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(11) |
EP 0 516 637 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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14.09.1994 Patentblatt 1994/37 |
(22) |
Anmeldetag: 01.02.1991 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)5: F04D 29/42 |
(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP9100/190 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 9113/260 (05.09.1991 Gazette 1991/21) |
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(54) |
SPIRALGEHÄUSE IN BLECHBAUWEISE
SPIRAL HOUSING MADE OF SHEET STEEL
BOITIER HELICOIDAL EN TOLE
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LI LU NL SE |
(30) |
Priorität: |
22.02.1990 DE 4005640
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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09.12.1992 Patentblatt 1992/50 |
(73) |
Patentinhaber: KSB Aktiengesellschaft |
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67227 Frankenthal (DE) |
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Erfinder: |
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- SCHERER, Rolf
D-6717 Hessheim (DE)
- STARKE, Jörg
D-6509 Eppelsheim (DE)
- LOVISETTO, Primo
I-36100 Vicenza (IT)
- MATTEAZZI, Giuliano, Franco
I-36031 Dueville (IT)
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(56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A- 2 047 501 DE-A- 4 001 383
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DE-A- 3 008 672
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Spiralgehäuse gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
[0002] Bei Kreiselpumpen radialer und halbaxialer Bauart finden häufig Spiralgehäuse Anwendung.
Diese lassen sich bei einer Gußkonstruktion leicht, bei Gehäusen in Blechbauweise
jedoch schwer herstellen. Bedingt durch die bei der Blechbauweise dominierende Tiefziehtechnik
können in radialer Richtung sich erstreckende, über den Umfang eine zunehmende Querschnittserweiterung
aufweisende Spiralgehäuse kaum geformt werden. Eine Lösung hierzu zeigt die DE-OS
20 47 501, bei der dem Laufrad einer Kreiselpumpe ein Gehäuse mit einem einfach herzustellenden
Ringraum nachgeordnet ist. Ein druckseitig angeordneter Gehäusedeckel verfügt über
eine sich in axialer Richtung erstreckende Spiralform, wodurch sich nach vollendeter
Montage ein in axialer Richtung verändernder Spiralraum ergibt. Hierbei handelt es
sich jedoch um eine Kompromißlösung, deren Effektivität mit einer sich radial erstreckenden
Spiralform nicht vergleichbar ist. Insbesondere bei Laufrädern höherer spezifischer
Drehzahl haben sich bei Pumpengehäusen mit radial verlaufender Spirale deutliche hydraulische
Vorteile herauskristallisiert.
[0003] Eine andere Lösung zeigt die DE-OS 30 08 672. In ein Ringraumgehäuse wird eine aus
einem Rohr geformte Spirale eingelegt, wodurch innerhalb des Ringraumgehäuses ein
Spiralraum entsteht. Abstützelemente verbinden den Spiralraum mit dem umgebenden flüssigkeitsdichten
Ringraumgehäuse. Diese Bauart ist sehr materialintensiv und aufwendig in der Herstellung.
[0004] Das DE-GM 18 92 493 zeigt ein Spiralgehäuse, welches aus zwei in der Draufsicht halbkreisförmigen
Gehäusehälften mit unterschiedlichen Radien besteht und um die Differenz ihrer Halbmesser
gegeneinander versetzt montiert sind. An den aneinanderstoßenden Kanten erfolgt eine
Schweißverbindung. Durch entsprechende Montage des Laufrades ergibt sich ein Spiralraum.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine aus spanlos geformten Bauteilen
gefertigte Kreiselpumpe ein in wenig aufwendiger Weise herstellbares Spiralgehäuse
zu entwickeln. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des
Hauptanspruches.
[0006] Somit kann der als separates Bauteil ausgebildete Spiralraum mit einem einheitlichen
Innendurchmesser versehen werden, der es erlaubt, den Spiralraum an einem beispielsweise
topfförmig gezogenen Pumpengehäuse anzubringen und im Bereich des Laufradaustrittes
zu befestigen. Hierzu sehen Ausgestaltungen der Erfindung vor, daß das Pumpengehäuse
in einem dem Laufradaustritt gegenüberliegenden Gehäusebereich mit einer oder mehreren
Öffnungen versehen ist und daß der Spiralraum die Öffnungen umhüllt und dicht mit
dem Pumpengehäuse verbunden ist und daß der Spiralraum auf das Pumpengehäuse aufgeschoben
ist.
[0007] Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Spiralraum zwischen zwei,
beiderseits des Laufrades befindlichen Pumpengehäuseteilen angeordnet und dicht mit
diesen verbunden.
[0008] Das Pumpengehäuse kann hierbei als Topfgehäuse mit oder ohne angeformten Saugstutzen
geformt werden und vor oder hinter der Laufradebene durch einen Schneidvorgang in
zwei Teile getrennt werden. Die einander zugekehrten Schnittstellen des Topfgehäuses
lassen sich dann in bekannter Weise mit den in radialer Richtung verlaufenden Seitenwänden
des Spiralraumes verbinden.
[0009] Die Ansprüche 5 bis 8 beschreiben Ausgestaltungen, die die Herstellung des Spiralraumes
zum Gegenstand haben. Der Spiralraum kann als ein- oder mehrteiliges gürtelförmiges
Bauteil um das eigentliche Pumpengehäuse herum gelegt werden. Und die Ausgestaltungen
der Ansprüche 9 bis 12 betreffen die Pumpengehäuse-Ausbildung.
[0010] Im Bereich des Spiralraumes sind die saug- und druckseitigen Gehäuseteile durch axial
verlaufende Stege miteinander verbunden. Auch ist es möglich, die Stege als eigenständige
Bauteile über den Umfang des Gehäuses verteilt sowie saug- und druckseitige Gehäuseteile
miteinander verbindend anzuordnen. Auch können die Stege Bestandteil eines einteiligen,
saug- und druckseitige Gehäuseteile aufweisenden Pumpengehäuses sein. Die Stege können
aber auch Zwischenraum zwischen mehreren eingestanzten Öffnungen für den Durchtritt
des Strömungsmediums sein. Zur besseren Strömungsführung können die Stege gegenüber
einer Umfangstangenten mit einem Anstellwinkel versehen sein.
[0011] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden
im folgenden näher beschrieben. Die
- Fig. 1 und 2
- zeigen Schnitte durch die Längsachse von Spiralgehäusen, die
- Fig. 3
- einen Schnitt quer zur Drehachse durch das Spiralgehäuse und die
- Fig. 4 bis 9
- verschiedene Ausbildungen der Verbindungen des Pumpengehäuses im Bereich des Spiralraumes.
[0012] Die Fig. 1 zeigt ein Spiralgehäuse im Schnitt. Dies besteht in dem gezeigten Beispiel
aus einem saugseitigen Pumpengehäuseteil (1), an dem gleichzeitig ein Saugstutzen
(2) angeformt ist. Zur Verbindung mit einer Rohrleitung verfügt der Saugstutzen (2)
über einen Anschlußflansch (3). Ein druckseitiger Pumpengehäuseteil (4) ist mit weiteren
Flanschflächen (5) zur Verbindung mit einem hier nicht dargestellten Lagerstuhl, Blockmotor
oder dgl. versehen. Das saugseitige und druckseitige Pumpengehäuseteil (1, 4) sind
jeweils als rotationssymmetrische Tiefziehteile herstellbar. Es ist auch ohne weiteres
möglich, das Teil (1) und (4) als ein einteiliges Tiefziehteil herzustellen, welches
dann im Bereich der Stirnfläche (6) zur Bildung eines Flüssigkeitsaustrittes aufgetrennt
wird. Das dadurch gebildete zweite Gehäuseteil, nämlich das druckseitige Pumpengehäuseteil
(4) wird mit Abstand zum saugseitigen Gehäuseteil (1) montiert und die Verbindung
zwischen beiden Teilen erfolgt durch einen separat erstellten Spiralraum (7). Mit
Hilfe umlaufender Schweißnähte (8, 9) erfolgt die Verbindung der Teile untereinander.
Somit kann die Eintrittsöffnung (10) in den Spiralraum (7) in einfachster Weise durch
entsprechende Positionierung der Teile zueinander erreicht werden.
[0013] Wie den weiter unten aufgeführten Figuren 4 bis 9 zu entnehmen ist, kann die Eintrittsöffnung
(10) in den Spiralraum (7) auch aus mehreren Eintrittsöffnungen (10) bestehen, die
über den Umfang zueinander verteilt angeordnet werden und zwischen sich einen Zusammenhalt
unterstützende Stege ausbilden.
[0014] Die in der Fig. 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich zu der Fig. 1 dadurch,
daß hier der Spiralraum (7) zwischen zwei Pumpengehäuseteilen (1, 4) angeordnet und
mit diesen verbunden ist.
[0015] Die Fig. 3 entspricht einer Ansicht gemäß der Linie III-III aus Fig. 1. Der mit einem
über den Umfang veränderlichen Querschnitt versehene Spiralraum (7) ist in diesem
Ausführungsbeispiel in der Weise gebildet worden, daß ein bandförmiges Teil mit zunehmendem
U-förmigem Querschnitt geformt wurde, an dessen Enden (11, 12) zwei den Druckstutzen
(13) bildende Halbschalen angeformt sind. Diese werden entlang der Trennfuge (14)
schweißtechnisch miteinander verbunden. Der so gebildete Spiralraum (7) kann auf dem
Außendurchmesser des saug- und/oder druckseitigen Pumpengehäuseteiles (1, 4) angebracht
und dort mittels bekannter Techniken befestigt werden. An dem Druckstutzen (13), dessen
Querschnitt sich diffusorförmig erweitert, sind in einfachster Weise Anschlußflansche
(15), vgl. Fig. 1, anbringbar.
[0016] Die Fig. 4 zeigt eine Abwicklung des Bereiches der Eintrittsöffnung (10) in dem Spiralraum
(7) welche sich zwischen den saug- und druckseitigen Pumpengehäuseteilen (1, 4) befindet.
Letzterer werden durch mehrere im Abstand zueinander angeordnete und die Eintrittsöffnung
(10) überbrückende Stege (16) verbunden. Letztere sind in diesem Ausführungsbeispiel
mit den Gehäuseteilen verschweißt, es ist aber auch jede andere bekannte Befestigungsart
verwendbar.
[0017] Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der die saug- und druckseitige Gehäusehälften
(1, 4) Bestandteil eines einzigen Gehäuses sind. Die Durchtrittsöffnungen (10) für
das aus dem Laufrad austretende Fördermedium sind hierbei durch rechteckige Ausstanzungen
entstanden, welche über den Umfang verteilt und mit Abstand zueinander angeordnet
sind. Zwischen den Öffnungen (10) verbleibende Stege (16) dienen der Gehäuseversteifung.
[0018] Eine andere Art der Ausstanzungen für die Durchtrittsöffnungen (10) zeigt die Fig.
6. Die Öffnung (10) ist U-förmig ausgebildet, wodurch neben den Stegen (16) ein zungenähnliches
Element (17) bestehen bleibt.
[0019] Wie dem Schnitt in Fig. 7 zu entnehmen ist, können die Zungen (17) hochgebogen werden,
so daß ein aus dem Laufrad ausströmendes Fördermedium in geleiteter Form durch die
Durchtrittsöffnungen (10) hindurchströmt.
[0020] Eine Abart hiervon zeigt die Fig. 8. Die Ausstanzungen für die Durchtrittsöffnung
(10) weisen hier eine H-förmige Kontur auf. Somit entstehen zwei Zungen (17, 18),
welche gemäß dem Schnitt in Fig. 9 nach innen und außen gebogen werden können, um
somit eine noch bessere Führung bzw. leitradähnliche Gestaltung zu erhalten.
1. Spiralgehäuse für eine Kreiselpumpe in Blechbauweise, bestehend aus einem einem Laufrad
nachgeordneten, als eigenständiges Bauteil ausgebildeten Spiralraum und einem den
Spiralraum positionierenden Pumpengehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Spiralraumes (7) dem Außendurchmesser des Pumpengehäuses
(1, 4) entspricht und der Außendurchmesser des Pumpengehäuses (1, 4) unwesentlich
größer als der Außendurchmesser des Laufrades ausgebildet ist.
2. Spiralgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (1, 4)
in einem dem Laufradaustritt gegenüberliegenden Gehäusebereich mit einer oder mehreren
Öffnungen (10) versehen ist und daß der Spiralraum (7) die Öffnungen (10) umhüllt
und dicht mit dem Pumpengehäuse (1, 4) verbunden ist.
3. Spiralgehäuse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralraum
(7) auf das Pumpengehäuse (1, 4) aufgeschoben ist.
4. Spiralgehäuse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralraum
(7) zwischen zwei, beiderseits des Laufrades befindlichen Pumpengehäuseteilen (1,
4) angeordnet und dicht mit diesen verbunden ist.
5. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Spiralraum (7)
ein aufgetrenntes Ringelement bildet, dessen Trennebene (14) im Bereich des Druckstutzens
(13) liegt.
6. Spiralgehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den einander gegenüberliegenden
Enden (11, 12) des Ringelementes druckstutzenbildende Ausformungen angebracht sind.
7. Spiralgehäuse nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (11,
12) des Ringelementes mit einem den Druckstutzen bildenden Formteil verbunden sind.
8. Spiralgehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, jeweils
einen zunehmenden U-förmigen Querschnitt aufweisende und miteinander verbundene Segmente
den Spiralraum (7) bilden.
9. Spiralgehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß beiderseits des Laufrades befindliche Pumpengehäuseteilen (1, 4) durch über den
Umfang verteilt angeordnete Stege (16) miteinander verbunden sind.
10. Spiralgehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (16) als eigenständige
Bauteile ausgebildet sind.
11. Spiralgehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang des Pumpengehäuses
(1, 4) verteilt und im Bereich des Laufradaustrittes sowie des Spiralraumes (7) angeordnete
Öffnungen (10) zwischen sich Stege (16) ausbilden.
12. Spiralgehäuse nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege
(16) gegenüber einer am Umfang anliegenden Tangente einen Anstellwinkel aufweisen.
1. A spiral housing for a centrifugal pump of sheet metal construction consisting of
a spiral chamber, which is arranged downstream from an impeller and is in the form
of an independent component, and a pump housing positioning the spiral chamber, characterized
in that the internal diameter of the spiral chamber (7) is equal to the external diameter
of the pump housing and the external diameter of the pump housing (1 and 4) is insubstantially
larger than the external diameter of the impeller.
2. The spiral housing as claimed in claim 1, characterized in that in a housing part
opposite to the outlet of the impeller the pump housing (1 and 4) is provided with
one or more opening (10) and in that the spiral chamber (7) is placed around the openings
(10) and is sealingly connected with the pump housing (1 and 4).
3. The spiral housing as claimed in claim 1 and claim 2, characterized in that the spiral
housing (7) is slipped over and onto the pump housing (1 and 4).
4. The spiral housing as claimed in claim 1 and claim 2, characterized in that the spiral
chamber (7) is arranged between two pump housing parts (1 and 4) located on the two
sides of the impeller and is sealingly connected with the same.
5. The spiral housing as claimed in claims 1 through 4, characterized in that a severed
ring element constitutes the spiral chamber (7), the plane (14) of separation of the
element being adjacent to the delivery connect (13).
6. The spiral housing as claimed in claim 5, characterized in that the mutually opposite
ends (11 and 12) of the ring element have recesses formed therein which constitute
the delivery connection of the pump.
7. The spiral housing as claimed in claims 5 and 6, characterized in that the ends (11
and 12) of the ring element are connected with a molded part constituting the delivery
connection.
8. The spiral housing as claimed in the claims 1 through 4, characterized in that a plurality
of segments, which each have a widening U-like cross section and are connected together,
constitute the spiral chamber (7).
9. The spiral housing as claimed in any one of the preceding claims 1 through 8, characterized
in that pump housing parts (1 and 4) located on either side of the impeller are connected
together by ribs (16) which are distributed along the periphery and are connected
together.
10. The spiral housing as claimed in claim 9, characterized in that the ribs (16) are
constituted by independent components.
11. The spiral housing as claimed in claim 9, characterized in that openings (10) are
provided which are distributed adjacent to the impeller outlet and the spiral housing
(7), between which the ribs (16) are formed.
12. The spiral housing as claimed in claims 9 through 11, characterized in that the ribs
(16) are set at an angle of attack in relation to a tangent to the periphery.
1. Colimaçon pour une pompe circulaire de construction en tôle comprenant une chambre
en volute en aval d'une roue de construction indépendante et un boîtier de pompe positionnant
la chambre en volute caractérisé en ce que le diamètre interne de la chambre en volute
(7) correspond au diamètre externe du boîtier de la pompe (1, 4) et en ce que le diamètre
externe du boîtier de la pompe (1, 4) est légèrement supérieur au diamètre externe
de la roue.
2. Colimaçon selon la revendication 1 caractérisé en ce que le boîtier de la pompe (1,
4) est muni d'une ou de plusieurs ouvertures (10) dans la zone du boîtier opposée
à la sortie de la roue et que la chambre en volute (7) enveloppe les ouvertures (10)
et qu'elle est reliée étroitement au boîtier de la pompe (1, 4).
3. Colimaçon selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la chambre en volute
(7) est poussée sur le boîtier de la pompe (1, 4).
4. Colimaçon selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la chambre en volute
(7) est placée entre deux pièces du boîtier de la pompe (1, 4) situées de chacun des
côtés de roue et est étroitement reliée à celles-ci.
5. Colimaçon selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la chambre en volute
(7) forme un élément annulaire découpé dont le plan de séparation (14) est situé dans
la zone de la tubulure de refoulement (13).
6. Colimaçon selon la revendication 5 caractérisé en ce que des pièces moulées formant
la tubulure de refoulement sont placées aux extrêmités opposées (11, 12) de l'élément
annulaire
7. Colimaçon selon les revendications 5 et 6 caractérisé en ce que les extrêmités (11,
12) de l'élément annulaire sont reliées à une pièce moulée formant la tubulure de
refoulement.
8. Colimaçon selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que plusieurs segments
ayant chacun une section croissante en U et reliés entre eux forment la chambre en
volute (7).
9. Colimaçon selon une ou plusieurs des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que des
pièces du boîtier de la pompe (1, 4) situés de chaque côté de la roue sont reliées
entre elles par des barrettes (16) réparties sur la circonférence.
10. Colimaçon selon la revendication 9 caractérisé en ce que les barrettes (16) sont des
éléments de construction indépendants.
11. Colimaçon selon la revendication 9 caractérisé en ce que des ouvertures (10) réparties
sur la circonférence du boîtier de la pompe (1, 4) et placées dans la zone de sortie
de le roue ainsi que de la chambre en volute (7) forment, entre elles, des barrettes
(16).
12. Colimaçon selon les revendications 9 à 11 caractérisé en ce que les barrettes (16)
forment avec une tangente à la circonférence un angle d'incidence.