DD140575A1

DD140575A1 - WHEEL FOR FLOW MACHINES

Info

Publication number: DD140575A1
Application number: DD78209238A
Authority: DD
Inventors: Manfred Poeschl
Original assignee: Manfred Poeschl
Priority date: 1978-11-22
Filing date: 1978-11-22
Publication date: 1980-03-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Laufrad kleiner Abmessung für radiale Strömungsmaschinen in geschweißter Ausführung, bei dem jede zweite Laufradschaufel kürzer ausgefuhrt ist und entsprechende Teile der langen und kurzen Laufradschaufeln gleich und mit gleichen Werkzeugen hergestellt sind sowie die Umfangsteilung aller Laufradschaufeln gleich ist. Das Ziel besteht darin, Schwierigkeiten bei der Herstellung und Anwendung geschweißter Laufräder kleiner Abmessungen zu vermeiden oder entsprechend zu verringern. Aufgabe . der Erfindung ist es, Voraussetzungen zum Schweißen von Laufrädern kleiner Abmessungen zu schaffen, indem die von den Laufradschaufeln gebildeten Schaufelkanäle eine solche Bewegungsfreiheit für die Schweißelektrode ermöglichen, daß eine einwandfreie Schweißnaht zwischen Tragscheibe und Laufradschaufel entsteht. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß durch Verdrehen aller kürzeren Laufradschaufeln der kleinste Abstand zu den beiden benachbarten langen Laufradschaufeln gleich ist und der Drehpunkt der Schnittpunkt zwischen Außendurchmesser und Mittellinie der gekürzten SchaufelThe invention relates to a small impeller for radial turbomachinery in welded design, in which each second impeller blade is executed shorter and corresponding parts the long and short impeller blades are the same and the same Tools are made as well as the circumferential division of all Impeller blades is the same. The goal is difficulty smaller in the manufacture and application of welded wheels Dimensions to avoid or reduce accordingly. Task. The invention is to conditions for welding wheels to create smaller dimensions by the ones of the impeller blades formed bucket channels such freedom of movement for the Welding electrode allow a perfect weld created between the support disc and impeller blade. The essence of Invention is that by twisting all the shorter Impeller blades the smallest distance to the two adjacent ones long impeller blades is the same and the fulcrum of the intersection between outer diameter and center line of the shortened blade

Description

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Titel der Erfindung: , Laufrad für StrömungsmaschinenTitle of the invention:, impeller for turbomachinery

Anwendungsgebiet der Erfindung:Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft ein Laufrad kleiner Abmessungen für radiale Strömungsmaschinen in geschweißter Ausführung, bei dem jede zweite Laufradschaufel kurzer ausgeführt ist und entsprechende Teile der .langen und kurzen Laufradschaufeln gleich und mit gleichen Werkzeugen hergestellt sind sowie die Umfangsteilung aller Laufradschaufeln gleich ist.The invention relates to a small-sized impeller for welded-type radial flow machines in which each second impeller blade is made shorter and corresponding parts of the long and short impeller blades are made equal and with the same tools and the circumferential pitch of all the impeller blades is equal.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Das Laufrad .stellt den wichtigsten Teil der Strömungsmaschine dar. Es dient der Umwandlung vom Drehmoment in Druck- und Geschwindigkeitsenergie und umgekehrt. Entscheidend für den Wirkungsgrad, mit dem die Energieumwandlung erfolgt, ist die Form und Anzahl der Laufradschaufeln. Die Gestaltung der Laufradschaufeln ist immer ein Kompromiß zwischen einer idealen strömungsgünstigen Form und den techno-,logisciien Möglichkeiten des gewählten Fertigungsverfahrens. Die Anzahl der Schaufeln wird möglichst groß gewählt, um mit den gleichen Laufradabmessungen möglichst viel Energie zu übertragen. Die Entwicklung zu immer höherer Leistungskonzentration im Strömungsmaschinenbau bedingt damit indirekt große Laufradschaufelzahlen.Characteristic of the known technical solutions: The impeller represents the most important part of the turbomachine. It serves the conversion of the torque into pressure and speed energy and vice versa. Decisive for the efficiency, with which the energy conversion takes place, is the form and number of the impeller blades. The design of the impeller blades is always a compromise between an ideal streamlined shape and the techno-logical possibilities of the selected manufacturing process. The number of blades is chosen as large as possible in order to transmit as much energy as possible with the same impeller dimensions. The development to ever higher power concentration in the turbomachinery thus indirectly causes large impeller numbers.

Das gewählte Fertigungsverfahren beeinflußt auch das Vorgehen beim theoretischen Entwurf der Laufräder und insbesondere der Laufradschaufeln. Wird das Laufrad mittels Schweißverfahren aus Tragscheibe, Laufschaufeln und Deckscheibe hergestellt so läßt sich praktisch jede beliebige Laufradschaufelform realisieren. Das Schweißverfahren bietet somit die Möglichkeit, die jeweils neuesten Erkenntnisse der Strömungstechnik beim Entwurf von Laufradschaufeln anzuwenden.The chosen manufacturing process also influences the procedure for the theoretical design of the wheels and in particular of the impeller blades. If the impeller made by means of welding process of support disc, blades and cover plate so can be virtually any impeller mold realized. The welding process thus offers the opportunity to apply the latest findings in fluid technology when designing impeller blades.

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Das Zustandekommen einer einwandfreien.Schweißnaht begrenzt daher die maximale Laufradschaufelzahl bzw. bei festliegender Laufradschaufelzahl die kleinste noch schweißbare Ausführung eines bestimmten Laufrades. 'The occurrence of a flawless weld seam therefore limits the maximum number of impeller blades or, if the impeller blade number is fixed, the smallest still weldable version of a particular impeller. '

Die teilweise Versperrung des Strömungsquerschnittes durch die Laufradschaufeln bringt auch Nachteile für die Strömung des Fördermittels. Es entstehen örtlich sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten, die zu Verdichtungsstößen und damit zu einer unerwünschten Begrenzung der Schluckfähigkei.t führen.The partial obstruction of the flow cross section through the impeller blades also brings disadvantages for the flow of the conveyor. There are locally very high flow velocities, which lead to compression shocks and thus to an undesirable limitation of Schluckfähigkei.t.

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Die Erfindung verfolgt das Ziel, Schwierigkeiten bei der Herstellung und Anwendung geschweißter Laufräder kleiner Ab-, messungen zu vermeiden oder entscheidend zu verringern.The invention aims to avoid difficulties in the manufacture and application of welded wheels small Ab-, measurements or reduce significantly.

Darlegung des Wesens der Erfindung:Explanation of the essence of the invention:

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Voraussetzungen zum Schweißen von Laufrädern kleiner Abmessungen zu schaffen, in dem die von den Laufradschaufeln gebildeten Schaufelkanäle eine solche Bewegungsfreiheit für die Schweißelektrode ermöglichen, daß eine einwandfreie Schweißnaht zwischen Tragscheibe und Laufradschaufel entsteht.The object of the invention is to provide conditions for welding wheels of small dimensions, in which the blade channels formed by the impeller blades allow such freedom of movement for the welding electrode that a perfect weld between the support disk and impeller blade is formed.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch Verdrehen aller.kürzeren Laufradschaufeln der kleinste Abstand zu den beiden benachbarten langen Laufradschaufeln gleich ist und der Drehpunkt der Schnittpunkt zwischen Außendurchmesser und Mittellinie der gekürzten Schaufel ist.According to the invention the object is achieved in that the smallest distance to the two adjacent long impeller blades is the same by turning aller.kurzeren impeller blades and the fulcrum is the intersection between the outer diameter and center line of the shortened blade.

Ausführungsbeispiel: .Embodiment:.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In der zugehörigen Zeichnung zeigenIn the accompanying drawing show

Fig. 1: einen Axialschnitt durch ein radiales Laufrad mit ausgeprägtem axialen TeilFig. 1: an axial section through a radial impeller with pronounced axial part

Fig. 2: Ansicht auf die Seite des Schaufelgitters Fig. 3· Ansicht auf die engste Stelle der Schaufelkanäle ' ' Fig. 4-: Ausführung bekannter Laufradschaufelausführung Fig, 5: erfindungsgemäße Laufradschaufelausführung Zur Verdeutlichung des Sachverhaltes zeigt Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein radiales Laufrad mit ausgeprägtem axialen Teil. Es besteht aus Tragscheibe 1, Laufradschaufel 2 und Deckscheibe 3<>Fig. 2: View onto the side of the blade grid Fig. 3 : View of the narrowest point of the blade channels Fig. 4: Implementation of known impeller blade embodiment Fig. 5: Impeller blade embodiment according to the invention To clarify the situation, Fig. 1 shows an axial section through a radial Impeller with pronounced axial part. It consists of support disc 1, impeller blade 2 and cover disc 3 <>

-3- 209 238-3- 209 238

Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf die Seite des Schaufelgitters, wo die Schaufelkanäle am engsten werden. In Fig. 3 ist die Ansicht auf die engste Stelle der Schaufelkanäle an der Tragscheibe 1 entsprechend der Pfeilrichtung gemäß Fig. 1 dargestellt. Gestrichelt ist in Fig» 3 der Platz eingezeichnet, den die Schweißnaht beansprucht.Fig. 2 shows a side view of the blade lattice where the blade channels become narrowest. In Fig. 3, the view is shown on the narrowest point of the blade channels on the support plate 1 according to the direction of the arrow of FIG. 1. Dashed in Fig. 3, the place is drawn, claimed by the weld.

Eine bekannte Laufradschaufelausführung ist in Fig. 4 gezeigt. Hierbei ist jede zweite Laufradschaufel kurzer ausgeführt. Der verbleibende Teil der Laufradschaufel ist mit den normal langen Laufradschaufeln gleiche Aus Fertigungsgründen ist die Umfangsteilung aller Laufradschaufeln ebenfalls gleich· Diese Laufradform weist eine Reihe von Vorzügen gegenüber der Laufradform gemäß Fig. 1 bis 3 auf. So wird der engste Querschnitt größer, wodurch die Schluckfähigkeit steigt. Weiterhin vergrößert sich der minimale Abstand zwischen den Schaufelflächen. Dadurch lassen sich Laufräder kleiner Abmessungen mittels Schweißverfahren herstellen. Die in Fig. 4· dargestellte Laufradschaufeläusfübrung weist jedoch auch einige Nachteile gegenüber der Laufradform nach Fig. 1 bis 3 auf. Durch die verkleinerte wirksame Laufradschaufelfläche verringert sich die übertragbare Energie. Bedingt durch die Ungleichheit der Maße a und b in Fig. 4- sowie durch die nichtideale Strömung wird bei Laufrädern für Strömungs-Arbeitsmaschinen, bei denen das Fördermittel durch den engsten Querschnitt in das Laufrad strömt, durch jeden der zu den Maßen a und b gehörenden Schaufelkanäle ein unterschiedlicher Massestrom fließen. Dadurch treten unerwünschte Nebenerscheinungen auf, die die Arbeitsweise des Laufrades negativ beeinflussen und den Laufradentwurf zusätzlich erschweren. Bedingt durch die in Fig. 4-gezeigte Ungleichheit der Maße a und bist für das kleinste schweißbare Laufrad maßgebend, daß innerhalb des Maßes a zwei einwandfreie Schweißnähte untergebracht werden können. Da das Maß a bis zu 10 % kleiner ist als das Maß b, kann bei dieser Laufradform nicht der volle Nutzen der Laufradschaufelkürzung für das Schweißen genutzt werden. ' ' -A known impeller blade embodiment is shown in FIG. Here every second impeller blade is made shorter. The remaining part of the impeller blade is the same with the normal long impeller blades. For manufacturing reasons, the circumferential pitch of all impeller blades is also the same. This impeller shape has a number of advantages over the impeller shape of Figs. Thus, the narrowest cross section becomes larger, which increases the ability to swallow. Furthermore, the minimum distance between the blade surfaces increases. As a result, impellers of small dimensions can be produced by means of welding processes. However, the Laufradschaufeläusfübrung shown in Fig. 4 also has some disadvantages over the impeller shape of FIG. 1 to 3. The reduced effective impeller blade area reduces the transmittable energy. Due to the inequality of the dimensions a and b in Fig. 4- and by the non-ideal flow is in impellers for flow machines in which the conveyor flows through the narrowest cross section in the impeller, by each of the dimensions a and b belonging Vane ducts flow a different mass flow. As a result, undesirable side effects occur, which adversely affect the operation of the impeller and impede the impeller design in addition. Due to the in Fig. 4-shown inequality of the dimensions a and are decisive for the smallest weldable impeller that within the dimension a two perfect welds can be accommodated. Since the dimension a is up to 10 % smaller than the dimension b, the full benefit of the impeller cut can not be used for welding in this type of impeller. '' -

Die erfindungsgemäße Ausführung gemäß Fig. 5 vermeidet diese Nachteile dadurch, daß durch. Verdrehen aller kürzeren Laufradschaufeln der kleinste Abstand c zu den beiden benachbarten langen Laufradschaufeln gleich ist und der Drehpunkt der Schnittpunkt zwischen Außendurchmesser und Mittellinie der gekürzten Schaufel ist.The inventive embodiment of FIG. 5 avoids these disadvantages in that by. Turning all the shorter impeller blades of the smallest distance c is equal to the two adjacent long impeller blades and the fulcrum is the intersection between outer diameter and center line of the shortened blade.

Damit wird gewährleistet, daß für das Aufschweißen der verkürzten Laufradschaufeln auf beiden Seiten der Anfangsteile der Laufradschaufel gleiche Bewegungsfreiheit für die Schweißelektrode vorliegt. Somit ist es' möglich, die tatsächliche untere Grenze der Abmessungen eines durch Schweißverfahren herstellbaren bestimmten Laufradtypes zu erreichen. Für die Fertigung kleiner geschweißter Laufräder hat die Erfindung eine große Bedeutung,This ensures that there is equal freedom of movement for the welding electrode for the welding of the shortened impeller blades on both sides of the starting parts of the impeller blade. Thus, it is possible to achieve the actual lower limit of dimensions of a particular type of impeller that can be made by welding. For the production of small welded wheels, the invention has a great importance

Die erfindungsgemäße Ausführung des Laufrades verringert weiterhin den Unterschied zwischen den Masseströmen, die durch die beiden Schaufelkanäle zu beiden Seiten jeder gekürzten Laufradschaufel fließen.The impeller design of the invention further reduces the difference between the mass flows flowing through the two blade channels to either side of each shortened impeller blade.

Dadurch werden bei Laufrädern für radiale Strömungs- Arbeitsmaschinen bessere Bedingungen für die Energieumsetzung in der dem Laufrad nachgeschalteten Leiteinrichtung geschaffen.As a result, better conditions for the energy conversion in the impeller downstream of the guide are created in wheels for radial flow machines.

Claims

-5- 209 238

invention claim

Small size impeller for welded-type radial flow machines, in which each second impeller blade is made shorter and corresponding parts of the long and short impeller blades are the same and with the same tools
are manufactured and the circumferential pitch of all impeller blades is the same, characterized in that by turning all the shorter impeller blades of the smallest distance to the two adjacent long impeller blades is the same and
the pivot point is the intersection between outer diameter and centerline of the shortened blade.

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