DE2100870A1

DE2100870A1 - Volute casing for a centrifugal pump

Info

Publication number: DE2100870A1
Application number: DE19712100870
Authority: DE
Inventors: Peter 5160 Lendersdorf Valter
Original assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Current assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Priority date: 1971-01-09
Filing date: 1971-01-09
Publication date: 1972-07-13

Description

PATENTANWÄLTE F.W. H EM M E R ICH · G E R D M Ü L L E R · D . G R O SSE 2100870PATENT LAWYERS F.W. H EM M E R ICH · G E R D MÜ L L E R · D. G R O SSE 2100870

8.1.1971 S-sa. 71 3138.1.1971 S-sa. 71 313

Zimmermann & Jansen Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 516 Düren, Bahnstraße 52Zimmermann & Jansen limited liability company, 516 Düren, Bahnstrasse 52

Volute casing for a centrifugal pump

Die Erfindung betrifft ein extrem verschleißfestes Material aufweisendes Spiralgehäuse für eine Kreiselpumpe zur Förderung sand- und kieshaltigen Wassers. Bspw. auf Baggern eingesetzte Säugpumpen unterliegen infolge der im Wasser migeführten Steine, des Kieses und des scharfen Sandes einem erheblichen Verschleiß insbesondere des Spiralgehäuses und des Rotors. Bekannt ist es, zur Erhöhung der Standzeit des Spiralgehäuses dieses mit Schleißplatten auszukleiden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch bei Verwendung härtester Metalle die Auskleidung nur unerwünscht kurze Zeit hält und gegen eine neue auszutauschen ist. Dieser Austausch gestaltet sich sowohl schwierig als auch zeitraubend, ohne daß wünschenswert lange Standzeiten erreicht werde.The invention relates to an extremely wear-resistant material having a spiral housing for a centrifugal pump for conveying sand and gravel water. For example, suction pumps used on excavators are subject to the effects of being carried out in the water Stones, gravel and sharp sand are subject to considerable wear and tear, especially of the volute casing and of the rotor. It is known to increase the service life of the Spiral casing to line this with wear plates. However, it has been shown that even the hardest Metals the lining only lasts an undesirably short time and has to be exchanged for a new one. This exchange shapes both difficult and time consuming without achieving desirable long service lives.

Spiralgehäuse und Rotor derartig hoch beanspruchter Kreiselpumpen werden daher vielfach aus extrem verschleißfesten Hartgußlegierungen gegossen. Mit derartigen Spiralgehäusen wird zwar eine Verlängerung der Standzeit erzielt, der Verschleiß ist aber noch inner unerwünscht hoch und beeinträchtigt die Rentabilität von mit derartigen Pumpen ausgestatteten Saugbaggern, selbst wenn die sich bei extrem harten Gußlegierungen ergebenden Bearbeitungsschwierigkeiten nach der DT-OS 1 815 oder DT-Gm 6 947 o48 weitgehend vermieden werden.The volute casing and rotor of such highly stressed centrifugal pumps are therefore often made of extremely wear-resistant Cast chilled cast alloys. With such spiral casings an extension of the service life is achieved, the wear but is still undesirably high inside and affects the profitability of suction dredgers equipped with such pumps, even if the machining difficulties resulting from extremely hard cast alloys according to DT-OS 1 815 or DT-Gm 6 947 o48 can be largely avoided.

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, Spiralgehäuse zu schaffen, die auch bei extremen Schleißbeanspruchungen lagen Standzeiten erzielen. Gelöst wird diese Aufgabe, indem ein äußeres Stützgehäuse vorgesehen wird, das mit Pormstücken aus Schmelzbasalt ausgekleidet ist. Zweckmäßig greifen die Formstücke formschlüssig ineinander.The present invention is based on the task of creating a spiral housing that is also subject to extreme wear and tear achieve service life. This problem is solved by providing an outer support housing with molded pieces is lined with cast basalt. The fittings expediently interlock with one another in a form-fitting manner.

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PATENTANWÄLTE F.W . H EM M E R IC H · G E R D M Ü L L E R · D . G R O SSE - Jg_ "2100870PATENTANWÄLTE FW. H EM MER IC H GERDM Ü LLER D. GRO SSE - Jg_ "2100870

Bewährt hat es sich, die Formstücke mittels eines Klebers miteinander und/oder mit der Innenfläche des Stützgehäuses zu verbinden. Als besonders empfehlenswert hat es sich gezeigt, die Formstücke durch einen Kitt, durch Mörtel und/ oder Zement miteinander und/oder mit der Innenfläche des Stützgehäuses zu verbinden. Kleber, Kitt, Mörtel bezw. Zement können auf anorganischer Basis erstellt sein; es lassen sich aber auch organische Kleber, Kitte, aushärtende Kunstharze oder dgl. verwenden.It has proven to be useful to fix the fittings by means of an adhesive to connect with each other and / or with the inner surface of the support housing. It has been shown to be particularly recommendable the fittings by a putty, by mortar and / or cement with each other and / or with the inner surface of the To connect the support housing. Glue, putty, mortar or Cements can be made on an inorganic basis; it but organic adhesives, putties, hardening synthetic resins or the like can also be used.

Die Anwendung der besonderen, aus Pormstücken aus Schmela- | basalt bestehenden Auskleidung erlaubt die Verwendung geschweißter Stützgehäuse, die einfach und mit relativ geringen Kosten erstellbar sind. Es ist aber auch möglich, Stützgehäuse aus Leicht- oder Buntmetallegierungen zu gießen. Es ist selbst möglich, aus Kunststoff bestehende Stützgehäuse vorzusehen, wobei der Kunststoff durch Einlagen wie Glasfasern, Textilien, Drahtmatten, Metallgewebe und/oder Metalleinlagen oder dgl. verstärkt sein kann.The application of the special, made of molded pieces from Schmel- | existing basalt lining allows the use of welded Support housing that can be created easily and at relatively low cost. But it is also possible Casting support housing from light or non-ferrous metal alloys. It is even possible to use plastic support housings to be provided, whereby the plastic through inlays such as glass fibers, textiles, wire mats, metal mesh and / or Metal inserts or the like. Can be reinforced.

Im einzelnen ist die Erfindung anhand der Beschreibung von Ausführungsbexspielen in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:In detail, the invention is based on the description of exemplary embodiments in connection with these illustrative Drawings explained. It shows here:

" Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Spiralgehäuse,"Fig. 1 is a longitudinal section through a spiral housing,

Pig. 2 den Querschnitt entlang der Linien II - II der Fig. 1,Pig. 2 shows the cross section along the lines II - II of FIG. 1,

Pig. 3 perspektivisch einen abgebrochen dargestellten Abschnitt eines Spiralgehäuses mit der Schmelzbasalt-Auskleidung, Pig. 3 shows a broken-off section of a spiral housing with the cast basalt lining, in perspective;

Pig. H ein in Schweißkonstruktxon erstelltes Spiralgehäuse undPig. H a welded volute casing and

Fig. 5 ein aus Leichtmetall gegossenes Spiralgehäuse.5 shows a spiral housing cast from light metal.

PATENTANWÄLTE F.W . H EM M E R IC H · G E R D. M Ü L LE R ■ D . G R O SSE - f- PATENTANWÄLTE FW. H EM MER IC H · GER D. MÜL LE R ■ D. SIZE - f-

In Fig. 1 und 2 ist im Längs- bzw. Querschnitt ein aus einer üblichen Gußlegierung erstelltes, durch eine Längsrippe 1 sowie Querrippen 2 verstärktes Stützgehäuse 3 dargestellt. Die auf Verschleiß beanspruchte Innenfläche des Stützgehäuses 3 ist mit einer von diesem getragenen Auskleidung 4 versehen, die aus Formstücken aus Schmelzbasalt besteht. Der Aufbau dieser Auskleidung ist anhand der Fig. 3 erläutert, die einen Ausschnitt der Gehäusewand 5 mit eingelegten Formstücken 6 und 7 aus Schmelzbasalt zeigt. Diese Formstücke können derart eingelegt sein, daß sie formschlüssig aneinander greifen und eine zusammenhängende Innenfläche mit möglichst schmalen Fugen bilden. Die Form kann so gewählt sein, daß die Auskleidung sich selbst formsiilüssig in der Gehäusewand hält. Bewährt hat es sich allerdings, die Formstücke untereinander und mit der GEhäusewand jeweils durch Kleber zu verbinden. Es ist auch möglich, eine solche Verbindung durch Kitte, erstarrende, aushärtende Kunststoffe oder Kunststoffe, deren Lösungsmittel verdampft, zu halten. Die Formstücke aus Schmelzbasalt lassen sich durch einen Gießprozess ausreichend maßhaltig herstellen, und durch den Gießprozess sowie ggf. anschließende thermische Vergütungsprozesse lassen sih Gefüge des Schmelzbasaltes erzielen, die eine außerordentliche Härte und Verschleißfestigkeit sichern und auch eine ausreichende Zähigkeit ergeben, um Schlag- und Stoßbeanspruchungen, wie sie bspw. beim Passieren größerer Steine durch die Pumpe auftreten können, aufzunehmen. Eine besonders große Widerstandsfähigkeit.gegen solche Stoßbeanspruchungen läßt sich erreichen, wenn die Auskleidung in verhältnismäßig großer Wandstärke vorgesehen und gegen das Stützgehäuse großflächig und elastisch, bspw. durch einen Kunststoff kleber oder eine Kunststoffschicht, abgestützt wird.In Fig. 1 and 2 in longitudinal and cross-section is a made of a conventional cast alloy, by a longitudinal rib 1 and cross ribs 2 reinforced support housing 3 is shown. The inner surface of the Support housing 3 is provided with a lining 4 carried by this, which consists of molded pieces made of cast basalt consists. The structure of this lining is explained with reference to FIG. 3, which shows a section of the housing wall 5 with inlaid Shapes 6 and 7 made of cast basalt. These fittings can be inserted in such a way that they form a positive fit grab each other and form a cohesive inner surface with the narrowest possible joints. The shape can be chosen so that the lining holds itself in a form-fluid manner in the housing wall. However, it has proven itself to connect the fittings to each other and to the housing wall with glue. It is also possible to have a such connection by putty, solidifying, hardening plastics or plastics whose solvents evaporate, to keep. The molded pieces made of cast basalt can be produced with sufficient dimensional accuracy by a casting process, and through the casting process and, if necessary, subsequent thermal tempering processes allow the structure of the cast basalt to be achieved that ensure extraordinary hardness and wear resistance and also result in sufficient toughness to withstand impact and To absorb shock loads, such as those that can occur when the pump passes larger stones. One particularly high resistance to such shock loads can be achieved if the lining is provided with a relatively large wall thickness and against the support housing Is supported over a large area and elastic, for example. By a plastic adhesive or a plastic layer.

Als wesentlich hat es sich gezeigt, daß die überaus harten Formstücke auü Schmelzbasalt großflächig durch das Stützgehäuse abgestützt werden. Die Beanspruchungen des Stützgehäuses werden durch die Auskleidung co verteilt, daß lokal begrenzteIt has been shown to be essential that the extremely hard molded pieces of fused basalt are supported over a large area by the support housing be supported. The stresses of the support housing are distributed through the lining co that locally limited

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Spitzenlasten des Stützgehäuses vermieden werden, während die Schleißbeanspruchung völlig entfällt. Es ist daher möglich, das Stützgehäuse in verhältnismäßig einfachen und wenig aufwendigen Bauweisen zu erstellen. So ist in Fig. H ein als Schweißkonstruktion erstelltes Stützgehäuse 8 gezeigt, das im Aufbau dem der Fig. 1 und 2 ähnelt und wie dieses zur Verstärkung eine Längsrippe f sowie Querrippen Io aufweist. Der Innenraum ist wieder mit einer ausreichend starken Auskleidung 11 versehen, die im Gebiete geringerer Beanspruchungen, nämlich am Anfang der Spirale, ihre geringste Stärke aufweist und entlang der Spirale entsprechend den auftretenden stärkeren Kräften auch ihre ) Stärke wechselt. Während im Innern der Spirale kleinere Formstücke gewählt sind, ist die Ablauföffnung durch ein einziges großes, rohrförmiges Formstück 12 ausgekTelcfet, das dicht hinter dem den Anfang der Spirale auskleidenden Sattelstück beginnt.Peak loads of the support housing are avoided, while the wear and tear is completely eliminated. It is therefore possible to create the support housing in a relatively simple and inexpensive construction. Thus, FIG. H shows a support housing 8 made as a welded construction, which is similar in structure to that of FIGS. 1 and 2 and, like this, has a longitudinal rib f and transverse ribs Io for reinforcement. The interior is again provided with a sufficiently strong lining 11, which has its lowest strength in the area of lower stresses, namely at the beginning of the spiral, and also changes its strength along the spiral according to the stronger forces that occur. While smaller fittings are selected inside the spiral, the drainage opening is cut out by a single, large, tubular fitting 12, which begins just behind the saddle piece lining the beginning of the spiral.

Die Ausführung de s Stützgehäuses ist nicht auf die bekannten Eisen- bzw. Stahlkonstruktionen beschränkt. Wie Fig. 5 zeigt, kann das Stützgehäuse auch in unkonventioneller Form aus einer Leichtmetall- bzw. Buntmetallegierung geg-ossen werden. Insbesondere bei den billigeren Aluminiumlegierungen ist es möglich, das Gehäuse als massiven Klotz zu gießen und auf . eine besondere Verrippung vollständig oder weitgehend zu ver-™ ziehten. Schließlich kann ein solches Stützgehäuse aus Kunststoffen erstellt werden. So können bspw. aushärtende, durch Glas oder andere Fasern, aber auch durch Metalleinlagen, Drahtgeflechte bzw. -matten verstärkte Kunststoffe Anwendung finden, Derartige Stützgehäuse lassen sich verhältnismäßig leicht und billig aufbauen, und auch ihr geringes Gewicht macht sich vorteilhaft bemerkbar. Möglich ist die Verwendung derartiger Materialien an Stellen, an denen bisher extrem harte Gußlegierungen verwendet wurden, durch die Auskleidung durch Schmelabasalt, das eine wesetnlich höhere Verschleißfestigkeit aufweist selbst als die härtesten bekannten Gußle-The design of the support housing is not limited to the known iron or steel structures. As Fig. 5 shows, the support housing can also be cast in an unconventional form from a light metal or non-ferrous metal alloy. In the case of the cheaper aluminum alloys in particular, it is possible to cast and open the housing as a solid block . a special ribbing completely or largely to ™ pulled. Finally, such a support housing can be made of plastics to be created. For example, hardening, through glass or other fibers, but also through metal inserts, wire meshes or mats reinforced plastics are used, such support housings can be relatively easy and set up cheaply, and their low weight is also beneficial. The use of such materials is possible in places where extremely hard cast alloys have been used up to now, by lining with smelabasalt, which has a significantly higher wear resistance than the hardest known cast iron

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gierungen. Die Wandungen des Stützgehäuses wiederum werden nur verhältnismäßig gering beansprucht, da, wie bereits ausgeführt, Schleißbeanspruchungen ihnen völlig fern gehalten werden, und die üblichen mechanischen Belastungen, insbesondere Stoßbelastungen durch Spitzenkräfte beim Auftreffen von Steinen, ihnen nur auf eine größere Fläche verteilt übermittelt werden, so daß lokal begrenzte Spitzenlasten weitgehend vermieden sind.alloys. The walls of the support housing, in turn, are only subjected to relatively little stress, since, as before carried out, wear loads are kept completely away from them, and the usual mechanical loads, In particular, shock loads from peak forces when hitting stones, only spreading them over a larger area are transmitted so that locally limited peak loads are largely avoided.

Die gemäß der Erfindung vorgenommene Auskleidung eines Stützgehäuses durch Formstücke aus Schmelzbasalt führt gegenüber bekannten Spiralgehäusen zu einer Senkung des erforderlichen Aufwandes: auf die aus extrem harten Gußlegierungen erstellten, erhebliche Bearbeitungsschwierigkeiten bietenden Spiralgehäuse kann verzichtet werden, und an ihre Stelle treten mit wesentlich geringerem Aufwand zu erstellende Stützgehäuse, welche die extrem verschleißfeste Auskleidung erhalten. Der Verschleiß im Betriebe wird derart vermiüert, daß gegenüber den bekannten, aus extrem harten Gußlegierungen erstellten Spiralgehäusen eine starke Verlängerung der STandzeiten um mindestens den Faktor 3 erreicht wird. Damit werden auch die Unterhaltungskosten von bspw. mit derartigen Pumpen ausgestatteten Baggern oder dgl. aufgabengemäß erheblich gesenkt und ein empfindlicher Nachteil derartiger Bagger weitgehend behoben.The lining of a support housing made according to the invention The use of molded pieces made of cast basalt leads to a reduction in the amount required compared to known spiral housings Effort: on the volute casing made of extremely hard cast alloys, which presents considerable processing difficulties can be dispensed with, and support housings can be created in their place with significantly less effort, which receive the extremely wear-resistant lining. The wear and tear in the company is so diminished that compared to the well-known spiral casings made of extremely hard cast alloys a strong extension of the service life is reached by at least a factor of 3. This also reduces the maintenance costs of pumps of this type, for example equipped excavators or the like. Task considerably reduced and largely a sensitive disadvantage of such excavators Fixed.

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Claims

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Zimmermann & Jansen limited liability company, Düren, Bahnstrasse 52

Claims

1. Extremely wear-resistant material having spiral housing for a centrifugal pump for conveying sand and gravelly water, especially for a dredge pump,

ψ characterized by

that an outer support housing (3> 8, 13) is provided, that lined with molded pieces (6, 7 "» 12) made of cast basalt is.

2. volute casing according to claim 1,
characterized in that the molded pieces (6, 7 » 12) made of cast basalt interlock in a form-fitting manner.

3. Spiral casing according to claims 1 and 2, characterized in that the shaped pieces (6, 7, 12) are connected to one another and / or to the inner surface of the support housing (3 ₃ 8, 13) by an adhesive.

4. Spiral housing according to claims 1 to 3 _S, characterized in that the shaped pieces (6, 7, 12) are connected by a putty, mortar and / or cement with each other and / or with the inner surface of the support housing (3, 8, 13) .

5. spiral housing according to claims 1 to 4, characterized by a support housing (8) made of welded steel construction.

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6. Volute casing according to claims 1 to 4 _S characterized by a support casing (13) cast from a light or non-ferrous metal alloy

7. volute casing according to claims 1 to 4, characterized by a plastic support housing (13)

8. A spiral housing according to claims 6 or 7 _9, characterized in that the support housing (13) has metal inserts, inserted wire mats, metal mesh and / or, in the case of a support housing made of plastic, inserted glass fibers, textiles or the like.

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