DE1960870C3

DE1960870C3 - Spiral housing to accommodate the impeller of a centrifugal pump, in particular an excavator pump

Info

Publication number: DE1960870C3
Application number: DE19691960870
Authority: DE
Inventors: Peter 5161 Lendersdorf Valter
Original assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Current assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Filing date: 1969-12-04
Publication date: 1977-03-31

Description

Die Erfindung betrifft ein Spiralgehäuse aus einer verschleißfesten, harten Gußlegierung zur Aufnahme des Laufrades einer Kreiselpumpe für die Förderung sand- und kieshaltigen Wassers, insbesondere einer Baggerpumpe, das zur Aufnahme bzw. Ausbildung von Befestigungselementen für die Verbindung mit weiteren Bauteilen der Kreiselpumpe mit in das Gußgehäuse insbesondere im Bereiche von ringförmigen Befestigungszonen seiner Flanken zur Aufnahme der Gehäusedeckel und/oder des Anschlußstutzens zum Anschluß von Rohrleitungen eingebetteten bzw. eingegossenen Bauelementen aus Baustahl ausgestattet ist, wobei nach Patent 18 15 668 als eingebettete bzw. eingegossene Bauelemente durchgehende Ringe aus Baustahl vorgesehen sind, deren nach außen frei siehende Oberflächen die Auflagebereiche für die aufzunehmenden Bauteile aufweisen. Derartige Spiralgehäuse sind im Betrieb extrem hoch beansprucht. Durch Erstellung aus äußerst verschleißfestem, hartem Stahlguß oder sonderleg.ertem Guß wird die Standzeit solcher Spiralgehäuse in gewünschter Weise heraufgesetzt, und die bei derartigen Werkstoffen mit Härtewerten von 450 bis 800 HV sich ergebende Bearbeitungsschwierigkeiten werden nach dem Hauptpatent vermieden, indem durchgehende, eingebettete bzw. eingegossene Ringe aus Baustahl vorgesehen werden, deren freistehende Oberflächen sich leicht bearbeiten lassen.The invention relates to a spiral housing made of a wear-resistant, hard cast alloy for receiving of the impeller of a centrifugal pump for pumping water containing sand and gravel, in particular one Dredge pump, which is used to hold or form fastening elements for connection with other Components of the centrifugal pump with in the cast housing, especially in the area of annular fastening zones its flanks to accommodate the housing cover and / or the connection piece for connection is equipped by pipelines embedded or cast components made of structural steel, according to Patent 18 15 668 provided as embedded or cast components continuous rings made of structural steel The surfaces of which are exposed to the outside are the support areas for the components to be picked up exhibit. Such volute casings are extremely stressed in operation. By creating from extremely wear-resistant, hard cast steel or special alloy Casting, the service life of such spiral casings is increased in the desired manner, and that in such Materials with hardness values from 450 to 800 HV resulting processing difficulties are avoided according to the main patent by providing continuous, embedded or cast rings made of structural steel are provided, their free-standing surfaces can be easily edited.

In der Praxis hat es sich gezeigt, daß das Bearbeiten der Flächen der ringförmigen Bearbeitungszonen m einem geringen Bruchteil der bisher hierfür benotigten Zeit durchführbar ist; das Einbetten der erforderlichen großen Ringe durch Eingießen jedoch erfordert zusätzliche Meßnahmen. So ist zur Erzielung eines dichten, sicheren Anschlusses es förderlich, die Ringe vor dem eigentlichen Guß bis in das Gebiet der dunklen Rotglut aufzuheizen, in warmem Zustande in die Form zu bringen und den Guß anschließend sofort durchzuführen. Bereits das Aufheizen sowie der Transport der auf Glühhitze gebrachten Ringe stößt ihrer Abmessungen wegen auf Schwierigkeiten, und die Aufrechterhaltung der Temperatur verlangt einen genauen Zeitplan für den Guß. Als schwierig hat es sich weiterhin gezeigt, derartige Ringe an beiden Flanken der Form zu justieren, diese zu schließen und anschließend sofort auszugießen.In practice it has been shown that the machining of the surfaces of the annular machining zones can be carried out in a small fraction of the time previously required for this; however, embedding the required large rings by casting requires additional measurements. In order to achieve a tight, secure connection, it is beneficial to heat the rings up to the area of the dark red heat before the actual casting , to bring them into the mold in a warm state and then to carry out the casting immediately. Even the heating up and the transport of the annealed rings, because of their dimensions, encounter difficulties, and maintaining the temperature requires a precise schedule for the casting. It has also been found to be difficult to adjust such rings on both sides of the mold, to close them and then to pour them out immediately.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, bei der Erstellung von gattungsgemäßen Spiralgehäusen nach dem Hauptpatent eine Verbindung zwischen dem eigentlichen Gußgehäuse und den eingelegten Baustahl-Ringen zu schaffen, die leicht herzustellen ist und den Vorgang des Gusses nicht zusätzlich belastet. Erreicht wird dieses gemäß der Erfindung, indem die Ringe in Ausnehmungen des Spiralgehäuses eingelegt und vern.ittels von in eingegossene Kerne eingreifenden Schrauben gegen die Böden der Ausnehmungen verspannt sind. Zwischen den Ringen und den Böden der Ausnehmungen des Spiralgehäuses sind zweckmä-Big Dichtungen vorgesehen. Die Köpfe der in die Kerne eingreifenden, die Ringe verspannenden Schrauben sind vorteilhaft in den Ringen versenkt angeordnet.The invention is based on the task of creating spiral housings of the generic type the main patent a connection between the actual cast housing and the inserted structural steel rings to create that is easy to manufacture and does not burden the process of casting. Achieved this is done according to the invention by inserting the rings into recesses of the spiral housing and vern.ittels engaging in cast cores screws against the bottoms of the recesses are tense. Between the rings and the bottoms of the recesses of the spiral housing are expediently big Seals provided. The heads of the screws engaging the cores and bracing the rings are advantageously sunk in the rings.

Bewährt hat es sich, die Ringe mit Gewindelöchern zur Aufnahme von Befestigungsschrauben der Gehäusedeckel auszustatten. Als nachahmenswert wurde erkannt, die Ringe über Gewindebohrungen von in das Spiralgehäuse eingegossenen Kernen mit Durchgangslöchern auszustatten, welche ebenfalls Befestigungsschrauben für die Gehäusedeckel aufzunehmen vermögen. Derartige Durchgangslöcher können auch verwendet werden, wenn als Kerne Ankerschrauben vorgesehen sind.It has proven to be useful to have the rings with threaded holes for receiving the fastening screws of the housing cover equip. It was recognized as worth imitating that the rings were threaded into the Equip volute casing cast cores with through holes, which are also fastening screws able to accommodate for the housing cover. Such through holes can also be used if anchor bolts are provided as cores.

Die durch das Einbetten von Ringen aus weicherem Material erzielte leichte Bearbeitbarkeit der ringförmigen Befestigungszonen erlaubt es, den Ringen Dichtflä_chen und/oder Nuten zur Aufnahme von Dichtelementen zuzuweisen, wie dies im Hauptpatent eingehend erläutert ist. Die Ringe können auch .stufenartig abgesetzt ausgebildet sein, so daß sie als eine Seite bzw. Dichtfläche einer Labyrinthdichtung wirken.The achieved by embedding rings of softer material easy machinability of the annular attachment zones makes it possible to assign the rings Dichtflä _c hen and / or grooves for receiving sealing elements, as is explained in detail in the parent patent. The rings can also have a stepped design so that they act as one side or sealing surface of a labyrinth seal.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung an Hand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigt hierbeiIn detail, the features of the invention are based on the description of an embodiment in Connection with this illustrative drawings explained. It shows here

Fig. 1 einen Schnitt durch die Symmetrie-Ebene eines aus einer harten Gußlegierung hergestellten, eingebettete Kerne aufweisenden Spiralgehäuses,Fig. 1 is a section through the plane of symmetry of a made of a hard cast alloy, spiral housing having embedded cores,

F i g. 2 einen hierzu quer geführten, durch die Achse und die Symmetrie-Ebene begrenzten Schnitt undF i g. 2 a transverse to this, through the axis and the plane of symmetry bounded section and

F i g. 3 einen ähnlichen, angular versetzten Schnitt durch einen Abschnitt der Gußwand des Spiralgehäuses mit eingebettetem Kern und einem verspannten Baustahl-Ring mit von dem der Fig.2 abweichenden QuerschnittF i g. 3 shows a similar, angularly offset section through a section of the cast wall of the volute casing with an embedded core and a braced one Structural steel ring with a cross-section that differs from that of FIG

In F i g. 1 ist der Körper eines Spiralgehäuses t einer Baggerpumpe gezeigt, der aus einer außerordentlich harten, verschleißfesten und daher äußerst schwer zu bearbeitenden StahlguBlegierung besteht. Entlang einer Ringzone sind in die Stahlgußlegierung Kerne 2 eingebettet, die aus weicherem Material, beispielsweise Baustahl, bestehen. Der Anschlußstutzen 3 ist in aus dem Hauptpatent bekannter Weise mit einem angegossenen Ring 4 ausgestattet, der ebenfalls aus Baustahl besteht Die innige Verbindung mit der Stahigußlegierung des Spiralgehäuses 1 wird durch eine Nut 5 des Ringes 4 bewirkt, in welche die Stahlgußlegierung eingreift.In Fig. 1 is the body of a volute t one Dredge pump shown, which is made of an extremely hard, wear-resistant and therefore extremely difficult to machining cast steel alloy. Along one Ring zone are embedded in the cast steel alloy cores 2, which are made of softer material, for example Structural steel. The connection piece 3 is in a manner known from the main patent with a cast Ring 4 equipped, which also consists of structural steel. The intimate connection with the cast steel alloy of the The volute casing 1 is produced by a groove 5 in the ring 4, in which the cast steel alloy engages.

Wie F i g. 2 zeigt, sind die Kerne 2 auf dem Grunde einer Ausnehmung 6 des Spiralgehäuses 1 vorgesehen und vom Gehäuseinnern her durch die harte Stahlgußlegierung überdeckt. Die Kerne 2 sind mit Innengewinden ausgestattet In der Schnittebene der F i g. 2 ist in den gezeigten Kern eine Schraube 7 eingesetzt, mittels deren der Ring 8 fest gegen den Boden der Ausnehmung 6 verspannt ist. Der Kopf der mit einem Innen:, echskant ausgestatteten Schraube ist versenkt angeordnet, so daß die Bearbeitung des Ringes im auf das Spiralgehäuse 1 aufgespanntem Zustande keine Schwierigkeiten bereitet. Der Ring 8 ist an seiner dem Spiralgehäuse 1 zugewandten äußeren Kante abgeflacht ausgeführt, und in dem zwischen der äußeren Eckkante der Ausnehmung 6 und der Abflachung 9 gebildeten Räume ist eine Dichtung 10 vorgesehen, welche beim Verspannen des Ringes 8 ihrerseits unter Druck gesetzt und verformt wird, so daß sie die verhältnismäßig rauhe Gußoberfläehe der Ausnehmung 6 gegen den Ring 8 abzudichten vermag.Like F i g. 2 shows, the cores 2 are provided on the bottom of a recess 6 in the spiral housing 1 and covered from the inside of the housing by the hard cast steel alloy. The cores 2 have internal threads equipped In the section plane of FIG. 2, a screw 7 is inserted into the core shown, by means of the ring 8 of which is firmly braced against the bottom of the recess 6. The head of the with an inside :, hexagonal equipped screw is countersunk so that the machining of the ring in on the volute casing 1 no difficulties in the tense state. The ring 8 is on its volute casing 1 facing outer edge executed flattened, and in the between the outer corner edge of the recess 6 and the flat 9 formed spaces is provided a seal 10, which when bracing the Ring 8 is in turn placed under pressure and deformed so that they the relatively rough Gußoberfläehe the recess 6 is able to seal against the ring 8.

Als wesentlich hat es sich bei der erfindungsgemäßen Ausführung gezeigt, daß es nicht erforderlich ist die Stahlgußlegierung des Spiralgehäuses 1 zu bearbeiten. Das Verspannen des Ringes 8 kann auf der Gußfläche des Bodens der Ausnehmung selbst vorgenommen werden, ohne daß besondere Glättungs- oder andere Vorarbeiten erforderlich wären. Der Sitz wird im wesentlichen durch die Schrauben 7 bzw. deren Angriffskraft gesichert, während das Abdichten durch besondere Dichtungen bewirkt wird. Bei einer alternativen Ausführung wird das Verspannen des Ringes 8 nicht direkt auf der Gußoberfläche vorgenommen, sondern zwischen dem Boden der Ausnehmung 6 und der aufliegenden Fläche des Ringes wird eine scheibenartige Dichtung großer Breite verwendet in welche beim Verspannen vorstehende Teile der Gußoberfläche einzudringen vermögen, und die die kleinen Vertiefungen der Gußoberfläche auszufüllen vermag. Die < >° anschließende Bearbeitung zur Schaffung sauberer, ringförmiger Befestigungszonen für die Gehäusedeckel betrifft dann ausschließlich eine Nacharbeit des Ringes 8, die keine Schwierigkeiten bietet, da dieser Ring aus weicherem Material, nämlich aus Baustahl, besteht. Es ist daher auch ohne weiteres möglich, die Befestigungszone mit umlaufenden Paßrippen 11 oder Dichtwülsien auszustatten, die zur sicheren Aufnahme des Gehäusedeckels sowie von den Ring gegen diesen abdichtenden Elementen nunmehr angeordnet werden können. Der Konstrukteur ist in der Behandlung des Profiles der Befestigungszonen, abweichend von der bisherigen Übung, welche die Bearbeitung oines äußerst harten Werkstoffes erforderlich machte, nunmehr weitgehend frei, da das in der Befestigungszone erfindungsgemäß gebotene Material der Bearbeitung keinen außergewöhnlichen Widerstand entgegensetzt.As essential it has been shown in the embodiment according to the invention that it is not necessary To edit cast steel alloy of the spiral housing 1. The clamping of the ring 8 can be done on the casting surface the bottom of the recess itself can be made without any special smoothing or other Preliminary work would be required. The seat is essentially by the screws 7 or their Attack force secured, while the sealing is effected by special seals. With an alternative Execution, the clamping of the ring 8 is not made directly on the cast surface, but between the bottom of the recess 6 and the surface of the ring resting on it is a disk-like Large width seal used in which parts of the cast surface protruding when braced able to penetrate, and which is able to fill the small depressions in the casting surface. The < > ° subsequent processing to create clean, ring-shaped fastening zones for the housing cover then only concerns a reworking of the ring 8, which does not present any difficulties, since this ring is out softer material, namely structural steel. It is therefore also easily possible to provide the fastening zone with circumferential fitting ribs 11 or sealing beads equip the secure reception of the housing cover and the ring against this sealing Elements can now be arranged. The designer is in the treatment of the profile of the Fastening zones, deviating from the previous exercise, which the processing oines extremely hard Made material required, now largely free, since the invention in the fastening zone The material offered does not offer any exceptional resistance to the processing.

Die Befestigung der Gehäusedeckel auf dem Ring 8 kann durch Schrauben erfolgen, welche in Gewindelöcher des Ringes fassen. Es hat sich aber auch bewährt, mindestens einen Teil dieser Befestigungsschrauben 12 durch Durchgangslöcher 13 eines solchen Ringes 14 greifen zu lassen und im Muttergewinde eines im Spiralgehäuse 15 eingebetteten Kernes 16 zu befestigen. In F i g. 3 ist der Ausschnitt eines Ringes 14 gezeigt, der derart von einer Schraube 12 bzw. einem Schraubbolzen durchgriffen wird. Die Anordnung von verspannenden und durchgreifenden Schrauben bzw. Schranbbolzen kann alternierend getroffen sein. Es ist aber auch beispielsweise möglich, jeweils nur mit den mittleren Kernen 2 der F i g. !,die vier Gruppen zu je drei Kernen 2 aufweist, den Ring 8 der F i g. 2 vermittels von Schrauben 7 zu verspannen, während jeweils die beiden äußeren Kerne 2 einer Dreiergruppe von Kernen der F i g. 1 Schrauben bzw. Schraubbolzen aufnehmen, welche den Ring 8 durchgreifen und zur Befestigung eines Gehäusedeckels dienen, wie dies an Hand der F i g. 3 veranschaulicht ist.The attachment of the housing cover on the ring 8 can be done by screws which are in threaded holes of the ring. However, it has also proven useful to use at least some of these fastening screws 12 through holes 13 of such a ring 14 to grab and in the nut thread of an im Spiral casing 15 embedded core 16 to be attached. In Fig. 3 shows the section of a ring 14 which such by a screw 12 or a screw bolt is penetrated. The arrangement of bracing and penetrating screws or cabinet bolts can be taken alternately. But it is also possible, for example, only with the middle ones Cores 2 of FIG. !, the four groups of three cores each 2, the ring 8 of FIG. 2 to clamp by means of screws 7, while each of the two outer cores 2 of a group of three cores of FIG. 1 pick up screws or bolts, which reach through the ring 8 and serve to attach a housing cover, as shown in the hand of the F i g. 3 is illustrated.

Der Ring 14 der Fig. 3 weicht im Querschnitt vom Ring 8 der Fig. 2 ab: Er ist menrfach stufenförmig abgesetzt, so daß einerseits umlaufende Paßflächen gebildet werden, welche einen angepaßten Gehäusedekkel sicher zu halten vermögen, während andererseits dessen angepaßte Auflageflächen im Verrein mit den Stufenflächen 17des Ringes Heine Labyrinth-Dichtung bilden, welche den Ring gegen den aufzusetzenden Gehäusedeckel abdichtet. Auch hier zeigt sich, daß eine so freizügige Gestaltung nur möglich ist, wenn auf den eigentlichen Körper des Spiralgehäuses 1 als Befestigungszone zur Aufnahme des Gehäusedeckels verzichtet wird und die zu bearbeitende Zone durch einen besonderen Ring aus weicherem Material, beispielsweise Baustahl, gebildet wird. Die erfindungsgemäße Anordnung eines verspannten und abgedichteten Ringes ergibt alle Vorteile der leichten Bearbeitbarkeit des Aufnahmebereiches der Gehäusedeckel, ohne daß es erforderlich ist, derartige Ringe vorgeheizt in Gußformen einzubringen.The ring 14 of FIG. 3 differs in cross section from Ring 8 of Fig. 2 from: It is set off several times in steps, so that on the one hand circumferential mating surfaces are formed, which are able to hold an adapted housing cover securely, while on the other hand its adapted bearing surfaces in conjunction with the step surfaces 17 of the ring Heine labyrinth seal form, which seals the ring against the housing cover to be put on. Here, too, it can be seen that a such a revealing design is only possible when on the actual body of the spiral housing 1 as a fastening zone to accommodate the housing cover is dispensed with and the zone to be processed by a special ring of softer material, such as structural steel, is formed. The inventive Arrangement of a tensioned and sealed ring gives all the advantages of easy machinability of the receiving area of the housing cover without it being necessary to preheat such rings in Bringing molds.

Grundsätzlich ist es möglich, auch den Anschlußstutzen 3 mit einem verspannten Ring auszustatten. Es hat sich aber gezeigt, daß das Einbringen eines einzelnen Ringes geringerer Abmessungen in vorerhitztem Zustande in eine Form nicht die Schwierigkeiten bietet, welche sich bei zwei respektive drei Ringen ergeben, von denen zwei wesentlich größere Abmessungen aufweisen. Oft ist dei Querschnitt des Ringes 4 auch derart gering, daß auf eine besondere bzw. intensive Vorerwärmung verzichtet werden kann.In principle, it is also possible to equip the connecting piece 3 with a clamped ring. It has but it has been shown that the introduction of a single ring of smaller dimensions in preheated Conditions in a form that does not offer the difficulties that arise with two or three rings, two of which have much larger dimensions. Often the cross-section of the ring 4 is also so low that special or intensive preheating can be dispensed with.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims

1. Volute casing made of a wear-resistant, hard cast alloy to accommodate the impeller of a Centrifugal pump for pumping sand and gravel Water, in particular an excavator pump, which is used to hold or form fastening elements for the connection with other components of the centrifugal pump with in the cast housing in particular in the area of the annular fastening zones of its flanks to accommodate the housing cover and / or the connection piece for the connection of pipelines embedded or cast Components made of structural steel is equipped, as embedded or cast components Continuous rings made of structural steel are provided, the surfaces of which are exposed to the outside have the support areas for the components to be picked up, according to patent 18 15 668, dad u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t that the rings (8,14) inserted into recesses (6) of the spiral housing (1) and by means of cores cast in ck 16) engaging screws (7) against the bottoms the recesses are braced.

2. Spiral casing according to claim I, characterized in that between the rings (8, 14) and seals (10) are provided on the bearing surfaces of the recesses (6).

3. Spiral casing according to claim 1 or 2, characterized in that the heads of the screws (7) in the rings (8) are provided sunk.

4. Spiral casing according to Claims 1 to 3, characterized in that the rings (8) are threaded holes for receiving fastening screws for housing cover.

5. Volute casing according to claims 1 to 4, characterized in that the rings (8, 14) over Threaded bores of cast-in cores (2, 16) through holes (13) for the implementation of Have fastening screws (12) for the housing cover.

6. volute casing according to claims 1 to 5, characterized in that the rings (8, 14) sealing or Have mating surfaces, beads (11) and / or grooves for receiving sealing elements.

7. spiral housing according to claims 1 to 6, characterized in that the rings (14) step-like have separate sealing surfaces (17) that act as one side of a labyrinth seal.