described in more detail, and is provided with an inlet opening 4 and an outlet opening 5. The inlet opening 4 (cf. FIGS. 4, 5) in the present case extends through a housing wall 6 of the spiral housing 2 and serves to inlet the fluid to be conveyed into the spiral housing 2. The outlet opening 5 opens into an outlet connection 7 arranged on the spiral housing 2 In the present case, the spiral housing 2 is designed as a sheet metal construction. In this case, the spiral housing 2 has, in particular, a first cover plate 8 forming the housing wall 6, a second cover plate 9 arranged axially spaced therefrom, and a peripheral plate 10 connecting the two cover plates 8, 9 in a fluid-tight manner on an outer circumference. In the present case, the two cover plates 8, 9 have an approximately circular basic shape with an approximately spiral-shaped outer contour and are axially offset from one another and arranged parallel to form a receiving space 11.
Das Laufrad 3 ist um eine axiale Drehachse D rotierbar in dem Spiralgehäuse 2 angeordnet und weist eine aus mehreren Laufschaufeln 12 gebildete Beschaufelung 13 aus (Fig. 7). Das Laufrad 3 ist vorliegend in dem zwischen den Deckblechen 8, 9 ausgebildeten Aufnahmeraum 11 des Spiralgehäuses 2 aufgenommen. Ein Innenumfang 14 des Laufrads 3 ist auf einem Außenumfang 15 einer Antriebswelle 16 angeordnet und auf grundsätzlich bekannte Weise drehfest mit dieser verbunden. Die Antriebswelle 16 ist einem zeichnerisch nicht näher dargestellten Antriebsmotor in Form eines Elektromotors zugeordnet. Alternativ kann die Antriebswelle einer Zwischenlagerung zugeordnet sein. Wie insbesondere anhand Fig. 7 ersichtlich ist, sind die Laufschaufeln 12 vorliegend jeweils radial gekrümmt ausgebildet. Dabei ist die Krümmungsrichtung der Laufschaufeln 12 einer bestimmungsgemäßen Rotationsrichtung R des Laufrads 3 entgegengerichtet, so dass von rückwärts gekrümmten Laufschaufeln 12 gesprochen werden kann. The impeller 3 is arranged in the spiral housing 2 so as to be rotatable about an axial axis of rotation D and has a blading 13 formed from a plurality of rotor blades 12 (FIG. 7). In the present case, the impeller 3 is accommodated in the receiving space 11 of the spiral housing 2 formed between the cover plates 8, 9. An inner circumference 14 of the impeller 3 is arranged on an outer circumference 15 of a drive shaft 16 and connected to it in a rotationally fixed manner in a basically known manner. The drive shaft 16 is assigned to a drive motor, not shown in the drawing, in the form of an electric motor. Alternatively, the drive shaft can be assigned to an intermediate storage. As can be seen particularly from FIG. 7, the rotor blades 12 are each radially curved in the present case. The direction of curvature of the rotor blades 12 is opposite to an intended direction of rotation R of the impeller 3, so that one can speak of backward curved rotor blades 12.
In einem in Rotationsrichtung R rotierenden Zustand des Laufrads 3 saugt die Beschaufelung 13 das zu fördernde kompressible Fluid in Axialrichtung und damit in Richtung der Drehachse D durch die Einlassöffnung 4 und strömt das Fluid in vornehmlich radial umgelenkter und auch tangential umgelenkter Richtung durch die Auslassöffnung 5 des Spiralgehäuses 2. Auf diese Weise bewirkt die Beschaufelung 13 eine druckerhöhende Förderung des Fluids ausgehend von einer einlassseitigen Saugseite S und einer auslassseitigen Druckseite P. Anhand Fig. 2 ist die Saugseite S vorliegend einem der Einlassöffnung 4 in Strömungsrichtung stromaufwärts vorgelagerten Bereich zugeordnet. Die Druckseite P ist vereinfachend einem Außenumfang des Laufrads 3 zugeordnet. When the impeller 3 rotates in the direction of rotation R, the blading 13 sucks the compressible fluid to be conveyed in the axial direction and thus in the direction of the axis of rotation D through the inlet opening 4 and flows the fluid in a primarily radially deflected and also tangentially deflected direction through the outlet opening 5 Spiral housing 2. In this way, the blading 13 causes a pressure-increasing delivery of the fluid starting from an inlet-side suction side S and an outlet-side pressure side P. Based on FIG. 2, the suction side S is assigned to an area upstream of the inlet opening 4 in the flow direction. For simplicity, the pressure side P is assigned to an outer circumference of the impeller 3.
Um einem unerwünschten - durch Spaltverluste bedingten - Druckausgleich zwischen der Druckseite P und der Saugseite S entgegenzuwirken, ist eine Dichtungsanordnung 17 (Fig. 4, 5) vorgesehen. Die Dichtungsanordnung 17 ist auf noch näher zu beschreibende Weise zwischen dem Spiralgehäuse 2 und dem Laufrad 3 ausgebildet und dient einer Minimierung eines unerwünschten Druckverlusts zwischen der Druckseite P und der Saugseite S. In order to counteract undesired pressure compensation between the pressure side P and the suction side S, which is caused by gap losses, a sealing arrangement 17 (FIGS. 4, 5) is provided. The sealing arrangement 17 is formed in a manner to be described in more detail between the spiral housing 2 and the impeller 3 and serves to minimize an undesired pressure loss between the pressure side P and the suction side S.
Wie insbesondere anhand der Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, weist die Dichtungsanordnung 17 eine im Bereich der Einlassöffnung 4 angeordnete Kontaktdichtungsanordnung 18 auf. Die Kontaktdichtungsanordnung 18 dichtet einen zwischen einer Berandung 19 der Einlassöffnung 4 und dem Laufrad 3 ausgebildeten Ringspalt 20 ab. Dabei weist die Kontaktdichtungsanordnung eine am Laufrad 3 angeordnete Dichtfläche 21 , die insbesondere anhand der Fig. 6 und 8 ersichtlich ist, und wenigstens ein die Dichtfläche 21 kontaktierendes Dichtelement 22 auf. Das Dichtelement 22 ist an einer Außenseite 23 der Gehäusewandung 6 auf noch näher beschriebene Weise lösbar befestigt. Die Außenseite 23 ist dem Einbauraum 11 abgewandt. As can be seen in particular from FIGS. 4 and 5, the sealing arrangement 17 has a contact sealing arrangement 18 arranged in the region of the inlet opening 4. The contact seal arrangement 18 seals an annular gap 20 formed between a boundary 19 of the inlet opening 4 and the impeller 3. The contact seal arrangement has a sealing surface 21 arranged on the impeller 3, which in particular 6 and 8 can be seen, and at least one sealing element 22 contacting the sealing surface 21. The sealing element 22 is releasably attached to an outside 23 of the housing wall 6 in a manner described in more detail. The outside 23 faces away from the installation space 11.
Wie anhand Fig. 4 ersichtlich ist, wirkt die Kontaktdichtungsanordnung 18 einer unerwünschten Abströmung des Fluids ausgehend von einem zwischen dem Laufrad 3 und einer Innenseite 24 der Gehäusewandung 6 gebildeten Spaltraum 25 durch die Einlassöffnung 4 in Richtung der Außenseite 23 und damit in Richtung der Saugseite S entgegen. As can be seen from FIG. 4, the contact seal arrangement 18 acts against an undesirable outflow of the fluid starting from a gap 25 formed between the impeller 3 and an inside 24 of the housing wall 6 through the inlet opening 4 in the direction of the outside 23 and thus in the direction of the suction side S. opposite.
Das Dichtelement 22 ist vorliegend gehäusefest angeordnet. Demgegenüber bewegt sich die Dichtfläche 21 bei rotierendem Laufrad 3 gemeinsam mit dem Laufrad 3. The sealing element 22 is arranged fixed to the housing in the present case. In contrast, when the impeller 3 is rotating, the sealing surface 21 moves together with the impeller 3.
Wie weiter insbesondere anhand Fig. 6 ersichtlich ist, weist das Laufrad 3 vorliegend eine Deckscheibe 26 auf. Mittels der Deckscheibe 26 ist die Beschaufelung 13 axial stirnseitig abgedeckt. Dabei ist die Dichtfläche 21 an einem der Deckscheibe 26 zugeordneten Einlaufring 27 angeordnet. Der Einlaufring 27 ragt dabei in Richtung der Außenseite 23 der Gehäusewandung 6 in und/oder durch die Einlassöffnung 4 des Spiralgehäuses 2 und berandet eine Einlauföffnung 28 des Laufrads 3. Die Deckscheibe 26 ist vorliegend radial gerade erstreckt und axial parallel versetzt zu einer Tragscheibe T angeordnet. Die Beschaufelung 13 ist in axialer Richtung zwischen der Tragscheibe T und der Deckscheibe 26 angeordnet. Insoweit kann auch von einer geschlossenen Bauform des Laufrads 3 gesprochen werden, die als solche grundsätzlich bekannt ist. Die Dichtfläche 21 ist auf einer in radialer Richtung außenliegenden Mantelfläche des Einlaufrings 27 angeordnet, wobei eine nicht näher bezeichnete Normalenrichtung der Dichtfläche radial nach außen orientiert ist. Der Einlaufring 27 ist vorliegend in Form eines separat ausgebildeten Bauteils gefertigt und mit der Deckscheibe 26 zusammengefügt. Beispielsweise kann der Einlaufring 27 an die Deckscheibe 26 geschweißt sein. Die Deckscheibe 26 weist eine kreisringförmige Grundform auf, wobei der Einlaufring 27 fluiddicht an einen nicht näher bezeichneten Innenumfang der Deckscheibe 26 angefügt ist. Der Einlaufring 27 weist an seiner der Dichtfläche 21 in radialer Richtung abgewandten Innenseite eine strömungswirksame Formgebung auf und wirkt gleichsam als Diffusor. Da der Einlaufring 27 in axialer Richtung - vereinfacht ausgedrückt - wenigstens abschnittsweise durch die Einlassöffnung 4 aus dem Spiralgehäuse 2 herausragt, ist die zwischen der Dichtfläche 21 und dem Dichtelement 22 ausgebildete Dichtstelle auf einfache Weise von außen zugänglich und damit ausgehend von der Außenseite 23. Hierdurch wird eine Fertigung, Wartung und/oder Instandhaltung des Hochdruckradialventilators 1 auf besonders vorteilhafte Weise maßgeblich vereinfacht. Bei einer zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsform kann der Einlaufring 27 vergleichsweise einfach ausgebildet und lediglich in Form eines axial erstreckten Rohrstutzens ausgebildet sein, der mit einem in etwa rechtwinkligen Übergang an den Innenumfang der Deckscheibe 26 angefügt sein kann. Demnach ist die insbesondere anhand der Fig. 4 und 5 ersichtliche gekrümmte, diffusorartige Ausbildung des Einlaufrings 27 nicht zwingend. 6, the impeller 3 has a cover disk 26 in the present case. The blading 13 is axially covered on the end face by means of the cover disk 26. The sealing surface 21 is arranged on an inlet ring 27 assigned to the cover disk 26. The inlet ring 27 protrudes in the direction of the outside 23 of the housing wall 6 in and / or through the inlet opening 4 of the spiral housing 2 and borders an inlet opening 28 of the impeller 3. In the present case, the cover disk 26 extends radially straight and is offset axially parallel to a support disk T. . The blades 13 are arranged in the axial direction between the support plate T and the cover plate 26. In this respect, one can also speak of a closed design of the impeller 3, which is basically known as such. The sealing surface 21 is arranged on a circumferential surface of the inlet ring 27 that is on the outside in the radial direction, a normal direction of the sealing surface that is not described in detail being oriented radially outwards. In the present case, the inlet ring 27 is manufactured in the form of a separately formed component and is joined to the cover disk 26. For example, the inlet ring 27 can be welded to the cover plate 26. The cover disk 26 has an annular basic shape, the inlet ring 27 being attached in a fluid-tight manner to an inner circumference of the cover disk 26 which is not specified in any more detail. The inlet ring 27 has a flow-effective shape on its inside facing away from the sealing surface 21 in the radial direction and acts as a diffuser. Since the inlet ring 27 in the axial direction - to put it simply - protrudes at least in sections from the spiral housing 2 through the inlet opening 4, the sealing point formed between the sealing surface 21 and the sealing element 22 is easily accessible from the outside and thus starting from the outside 23 Manufacturing, maintenance and / or servicing of the high-pressure radial fan 1 is significantly simplified in a particularly advantageous manner. In an embodiment not shown in the drawing, the inlet ring 27 can be designed to be comparatively simple and only in the form of an axially extending pipe socket, which can be attached to the inner circumference of the cover plate 26 with an approximately right-angled transition. Accordingly, the curved, diffuser-like design of the inlet ring 27, which can be seen in particular with reference to FIGS. 4 and 5, is not mandatory.
Wie weiter insbesondere anhand der Fig. 9 und 10 ersichtlich ist, weist die Kontaktdichtungsanordnung 18 vorliegend ein Dichtungsgehäuse 29 auf. Das Dichtungsgehäuse ist auf der Außenseite 23 der Gehäusewandung 6 angeordnet und weist einen Einbauraum 30 auf, in dem das wenigstens eine Dichtelement 22 aufgenommen ist. As can further be seen in particular from FIGS. 9 and 10, the contact seal arrangement 18 in the present case has a seal housing 29. The seal housing is arranged on the outside 23 of the housing wall 6 and has an installation space 30 in which the at least one sealing element 22 is received.
Das Dichtungsgehäuse 29 weist eine kreisringförmige Grundform auf und ist in montiertem Zustand koaxial zur Drehachse D angeordnet. Somit ist das Dichtungsgehäuse 29 vorliegend koaxial zu der Einlassöffnung 4, der Einlauföffnung 28 und zu dem Laufrad 3 angeordnet. The seal housing 29 has an annular basic shape and is arranged coaxially to the axis of rotation D in the assembled state. In this case, the seal housing 29 is thus arranged coaxially with the inlet opening 4, the inlet opening 28 and with the impeller 3.
Der Einbauraum 30 ist komplementär zur Formgebung des Dichtelements 22 ausgebildet und weist vorliegend eine ringförmige Gestalt auf. Das Dichtelement 22 ist in einem betriebsfertig montierten Zustand in den Einbauraum 30 eingepasst (vgl. Fig. 4, 5). Das Dichtungsgehäuse 29 weist vorliegend einen Gehäusedeckel 31 und einen Gehäusesockel 32 auf, wobei der Gehäusedeckel 31 den vorliegend am Gehäusesockel 32 ausgebildeten Einbauraum 30 freigebbar verschließt. The installation space 30 is complementary to the shape of the sealing element 22 and in the present case has an annular shape. The sealing element 22 is fitted into the installation space 30 in a ready-to-use state (cf. FIGS. 4, 5). In the present case, the seal housing 29 has a housing cover 31 and a housing base 32, the housing cover 31 releasably closing the installation space 30 formed on the housing base 32 in the present case.
Dabei ist das gesamte Dichtungsgehäuse 29 vorliegend mittels mehrerer Befestigungselemente 33 lösbar auf die Außenseite 23 der Gehäusewandung 6 geflanscht. Als Befestigungselemente 33 sind vorliegend insgesamt acht in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet angeordnete nicht näher bezeichnete Muttern vorgesehen, die in befestigtem Zustand des Dichtungsgehäuses 29 auf nicht näher bezeichnete Stehbolzen aufgeschraubt werden, wobei letztere fest mit der Gehäusewandung 6 verbunden sind. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform kann das Dichtungsgehäuse mittels Schrauben mit der Gehäusewandung verbunden sein. In this case, the entire seal housing 29 is releasably flanged onto the outside 23 of the housing wall 6 by means of a plurality of fastening elements 33. In the present case, a total of eight nuts (not designated in any more detail) are provided as fastening elements 33, which are evenly spaced in the circumferential direction and which are screwed onto the stud bolts (not specified) in the fastened state of the seal housing 29, the latter being firmly connected to the housing wall 6. In an embodiment not shown, the seal housing can be connected to the housing wall by means of screws.
Zudem weist das Spiralgehäuse 2 vorliegend einen Saugstutzen 34 auf. Der Saugstutzen 34 dient einer vorteilhaften Zuleitung des Fluids in Richtung der Einlassöffnung 4 und/oder der Einlauföffnung 28 und ist vorliegend rohrförmig ausgebildet. Der Ansaugstutzen 34 ist koaxial zu der Einlassöffnung 4 und/oder der Einlauföffnung 28 orientiert und weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. Der Saugstutzen 34 ist vorliegend mit einem Flansch 35 versehen, der mittels mehrerer nicht näher bezeichneter Befestigungselemente auf die Außenseite 23 der Gehäusewandung 6 geflanscht ist. Dabei übergreift der Saugstutzen 34 das Dichtungsgehäuse 29 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung. Insoweit fungiert der Saugstutzen 34 gleichsam als eine Art Abdeckung für das Dichtungsgehäuse 29. In addition, the spiral housing 2 has a suction port 34 in the present case. The suction port 34 is used for an advantageous supply of the fluid in the direction of the inlet opening 4 and / or the inlet opening 28 and is tubular in the present case. The intake port 34 is oriented coaxially with the inlet opening 4 and / or the inlet opening 28 and has a circular cross section. In the present case, the suction nozzle 34 is provided with a flange 35 which, by means of a plurality of fastening elements, which are not described in more detail, on the outside 23 of FIG Housing wall 6 is flanged. The suction nozzle 34 overlaps the seal housing 29 both in the radial and in the axial direction. In this respect, the suction port 34 acts as a kind of cover for the seal housing 29.
Der Saugstutzen 34 weist zudem einen innenliegenden Düsenabschnitt 36 auf. Der Düsenabschnitt 36 ist dem Dichtungsgehäuse 29 in Strömungsrichtung des Fluids stromaufwärts vorgelagert und an einem nicht näher bezeichneten Innenumfang des Saugstutzens 34 befestigt. Beispielsweise kann der Düsenabschnitt 36 in den Innenumfang des Saugstutzens 34 eingeschweißt sein. Das Dichtungsgehäuse 29 ist mittels des Düsenabschnitts 36 gegenüber einer Strömung des anzusaugenden Fluids abgeschirmt. Zu diesem Zweck weist der Düsenabschnitt 36 vorliegend eine strömungsgünstige Formgebung auf. Dabei ist die Formgebung des Düsenabschnitts 36 vorliegend an die strömungswirksame Gestaltung des Einlaufrings 27 angepasst. Wie insbesondere anhand der Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, ist ein in axialer Richtung im Wesentlichen stetiger radialer Verlauf zwischen einer Innenkontur des Düsenabschnitts 36 und einer Innenkontur des Einlaufrings 27 vorgesehen. The suction nozzle 34 also has an internal nozzle section 36. The nozzle section 36 is upstream of the seal housing 29 in the flow direction of the fluid and is fastened to an inner circumference of the suction nozzle 34, which is not specified in any more detail. For example, the nozzle section 36 can be welded into the inner circumference of the suction nozzle 34. The seal housing 29 is shielded from the flow of the fluid to be sucked in by means of the nozzle section 36. For this purpose, the nozzle section 36 here has a streamlined shape. In this case, the shape of the nozzle section 36 is adapted to the flow-effective design of the inlet ring 27. As can be seen in particular with reference to FIGS. 4 and 5, an essentially constant radial course in the axial direction is provided between an inner contour of the nozzle section 36 and an inner contour of the inlet ring 27.
Das Dichtelement 22 ist vorliegend in Form eines Lippendichtrings ausgebildet. Der Lippendichtring 22 ist aus einem elastomeren Werkstoff gefertigt. In dem anhand der Fig. 4 und 5 ersichtlichen Einbauzustand ist eine radial innenliegende Spitze des Lippendichtungsrings 22 axial nach außen gerichtet. An seinem Außenumfang ist der Lippendichtungsring 22 vorliegend kraftschlüssig zwischen dem Gehäusedeckel 31 und dem Gehäusesockel 32 gehalten. Bei nicht dargestellten Ausführungsformen können - je nach Einsatzbedingung und/oder Anwendungsgebiet des Hochdruckradialventilators - aus Kohle, PTEE oder anderen Werkstoffen gefertigte ringförmige Dichtelemente vorgesehen sein. In the present case, the sealing element 22 is designed in the form of a lip sealing ring. The lip seal 22 is made of an elastomeric material. In the installation state shown in FIGS. 4 and 5, a radially inner tip of the lip sealing ring 22 is directed axially outwards. In the present case, the lip sealing ring 22 is held on its outer circumference in a force-locking manner between the housing cover 31 and the housing base 32. In embodiments that are not shown, annular sealing elements made of coal, PTEE or other materials can be provided, depending on the application condition and / or field of application of the high-pressure radial fan.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Hochdruckradialventilator (1 ) zur druckerhöhenden Förderung eines kompressiblen Fluids mit 1. High pressure radial fan (1) for increasing the pressure of a compressible fluid
einem Spiralgehäuse (2), das eine durch eine Gehäusewandung (6) erstreckte Einlassöffnung (4) zum Einlass des Fluids und eine Auslassöffnung (5) zum Auslass des Fluids aufweist, a spiral housing (2) which has an inlet opening (4) for the inlet of the fluid and an outlet opening (5) for the outlet of the fluid which extends through a housing wall (6),
und mit einem Laufrad (3), das um eine axiale Drehachse (D) rotierbar in dem Spiralgehäuse (2) angeordnet ist und eine aus mehreren Laufschaufeln (12) gebildete Beschaufelung (13) aufweist, and with an impeller (3) which is arranged in the spiral housing (2) so as to be rotatable about an axial axis of rotation (D) and has a blading (13) formed from a plurality of moving blades (12),
wobei die Beschaufelung (13) in einem rotierenden Zustand des Laufrads (3) eine axiale Ansaugung des Fluids durch die Einlassöffnung (4) und eine radial und/oder tangential umgelenkte Abströmung des Fluids durch die Auslassöffnung (5) und somit eine druckerhöhende Förderung des Fluids von einer Saugseite (S) auf eine Druckseite (P) bewirkt, the blades (13) in a rotating state of the impeller (3) an axial suction of the fluid through the inlet opening (4) and a radially and / or tangentially deflected outflow of the fluid through the outlet opening (5) and thus a pressure-increasing delivery of the fluid from a suction side (S) to a pressure side (P),
und mit einer zwischen dem Spiralgehäuse (2) und dem Laufrad (3) ausgebildeten Dichtungsanordnung (17), die zur Minimierung eines Druckverlusts zwischen der Druckseite (P) und der Saugseite (S) vorgesehen ist, and with a sealing arrangement (17) formed between the volute casing (2) and the impeller (3), which is provided to minimize a pressure loss between the pressure side (P) and the suction side (S),
dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (17) eine im Bereich der Einlassöffnung (4) angeordnete Kontaktdichtungsanordnung (18) aufweist, die einen zwischen einer Berandung (19) der Einlassöffnung (4) und dem Laufrad (3) ausgebildeten Ringspalt (20) abdichtet und die eine an dem Laufrad (3) angeordnete Dichtfläche (21 ) und wenigstens ein die Dichtfläche (21 ) kontaktierendes Dichtelement (22) aufweist, wobei das Dichtelement (22) an einer Außenseite (23) der Gehäusewandung (6) lösbar befestigt ist. characterized in that the sealing arrangement (17) has a contact sealing arrangement (18) which is arranged in the region of the inlet opening (4) and seals an annular gap (20) formed between a boundary (19) of the inlet opening (4) and the impeller (3) and which has a sealing surface (21) arranged on the impeller (3) and at least one sealing element (22) contacting the sealing surface (21), the sealing element (22) being releasably attached to an outer side (23) of the housing wall (6).
2. Hochdruckradialventilator (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (3) eine Deckscheibe (26) aufweist, mittels derer die Beschaufelung (13) axial stirnseitig abgedeckt ist, wobei die Dichtfläche (21 ) an einem der Deckscheibe (26) zugeordneten Einlaufring (27) angeordnet ist, der in Richtung der Außenseite (23) axial in und/oder durch die Einlassöffnung (4) ragt und eine Einlauföffnung (28) des Laufrads (3) berandet. 2. High-pressure radial fan (1) according to claim 1, characterized in that the impeller (3) has a cover plate (26) by means of which the blading (13) is covered axially on the end face, the sealing surface (21) on one of the cover plate (26 ) assigned inlet ring (27) is arranged, which projects axially in the direction of the outside (23) into and / or through the inlet opening (4) and borders an inlet opening (28) of the impeller (3).
3. Hochdruckradialventilator (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktdichtungsanordnung (18) ein auf der Außenseite (23) der Gehäusewandung (6) angeordnetes Dichtungsgehäuse (29) mit einem Einbauraum (30) aufweist, in dem das wenigstens eine Dichtelement (22) aufgenommen ist. 3. High-pressure radial fan (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the contact seal arrangement (18) on the outside (23) of the housing wall (6) arranged seal housing (29) with an installation space (30) in which the at least a sealing element (22) is received.
4. Hochdruckradialventilator (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsgehäuse (30) mittels mehrerer Befestigungselemente (33) lösbar auf die Außenseite (23) der Gehäusewandung (6) geflanscht ist. 4. High-pressure radial fan (1) according to claim 3, characterized in that the seal housing (30) by means of a plurality of fastening elements (33) is releasably flanged onto the outside (23) of the housing wall (6).
5. Hochdruckradialventilator (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiralgehäuse (2) einen in die Einlassöffnung (4) mündenden Saugstutzen (34) aufweist, der das Dichtungsgehäuse (29) radial und axial übergreift. 5. High-pressure centrifugal fan (1) according to claim 3 or 4, characterized in that the spiral housing (2) has a suction nozzle (34) opening into the inlet opening (4) which overlaps the sealing housing (29) radially and axially.
6. Hochdruckradialventilator (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugstutzen (34) einen innenliegenden Düsenabschnitt (36) aufweist, mittels dessen das Dichtungsgehäuse (29) gegenüber einer Strömung des anzusaugenden Fluids abgeschirmt ist. 6. High-pressure radial fan (1) according to claim 5, characterized in that the suction nozzle (34) has an internal nozzle section (36), by means of which the seal housing (29) is shielded from a flow of the fluid to be sucked.
7. Hochdruckradialventilator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dichtelement wenigstens einen Lippendichtungsring (22) aufweist. 7. High-pressure radial fan (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one sealing element has at least one lip sealing ring (22).
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