Technisches Gebiet:
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Aufbau
einer Rohrverbindung an beiden oder einer der Ansaug- und
Auslaßöffnungsseiten einer Pumpe, die aus einer
Stahlplatte bzw. einem Stahlblech, z.B. einem rostfreien
Stahlblech gefertigt wurde.
Technischer Hintergrund:
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Eine typische konventionelle Rohrverbindung einer Pumpe,
die aus einem Stahlblech gefertigt wurde, hat einen
Aufbau, sowie den, der in Figur 1 gezeigt ist. An der
Auslaßseite ist ein Rohrverbindungsflansch 2, der eine
Auslaßöffnung 2a hat, an einen Auslaßöffnungsteil
geschweißt, der im äußeren Oberflächenteil 1a eines
Gehäusekörpers 1 vorgesehen ist, und eine dickwandige
Eisenplatte 3 ist an die Rückseite der Flanschstirnseite
des Rohrverbindungsflansches 2 geschweißt.
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An der Ansaug- oder Einlaßseite, andererseits, ist ein
Einlaßflansch 4, der eine Einlaßöffnung 4a hat, an einen
Einlaßöffnungsteil geschweißt, der am
Einlaßseitenseitenoberflächenteil 1b des Gehäusekörpers 1
vorgesehen ist, und eine dickwandige Stahlplatte 5, die
ein Bolzenloch 5a hat, ist an die Rückseite des
Einlaßflansches 4 geschweißt. Es sollte bemerkt werden,
daß in der Figur das Bezugszeichen 6 eine
Ansaugunterteilungsplatte bezeichnet, 7 eine Voluten
- oder Spiralinnenwand, die Bohrungen 7a in ihrem Umfang
hat, 8 einen Gehäusedeckel und 9 ein Laufrad.
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Im Stand der Technik, der in Figur 2 gezeigt ist, ist ein
kastenförmiges Trag- oder Unterstützungsglied 15 an der
Ansaug oder Einlaßverbindung eines Pumpengehäuses 11
vorgesehen, das aus einer dünnen Platte (Stahlplatte)
derart geformt ist, daß das kastenförmige Trag- oder
Unterstützungsglied 15 ein kurzes Ansaugrohr 12 umgibt,
wobei das kastenförmige Unterstützungsglied 15 eine
Ansaugseitengehäusewand 11a aufweist, einen
Verbindungsflansch 13 und ein Trag- oder
Unterstützungsglied 14, das sich zwischen dem
Verbindungsflansch 13 und dem Pumpengehäuse 11 erstreckt.
In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 16 eine
Gehäuseendwand (siehe die westdeutsche
Patentoffenlegungsschrift Nr. 3517828). Im oben
beschriebenen Stand der Technik weist einer (Figur 1),
bei dem eine dickwandige Stahlplatte an die Rückseite der
Flanschstirnseite des Rohrverbindungsflansches geschweißt
ist, unvorteilhaft hohe Kosten auf, obwohl der
Flanschstirnseitenteil zufriedenstellend hohe Stärke hat.
Bei dem Stand der Technik (Figur 2), bei dem der Ansaug
- oder Einlaßseitenverbindungsflansch 13 vom Trag- oder
Unterstützungsglied 14 getragen wird, das außerhalb des
kurzen Einlaßrohres 12 angeordnet ist, muß er, weil der
gesamte Verbindungsflansch 13 eine dicke Wand hat,
geformt werden, indem ein korrosionsbeständiges Material
verwendet wird und weiterhin, weil die
Zwischenwasserpassage (kurzes Ansaugrohr) 12 auch ein
gesondertes Glied ist, macht der Stand der Technik den
Aufwand einer großen Zahl von Mannstunden nötig und die
Kosten sind hoch.
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Im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände, ist es
ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Rohrverbindung
für eine Pumpe vorzusehen, die einen
korrosionsbeständigen Fluß- oder Strömungspfad und hohe
Steifigkeit an der Flanschverbindungsoberfläche hat, und
die fähig ist, Verformungen durch die Anwendung einer
externen Kraft auf den Flansch zu verhindern.
Offenbarung der Erfindung:
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Um das oben beschrieben Ziel zu erreichen, sieht die
vorliegende Erfindung den folgenden Aufbau für eine
Pumpenrohrverbindung vor:
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Die Rohrverbindung für eine Pumpe gemäß der Erfindung,
weist einen Flanschkörper auf, der aus einer Stahlplatte
gefertigt ist, so daß der Innenumfangsteil, der einen
Wasserdurchlaß definiert, sich zum Gehäusekörper hin
erstreckt, und durch Schweißen an eine Auslaß-
/Einlaßöffnung im Gehäusekörper direkt oder durch ein
zylindrisches Glied gesichert bzw. befestigt ist, wobei
der Flanschkörper eine Vielzahl von Bolzenlöchern in
einer Flanschstirnseite vorsieht, und eine
Rückhalteplatte in einer solchen Weise angeordnet ist,
daß sie gegen die Rückseite der Flanschstirnseite stößt,
wobei die Rückhalteplatte eine ringförmige Rippe hat, mit
einer quadratischen Außenform und einem U-förmigen
Querschnitt, der zum Gehäusekörper hin vorsteht, wobei
die ringförmige Rippe im Boden des U-förmigen
Querschnitts vorgesehen ist, und zwar mit einer Vielzahl
von Bolzenlöchern, die jeweils mit den Bolzenlöchern in
der Flanschstirnseite übereinstimmen, wobei die
Rückhalteplatte weiterhin eine erhöhte Stirnseite hat,
die integral mit der ringförmigen Rippe an deren
Innenseite ausgebildet ist, so daß die erhöhte Stirnseite
gegen die Rückseite der Flanschstirnseite stößt. Die
Rückhalteplatte kann eine weitere erhöhte Stirnseite
haben, die integral mit der ringförmigen Rippe an deren
Außenseite ausgebildet ist, so daß die zweite erhöhte
Stirnseite gegen die Rückseite der Flanschstirnseite
stößt.
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Die Rohrverbindung kann weiterhin einen
Verstärkungsflansch aufweisen, der in einer solchen Weise
installiert ist, daß er gegen den Boden der ringförmigen
Rippe der Rückhalteplatte stößt. Der Verstärkungsflansch
schließt einen zylindrischen Teil ein, der eine größere
Bohrung hat, als die der Auslaß-/Einlaßöffnung im
Gehäusekörper, einen erweiterten Teil, gebildet durch
Erstrecken radial nach außen des Endteils des
zylindrischen Teiles an dessen Seite, die näher am
Flansch ist, geformt, wobei der erweiterte Teil mit einem
äußeren zylindrischen Teil des Flanschkörpers verbunden
ist, wobei ferner der erweiterte Teil Bolzenlöcher
vorsieht, die jeweils mit den Bolzenlöchern in der
Flanschstirnseite und der Rückhalteplatte übereinstimmen,
und ferner einen Gehäuseseitenendteil des zylindrischen
Teiles, der in Übereinstimmung mit der Konfiguration des
Gehäusekörpers geformt ist und daran angeschweißt ist.
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Zusätzlich kann eine nach außen vorstehende Rippe in
einem Teil des zylindrischen Teils des
Verstärkungsflansches vorgesehen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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Figur 1 und 2 sind Schnitte von Pumpen, die jeweils
konventionelle Rohrverbindungen haben; die Figuren 3(a)
und 3(b) sind Draufsichten bzw. Schnitte einer
Rohrverbindung gemäß eines Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung; Figur 4 ist ein Schnitt einer
Rohrverbindung gemäß eines anderen Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung; Figur 5(a) ist eine
Draufsicht eines Verstärkungsflansches; und Figur 5(b)
ist ein Schnitt, der den Verstärkungsflansch im
eingebauten Zustand zeigt.
Bester Weg, um die Erfindung auszuführen:
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Der Weg, um die vorliegende Erfindung auszuführen, wird
unten mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Figur 3(a) ist eine Draufsicht einer
Auslaßseitenrohrverbindung einer Pumpe gemäß eines
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und Figur
3(b) ist ein Schnitt entlang der Linie AOB der Figur
3(a). Bezugnehmend auf die Figuren ist ein Flanschkörper
21 aus einer dünnwandigen korrosionsbeständigen
Stahlplatte hergestellt. Der Innenumfangsteil bzw. innere
Oberflächenteil 21b der Flanschstirnseite 21a (der
Oberfläche, an die ein gegenüberliegender Flansch stößt),
der einen Wasserdurchlaß definiert, erstreckt sich von
der Flanschstirnseite 21a nach innen und ist hermetisch
angeschweißt an eine Auslaßöffnung 22a iin Gehäuse durch
eine im wesentlichen zylindrische Auslaßdüse 25, um so
Wasserdichtigkeit aufrechtzuerhalten. Am äußeren Umfang
der Flanschstirnseite 21a ist ein äußerer zylindrischer
Teil 21c geformt, der sich in Richtung des Gehäusekörpers
22 erstreckt, wobei er für einen Verstärkungsrippeneffekt
sorgt und die äußere Erscheinung verbessert.
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Auf der Rückseite der Flanschstirnseite 21a ist eine
relativ dickwandige Rückhalteplatte 23 vorgesehen, die
sich von der Außenseite des Innenumfangsteils 21b des
Flanschkörpers 21 zum Außenumfangsteil erstreckt, der der
erhöhten Stirnseite (R.F.Teil) eines gewöhnlichen
Flansches entspricht, und die Rückhalteplatte 23 ist
steif an der Rückseite des Flanschkörpers 21 gesichert.
Die Rückhalteplatte 23 hat eine ringförmige Rippe 23R mit
einem U-förmigen Querschnitt, der zum Gehäusekörper 22 an
einem Teil, der gegenüber der erhöhten Stirn liegt,
hinragt. Die ringförmige Rippe 23R weist einen planaren
Bodenteil 23b (den Boden des U-förmigen Querschnittes)
auf, der Bolzenlöcher 23a vorsieht, die jeweils mit
Bolzenlöchern 21d im Flanschkörper 21 übereinstimmen,
einen zylindrischen Teil 23c, der an der radialinneren
Seite des planaren Teils 23b vorgesehen ist, so daß er
eine Höhe hat, die im wesentlichen gleich der des äußeren
peripheren zylindrischen Teils 21c des Flanschkörpers 21
ist, ferner einen quadratischen kastenförmigen Teil 23d,
der an der radialäußeren Seite des planaren Teils 23b
vorgesehen ist, so daß er eine Höhe hat, die im
wesentlichen gleich der des äußeren peripheren
zylindrischen Teils 21c ist, und eine erhöhte Stirnseite
23e, die radial nach innen vom oberen Ende des
zylindrischen Teils 23c so weit bis zu einer Position
nahe des Inneumfangsteils 21b vorragt, um gegen die
Rückseite der Flanschstirn 21a zu stoßen. Die erhöhte
Stirnseite 23e stellt den R.F.Teil dar.
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Obwohl im vorausgegangenen Ausführungsbeispiel das
Auslaßdüsenrohr 25 ein Teil ist, das vom Flanschkörper 21
getrennt ist, sollte bemerkt werden, daß der
Innenumfangsteil 21b des Flanschkörpers 21 sich so weit
wie die Auslaßöffnung 22a erstrecken kann, um einen
Auslaßdüsenrohrteil als einen integralen Teil des
Flanschkörpers 21 zu formen.
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Figur 4 ist ein Schnitt (entlang der Linie A0B der Figur
3(a)) einer Rohrverbindung an der Auslaßseite einer
Pumpe, der ein weiteres Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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In diesem Ausführungsbeispiel weist die Rückhalteplatte
23 eine erhöhte Stirnseite 23f auf, die vom oberen Ende
des kastenförmigen Teils 23d nach außen vorsteht bis zu
einer Position nahe des äußeren zylindrischen Teils 21c,
zusätzlich zu der erhöhten Stirnseite 23e, die so weit
vorsteht bis zu einer Position nahe des Innenumfangsteils
21b, um gegen die Rückseite der Flanschstirnseite 21a zu
stoßen. Die erhöhten Stirnseiten 23e und 23f stellen in
Kombination den R.F.Teil dar.
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Weiterhin ist ein Verstärkungsflansch 24 auf der
Rückseite des Flanschkörpers 21 installiert, so daß er
gegen den planaren Teil 23b stößt, der den Boden der
Rückhalteplatte 23 darstellt. Die Verstärkungsplatte 24
hat einen zylindrischen Teil 24a, der eine größere
Bohrung hat als die der Auslaßöffnung 22a im
Gehäusekörper 22. Der zylindrische Teil 24a erstreckt zum
Flansch hin (nach oben, wie in der Figur zu sehen) auf
dieselbe Höhe wie die der unteren Endstirnseite der
Rückhalteplatte 23. Der Endteil des erweiterten
zylindrisches Teils 24a erstreckt sich weiterhin radial
nach außen und ist an seinem Ende gebogen, so daß er mit
der inneren Seite des äußeren zylindrischen Teils 21c des
Flanschkörpers 21 verbunden wird. In diesem Zustand ist
der erweitere Teil 24b in Kontakt mit der unteren
Oberfläche der ringförmigen Rippe der Rückhalteplatte 23.
Der erweitere Teil 24b sieht Bolzenlöcher 24c vor, die
jeweils den Bolzenlöchern 21d und 23a entsprechen. Der
Endteil 24d des zylindrischen Teiles 24a an dessen Seite,
der näher an dem Gehäuse (d.h. der untere Endteil wie in
der Figur zu sehen) ist so geformt, daß er an die
Gestaltung des Gehäusekörpers 22 angepaßt ist und ist
daran angeschweißt. Figur 5(a) ist eine Teildraufsicht
des Verstärkungsflansches 24. Der Teil mit durchgezogener
Linie von Figur 5(b) ist ein Schnitt entlang der Linie
C0D von Figur 5(a) und der Teil mit Doppelpunkt-Strich-
Linie von Figur 5b ist ein Teilschnitt entlang der Linie
E0D. Wie in den Figuren dargestellt, steht ein Teil des
zylindrischen Teils 24a des Verstärkungsflansches 24 nach
außen vor, um eine nach außen vorstehende Rippe 24e zu
formen.
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Kraft der oben beschriebenen Anordnung funktioniert in
der in Figur 3(b) gezeigten Rohrverbindung die erhöhte
Stirnseite 23e der Rückhalteplatte 23, die so angeordnet
ist, daß sie gegen die Rückseite der Flanschstirn 21a des
Flanschkörpers 21 stößt, wenn sie angebolzt wird, als ein
Verstärkungsglied. In der in Figur 4 gezeigten
Rohrverbindung wirken die erhöhten Stirnseiten 23e und
23f der Rückhalteplatte 23 als Verstärkungsglieder.
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Weil die Rückhalteplatte 23 als integrales Teil eine
ringförmige Rippe 23R hat, die einen U-förmigen
Querschnitt hat, der einen planaren Teil 23b aufweist,
der Bolzenlöcher 23a vorsieht und einen quadratischen
kastenförmigen Teil 23d, der an der äußeren Seite des
planaren Teils 23b angeformt ist, funktionieren die
Kanten des kastenförmigen Teiles 23d als Rippen, die die
Verformung eines Teils der Rückhalteplatte 23 verhindern,
der sich zwischen jedem Paar benachbarter Bolzen
erstreckt, wenn die Rückhalteplatte 23 verbolzt ist.
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Obwohl die Torsionskraft auch auf die Rückhalteplatte 23
wirkt, wenn sie verbolzt ist, wirken die Kanten des
kastenförmigen Teils 23d auch so, daß sie die Steifigkeit
gegen Torsion erhöhen.
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Der Verstärkungsflansch 24, der auf der Rückseite des
Flanschkörpers 21 installiert ist, funktioniert so, daß
er eine Verformung des Flanschkörpers 21 verhindert, die
durch die Einwirkung einer äußeren Kraft auf den
Flanschkörper 21 verursacht wird. Die Rippe 24e, die an
den zylindrischen Teil 24a des Verstärkungsflansches 24
geformt ist, steigert weiter die Festigkeit des
Verstärkungsflansches 24 und steigert so seine
Effektivität beim Verhindern von Verformungen des
Flanschkörpers 21.
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Es sollte bemerkt werden, daß in den vorausgegangenen
Ausführungsbeispielen der zylindrische Teil 23c der
Rückhalteplatte 23 nicht notwendigerweise ein
kreisförmiger Zylinder sein muß, und daß er natürlich
irgendeinen zylinderartigen Aufbau haben kann, z.B. einen
vieleckigen zylinderförmigen Aufbau.
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Obwohl in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen die
Rohrverbindung an der Auslaßseite einer Pumpe erklärt
worden ist, kann der oben beschriebene
Rohrverbindungsaufbau natürlich ähnlich auf die
Ansaugseite einer Pumpe angewandt werden.
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Wie oben beschrieben worden ist, ist es gemäß der
vorliegenden Erfindung möglich, die folgenden
vorteilhaften Effekte zu erhalten.
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Die Anordnung, daß ein Flanschkörper aus einer
Stahlplatte hergestellt wird, so daß deren
Innenumfangsteil, der einen Wasserdurchlaß definiert,
sich zum Gehäusekörper hin erstreckt und an eine Auslaß-
/Einlaßöffnung in dem Gehäusekörper direkt oder durch ein
zylindrisches Glied gesichert oder befestigt ist,
ermöglicht es, daß dem Fluß- oder Strömungspfad
Korrosionswiderstand verliehen werden kann, indem nur der
Gehäusekörper oder sowohl der Gehäusekörper als auch das
zylindrische Glied aus einem korrosionsbeständigen
Material geformt wird.
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Die Anordnung, daß eine Rückhalteplatte, die eine
ringförmige Rippe hat, die einen planaren Teil aufweist,
der den Boden eines U-förmigen Querschnittes definiert,
und der in dem planaren Teil eine Vielzahl von
Bolzenlöchern hat, die jeweils mit den Bolzenlöchern
übereinstimmen, die im Flanschkörper vorgesehen sind, und
ferner einen quadratischen kastenförmigen Teil, der an
der Außenseite des planaren Teils angeformt ist, und der
weiterhin eine erhöhte Stirnseite hat, die integral mit
der ringförmigen Rippe an deren Innenseite geformt ist
oder an jeder von ihren Außen- und Innenseiten, so daß
sie gegen die Rückseite der Flanschstirnseite stößt, an
der Rückseite der Flanschstirnseite angebracht ist,
ermöglicht es der Rückhalteplatte als ein
Verstärkungsglied der Flanschstirnseite zu wirken und
ermöglicht weiterhin, daß die Kanten des quadratischen
kastenförmigen Teils als gerade Verstärkungsrippen
wirken, um die Verformung eines Teils zu verhindern, der
sich zwischen jedem Paar benachbarter Bolzen erstreckt
und dient ebenfalls dazu, die Torsionssteifigkeit zu
erhöhen.
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Die Anordnung, daß ein Verstärkungsflansch, der einen
zylindrischen Teil aufweist, der einen größeren
Durchmesser als eine Auslaß-/Einlaßöffnung im
Gehäusekörper hat, einen erweiterten Teil, der geformt
wird, indem der Endteil des zylindrischen Teils an der
Seite nach außen erweitert wird, die näher am Flansch
ist, und in dem Bolzenlöcher vorgesehen sind, die mit
Bolzenlöchern in der Flanschstirnseite und in der
Rückhalteplatte übereinstimmen, und ein
Gehäuseseitenendteil, der gemäß des Aufbaus des
Gehäusekörpers an der Rückseite des Flanschkörpers
installiert ist, erlaubt, die Verhinderung von
Verformungen, hervorgerufen durch äußere Kraft, die auf
den Flanschkörper angewendet wird.
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Das Formen einer Rippe am zylindrischen Teil des
Verstärkungsflansches ermöglicht sogar noch effektivere
Verhinderung jeglicher Verformung des Flanschkörpers.
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Weil Teile, die von gepumpter Flüssigkeit berührt werden,
so wie der Flanschkörper, und Teile, die nicht von
gepumpter Flüssigkeit berührt werden, so wie die
Rückhalteplatte und der Verstärkungsflansch, voneinander
getrennt werden können, ist es möglich, diese beiden
unterschiedlichen Arten von derart zu konstruieren, daß
für die Teile, die von gepumpter Flüssigkeit berührt
werden, größerer Wert auf Korrosionswiderstand gelegt
wird, wohingegen für die Teile, die nicht von gepumpter
Flüssigkeit berührt werden, größerer Wert auf die
Festigkeit gelegt wird. Somit ist die Konstruktion im
Hinblick auf Korrosionswiderstand und auf Festigkeit
erleichtert und es ist möglich, ein kostspieliges
Material, das hervorragenden Korrosionswiderstand hat,
effektiv zu gebrauchen.
Industrielle Anwendbarkeit:
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So weist die Rohrverbindung für eine Pumpe gemäß der
vorliegenden Erfindung einen Flanschkörper auf, der aus
einer Stahlplatte oder einem Stahlblech hergestellt
wurde, so daß der Innenumfangsteil, der einen
Wasserdurchlaß definiert, zum Gehäusekörper erstreckt
wird, und durch Schweißen an eine Auslaß-/Einlaßöffnung
im Gehäusekörper direkt oder durch ein zylindrisches
Glied gesichert oder befestigt ist, wobei der
Flanschkörper eine Vielzahl von Bolzenlöchern hat, die in
seiner Flanschstirnseite vorgesehen sind, und wobei eine
Rückhalteplatte derart installiert ist, daß sie gegen die
Rückseite der Flanschstirnseite stößt, wobei die
Rückhalteplatte eine ringförmige Rippe hat, mit einer
quadratischen Außenform und einem U-förmigen Querschnitt,
der in Richtung des Gehäusekörpers vorsteht, wobei die
ringförmige Rippe im Boden des U-förmigen Querschnitts
vorgesehen ist, und zwar mit einer Vielzahl von
Bolzenlöchern, die jeweils mit den Bolzenlöchern in der
Flanschstirnseite übereinstimmen, wobei die
Rückhalteplatte weiter eine erhöhte Stirnseite hat, die
integral mit der ringförmigen Rippe an deren Innenseite
ausgeführt ist, oder sowohl an deren Innen-, als auch
Außenseite, so daß die erhöhte Stirnseite gegen die
Rückseite der Flanschstirnseite stößt. Dementsprechend
kann die vorliegende Erfindung geeigneterweise als eine
Rohrverbindung für eine Pumpe eingesetzt werden, für die
es erforderlich ist, daß der Fluß- oder Strömungspfad
korrosionsbeständig ist, und es nötig ist, daß die
Flanschverbindungsoberfläche hoch steif ist, und wobei
eine große äußere Kraft auf den Flansch wirkt, derart,
daß er verformt wird.