DE1653710A1

DE1653710A1 - Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE1653710A1
Application number: DE19671653710
Authority: DE
Inventors: Herbert Bittner; Walter Gruss; Hans Dipl-Ing Jud
Original assignee: Feldmuehle AG
Current assignee: Feldmuehle AG
Priority date: 1967-11-16
Filing date: 1967-11-16
Publication date: 1971-12-30

Description

Anmelder: Feldmühle Aktiengesellschaft, Düsseldorf-Oberkassel, Burggraf eaistr.. 7

Anlage zur Eingabe vom 15.11.1967
Bt/1749/Ba/Ök.

Kreiselpumpe»

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, die insbesondere zur förderung von aggre.ssiven Medien bestimmt ist,

Zur Forderung für ehemisch angreifende Flüssigkeit werden sogenannte Chemiepumpen verwendet, bei denen das laufrad und das Gehäuse weitgehend gegen Chemikalien widerstandsfähig sein sollen, damii; möglichst keine Korrosion eintritt. IJan hat deshalb diese Chemiepumpen aus korrosionsbeständigem Material, wie Steinzeug oder hochwertigem Stahl hergestellt oder das Gehäuse und das Laufrad mit. Überzügen von Gummi' oder Hartblei versehen. Der hauptsächliche Nachteil dieser Kreiselpumpen besteht jedoch darin, daß Chemiepumpen aus den obengenannten Materialien jeweils nur für wenige, ganz bestimmte aggressive Fördermedien geeignet sind und eine Pumpe, die beispielsweise gegen starke Säuren beständig ist, von Laugen in kurzer Zeit zerstört wird. Andere Materialien wie Steinzeug, die gegen die verschiedensten Flüssigkeiten verhältnismäßig resistent sind, haben wiederum eine zu geringe mechanische Festigkeit. ■

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Chemiepumpe zu schaffen, die für praktisch alle aggressiven Fördermedien, die sich sowohl in kaltem als auch in heißem Zustande befinden können, geeignet ist.

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BADORiGINAL

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Pat/1749/Ba/&k.

Dieser Zweck wird nach der Erfindung erzielt durch eine aus einem Hartstoff bestehende Kreiselpumpe, insbesondere zur Förderung von aggressiven Medien, die dadurch gekennzeichnet ist, daß alle mit dem zu fördernden Medium in Berührung gelangenden Teile der Kreiselpumpe aus gesintertem Aluminiumoxid mit einem Reinheitsgrad von über 96 ί° bestehen.

Durch die Verwendung von gesintertem Aluminiumoxid mit einem Reinheitsgrad von über 96 $ für diejenigen Pumpenteile, die unmittelbar mit dem zu fördernden Medium in Berührung gelangen, besitzt die erfindungsgemäße Kreiselpumpe eine weitgehend universelle Korrosionsbeständigkeit. So sind diese Pumpenteile vollkommen "beständig, und zwar auch bei Siedetemperaturen gegen alle Kohlenwasserstoffe, insbesondere auch gegen halogenierte Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ketone, Aldehyde und Ester. Die aus gesintertem Aluminiumoxid mit einem Reinheitsgrad von über 96 fo bestehenden Pumpenteile sind auch beständig gegen Fettsäuren, wie Ameisensäure und Essigsäure. Auch können mit dieser Kreiselpumpe ohne Befürchtung einer Korrosion alle Heutralsalzlösungen, insbesondere Meerwasser, gefördert werden» Weiterhin ist die Pumpe beständig sowohl gegen Oxydationsmittel, wie Chlor, Brom, Peroxide, Permanganate, Persulfate und Chromate, als auch gegen Reduktionsmittel, wie schweflige Säuren, Sulfite, Schwefelwasserstoff-Iosungen, Hydrazine, Hydroxylamine usw.

Von ganz besonderer Bedeutung ist die ausgezeichnete Beständigkeit gegen Mineralsäuren, wie Salpetersäure, Salzsäure, Schwefelsäure und gegen Fluoride und Alkalien, wie natronlauge und Natriumhypochlorit. Durch diese nahezu universelle Korrosionsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe wird die Lagerhaltung und die Anwendung erheblich vereinfacht, da für diese Vielzahl von Medien nicht wie bisher verschiedene Pumpen aus verschiedenem Material benötigt werden. Außerdem besteht auch nicht mehr die Gefahr, daß aus Unkenntnis

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die Pumpe für LIedien eingesetzt wird, für die sie nicht geeignet ist, was zwangsläufig zur raschen Zerstörung" führen muß.

Die bessere Korrosionsbeständigkeit der neuen Kreiselpumpen führt an sich schon zu einer besseren mechanischen Festigkeit und längeren Lebensdauer. Von ganz besonderer Bedeutung ist aber die größere Festigkeit, die sich vom strukturellen Aufbau der erfindungsgemäß eingesetzten Sinterprodukte aus reinem Aluminiumoxid ergeben. Dabei handelt es sich um ieile, die bei ',Temperaturen zwischen 17oo und 2ooo , insbesondere bei Temperaturen um 18oo° aus reinem Aluminiumoxidpulver gesintert sind, wobei die Kristalle einen äuxe^Bx j"et-ι;*-;". '.-, -X ■ ■■ ■iT.erbaau eingehe'!, der die große mechanische Festigkeit dieser Sinterkörper.ergibt, so daß sie den hohen Anforderungen in einer Chemiepumpe genügen.

Pumpenteile die mit den zu fördernden, ZQ^vesslven LIedien in Berührung kommen und gegenüber dem Gegenstand der Erfindung einen geringeren Anteil an Aluminiumoxid besitzen, sind nicht annähernd so gut geeignet, da sie sehr viel rascher zerstört werden. Dies liegt wahrscheinlich darin begründet, daß die üblichen keramischen Produkte, insbesondere auf G-rund der Ausgangsstoffe silikatische Bestandteile, vor allem an den Korngrenzen enthalten. Diese silikatischen Anteile sind gegen chemisch aggressive Substanzen nicht annähernd so Widerstandsfähig wie reines Aluminiumoxid. Sie sind deshalb dem Angriff leichter ausgesetzt und werden schneller zerstört. Diese Zerstörung der silikat is cheii Anteile führt; allmählich zur Lockerung des Kristallgefüges und schließlich zu einer immer rascher fortschreitenden Zerstörung, »venn erst einmal Kristalle aus dem 3-esamtgefüge herausgebrochen worden sind. Diese Ausführungen gelten auch in verstärktem Lla.je für die bisher am gebräuchlichsteil Ohemiepumpen aus Steinzeug, die besonders durch alkalische Förderflüssigkeiteii stark angegriffen und korrodiert werden. . -

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Durch die Ausbildung aller mit dem zu fördernden Medium in Berührung gelangenden Teile aus gesintertem Aluminiumoxidmit einem Reinheitsgrad von über 9;6 Iß wird ferner noch, der Vorteil erreicht, daß derartige Kreiselpumpen einen guten Wirkungsgrad besitzen, da. die Pumpenteile in gesintertem Zustande eine sehr glatte Oberfläche mit geringer Rauhtiefe besitzen», wodurch infolge der Verminderung, der Reibungsverluste ein besserer Wirkungsgrad der Pumpe erreicht wird.

Eis weiterer Vorteil der Pumpenteile aus gesintertem Aluminiumoxid mit einem Reinheitsgrad von über 96 ji besteht darin,; äa.& diese Teile eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen, diie sich besonders günstig bei der FördLerung von heißem Medien auswirkt.

Ein zusätzlicher, erheblicher Vorteil der Pumpenteile aus gesintertem Aluminiumoxid mit einem Reinheitsgrad von über 96 fa ist dadurch gegeben, daß diese Teile auf. G-rund des oben beschriebenen Aufbaues eine sehr hohe Festigkeit besitzen und diese Festigkeit auch bei erhöhten Temperaturen beibehalten. Infolge dessen kann sogar bei heißen Fördermedien noch mit hohen Umfangsgeschwindigkeiten des Laufrades gearbeitet werden.

Auch bewährt sich die Pumpe gemäß der Erfindung ganz besonders bei der Förderung von aggressiven Iledien, die mit Verunreinigungen versehen sind, da das Aluminiumoxid mit einem Reinheitsgrad von über 96 fo eine hohe Äbriebfestigkeit besitzt, Aus diesem Grunde kann auch bevorzugt ein halboffenes Laufrad verwendet werden, da infolge der ausgezeichneten Abriebfestigkeit die Größe des Spaltes zwischen Laufrad und Spiralgehäuse sich nicht verändert.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, die mit dem zu fördernden Medium in Berührung gelangenden Teile aus einem gesinterten Aluminiumoxid mit einem Reinheitsgrad von 99,7 f° herzustellen.

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BAD ORIGtNAL

Durch diesen extrem hohen Seinheitsgrad wird insbesondere die universelle Korrosionsbeständigkeit, die hohe Festigkeit und die hohe Wärmeleitfähigkeit, sowie die gute Abriebfestigkeit noch erheblich verbessert- -

Ss hat sich beim Gegenstand der Erfindung gezeigt, daß es aus fertigungstechnischen Gründen vorteilhafter ist, Gehäuse von größeren Abmessungen aus gesintertem Aluminiumoxid nicht aus einem einzigen Teil herzustellen. Dieses liegt u.a. darin begründet, daß bei einteiligen Pumpengehäusen größere Wandstärken notwendig sind und bei diesen die beim Sintervorgang erforderliche Temperatur innerhalb des Gehäuses ungleichmäßig ist, worunter die Homogenität des gesinterten Körpers leidet. Ferner sollten bei gesinterten Teilen aus Aluminiumoxid die Wandstärken über den gesamten Querschnitt des Gehäuses möglichst gleich sein, damit während und nach dem Sintern Spannungen vermieden werden können. Diese Forderung kann gedoeh bei einteiligen Gehäusen von Kreiselpumpen nur schwer erfüllt werden.'

Um diese Machteile zu vermeiden, wird nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung das Gehäuse der Kreiselpumpe, das aus gesintertem Aluminiumoxid hoher Reinheit besteht, in Saugflanseh, Spiralgehäuse und Deckel unterteilt. Durch diese Dreiteilung des aus gesintertem Aluminiumoxid bestehenden'Gehäuses ergibt sich die Möglichkeit, die Wandstärken der einzelnen Teile weitgehend gleich zu halten und krasse Übergänge in der Wandstärke zu vermeiden. Infolge dieser Möglichkeit einer gleichförmigeren Ausgestaltung der Wandstärken wird selbstverständlich das Herstellungsverfahren vereinfacht, da die einzelnen Faktoren beim Sintervorgang besser beherrscht werden können. Dadurch wird auch das Auftreten von unerwünschten Spannungen während und nach dem Sintervorgang weitgehend vermieden und die große mechanische Festi^Iceit des Materials voll genutzt.

Als zusätzlicher Vorteil ergibt sich, daß die Einzelteile des

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Gehäuses erheblich besser bearbeitet v/erden können, insbe-

sonder beispielsweise die Spirale des Spiralgehäuses, da

durch die Dreiteilung des Gehäuses die Spirale von zwei Seiten zugänglich ist.

Auch wird durch die Dreiteilung des Gehäuses die liontage beachtlich vereinfacht, da der Saugflansch verdrehbar im Spiralgehäuse gelagert¹-werden ~kawa. Infolge dieser Yerdrehbarkeit des Saugflansches ergibt sich eine leichte Anpaßbarkeit des Saugflansches an die Rohrleitungen auf der Saugseite.

Als v/eiterer Vorteil ist noch die zusätzliche. Verringerung der ITiermoschockempfindliehkeit infolge der Dreiteilung zu erwähnen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsforia des Gegenstandes der Erfindung sind Saugflansch, Spiralgehäuse und Oeekel über mindestens einen zusätzlichen Plansch miteinander verschraubt. Diese Flansche bestehen vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigen Material. Sie dienen dazu, die einzelnen 'Teile des Gehäuses zusammenzuhalten» Im Spiralgehäuse sind dabei Durchgangsbohrungen angebracht, durch v/elche Schrauben hindurchgesteckt werden, die über die zusätzlichen Flansche eine Kraft auf die Einzelteile ausüben und.diese zu einer Einheit zu- ; sammenpressen. Infolge von Durchgangsbohrungen in dem Spiralgehäuse kann die Anbringung von Gewinden in der Keramik selbst vermieden werden, wodurch sieh eine weitere Vereinfachung in der Herstellung ergibt.

Die erfindungsgemäße Anwendung eines Gehäuses aus gesintertem Aluminiumoxid ergibt fernerhin die vorteilhafte konstruktive Möglichkeit, Füße zur Befestigung der Chemiepumpe, beispielsweise auf einer Konsole, nunmehr unmittelbar in das Gehäuse einzubauen. Dadurch kann der .bei SteiiiseugpuBipen übliche Schutzmantel wegfallen, der einmal notwendig war, dem Gehäuse aus Steinzeug zusätzlich Festigkeit au geben, zum anderen

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um an diesem Gehäuse die Befestigungsmittel für die Befestigung der Chemiepumpe auf der Konsole anzubringen.

Infolge der hohen Festigkeit des Gehäuses aus gesintertem Aluminiumoxid ist es auch möglich, die Wandstärken des Gehäuses relativ dxmn zu halten, wobei gleichzeitig noch die Torteilhafte Möglichkeit besteht, die "Befestigungsfüße direkt in das Spiralgehäuse einzubringen. Durch diesen direkten Einbau von Füßen in den Spiralgehäusemantel wird der erhebliche Vorteil erzielt, daß damit das Gehäuse und somit auch die Kreiselpumpe in Prozeßbauweise eingebaut werden kann, und das, ohne die genormten Sinbaumaße für Chemiepumpen aus ^

lie tall zu überschreiten. ™

Die Füße können in eine Aussparung im Spiralgehäusemantel eingebracht werden, wobei die Befestigung der Füße im Hantel beispielsweise durch Verkleben erfolgt. Dabei ist es vorteilhaft, die Füße mit einer Verdrehsicherung zu versehen.

Je nach dem zu fördernden aggressiven iiedium können die Füße sowohl aus Ketall, wie beispielsweise aus korrosionsbeständigem Stahl oder Temperguß bestehen oder auch aus Kunststoff, wie beispielsweise aus glasfaserverstärkten Epoxidharzen.

Weitere Vorteile uiid Binaeili-.-i^ :■ S.%! ·..· ^.i id ;-Hndes der Er-Citidun^ sind den Seichnungen zu entnehmen, die in schenatischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsiorm einer Kreiselpumpe als Beispiel zeigen. _;

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine einstufige Kreiselpumpe mit halboffenem laufrad.

Figur II stellt die Ansicht auf die Saugseite, der Kreiselpumpe, nach Fig. I in Pfeilrichtung A dar.

Bei der einstufigen Kreiselpumpe mit halboffenem Laufrad 4 bestellen sämtliche mit dem au fördernden, aggi-essiven I.Iedium in Berührung gelangenden !eile aus gesintertem, hochreinem

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Aluminiumoxid mit einem Reinheitsgrad von 99,7 ?*, nämlich das Spiralgehäuse 1, der Saugflansch 2, der Deckel 3 und das Laufrad 4. Aus diesem Werkstoff mit seiner universellen Korrosionsbeständigkeit sind auch die Wellenschutshülse 5 der Welle 6 und der Gegenring 7 der Gleitringdichtung, . der im Deckel 3 gelagert ist, hergestellt.

Das Gehäuse der Kreiselpumpe ist dabei dreigeteilt. Die einzelnen Teile davon, nämlich das Spiralgehäuse 1 * der Saugflansch 2 und der Deckel 3 werden über einen saugseitig angeordneten Flansch 8 und den Lagergehäuseflansch Io des Lagergehäuses 9 miteinander verbunden und zwar mi tire Is Schrauben 14«

Durch das Lösen der Hutmutter 15 der Schrauben 14 auf der Lagerseite der Kreiselpumpe kann das Lagergehäuse 9 ohne Lösen von Rohrleitungen, die am Saugflansch angebracht sind, ausgebaut, werden. Beim Ausbau des Lagergehäuses¹ 9 werden ferner noch der daran befestigte Deckel 3, sowie das Laufrad mit ausgebaut. Somit kann infolge der Dreiteilung des Gehäuses der Kreiselpumpe dieses zu Reinigungszwecken auf leichte, bequeme und schnelle Art demontiert werden, ohne ■=■ daß Rohrleitungen vom Spiralgehäuse 1 gelöst v/erden müssen.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß bei Förderung von Medien, die abrasiv wirkende Stoffe enthalten, der dadurch bedingte Verschleiß hauptsächlich an denjenigen Innenflächen des Saugflansches 2 auftritt, die dem Laufrad 4 unmittelbar benachbart isi. Sollte dies nach längerer Laufzeit trotz der hohen Abriebfestigkeit des Gehäuses der Kreiselpumpe aus gesintertem Aluminiumoxid hoher Reinheit auftreten, so ist infolge der Dreiteilung des. Gehäuses ausschließlich: nur der Saugflanseh 2-,auszutauschen, während bei. den vorbekannten"-/: : ^; Steinzeugpumpen. dann" das.'gesamte, mit Ansaug- ..und -DruekÖff-

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Aus Pig. II ist die Anordnung von Befestigungsmitteln im Spiralgelläuse 1 zur Befestigung der Kreiselpumpe· auf einer Konsole zu ersehen. Infolge der ausgezeichneten Festigkeit des Spiralgehäuses 1 kann in dieses Aussparungen 16 eingebracht werden, die zur Aufnahme "von Befestigungsmitteln dienen. Diese Befestigungsmittel bestehen aus Füßen 17· Die Füße 17 besitzen jeweils einen Ansatz 18, der innerhalb der Aussparungen 16 mit dem Spiralgehäuse 1 verke^Lbt ist, ",Venn dieser Ansatz 18 rund, ausgebildet ist, Ist es zweckmäiBig, zusätzlich noch eine Verdrehsicherung anzubringen. Selbstverständlich kann der Ansatz 18 auch eine unrunde Form, Delsplelsweise einen viereckigen Querschnitt aufweisen, so daß eine .zusätzliche Verdrehsicherung nicht mehr erforder-Hch ist. Der aus iCemperguß bestehende fuß 17 weist ferner noch Befestigungsbohrungen 19 auf, welche die Befestigung der Kreiselpumpe auf einer Konsole ermöglichen.

Durch diese beiden Befestigungsfüße 17, die unmittelbar In das Spiralgehäuse 1 eingelassen sind, ist es möglich, die Kreiselpumpe In Proseßbauvreise aufzubauen, ohne daß ein zusätzlicher Schutzmantel um das Spiralgehäuse 1 herum gelegt worden muß und die Außenabmessungen, der Kreiselpumpe vergrößert werden müssen.

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Claims

Pat/1749/Ba/Gk. -■ . "l Patentansprüche.

1. Kreiselpumpe, insbesondere zur Forderung von aggressiven IJedien, dadurch gekennzeichnet, daß alle mit dem su fördernden Ivledium in Berührung gelangenden Seile der Pumpe aus gesintertem Aluminiumoxid mit einem Reinheitsgrad von üb er 96 /ί? test eh en.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da" der Reinheitsgrad 99,7 'P beträgt.

3. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Kreiselpumpe in Sau.^- flansch (2), Spiralgehäuse (l) und Deckel (3) unterteilt ist,

-4. Kreiselpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da" Saugflansch (2), Spiralgehäuse (1) und Deckel (3) über mindestens einen zusätzlichen flansch (S) raiteinander verschraubt sind.

5* Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,, da,ß mindestens ein Befestigungsmittel zur Befestigung der Kreiselpumpe auf einer Konsole in das 3-e.häuse unmittelbar eingelassen ist.

BAD ORIGINAL

M.

Leers e i t e