EP-4305310-B1 - MANUFACTURE OF A STAGE CASING IN A HYBRID PROCESS

Inventors

• NOBEL, Tammuz

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20220304

Claims (10)

1. Centrifugal pump (1) having at least one impeller (5, 9) which is surrounded by a casing (22), wherein the casing (22) comprises at least one guide device (23), characterized in that the guide device (23) is constructed as a hybrid component comprising at least one conventionally manufactured constituent and at least one generatively manufactured constituent, wherein the generatively manufactured constituent is configured as a guide element (17), wherein at least one conventionally manufactured constituent has counter-elements (21) and the generatively manufactured constituent has elements (24) for engaging into counter-elements (21).
2. Centrifugal pump according to Claim 1, characterized in that the guide device (23) has more than two, preferably more than three, in particular more than four, and/or fewer than twenty-four, preferably fewer than twenty-two, in particular fewer than twenty, generatively manufactured guide elements (17).
3. Centrifugal pump according to either of Claims 1 and 2, characterized in that a generatively manufactured constituent has a radially outwardly curved shape.
4. Centrifugal pump according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a generatively manufactured constituent has formations (25) for flow guidance.
5. Centrifugal pump according to one of Claims 1 to 4, characterized in that a generatively manufactured constituent surrounds a guide plate (19) almost without any gaps.
6. Centrifugal pump according to one of Claims 1 to 5, characterized in that a generatively manufactured constituent has sealing elements (26) for gap-free connection to the guide plate (19).
7. Centrifugal pump according to one of Claims 1 to 6, characterized in that at least one conventionally manufactured constituent is configured as a casing cover (18, 20).
8. Centrifugal pump according to one of Claims 1 to 7, characterized in that a conventionally manufactured constituent is configured as a guide plate (19).
9. Process for manufacturing a centrifugal pump (1) by means of an integrative manufacturing procedure and according to Claims 1 to 8, having the following steps: • forming a casing cover (18, 20) and a guide plate (19), wherein the casing cover (18, 20) and/or the guide plate (19) are/is manufactured by primary shaping and/or cutting, • forming the guide elements (17) by a generative process, • fitting the guide elements (17), the guide plate (19) and the casing covers (18, 20) together to form a guide device (23), produced in a hybrid manner, of a centrifugal pump casing (22).
10. Use of a centrifugal pump according to Claims 1 to 8 having at least one generatively manufactured constituent and at least one conventionally manufactured constituent as a casing (22) with an integrated guide device (23).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit mindestens einem Laufrad, das von einem Gehäuse umgeben ist, wobei das Gehäuse mindestens eine Leiteinrichtung umfasst. Pumpen werden als mehrstufig bezeichnet, wenn mehrere Laufräder hintereinander angeordnet sind und vom Förderstrom seriell durchströmt werden. Im Wesentlichen wird die Förderhöhe einer einstufigen Kreiselpumpe durch die Bauform des Laufrades und die Umfangsgeschwindigkeit bestimmt. Kann die Drehzahl aufgrund anderer Randbedingungen nicht weiter erhöht werden und/oder führt die Vergrößerung des Laufraddurchmessers zu sehr kleinen spezifischen Drehzahlen und damit zu unwirtschaftlichen Wirkungsgraden, so kann durch die Hintereinanderschaltung mehrerer Stufen die Förderhöhe auch unter ökonomischen Aspekten gesteigert werden. Durch die Veränderung der Stufenzahl bei sonst gleichbleibenden Abmessungen und Drehzahlen verändert sich der Förderstrom einer solchen mehrstufigen Pumpe nicht, während sich der Leistungsbedarf und die Förderhöhe proportional zur Stufenzahl verhalten. Leiteinrichtungen weisen meist Leitschaufeln auf. Zwischen den Leitschaufeln werden Leitkanäle für das Fördermedium gebildet. Solche Leiteinrichtungen können als Leiträder ausgebildet sein. Aus dem Laufrad austretendes Fördermedium tritt in die Leiteinrichtung ein. In der Leiteinrichtung wird kinetische Energie in Druckenergie umgewandelt. Weiterhin findet eine Umlenkung des Mediums statt. Der Drall wird gegebenenfalls für eine Zuströmung in eine weitere Pumpenstufe reduziert. In der DE 39 12 279 C2 wird eine Kreiselpumpe ein- oder mehrstufiger Bauart mit mindestens einem Laufrad beschrieben. Dem Laufrad ist in Strömungsrichtung ein Leitrad nachgeordnet. Das Leitrad weist mehrere Leitschaufeln auf. Die DE 10 2018 218 989 A1 beschreibt eine mehrstufige Hochdruckkreiselpumpe mit einem Mantelgehäuse, wobei am Übergang vom Ringraum in den Druckstutzen ein Einsatz angeordnet ist. Die DE 10 2016 015 359 A1 zeigt eine Leiteinrichtung für einen Verdichter einer Aufladeeinrichtung mit mindestens einem Leitelement, wobei an dem Leitelement wenigstens ein aus Kunststoff gebildetes Dichtungselement gehalten ist, mit welchem das Leitelement zumindest teilweise gegen wenigstens ein Gehäuseelement der Aufladeeinrichtung abzudichten ist. Die US 2019/313878 A1 offenbart ein Waschpumpenlaufrad mit einer Vielzahl von Schaufeln, die einstückig mit der Nabe ausgebildet sind, wobei sich die Schaufeln von der Nabe in einem Erstreckungswinkel relativ zu der Strömungsfläche der Nabe erstrecken, wobei der Erstreckungswinkel weniger als 60 Grad beträgt. Ein Beispiel für eine Pumpe mit mehreren gleichartigen, in einer Tandemanordnung hintereinander geschalteten Stufengehäusen ist die Gliederpumpe. Diese Bauart wird häufig in der Kraftwerkstechnik, z.B. als Kesselspeisepumpe, und in industriellen Anwendungen eingesetzt, bei denen ein hoher Förderdruck benötigt wird. Derartige Kreiselpumpen, auch als Doppelgehäuse- bzw. Mantelgehäusepumpen bekannt, sind Kreiselpumpen, die von einem mantelartigen Gehäuse umgeben sind. Das mit Saug- und Druckstutzen versehene Mantelgehäuse wird in einer senkrecht zur Welle liegenden Ebene mit einem Deckel verschlossen. Gewöhnlich handelt es sich hierbei um mehrstufige Pumpen zur Verwendung als Hoch- und Höchstdruckpumpe. Innerhalb des Mantelgehäuses sind mehrere Stufengehäuse seriell in Axialrichtung hintereinander angeordnet. Jedes Stufengehäuse umfasst ein Pumpenlaufrad sowie optional ein stationäres Leitrad. Die einzelnen Stufengehäuse sind üblicherweise zusammen mit der Pumpenwelle als ein zusammenhängender Pumpeneinschub ausgebildet. Der Strömungsübergang vom letzten Leitrad bzw. dem letzten Stufengehäuse in den Druckstutzen erfolgt in der Regel über einen ausgebildeten Strömungsraum im Mantelgehäuse. Die DE 10 2019 001 882 A1 beschreibt eine solche Kreiselpumpe, bei der eine Innenkontur im spiralförmigen Strömungsraum eine Steigerung des Wirkungsgrads in der letzten Pumpstufe erzielen kann. Die Laufräder und insbesondere die Leiteinrichtungen zeichnen sich durch eine massive und wenig filigrane Bauweise aus, die meist durch umformende und urformende Verfahren erzeugt wird. Die Steigerung des Pumpenwirkungsgrades ist durch die massive und wenig strömungsoptimierte Ausführung der Leiteinrichtungen limitiert. Insbesondere im Dauereinsatz als Kesselspeisepumpe erzeugen kleine Steigerungen des Wirkungsgrades eine große ökonomische Auswirkung. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kreiselpumpe, auch eine mehrstufige Kreiselpumpe, mit einer optimierten Strömungsführung anzugeben. Die Kreiselpumpe soll dabei einen möglichst hohen Wirkungsgrad aufweisen. Eine Strömungsablösung soll weitgehend verhindert werden. Weiterhin soll eine möglichst verlustarme Verzögerung gewährleistet werden. Dabei sollte die Kreiselpumpe individuell an Kundenanforderungen gestaltet werden können. Diese Kreiselpumpe sollte aus möglichst wenigen Einzelteilen bestehen und dabei möglichst einfach zu montieren