DE3628177C2 - Einlaufgehäuse für Strömungsmaschinen mit radialer Zuströmung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Einlaufgehäuse gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Die bisher bekannten Konstruktionen von Einlaufgehäusen, welche als Gußkonstruktionen ausgebildet sind, wurden für ideale Zuströmung entwickelt. In praxi hatte sich jedoch herausgestellt, daß den Strömungsmaschinen unterschiedliche Bauteile oder Rohrleitungselemente wie z. B. Ventile, Schieber, Kompensatoren, Rohrbögen und dgl. vorgeschaltet sind. Diese Teile haben jedoch den Nachteil, daß sie damit das innerhalb der Rohrleitung und vor der Strömungsmaschine befindliche Strömungsprofil in ungünstiger Weise beeinflussen. Da z. B. ein Pumpenhersteller vielfach keinen Einfluß auf die Ausbildung der vor einer Kreiselpumpe befindlichen Rohrleitung hat, kann es vorkommen, daß der vor der Kreiselpumpe befindliche Strömungsquerschnitt, das Strömungsprofil und der Strömungsraum des Einlaufgehäuses nicht miteinander harmonieren. Als Folge davon können Geräusche, Wirkungsgradeinbußen und bei Kreiselpumpen infolge der ungünstigeren Zuströmung ein schlechteres NPSH und dadurch Kavitationsschäden auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einlaufgehäuse zu entwickeln, welches in einfacher Weise das Entstehen der vorstehend genannten Nachteile verhindert.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches. Aufgrund der Teilung des Einlaufgehäuses besteht die Möglichkeit zur leichten Erstellung eines strömungsführenden Raumes mittels spanabhebender Bearbeitung, welcher in einfacher Weise bezüglich seiner Form an die vorhandene Rohrleitungsgeometrie und an das vor der Strömungsmaschine anzutreffende Strömungsprofil anpaßbar ist. Verbunden damit ist eine Steigerung des Wirkungsgrades, des NPSH-Verhaltens von Kreiselpumpen sowie ein wesentlich besseres Geräusch- und Schwingungsverhalten der gesamten Maschine.

In dem Buch "Fister, W.: Fluidenergiemaschinen, Band 2, Springer-Verlag, 1986, Seite 195" sind im Kapitel 10 "Radialverdichter und -pumpen" und in dessen Abschnitt 10.5 "Bemerkungen zu Fertigungsverfahren" auch zwei Möglichkeiten zur Herstellung von Laufräder aufnehmenden Spiralräumen mittels NC-Fräsen beschrieben. Jedoch wird abschließend bemerkt, daß das NC-Fräsen keine generelle Überlegenheit im Vergleich zu sonst üblichen Fertigungsverfahren für Stufenbauteile besitzt.

Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß bei einer einfachen Teilung des Einlaufgehäuses dies aus zwei Deckelteilen oder aus einem Deckel- und einem Gehäuseteil zusammengesetzt werden kann. Entsprechend der jeweiligen konstruktiven Ausbildung der Strömungsmaschine kann dabei das Deckelteil oder das Gehäuseteil mit der ersten Stufe der Strömungsmaschine verbunden sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, Deckel- oder Gehäuseteil zum festen Bestandteil der Strömungsmaschine zu machen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß das Krümmergehäuse einfach geteilt und aus einem Deckel- und Gehäuseteil zusammengesetzt ist, oder, daß das Einlaufgehäuse zweifach geteilt und aus zwei Deckelteilen und einem dazwischenliegenden Gehäuseteil besteht. Somit besteht die Möglichkeit, durch einfache Variation der jeweiligen Teile eine Vielzahl von möglichen Einlaufgehäusen auszubilden. Von entscheidender Bedeutung ist jedoch die durch die Teilung bedingte Möglichkeit, den strömungsführenden Raum des Einlaufgehäuses in einfacher spanabhebender Weise optimal anzupassen.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das oder die Deckelteile oder das Gehäuseteil Aufnahmen für strömungsführende Einsätze und/oder Wellenlagerungen aufweisen. Mittels dieser Einsätze kann eine strömungsgünstige Umströmung im Bereich der Welle erlangt werden. Gleichzeitig kann dieser Einsatz auch als Lager und Dichtungsgehäuse für die Welle ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine einfache Überprüfung bzw. einen einfachen Austausch der Lager- und Dichtungsteile. Wiederum eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Krümmergehäuse mit den Strömungsraum auskleidenden Einsätzen versehen ist. Dies kann Verwendung finden bei denjenigen Gehäusen, bei denen aufgrund des Fördermediums damit gerechnet werden muß, daß entweder eine Reaktion mit dem oder ein Materialabtrag an dem Einlaufgehäuse erfolgt. Die beispielsweise aus edleren Blechteilen bestehenden Einsätze können dabei aus einem gegenüber dem Fördermedium widerstandsfähigen Material bestehen. Andererseits erlauben diese Einsätze eine spanabhebende Bearbeitung mit großer Oberflächenrauhigkeit. Wenn beispielsweise die strömungsführende Kontur des Einlaufgehäuses mit einem Schruppfräser herausgearbeitet wurde, so daß große Oberflächenrauhigkeiten bestehen bleiben, dann kann mit Hilfe eines einfachen glattflächigen, auskleidenden Einsatzes eine erhebliche Verbesserung der Strömungsführung erlangt werden.

Weiterhin kann bei grob hergestellten Strömungsräumen der Einsatz die Strömungsführung übernehmen. Auch können evtl. bei der Herstellung auftretende Hinterschneidungen durch einen derartigen Einsatz überdeckt werden.

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

Fig. 1 ein aus zwei Deckelteilen bestehendes Einlaufgehäuse, die

Fig. 2 ein aus einem Deckelteil und einem Gehäuseteil bestehendes Einlaufgehäuse, die

Fig. 3 ein Einlaufgehäuse ähnlich Fig. 2 mit einem zusätzlichen auskleidendem Einsatz und die

Fig. 4 ein zweifach geteiltes, aus zwei Deckeln und einem Gehäuseteil bestehendes Einlaufgehäuse.

In der Fig. 1 ist ein einfach geteiltes Einlaufgehäuse gezeigt, dessen Teilungsebene zwischen den Zeichen X-X verläuft. Aufgrund der hier gewählten mittigen Teilungsebene entstehen zwei gleich starke Deckelteile 1, 2. Die Deckelteile 1, 2 sind mit Ausfräsungen 3, 4 versehen, welche den Strömungsraum des Einlaufgehäuses bilden.

Das pumpenseitige Deckelteil 1 ist direkt mit einem hier schematisch dargestellten Gehäuse 5 einer Strömungsmaschine, z. B. einer Kreiselpumpe, verbunden und weist eine Durchströmöffnung 6 auf, die den Übergang zum ersten Laufrad 7 ermöglicht. Die Welle 8 erstreckt sich durch eine in dem maschinenfernen Deckelteil 2 des Einlaufgehäuses angebrachte Bohrung hindurch. Bei dieser Variante kann das zugehörige Wellenlager an der Außenseite des maschinenfernen oder lagerseitigen Deckelteiles 2 angeschraubt werden.

Die das Fördermedium zuführende Rohrleitung 9, welche hier gestrichelt dargestellt ist, ist mit ihrem Flansch 10 direkt mit dem Krümmergehäuse verbunden. Die Ausfräsungen 3, 4 sind hier so ausgeführt, daß ein direkter störungsfreier Übergang in das Innere des Krümmergehäuses gewährleistet ist.

In den Fig. 2 bis 4 sind Varianten des Einlaufgehäuses gezeigt, wobei auf die Darstellung der Strömungsmaschine und der Zuleitung verzichtet wurde.

In der Fig. 2 ist ein einfach geteiltes Einlaufgehäuse gezeigt, welches aus einem Gehäuseteil 11 und einem Deckelteil 12 besteht. Das Deckelteil 12 ist hier plattenförmig ausgebildet und verschließt den Gehäuseteil 11, in den ein strömungsführender Raum 13 eingearbeitet ist. Die Teilungsebene X-X für das Einlaufgehäuse ist hier lagerseitig angebracht. Lagerseitig deshalb, weil das die Welle 8 tragende - hier nicht dargestellte - Lager außerhalb des Einlaufgehäuses angebracht ist. Im Deckelteil 12 ist desweiteren eine Bohrung 14 angebracht, in der ein Strömungskörper 15 angeordnet ist, der eine bessere radiale Umlenkung des Fördermediums gewährleistet.

Im Gegensatz zur Fig. 2 ist innerhalb der Fig. 3 die Teilungsebene X-X des einfach geteilten Einlaufgehäuses maschinenseitig angeordnet. Damit findet hier ein maschinenseitiger Deckelteil 21 Verwendung, welcher mit einem Gehäuseteil 22 verbunden ist. Der Strömungsraum 23 weist hier eine Auskleidung 24 auf, die aus einem widerstandsfähigerem oder besonders glattflächigem Material besteht. Der hier im Gehäuseteil 22 angeordnete Strömungskörper 25 ist zur Pumpenwelle 8 gewissermaßen asymmetrisch ausgebildet. Eine in das Gehäuseteil 22 eingesetzte oder herausgearbeitete Rippe 26 dient der weiteren Optimierung der Strömungsführung.

Die in Fig. 4 gezeigte Variante des Einlaufgehäuses besteht aus einem Gehäuseteil 31 und zwei Deckelteilen 32, 33, von denen ein Deckelteil 32 maschinenseitig und das andere Deckelteil 33 lagerseitig angeordnet ist. Das Gehäuseteil 31 weist hier ein sich über den gesamten Strömungsweg erstreckendes Leitblech 34 auf. Das lagerseitige Deckelteil 33 ist mit einem Einsatz 35 versehen, welcher gleichzeitig als Wellenschutzhülse für die Welle 8 ausgebildet ist. Desweiteren befindet sich im maschinenseitigen Deckelteil 32 ein strömungsführender Einsatz 36, mit dessen Hilfe eine einfache Anpassung an verschiedene Einlaufdurchmesser möglich ist.

Den Zusammenhalt der Einzelteile des Einlaufgehäuses können in bekannter Weise Schraubverbindungen mit zwischengelegten Dichtungen, Schweißverbindungen, Klemmverbindungen und dgl. bewirken. Die Wandflächen des jeweiligen Strömungsraumes weisen einen Verlauf auf, welcher eine optimale Zuströmung zu dem dem Einlaufgehäuse nachgeschalteten Laufrad sicherstellt. Durch die Kombination der einzelnen Teile untereinander kann in einfachster Weise eine günstige Anpassung des Einlaufgehäuses an die jeweiligen Strömungsmaschinen bzw. Einbauverhältnisse erfolgen.

Claims (6)

1. Einlaufgehäuse einer ein- oder mehrstufigen Strömungsmaschine, insbesondere Kreiselpumpe, welches dem eigentlichen Strömungsmaschinengehäuse vorangestellt ist, wobei die Welle der Strömungsmaschine innerhalb des Einlaufgehäuses angeordnet ist und das Fördermedium der Welle radial zuströmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaufgehäuse zur Anpassung an Anlageteile einfach oder zweifach geteilt ausgebildet ist, daß die Teilungsebene oder -ebenen (X-X) annähernd rechtwinklig zur Welle (8) verlaufen, daß das Einlaufgehäuse Öffnungen zur Aufnahme der Wellenlagerung und/oder strömungsführender Einsätze aufweist und daß der strömungsführende Raum des Einlaufgehäuses dazu spanabhebend erstellt ist.

2. Einlaufgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaufgehäuse einfach geteilt ausgebildet und aus zwei Deckelteilen (1, 2) zusammengesetzt ist.

3. Einlaufgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaufgehäuse einfach geteilt und aus einem Deckelteil (12, 21) und Gehäuseteil (11, 22) zusammengesetzt ist.

4. Einlaufgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaufgehäuse zweifach geteilt und aus zwei Deckelteilen (32, 33) und einem dazwischenliegenden Gehäuseteil 31 besteht.

5. Einlaufgehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Deckelteile oder das Gehäuseteil Aufnahmen für strömungsführende Einsätze (15, 25, 26, 34, 35) und/oder Wellenlagerungen aufweisen.

6. Einlaufgehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaufgehäuse mit den Strömungsraum auskleidenden Einsätzen (24) versehen ist.