DE2111877A1

DE2111877A1 - Spiral housing for a centrifugal pump

Info

Publication number: DE2111877A1
Application number: DE19712111877
Authority: DE
Inventors: Peter Valter
Original assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Current assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Priority date: 1971-03-12
Filing date: 1971-03-12
Publication date: 1972-09-14

Description

Spiralgehäuse für eine Kreiselpumpe Die Erfindung betrifft ein extrem verschleißfestes I¼.'ta terial aufweisendes Spiralgehäuse für eine Kreiselpumpe.Spiral housing for a centrifugal pump The invention relates to an extreme wear-resistant spiral housing with I¼.'ta material for a centrifugal pump.

Derartige Kreiselpumpen werden bspw. als Saugpumpen auf Baggern eingesetzt und dienen der Förderung sand-und kieshaltigen Wassers Infolge der im Sauggut mit geführten Steine, des Kieses und des scharfen Sandes unterliegen sowohl das Spiralgehäuse als auch der Rotor einer derartigen Kreiselpumpe einem starken Verschleiß, so daß zur Erhöhung der Standzeit Spiralgehäuse und Rotor aus extrem harten Metall-Legierungen gefertigt werden oder mit extrem hartem Material abgedeckt sind.Such centrifugal pumps are used, for example, as suction pumps on excavators and serve the promotion of sand and gravelly water as a result of the in the suction material with Run stones, gravel and sharp sand are both subject to the volute as well as the rotor of such a centrifugal pump a heavy wear, so that to increase the service life volute casing and rotor made of extremely hard metal alloys are manufactured or covered with extremely hard material.

Hierdurch wird zwar eine Verlängerung der Standzeit erzielt, der Verschleiß ist aber noch immer unerwünscht hoch und beeinträchtigt die Rentabilität von mit derartigen Pumpen ausgestatteten Saugbaggern. Nach einem älteren, noch nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlage wird zur Erstellung des Spiralgehäuses ein äußeres Stützgehäuse vorgesehen, das mit Formstücken aus ochmelzba¢lt ausgekleidet ist. Derartige Formstükke aus Schmelzbasalt weisen eine außerordentlich grobe Härte auf, die diejenige von Hartgußlegierungen oder dergl. weit übertrifft; als nachteilig stellt es sich aber heraus, daß derartige Formstücke nicht die Zähigkeit von Metall aufweisen, sondern verhältnismäßig spröde sind. Bei mit verhaltnismäßig geringem Auftreffwinkel einfallendem Kies, Sand oder auch Steinen bewährt sich eine derartige Schmelzbasalt-Auskleidung hervorzas-end, da ein Verschleiß durch Abrieb praktisch nicht auftritt, d. h. größenordnungsmäßig um eine Zehnerpotenz geringer ist als bei den härtesten Metall-Legierungen. Als nachteilig zeigt sich aber, daß Schmelzbasalt beim Auftreffen größerer Steine unter nahezu rechtem Winkel Gefahr läuft, durch den Anprall lokal zerstört zu werden0 Nach dem älteren Vorschlag sollen die Schmelzbasalt-Formstükke durch Zement, Mörtel, Kleber, insbesondere a ber auch Kunststoffe mit dem Stützgehäuse und untereinander verbunden sein. Insbesondere Kleber und Bettungsschichten aus Kunststoffen weisen eine gewisse Elastizität auf, welche geeignet ist, die Prallenergie auftreffender Steine weitgehend aufzunehmen, so daß die Schmelzbasalt-Auskleidung vor Beschädigungen bewahrt bleibt.This increases the service life and increases wear but is still undesirably high and affects the profitability of mit suction dredgers equipped with such pumps. After an older one, not yet for Proposals belonging to the state of the art are for the creation of the volute casing an outer support housing is provided, which is lined with molded pieces made of ochmelzba ¢ lt is. Such moldings made of fused basalt have an extremely coarse hardness that far exceeds that of chilled cast alloys or the like; as disadvantageous but it turns out that such fittings do not have the toughness of metal but are relatively brittle. With relatively little Angle of incidence falling gravel, sand or stones Such a cast basalt lining stands out because of wear and tear Abrasion practically does not occur, d. H. on the order of a power of ten is lower than with the hardest metal alloys. It turns out to be disadvantageous but that fused basalt is almost at right angles when it hits larger stones There is a risk of being locally destroyed by the impact0 According to the older proposal the fused basalt moldings should be replaced by cement, mortar, glue, in particular a Also be connected to the support housing and to each other via plastics. In particular Adhesives and bedding layers made of plastics have a certain elasticity, which is suitable for absorbing the impact energy of striking stones to a large extent, so that the cast basalt lining is protected from damage.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß insbesondere bei größeren Pumpen eine derartige elastische Bettung der Schmelzbasalt-Formstücke nicht immer ausreicht, Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, unter Verwendung einer Schmelzbasalt-Auskleidung ein Spiralgehäuse für Kreiselpumpen zu schaffen, das sich als hoch verschleißfest erweist und lange Standzeiten zu zeigen vermag. Gelöst wird diese Aufgabe, indem Spiralgehäuse der beschriebenen Gattung in speziellen, vom Fördergut steil beaufschlagten Bereichen des Umfanges der für den Rotor vorgesehenen Ausnehmung Formstücke aus zähem, verschleißfestem Material aufweiten. Bewährt hat es sich, an diesen Stellen Formstücke aus extrem hc%rten Metall-Legierungen, insbesondere Hartgußlegierungen, einzusetzen. Es ist jedoch möglich, an diesen Stellen Formstücke aus hoch verschleißfestem Kunststoff vorzusehen.However, it has been shown that especially with larger pumps Such elastic bedding of the cast basalt fittings is not always sufficient, The invention is based on the object of using a cast basalt lining to create a volute casing for centrifugal pumps that is highly wear-resistant proves and is able to show long service lives. This task is solved by Spiral casing of the type described in special, steeply loaded by the conveyed material Areas of the circumference of the recess provided for the rotor molded pieces expand tough, wear-resistant material. It has proven itself in these places Fittings made of extremely hard metal alloys, especially chilled cast alloys, to use. However, it is possible to use fittings made of highly wear-resistant at these points Provide plastic.

Bewährt hat es sich, diese Formstücke in die Schmelzbasalt-Auskleidung einzulegen. Wie diese können sie vermittels von Klebern, Kitten, Mörtel, Zementen oder dergl., insbesondere aber Kunststoffen, befestigt werden.It has proven itself to fit these fittings into the cast basalt lining to insert. Like these, you can use adhesives, putties, mortars, and cements Or the like, but especially plastics, are attached.

Es hat sich gezeigt, das insbesondere der Bereich um die zwischen dem Pumpen-Auslaßstutzen und der Wurzel der Spiralkurve des Pumpen-Innenraumes gebildete Kante eines als Rappe ausgebildeten Formstückes aus zähen, verschleißfestem Material bedarf. Es wurde erkannt, daß zweckmäßig auch ein etwa dieser Kante gegenüberlie gender Bereich mit einem Formstück aus zähem, verschleiß.It has been shown that in particular the area around the between the pump outlet port and the root of the spiral curve of the pump interior Edge of a molded piece made of tough, wear-resistant material, designed as a black cap requirement. It was recognized that expediently also an approximately opposite this edge gender area with a molded piece made of tough, wear.

festem Material auszukleiden ist0 Das Einbringen und Ausbrinen der Formstücke wird erleichtert, en diese von außen durch eine im Stützgehäuse vorgesehene Offnung einführbar sind; abgestützt werden können sie von einer die Offnung überdeckenden und mit den Stützgehäuse vorzugsweise abgedichtet verbindbaren Platte.solid material is to be lined 0 The introduction and removal of the Fittings are made easier, en these from the outside by a provided in the support housing Opening are insertable; they can be supported by a cover that covers the opening and plate which can be connected to the support housing in a preferably sealed manner.

Im einzelnen ist die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnungen beschrieben0 Es zeigen hierbei: Fig. 1 ein in Schweißkonstruktion spiralförmig erstelltes, mit Schmelzbasalt und einer Hartgußkappe ausgekleidetes Spiralgehäuse und Fig0 2 ein quaderförmiges Spiralgehäuse, welches in einer Schmelzbasalt-Auskleidung zwei besondere Einlagen aus zähem, verschleißfestem ELaterial aufweist, In Fig. 1 ist ein als Schweißkonstruktion erstelltes Stützgehäuse 1 dargestellt, dessen Wandung 2 durch eine Längsrippe 3 sowie Querrippen 4 versteift isto Ausgekleidet ist das Stützgehäuse 1 durch eine aus einzelnen Formstücken erstellte Schicht aus Schmelzbasalt 5. Im Bereiche der Kante 6, die zwischen dem 4uslaßstutzen 7 und der Wurzel der Spiralkurve 8 gebildet wird, ist an Stelle eines Formstückes aus Schmelzbasalt eine Kal)pe 9 aus einer extrem harten Hartgußlegierung vorgesehen.In detail, the invention is based on the description of an exemplary embodiment in connection with this illustrative drawings. Fig. 1 is a spiral created in a welded construction, with cast basalt and a chilled cast iron cap lined volute casing and Fig0 2 a cuboid volute casing, which has two special inserts made of tough, wear-resistant in a cast basalt lining In Fig. 1 is a support housing made as a welded construction 1, the wall 2 of which is stiffened by a longitudinal rib 3 and transverse ribs 4 isto The support housing 1 is lined with a one made from individual molded pieces Layer of fused basalt 5. In the area of the edge 6, between the outlet nozzle 7 and the root of the spiral curve 8 is formed in place of a molded piece One cal) from cast basalt 9 made of an extremely hard chilled cast alloy intended.

Eine Variante ist in Fig. 2 gezeigt. Das dort dargestellte Stützgehäuse 10 ist im wesentlichen quaderförmig ausgeführt und weist Formstücke 11 aus Schmelzbasalt auf, welche den spiralförmigen, für den Rotor vorgesehenen Innenraum begrenzen. Auch hier ist im Bereich der Kante zwischen -Auslaßstutzen und Wurzel der Spiralkurve eine Kappe 12 aus einer extrem harten Gublegierung eingesetzt, und im der Kante gegenüberliegenden Bereich ist ein Einsatz 14 aus einer gleichen Legierung angeordnet0 Die beschriebene Bauart ergibt die extrem hohe Resistenz gegen Verschleiß, die dem Schmelzbasalt eigen ist.A variant is shown in FIG. The support housing shown there 10 is essentially cuboid and has molded pieces 11 made of cast basalt which delimit the spiral-shaped interior space provided for the rotor. Here, too, is in the area of the edge between the outlet nozzle and the root of the spiral curve a cap 12 made of an extremely hard rubber alloy is used, and in the edge an insert 14 made of the same alloy is arranged on the opposite side The type of construction described results in the extremely high resistance to wear that the Melt basalt is peculiar.

Die direktem Aufprall größerer Fördergutstücke ausgesetzten Bereiche, nämlich die zwischen Auslaßstutzen und Wurzel der Spiralkurve gebildete 1 ante sowie der dieser gegenüberliegende Bereiche sind durch besondere Einsatzstücke geschützt, die sich nur über den äußeren Umfang selbst, nicht aber über die Flanken erstrecken: An den Flanken ist in jedem Fall nur mit fast tangentieller Beaufschlagung durch Fördergut zu rechnen, so daß wesentliche Prallenergie nicht auftritt und die Verschleißfestigkeit des Schuelzbasalts voll ausgenutz L werden kann.Areas exposed to the direct impact of larger items to be conveyed, namely the 1 ante formed between the outlet connection and the root of the spiral curve as well the areas opposite this are protected by special inserts, which only extend over the outer circumference itself, but not over the flanks: In any case, there is only an almost tangential impact on the flanks To be expected to be conveyed, so that significant impact energy does not occur and the wear resistance of the Schuelz basalt can be fully utilized.

Die Kappen 9 bzw. 13 sowie der Einsatz 14 können durch Kitte, Kleber, Zemente, Mörtel oder dergl. befestigt sein. Es ist auch möglich, sie durch von hinten angreifende Schrauben, Klemmstücke oder dergl. zu halten.The caps 9 or 13 and the insert 14 can be replaced by putty, glue, Cement, mortar or the like. Be attached. It is also possible to get them through from behind attacking screws, clamping pieces or the like. To hold.

Bei der Verwendung von Klebern, Mörtel oder oergl. hat es sich bewährt, solche aus Kunststoffen zu bevorzugen, welche eine elastische Abstützung der Kappen bzw. des Einsatzes ermoglichen, so daß Prallenergien hier elastisch aufgefangen werden und weder das Stützgehäuse noch argrenzende Schmelzbasalt-Formstücke zu beschadigen vermögen.When using glue, mortar or the like. has it proven itself those made of plastics are preferred, which provide elastic support for the caps or the use, so that impact energies are elastically absorbed here be and neither the support housing nor the boundary Cast basalt fittings able to damage.

Die IJ1onagge sowie ein gegebenenfalls erforderlich werdender Austausch verschlissener Formstücke werden erheblich erleichtert, wenn diese durch eine im Stützgehäuse vorgesehene Öffnung von außen einsetzbar und für den Austausch auch ausbringbar sind0 IIierbei ist es möglich, Formstücke bspw. aus Spezialhartguß mit den angrenzenden Schmelzbasaltstücken durch Kleber oder Mörtel zu verbinden; bei der Verwendung von Mörtel ist jedoch darauf zu achten, daß dieser mechanisch entfernbar ist, und beim Einbringen von Klebern sind die Klebefugen schmal zu halten, und es ist dafür Vorsorge zu treffen, daß gegebenenfalls vermittels von Lösungsmitteln die schmale Klebfuge freigelegt oder freigespült oder wenigstens aufweichbar ist. Die Befestigung derartiger Formstücke kann vorgenommen werden, inden eine die bifnunb des Stützgehäuses äberdeckende und mit deren Rand verbindbare Platte, gegebenenfalls über elastische Zwischenlagen, das Formstück gegen Anschläge preßt. Solche Anschläge können, bspw. als Stufen ouer Keilflächen, in die als Auskleidung verwendeten, die Öffnung umgrenzenden Schmelzbasalt-Formstücke eingearbeitet sein0 Es ist aber auch möglich, das Stützgehäuse mit entsprechenden Anschlägen auszustatten0 Ferner besteht die Möglichkeit, bspw. bereits vor Einbringen das aus einer Spezialhartgußlegierung bestehende einzusetzende Formstück mit der die Öffnung überdeckenden Platte zu verbinden. Auch hier können sowohl Klebe-Verbidnungen als auch durch Verschraubung bewirkte Verbindungen verwendet werden, und es ist auch hier möglich, das Formstück mit einer elastischen Schicht oder Platte zu unterfangen. Zum Entfernen des Formstückes hat es sich als zweckmäßig erwiesen, diesem Schraubbolzen oder solche Schraubbolzen aufnehmende Gewinde zuzuordnen. Zur Erleichterung des Sinbringens können bereits während des Gusses Einsätze aus leicht bearbeitbarem Material, bspwO Baustahl, eingebracht werden. In diesen Fällen ist es möglich, nach Abnehmen der Platte, wobei gegebenenfalls das Formstück spannende Muttern vorher zu entfernen sind, das Formstück mittels einer Abziehvorrichtung zu erfassen, welche das leichte Aufbringen größerer Kräfte zum Ausziehen des Formstückes gestattet. Zweckmäßig werden bei derartigen Ausführungen die Formstücke im Schmelzbasalt und/oder im Stützgehäuse abgedichtet, und gegebenenfalls zusätzlich, mindestens aber, wenn eine andere Abdichtung nicht vorgesehen ist, wird die Platte vermittels von Dichtungen gegen den Rand der Öffnung des Stützgehäuses verspa-lut, so daß zumindest das Stützgehäuse nach außen abgedichtet ist0 In allen Fällen ist auf die Gestaltung der Fugen zwischen Formstücken aus zähem, verschleißfestem Material und jenen aus Schmelzbasalt zu achten. Diese Fugen können sich parallel zu der für den Lin- und Ausbau vorgesehenen Bewegungsrichtung erstrecken, sie können aber auch in Richtung des Einbringens sich kegel stumpf- bzw. pyramidenstumpfartig verjüngen, Auch bei nach innen ausbaubaren Formstücken kann es sich als zweckmäßig er;!eisen, im Stützgehäuse Öffnungen vorzusehen, die entlireder der Verankerung der Formstücke durch Schrauben dienen, oder, gegebenenfalls zusätzlich, es ermöglichen, Druckschrauben einzuführen, welche das Lösen und Ausbringen der Formstücke erleichtern.The IJ1onagge as well as an exchange that may become necessary worn fittings are made much easier if they are replaced by an im Support housing provided opening can be used from the outside and also for exchange Ausbringbar are0 IIierbei it is possible to use fittings, e.g. made of special chilled cast iron to connect the adjacent cast basalt pieces with glue or mortar; at However, when using mortar, care must be taken that it can be removed mechanically is, and when applying glue, the glue joints must be kept narrow, and it Care must be taken to ensure that, if necessary, by means of solvents the narrow glue joint is exposed or rinsed free or at least softenable. The attachment of such fittings can be made inden the bifnunb of the support housing covering plate and connectable to its edge, if necessary Via elastic intermediate layers, the fitting presses against stops. Such attacks can, for example, as steps ouer wedge surfaces, used as a lining in the Opening bordering cast basalt moldings be incorporated0 But it is also possible to equip the support housing with appropriate stops the possibility, for example, of a special chilled cast alloy before it is introduced to connect existing fitting to be used with the plate covering the opening. Here, too, both adhesive connections and screw connections can be used Connections are used, and it is also possible here to use the fitting with a underpinning elastic layer or plate. Has to remove the fitting it has proven expedient to use this screw bolt or such screw bolts assign the female thread. To make it easier for you to bring your feelings together, you can already During the casting, inserts made of easily machinable material, e.g. structural steel, are introduced will. In these cases it is possible to post Removing the plate, where, if necessary, the fitting clamping nuts must be removed beforehand, the To grasp the fitting by means of a puller, which makes it easy to apply larger forces for pulling out the fitting allowed. Are useful in such Designs the fittings are sealed in the cast basalt and / or in the support housing, and if necessary additionally, but at least if another seal is not is provided, the plate is by means of seals against the edge of the opening of the support housing is spoiled, so that at least the support housing is sealed off from the outside ist0 In all cases, the design of the joints between fittings made of tough, wear-resistant material and those made of cast basalt. These joints can extend parallel to the direction of movement intended for the Lin construction and expansion, But they can also be frustoconical or truncated pyramidal in the direction of introduction rejuvenate, it can also be useful for fittings that can be removed inwards He;! iron to provide openings in the support housing that separate from the anchorage the fittings are used by screws, or, if necessary additionally, make it possible to Introduce pressure screws, which facilitate the loosening and removal of the fittings.

Die Erfindung ist nicht auf das Verwenden von Kappen bzw. Einsätzen aus extrem harten Metall-Legierungen, insbesondere Gußlegierungen, beschränkt. Es können auch andere Metalle bzw. Metall-Legierungen verwendet werden, und es können auch extrem verschleißfeste Kunststoffe eingesetzt werden. Zwar wird mit Kappe und Einsatz nicht die Standzeit erreicht, welche die übrige Schmelzbasalt-Auskleidung auszeichnet; in jedem Falle aber ergeben sich lange Standzeiten von Inspektion zu Inspektion, und im Bedarfsfalle ist es nicht erforderlich, die gesandte Auskleidung zu erneuern: es genügt, wenn jeweils die Kappe und ggf. der Einsatz ausgewechselt werden. Diese lassen sich in der benötigten Größe vorrätig halten, so daß die Standzeiten die heute üblichen übertreffen und Instandsetzungen nur eng lokalisierte Bereiche betreffen und damit schnell und mit relativ geringem Aufwande durchführbar sind.The invention is not limited to the use of caps or inserts from extremely hard metal alloys, especially cast alloys, limited. It other metals or metal alloys can also be used, and it can extremely wear-resistant plastics are also used. Although with cap and The insert does not reach the service life that the rest of the cast basalt lining excels; in any case, however, there are long idle times from inspection Inspection, and if necessary, it is not necessary to send the lining to renew: it is enough if each time the cap and, if applicable, the use be replaced. These can be kept in stock in the required size, so that the service lives exceed those that are customary today and repairs are only limited affect localized areas and thus quickly and with relatively little effort are feasible.

Claims

Patent claims

lo Volute casing made of extremely wear-resistant material for a centrifugal pump for pumping sand and gravel water, especially for an excavator pump, the outer support housing of which is patented (patent application P 21 00 870.8) is lined with fittings made of cast basalt, d u r c h g e It is not noted that special areas that are steeply impacted by the conveyed material of the circumference of the recess provided for the rotor, molded pieces made of tough, wear-resistant Have material.

2. Spiral casing according to claim 1, characterized by fittings made of extremely hard metal alloys.

3. Spiral casing according to claim 2, characterized by fittings made of chilled cast alloys.

40 spiral housing according to claim 1, characterized by shaped pieces Made of wear-resistant plastic.

So spiral casing according to claims 1 to 4, d u r c h e k e n n z e i c ii n e t that the shaped pieces are inserted into the cast basalt lining (5, 11) are.

6. Volute casing according to claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n It is not noted that the shaped pieces by means of an adhesive, putty, mortar and / or Cement are attached.

7. spiral casing according to claims 1 to 6, characterized g e k e n n z e i c ii n e t that the area around the between the outlet nozzle (7) and the root (8) the spiral curve of the pump interior formed edge (6) as a cap (9, 13) has formed molded piece made of tough, wear-resistant material,

8. Volute casing according to claims 1 to 7, that one of the between the pump outlet port (7) and the root (8) of the spiral curve of the pump interior formed edge (6) approximately opposite area with a shaped piece (insert 14) is lined with tough, wear-resistant material0 9o volute casing according to Claims 1 to 8, d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the fittings made of tough, wear-resistant material (9, 13, 14) from the outside through one in the support housing (1, 10) provided opening can be used and deployed.

10. Spiral casing according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the fittings are each covered by one of the opening over and with the edge of which is preferably supported in a sealed, connectable plate.

L e r s e i t e