STAGE HOUSING

Abstract: A stage housing for fluid-flow machines in which no overlaps or undercuts are attached to the parts carrying fluid. <IMAGE>

Description: Beschreibung Stufengehäuse Die Erfindung betrifft ein Stufengehäuse gemäss dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Die bei radlalen und halbaxialen Strömungsmaschinen Verwendung findenden Stufengehäuse enthalten Leiträder mit mehreren Leitschaufeln, zwischen denen diffüsorförmige Räume ausgebildet sind und in denen eine Umwandlung der Strömungsenergie tn Druckenergie stattfindet. Eine entsprechende Umwandlung erfolgt in den einen grösseren Raum in Anspruch nehmenden Spiralbzw. Doppelspiralgehäusen. Die vorteilhafteren, ein kleineres Bauvolumen erfordernden Leiträder bedingen jedoch einen hohen Fertigungsaufwand, da andernfalls kein zuverlässiger Betrieb bei guten Wirkungsgrad erreichbar ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein- oder mehrstufige Strömungsmaschinen der genannten Bauart ein Stufengehäuse zu entwickeln, welches bei einfachster Herstellung einen hohen hydraulischen Wirkungsgrad gewährleistet. Die Lösung ¯ dieser Aufgabe erfolgt gemäss dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches. Das so geschaffene Stufengehäuse lässt sich erstmalig in einfachster Weise mit Hilfe von spanabhebenden Bearbeitungsmaschinen herstellen. Dadurch enffällt gegenüber der üblichen glesstechnischen Herstellungsart der Einsatz von Formwerkzeugen, Modellen, Kernen und dergleichen. Überdies ermöglicht ein so gestaltetes Stufengehäuse eine verlustarme Weiterleitung der Strömung vom Laufradaustritt zu einem nachgeschalteten Laufrad bzw. einem dort angebrachten Steigrohr. Im Gegensatz zu den bekannten Doppeispiralen, welche komplizierte Strömungswege mit Überdeckungen und Hinterschneidungen aufweisen, ermöglicht das erfindungsgemls -Stufengehäuse mit seinen beiden Leitschaufeln, der oberhalb der Leitschaufeln gelegene, sich In axialer Richtung erstreckenden Durchströmöffnung und den dahinterliegenden, durch zwei Rippen aufgeteilten fre-len Rückführraurn eine störungsfreie Strömungsführung. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung, wonach die im Rück führraum angeordneten Rippen sich zwischen dem Aussendurchmesser des Stufengehäuses und der Nabenbohrung erstrecken und im Bereich der Leitschaufelanfänge beginnen, stellen die Rippen eine sorgfältige Trennung des Rückführraumes tn zwei separate Räume sicher. Diese Räume nehmen das durch die Durchström öffnung einfliessende Medium auf und leiten es ohne störende Beeinflussung einer nächsten Stufe oder Förderleitung zu. Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, nach de die Rippen bogenförmig verlaufen, wobei zwischen den Rippen und dem Stufengehäuse ein strömungsgünmtiger Übergang ausgebildet ist, ermöglichen die bogenförmig verlaufenden Rippen eine weiche, störungsfreie Überleitung in den nachfolgenden Pumpenteil. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Trennwand auf der dem Rückführraum zugekehrten Seite eine sich zum Leitschaulelende hin erstreckende, Im Winkel zur Trennwand verlaufende Radialfläche auf. Diese einfach anzubringende Schrägfläche ermöglicht einen strömungsgünstigen Übergang von der Durchströmöffnung in den Rückführraum. Damit werden abrupte Ström ungsumlenkungen ausgeschlossen und dadurch bedingte Verwirbelungen sowie Wirkungsg radeinbussen vermieden. Der Energieumwandlung für das aus dem LauFrad austretende Medium dient eine andere Ausgestaltung der Erfindung, wonach in dem das Laufrad aufnehmenden Teil des Stufengehäuses die dem Laufrad zugekehrte, zwischen den Leitschaufelanfängen befindliche Wandung spiralförmig verläuft. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, wonach die Breite jeder Durchströmöffnung mindestens einem Achtel des Aussendurchmessers ist, ermöglicht die Verwirklichung von kleinen Aussendurchmessern. Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen die Fig. 1 eine Draufsicht auf die das Laufrad aufnehmende Seite des Stufengehäuses, die Fia. 2 einen Längsschnitt im Bereich der Durchströmöffnung und die Fig. 3 eine Einzelheit der Durchströmöffnung. Die Fig. 1 zeigt das Stufengehäuse (1) in der Draufsicht und von der Laufradseite her. Das - hier nicht dargestellte - Laufrad ist zwischen den beiden Leitschaufelanfängen (2, 3) angeordnet. Die Leitschaufeln (4, 5) und der das Laufrad aufnehmende Raum (6) sind hier aus einem metallischen Block herausgearbeitet. In radialer Richtung gesehen befindet sich oberhalb jeder Leitschaufel eine, Durchströmöffnung (7, 8). Wie die Fig. 2 zeigt, die einem Schnitt II-II aus Fig. 1 entspricht, sind die Durchströmöffnungen in einer Trennwand (9) angebracht, die das Stufengehäuse (1) in einen das Laufrad aufnehmenden Raum (6) und in einen Rückführraum (10) aufteilt. Der zwischen den Leitschaufelanfängen (2, 3) und den Durchströmöffnungen (7, 8) sich erstreckende, dem Laufrad zugekehrte Wandungsteil (11, 12) des Stufengehäuses (1) weist hier einen spiralförmigen Verlauf auf. Andere Wandformen sind durchaus denkbar. Das aus einem Laufrad austretende Medium folgt somit dieser Wandform und erreicht die Leitschaufelanfänge (2, 3). Den Leitschaufeln (4, 5) folgend, strömt das Medium durch die Durchströmöffnungen (7, 8) in den Rückführraum (10). Zwei Rippen (13, 14) halbieren den Rückführraum (10) derart, dass jeder Durchströmöffnung eine Rückführraumhälfte nachgeordnet ist. Die Rippen (13, 14) sind In der Ebene des - In Strömungsrichtung gesehenen - Anfanges jeder Durchströmöffnung angebracht. Die Rippen verlaufen bogenförmig zwischen dem Aussendurchmesser des Stufengehäuses und einer der Durchführung einer Pumpenwelle dienenden Nabenbohrung (15). Somit wird eine strömungsgünstige Überleitung zwischen dem Rückführraum und einem eventuell nachgeschalteten Laufrad bzw. einer nachgeschalteten Pumpen druckleitung erreicht. Der Verdrehsicherung des Stufengehäuses (1) dienen hier die Bohrungen (16). Die Fig. 3, die einer Schnittlinie III-III aus Fig. 1 entspricht, zeigt eine im Winkel zur Trennwand (9) verlaufende Radialfläche (17). Sie ist - In Strömungsrichtung gesehen - am Ende jeder Durchströmöffnung (7, 8) angebracht und ermöglicht eine strömungsgünstige Überleitung in den Rückführraum (10). Ein derartig ausgebildetes Stufengehäuse kann in einfachster Weise giesstechnisch, schmiedetechnisch oder bevorzugt in spanabhebender Weise hergestellt werden. Dies wird ermöglicht durch eine Ausbildung des Stufengehäuses, welches für die Strömungsführung eine Ausbildung besitzt, die keinerlei Überdeckungen oder Hinterschneldungen aufweist.

Claims: A housing stage for a single or multiple stage hydrostatic machine, in the case of which guide vanes guide the medium emerging from the impeller via partition wall into a part, which in terms of the direction of the flow is downstream from the impeller and is constituted by a return space provided with ribs, which extend in the radial direction, of the housing stage, more particularly for centrifugal pumps, in the case of which the part, which accommodates an impeller, has two guide vanes placed opposite to each other and in the part between the guide vanes and the outer diameter of the housing stage two axial extending passage openings are arranged, characterized in that the breadth (B) of the passage openings (4 and 5) is essentially equal to the length (L) of the guide vanes (4 and 5), in that the return space (10) is divided up by the ribs (13 and 14) into two separate spaces and in that the housing stage is manufactured by machining. The housing stage as claimed in claim 1, characterized in that the ribs (13 and 14) arranged in the return space (10) extend between the outer diameter of the housing stage (1) and a hub bore (15) and start adjacent to the flow-on edges of the guide vanes (2 and 3). The housing stage as claimed in claim 1 and claim 2, characterized in that the ribs (13 and 14) extend in an arcuate manner and between the ribs (13 and 14) and the housing stage (1) a transition is formed. The housing stage as claimed in the claims 1 through 3, characterized in that on the side, which faces the return space (10), the partition wall (9) has a radial surface (17) extending towards the flow-off end of the guide vane and running at an angle to the partition wall as a rear limit to the passage opening. The housing stage as claimed in the claims 1 through 4, characterized in that the part (6), which accommodates the impeller, of the housing stage (1) the wall (11 and 12), which is turned towards the impeller and is arranged between the on-flow edges of the guide vanes (2 and 3) becomes wider in the direction of flow in the form of a spiral. The housing stage as claimed in the claims 1 through 5, characterized in that the breadth of each (7 and 8) is equal to or larger than one eighth for the periphery of the housing stage.

Inventors: BECKER, KARL-HEINZ, SCHILL, JUERGEN, Schill, Jürgen
Applicants: KSB AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: F04D29
IPC codes: F04D29