DE3343752C2 - - Google Patents
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- DE3343752C2 DE3343752C2 DE19833343752 DE3343752A DE3343752C2 DE 3343752 C2 DE3343752 C2 DE 3343752C2 DE 19833343752 DE19833343752 DE 19833343752 DE 3343752 A DE3343752 A DE 3343752A DE 3343752 C2 DE3343752 C2 DE 3343752C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/04—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
- F01D5/043—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the axial inlet- radial outlet, or vice versa, type
- F01D5/048—Form or construction
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laufrad für Strömungsmaschinen mit einer Laufradwand,
daran vorgesehenen Schaufeln und einer Nabe, wobei das Laufrad aus aneinander passenden
Laufradsegmenten zusammengesetzt ist, die jeweils aus einem Laufradsegment, dessen
Kontur bei Projektion in Axialrichtung an zwei Seiten mindestens teilweise der Kontur der
Schaufeln folgt, und einer auf einer dieser Seiten angeformten Schaufel bestehen und mindestens
an der gemeinsamen Nabe befestigt sind. Ein derartiges Laufrad ist aus der GB 11 55 049
bekannt.
Das nach dieser Patentschrift hergestellte Laufrad besteht aus Segmenten, welche Überlappungsteile
aufweisen, an welchen die Verbindung zwischen den Segmenten hergestellt wird. Im
Überlappungsbereich werden die entsprechenden Teile durch Punktschweißen miteinander
verbunden. Die verwendeten Bleche können daher nur sehr dünn sein und es verbleiben an den
Schweißstellen Spalte, an welchen je nach gefördertem Medium die Gefahr der Spaltkorrosion
besteht.
Die Segmente haben durch diese Überlappungen auch eine relativ komplizierte Form.
Aus der FR- 23 05 618 ist ein geschlossenes Laufrad bekannt, welches aus im Querschnitt Z-förmigen
Elementen besteht, die bündig aneinander passen und miteinander verschweißt sind,
so daß insgesamt ein geschlossenes Laufrad entsteht. Dabei müssen Verschweißungen jedoch
von beiden Seiten des Laufrades her vorgenommen werden, was den Herstellungsvorgang vor
allem im Hinblick auf eine sonst mögliche Automatisierung komplizierter macht. Außerdem treten
während eines Verschweißungsvorganges leicht Verformungen und Spannungen an den
Segmenten auf, welche die weitere Verschweißung desselben Teiles auf der gegenüberliegenden
Seite erschweren.
Bei radial wie auch bei axial durchströmten Laufrädern werden offene Laufräder ohne Abdeckung
und geschlossene Laufräder unterschieden; bei Radialmaschinen, wie sie z. B. bei Kreiselpumpen
vorliegen, wird die Abdeckung als Deckscheibe bezeichnet.
In Fig. 1 ist ein übliches geschlossenes Laufrad 1 im Meridianquerschnitt dargestellt, das im
wesentlichen aus einer hinteren Laufradwand 2 mit daran vorgesehenen Schaufeln 3 und einer
vorderen Deckscheibe besteht. Der Eintrittsbereich für das Medium ist mit E, der Austrittsbereich
mit A bezeichnet.
Zwischen dem Eintrittsbereich E und dem Austrittsbereich A findet eine Verzögerung der
Strömung statt, die nicht zu groß werden darf, wenn z. B. Strömungsablösungen vermieden
werden sollen. Nach Pfleiderer, Die Kreiselpumpe, Springer Verlag 1961, soll die Meridiange
schwindigkeit am Austritt gleich groß wie am Schaufeleintritt oder nur wenig kleiner sein. Aufgrund
dieser Forderung ist üblicherweise die Breite bA des Schaufelrads im Austrittsbereich A kleiner
als die Breite bE im Eintrittsbereich (bA<bE).
In Fällen, in denen die durch die Innenfläche der Deckscheibe 4 hervorgerufenen Reibungsverluste
vermieden werden sollen, Verluste durch Umströmen der Schaufelkanten tolerierbar sind und
eine einfachere Herstellung angestrebt ist, wird die Deckscheibe weggelassen. Derartige offene
Laufräder werden besonders für Anwendungen eingesetzt, bei denen neben Flüssigkeiten auch
Gase mit gefördert werden sollen, oder wenn aus bestimmten Gründen eine mechanische
Bearbeitung der Innenfläche des Laufrads bzw. der Schaufeln erforderlich ist.
Eine typische Ausführungsform eines herkömmlichen offenen Laufrads ist in Fig. 2 dargestellt. Das
Laufrad 1 besteht im wesentlichen aus der Laufradwand 2 und Schaufeln 3; es ist in einem
Gehäuse 5 angeordnet. Derartige offene Laufräder ergeben nur dann einen annehmbaren
Wirkungsgrad, wenn zwischen den Vorderkanten der Schaufeln 3 und dem Gehäuse 5 ein enger
Spalt 8 eingehalten wird.
Das Gehäuse von Strömungsmaschinen mit offenem Laufrad muß daher derart präzise ausgebildet sein, daß es genau der Schaufelkontur folgt, um den erforderlichen engen Spalt
einzuhalten, was wiederum die Herstellung von Laufrad und Gehäuse kompliziert und teuer macht.
Es ist bereits bekannt, geschlossene Laufräder in Blechkonstruktion mit vorgepreßten Vor- und
Rückwänden und einzeln eingeschweißten Schaufeln herzustellen. Offene Laufräder wurden
ferner bereits durch Aufschweißen von den Schaufelwänden entsprechenden Bändern auf eine
Scheibe als Laufradwand hergestellt.
Gegenüber dem oben genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, ein Laufrad mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welches eine
einfache Formel hat und im Vergleich zu herkömmlichen Laufrädern vergleichbaren Wirkungsgrades
einfacher und billiger herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Laufrad offen ist und daß die Laufradsegmente
bündig aneinanderliegend mit der gemeinsamen Nabe und wahlweise auch miteinander entlang
der Kontur der Schaufeln verschweißt sind.
Nach einer besonders günstigen Weiterbildung ist ferner die Laufradwand so in Axialrichtung zum
Eintrittsbereich hin
geneigt bzw. gekrümmt ausgebildet, daß bei Erfüllung der oben genannten
Bedingung bA<bE die zum Eintrittsbereich hin liegenden
Vorderkanten der Schaufeln 3 im Meridianquerschnitt geradlinig
sind und in einer zur Drehachse senkrechten Ebene liegen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 3 bis 5
näher erläutert.
In Fig. 3 ist ein Laufradsegment 7 dargestellt, das aus
einem Laufradwandsegment 8 und einer damit einstückig ausgebildeten,
angeformten Schaufel 3 besteht, wobei die Kontur des
Laufradwandsegments 8 in der Draufsicht an zwei Seiten der Kontur
der Schaufeln 3 folgt. Diese Laufradsegmente 8 werden bevorzugt
aus Stahl und insbesondere Walzstahl hergestellt und mindestens
an der Nabe befestigt, insbesondere durch Schweißen.
In Fig. 4 ist ein aus Laufradsegmenten 7 aufgebautes
offenes Laufrad gemäß der Erfindung in der Draufsicht dargestellt.
Aus Fig. 4 geht hervor, daß die einzelnen Laufradsegmente
7 mit den Laufradsegmenten 8 und den Schaufeln 3
bündig aneinander liegen und so gemeinsam das offene Schaufelrad
bilden. Die Laufradsegmente 7 sind dabei mindestens an der
Nabe 9 befestigt.
In Fig. 5 ist eine besonders bevorzugte Weiterbildung
des Erfindungskonzepts dargestellt, bei der die aus den Lauf
radwandsegmenten 8 (vgl. Fig. 3 und 4) aufgebaute Laufradwand 2
des Laufrads 1 in Axialrichtung so zum Eintrittsbereich E hin
geneigt ist, daß bei Erfüllung der oben erwähnten hydrodynamischen
Bedingungen die zum Eintrittsbereich E hin liegenden Vorderkanten
6 der Schaufeln 3 im Meridianquerschnitt geradlinig sind;
sie liegen vorzugsweise in einer zur Drehachse senkrechten Ebene.
Das Laufrad ist dabei in einem Gehäuse 5 angeordnet, wobei
zwischen dem Gehäuse 5 und der Vorderkante 6 der Schaufeln 3
ein kleiner Spalt δ besteht.
Der besondere fertigungstechnische Vorteil des erfindungsgemäßen
Laufrads liegt darin, daß für jeden Durchmesser und jede
Schaufelhöhe nur ein einfaches Schnitt- und Abkantwerkzeug benötigt
wird, während bei sämtlichen bekannten Laufradkonstruktionen
Schnitt- und Stanzwerkzeuge für die Laufradwand und
die Schaufeln nötig sind.
Auch schweißtechnisch ergeben sich aufgrund des Erfindungskonzepts
erhebliche Vereinfachungen und damit Einsparungen bei
der industriellen Fertigung, da bei herkömmlichen Laufrädern zusätzlich
zu der Befestigung an der Nabe auch die Schaufeln grundsätzlich
einzeln aufgeschweißt werden müssen.
Erfindungsgemäß genügt es prinzipiell, die einzelnen Laufradsegmente
nur an der Nabe zu befestigen. Bei großen Laufradsegmenten
wird eine zusätzliche Schweißverbindung der Laufradsegmente
untereinander vorgenommen, insbesondere an der
Winkelkante der Schaufeln.
Claims (6)
1. Laufrad für Strömungsmaschinen mit einer Laufradwand (2), daran vorgesehenen
Schaufeln (3) und einer Nabe (9), wobei das Laufrad aus aneinander passenden Laufradsegmenten
(7) zusammengesetzt ist, die jeweils aus einem Laufradwandsegment (8), dessen Kontur bei
Projektion in Axialrichtung an zwei Seiten mindestens teilweise der Kontur der Schaufeln (3) folgt,
und einer auf einer dieser Seiten angeformten Schaufel (3) bestehen und mindestens an der
gemeinsamen Nabe (9) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad ein offenes Laufrad 1 ist, und daß
die Laufradsegmente (7) bündig aneinanderliegend mit der gemeinsamen Nabe (9)
verschweißt sind.
2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufradwandsegmente (8)
mit den Schaufeln (3) eines anschließenden
Laufradsegmentes (7) verschweißt sind.
3. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Laufradwandsegmenten
(8) aufgebaute Laufradwand (2) in Axialrichtung so zum Eintrittsbereich (E) hin geneigt
ist, daß bei erfüllter Bedingung bA<bE, worin bA die Breite des Austrittsbereichs A und bE die
Breite des Eintrittsbereichs E bedeuten, die zum Eintrittsbereich E hin liegenden Vorderkanten (6)
der Schaufeln (3) im Meridianquerschnitt geradlinig sind.
4. Laufrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkanten (6) der
Schaufeln (3) in einer zur Drehachse senkrechten Ebene liegen.
5. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Laufradsegmente (7) aus Walzstahl oder Gußstahl bestehen.
6. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen
Laufradsegmente (7) an den Winkelkanten der Schaufeln (3) befestigt sind.
Priority Applications (1)
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DE19833343752 DE3343752A1 (de) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | Offenes laufrad fuer stroemungsmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19833343752 DE3343752A1 (de) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | Offenes laufrad fuer stroemungsmaschinen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3343752A1 DE3343752A1 (de) | 1985-06-20 |
DE3343752C2 true DE3343752C2 (de) | 1992-09-17 |
Family
ID=6215946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833343752 Granted DE3343752A1 (de) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | Offenes laufrad fuer stroemungsmaschinen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3343752A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19707558B4 (de) * | 1997-02-26 | 2006-07-27 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Schaufelrad für eine hydrodynamische Maschine |
DE19707557B4 (de) * | 1997-02-26 | 2006-09-07 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Schaufelrad für eine von einem Medium durchströmte Maschine |
DE102006029379B3 (de) * | 2006-06-27 | 2007-10-04 | Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt | Schaufelrad |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19742023B4 (de) * | 1997-09-24 | 2006-07-13 | Beez, Günther, Dipl.-Ing. | Laufrad |
DE10211423B4 (de) * | 2002-03-15 | 2004-02-19 | Christian Dinger | Turbinenlaufrad |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3298444A (en) * | 1965-09-22 | 1967-01-17 | Budd Co | Turbine impeller assembly |
SE395515B (sv) * | 1975-03-25 | 1977-08-15 | Sonesson Pumpind Ab | Pumphjul |
-
1983
- 1983-12-02 DE DE19833343752 patent/DE3343752A1/de active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3343752A1 (de) | 1985-06-20 |
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