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Pumpkanal für Flüssigmetallpumpen
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Die Erfindung betrifft einen Pumpkanal für Flüssigmetallpumpen aus
mindestens einem RohranschluBstück, einem flachen, eine oder mehrere DurchfluBkammern
aufweisenden Mittelstück, in dessen Außenbereich die Förderung des Flüssigmetalls
bewirkende elektromagnetische Einrichtungen angeordnet sind, und mindestens einem
das Mittelstück mit dem RohranschluBstück verbindenden Übergangsstück, das sich
allmählich vom Querschnitt des Mittelstücks zum Querschnitt des RohranschluBstücks
in der Breite verengt und in der Höhe erweitert.
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Derartige Flüssigmetallpumpen werden insbesondere zur Förderung des
als Kühlmittel für Atomreaktoren eingesetzten flüssigen Natriums bzw.
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Natrium-Kalium-Gemisches verwendet. Sie zeichnen sich durch eine hohe
Sicherheit aus, da das zu fördernde Medium nicht mit mechanisch bewegten Teilen
in BerUhrung tritt, sondern die Förderung durch auBerhalb des eigentlichen Pumpkanals
angeordnete elektromagnetische Einrichtungen bewirkt wird. Über diese Einrichtungen,
d.h. Elektromagneten, wird ein wanderndes Magnetfeld erzeugt, das für die Bewegung
des flüssigen Mediums ursächlich ist.
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Die vorliegende Erfindung befaßt sich speziell mit sogenannten Flachlinearpumpen,
bei denen der Bereich des Pumpkanals, in dem die elektromagnetischen Einrichtungen
angeordnet sind, als flaches, eine oder (mehrere nebeneinander angeordnete Durchflußkammern
aufweisendes Teil ausgebildet ist. Im allgemeinen werden hierbei zwei bis sechs
Durchflußkammern bevorzugt, deren gemeinsame Zwischenwände in Abständen mit Durchgangsöffnungen
versehen sein können, um auf diese Weise zur Verbesserung der Leitfähigkeit in Querrichtung
einen Kontakt zwischen dem in den einzelnen Durchflußkammern befindlichen Material
herzustellen.
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Die einzelnen DurchfluBkammern sind im Querschnitt etwa rechteckförmig,
so daß auch das flache Teil insgesamt einen etwa rechteckförmigen Querschnitt besitzt.
Die vorstehend beschriebene Bauweise hat sich bei dieser Pumpenart durchgesetzt,
da sich hiermit bei relativ geringen Feldstärkeverlusten ein relativ hoher Pumpenwirkungsgrad
erreichen läßt. Die Elektromagneten sind dabei an der Ober- und Unterseite des flachen
und dessen AuRenssiten durch Bauteils angeordnetE von dessen Außenseiten durch einesolierschicht
getrennt.
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Bei derartigen Flachlinearpumpen besteht nunmehr das Problem, das
flache, mit den Durchflußkammern versehene Teil an beiden Enden querschnittsmäBig
bis auf einen normalen Rohrquerschnitt in der Höhe zu erweitern und in der Breite
zu verengen. Dieser Übergangsbereich muß so ausgestaltet sein, daß das zu fördernde
Medium vom Rohrquerschnitt in die einzelnen Durchflußkammern des flachen Mittelstücks
und von diesen
Durchflußkammern wieder in den Rohrquerschnitt zurückströmen
kann, ohne daß hierbei Turbulenzen auftreten bzw. die Gefahr von Kavitationserscheinungen
gegeben ist. Der Übergangsbereich wird daher im allgemeinen so gestaltet, daß sich
hier die Wand des Pumpkanals ststig erweitert bzw. verengt, so daß ein etwa Trompetenform
aufweisender Abschnitt gebildet wird. Da bei den im Pumpkanal herrschenden Bedingungen
- beispielsweise ist bei der Förderung von flUssigem Natrium innerhalb eines kurzen
Zeitraumes mit einem Temperaturabfall von ca. 500 auf zoo c zu rechnen - ausgesprochen
hohe Wärmespannungen im Material auftreten, bereitet insbesondere die Konstruktion
des Übergangsbereiches zwischen dem Rohrquerschnitt und dem Mittelstück Schwierigkeiten.
Dieser Übergangsbsrsich ist insofern kritisch, weil die in dem dem Mittelstück benachbarten
Endabschnitt, dessen Querschnitt allmählich etwa Rechtecksform annimmt, auftretenden
Membranspannungen beherrscht werden müssen. Der andere Endabschnitt des ÜberganysstUckes
ist hierbei von untergeordneter Bedeutung, da dort infolge des sich dem Rohrquerschnitt
annähernden Querschnitts die Kanalwandung nahezu ausschließlich auf Zug beansprucht
wird.
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Um den vorstehend geschilderten Gegebenheiten Herr zu werden, ist
bereits vorgeschlagen worden, als Übergangsstück zwischen dem Rohranschlußstück
und dem die DurchfluBkammern aufweisenden Mittelstück bzw. gefrästes ein massives
yedrehtes>Teil vorzusehen. Dieses Teil ist mit seinem einen Ende an das Mittalstück
und mit seinem anderen Ende an das RohranschluBstück angeschweißt. Es ist offensichtlich,
daß die
Herausarbeitung eines derartigen relativ komplizierten Stückes
mit variierender Krümmung aus einem massiven Teil fertigungstechnisch schwierig
durchzuführen und demzufolge langwierig und kostspielig ist.
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Darüber hinaus muß dieses Teil infolge der vorstehend angedeuteten
Spannungscharakteristika relativ große Wandstärken aufweisen. Große Wandstärken
sind jedoch nur begrenzt möglich. Bei zu großen Wandstärken würden bei Temperatursprüngen
des zu fördernden Mediums unzulässige Spannungen auftreten, die zu Verformungen
oder auch Rissen im Material führen können. Dies insbesondere deshalb, weil die
Wärmeleitfähigkeit der zur Herstellung verwendeten Sonderstähle mit hohen Festigkeitseigenschaften,
beispielsweise Cr-Ni-Stähle, relativ schlecht ist. Auch vom Standpunkt der Materialersparnis
ist eine derartige Herstellungsweise nicht besonders günstig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pumpkanal zu schaffen,
der sich fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herstellen läßt und bei dem
die durch das zu fördernde Medium verursachten Materialspannungen gering gehalten
werden können.
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Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschriebenen Pumpkanal erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß das Überganysstück mehrere Übergangss aufweist, die durch Zusammenschweißen
mindestens eines Stegteiles mit allmählich etwa vom Außendurchmesser des RohranschluBstückes
bis zur Höhe des Mittelstückes abnehmender Steghöhe mit zwei U-förmigen Formteilen,
deren Krümmung allmählich von der des RohranschluBstückes in die des Mittelstückes
übergeht, und ggf. weiteren Zwischenstücken gebildet sind.
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Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung besteht somit darin,
auch in dem Übergangsstück mehrere parallele Durchflußkammern vorzusehen, was sowohl
von der herstellungstechnischen Seite als auch von der Belastbarkeit der Konstruktion
Vorteile mit sich bringt.
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Herstellungstechnisch ist es bedeutend einfacher, mehrere Einzelteile
herzustellen und diese zusammenzuschweißen als das gesamte Übergangsstück aus einem
massiven Teil herauszuarbeiten. So können beispielsweise bei der erfindungsgemäßen
Lösung die Stegteile aus entsprechenden Rohlingen herausgefräst werden, was fertigungstechnisch
keine Schwierigkeiten bereitet. Die Herstellung der U-förmigen Formteile kann ebenfalls
problemlos bewältigt werden, indem entsprechende Flachstahlstücle verformt werden.
Es ist dabei ohne weiteres möglich, die Formteile so zu gestalten, daß sie eine
allmählich von der Krümmung des Rohranschlußstückes in die des Mittelstückesübergehende
Krümmung besitzen. Nach Herstellung der Stegteile und U-förmigen Formteile werden
diese aneinandergeschweißt, wobei die Endkanten der U-förmigen Formteile an die
oberen und unteren Außenbereiche der Stegteile geschweißt werden. Wieviel Stegteile
im einzelnen zur Anwendung kommen, hängt davon ab, wieviel Durchflußkammern in dem
Übergangsstück vorgesehen werden sollen. So wird beispielsweise bei der Anordnung
von zwei Durchflußkammern nur ein Stegteil vorgesehen, an dessen beide Seiten die
U-förmigen Formteile angeschweißt werden. Bei der Anordnung von drei Durchflußkammern
werden zwei Stegteile eingesetzt, an deren Außenseiten jeweils ein U-förmiges Formteil
geschweißt wird. Die beiden Stegteile können hierbei ggf.
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unter Einschweißen von Zwischenstücken miteinander verbunden werden.
Auf
diese und andere spezielle Ausführungsformen der Erfindung
wird nachfolgend im Detail eingegangen.
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Das erfindungsgemäß ausgebildete Übergangsstück kann somit bedeutend
einfacher hergestellt werden als das eingangs beschriebene Übergangsstück nach dem
Stand der Technik. Von weit größerer Bedeutung ist jedoch, daß durch die Unterteilung
des Übergangsstückes in mehrere parallele DurchfluBkammern, was durch den Einbau
von Stegteilen bzw. eines Stegteiles erreicht wird, eine statisch weitaus günstigere
Konstruktion verwirklicht wird als bei der bekannten Lösung. Dies rührt in erster
Linie daher, daß durch die Stegteile die in dem nahezu rechteckförmigen Endabschnitt
des Übergangsstückes auftretenden Membranspannungen reduziert bzw. beim Einbau eines
Stegteils halbiert werden. Dadurch läßt sich insgesamt die Wandstärke des Übergangsstückes
verringern, wodurch die Gefahr des Auftrstens von Verformungen und Rissen, hervorgerufen
durch infolge der relativ großen Temperaturdifferenzen verursachte Wärmespannungen,
vermindert wird. Dieser Gesichtspunkt ist von entscheidender Bedeutung, da an die
Sicherheit der Konstruktion infolge des zu fördernden radioaktiven Mediums sehr
hohe Anforderungen gestellt werden. Da die Stegteile beidseitig umflossen werden,
ist diesbezüglich eine im wesentlichen symmetrische Spannungsverteilung gegeben,
so daß die Gefahr eines Verziehens des Übergangsstückes weitgehend ausgeschaltet
ist.
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Da die hier in Rede stehenden Flüssigmetallpumpen an beliebigen Stellen
von FlUssigmetelleltungen anordbar sind weist der zur Pumpe gehörige Pumpkanal zweckmäßigerweise
zwei Rohranschlußstücke, ein Mittelstück und zwei Ubergangsstücke auf. Die RohranschluBstücke
sind dabei so bemessen, daß sie querschnittsmäßig mit den Anschlußleitungen übereinstimmen
und an diesen in geeigneter Wsise befestigt werden können. An
dieser
Stelle sei bemerkt, daß der erfindungsgemäß ausgebildete Pumpkanal nicht unbedingt
mit entsprechenden RohranschluBstücken versehen sein muß, sondern daß die ÜbergangsstUcke
unmittelbar an den Leitungsenden befestigt werden können, beispielsweise über eine
geeignete Schweißverbindung. Im allgemeinen wird man jedoch den Pumpkanal so ausbilden,
daß die Übergangsstücke mit entsprechenden RohranschluBstücken verbunden sind, um
den Einbau des Pumpkanals in die Flüssigmetallsitung zu erleichtern.
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Als besonders zweckmäßig hat sich eine Ausführungsform der Erfindung
erwiesen, bei der das Übergangsstück mit zwei Durchflußkammern versehen ist. Bei
dieser Ausführungsform umfaßt das Übergangsstück ein Stegteil, an das an jeder Seite
ein U-förmiges Formteil angeschweißt ist. Diese Konstruktionsart stellt die einfachste
Form der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung dar und ist insbesondere für kleinere
DurchfluBquerschnitte geeignet. Sie zeichnet sich durch besondere Einfachheit bei
der Herstellung aus, da zum Zusammenbau des Übergangsstückes lediglich drei Teile,
d.h. ein Stegteil und zwei U-förmige Formteile, benötigt werden. Insgesamt sind
hierbei vier Schweißnähte anzuordnen, um die beiden U-förmigen Formteile mit dem
Stegteil zu verbinden. Wenn man davon ausgeht, daß das RohranschluBstück einen kreisförmigen
Querschnitt und das Mittelstück einen rechteckfdrmigen Querschnitt aufweist, so
besitzen bei dieser AusfUhrungsform die beiden Durchflußkammern einen von einem
Halbkreis etwa in ein Rechteck
Ubergehenden Querschnitt. Diese
Ausführungsform eignet sich insbesondere für Mittelstücke, die eine gerade Anzahl
von Durchflußkammern aufweisen, so daß sich das Stegteil des Übergangsstückes in
der Verlängerung des mittleren Steges des Mittelstückes erstreckt.
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Vorzugsweise bei größeren Durchflußquerschnittun ist der Pumpkanal
erfindungsgemäß mit einem drei Kammern aufweisenden Übergangsstück versehen. Dabei
umfaßt das Übergangsstück zwei Stegteile, an deren Außenseite jeweils ein U-förmiges
Formteil angeschweißt ist, und die Stegteile sind derart winklig zueinander angeordnet,
daß Uber die Gesamtlänge des ÜbergangsstUckes drei im wesentlichen im Querachnitt
flächengleiche Kammern gebildet werden. Es hat sich bei dieser Ausführungsform als
besonders vorteilhaft erwiesen, die Stegteile so zu bemessen, daß sie sich etwa
über zwei Drittel der Gesamtlänge des Übergangsstückes ausgehend von dem dem Mittelstück
benachbarten Ende erstrecken.
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Die letztgenannte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehend
beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß hierbei die U-förmigen Formteile an zwei
verschiedene Stegteil geschweißt sind, und zwar an deren Außenseiten. Die durch
die Formteile begrenzten äußeren Kammern entsprechen somit im wesentlichen den beiden
Kammern der vorerwähntun Ausführungsform. Da sich jedoch der Querschnitt des Ubergangsstückes
in Richtung auf das RohranschluBstück verengt, ist es zur Aufrechterhaltung eines
konstanten Ouerschnittsverhältnisses der drei Durchflußkammern Ober die Gesamtlänge
des Übergangsstückes erforderlich, die Stegteile so anzuordnen, daß sie in Richtung
auf das RohranschluBstück zusammenlaufen. Die
mittlere DurchfluBkammer
kann dabei so gebildet werden, daß die beiden Stegteile an ihren sich gegenüberliegenden
Seiten mit sich verjUngenden bzw. sich erweiternden Flanschen versehen sind, deren
Enden miteinander verschweißt werden, so daß zwei in Axialrichtung verlaufende Nähte
gebildet werden. Natürlich ist es auch möglich, die Stegteile dadurch miteinander
zu verbinden, daß ein oberes und unteres Zwischenstück eingeschweißt wird. Bei der
hier beschriebenen Ausführungsform hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Stegteile
nicht bis zu dem dem Rohranschlußstück benachbarten Endquerschnitt des Übergangsstückes
durchlaufen, sondern diese noch im Bereich des Übergangsstückes enden zu lassen.
Wo dieser Punkt liegt, ist für den Einzelfall zu ermitteln; als Richtwert kann ein
Abstand von einem Drittel der Übergangsstücklänge zu dem dem RohranschluBstück benachbarten
Ende dienen.
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Schließlich sei noch eine dritte Ausführungsform der Erfindung erwähnt,
bei der der Pumpkanal mit einem vier Kammern aufweisenden Übergangsstück versehen
ist. Hierbei umfaßt das Übergangsstück drei Stegteile, von denen die beiden äußeren
auf ihren Außenseiten mit den U-förmigen Formteilen versehen und winklig zueinander
angeordnet sind und von denen das mittlere Stegteil entlang der Mittelachse des
Übergangsstückss angeordnet ist, so daß über die Gesamtlänge des Übsrgangsstückes
vier im wesentlichen im Querschnitt flächengleiche Kammern gebildet werden.
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Diese Ausführungsform weist gegenüber der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform keins Besonderheiten auf, abgesehen von dem zusätzlichen Stegteil
und der zusätzlich gebildeten DurchfluBkammer, die in der
gleichen
Weise hergestellt sein kann wie die Mittelkammer der vorstehend beschriebenen Ausführungsform,
ggf. unter Einschweißen von Zwischenstücken. Ein derartig ausgebildetes Übergangsstück
eignet sich natürlich besonders für ein Mittelstück, das ebenfalls vier Durchflußkammern
aufweist. Es ist jedoch allgemein zu sagen, daß die Ubergangastücke mit Zunahme
der Stegteile herstellungstechnisch komplizierter werden, so daß von den Kosten
her Grenzen gesetzt sind, es sei denn, die Durchflußquerschnitte werden so groß,
daß aus statischen Gründen die Anordnung von mehreren Stegteilen nebeneinander unbedingt
erforderlich ist.
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Ein Kennzeichen des eingangs beschriebenen bekannten Pumpkanals ist
ferner, daß dessen Übergangsstücke sowohl in Horizontal- als auch in Vertikalrichtung
axialsymmetrisch ausgebildet sind. Diese Symmetrieverhältnisse sind herstellungstechnisch
bedingt. Die Erfindung macht es nunmehr möglich die Ubergangsstücke so auszubilden,
daß sich die Stegteile nur einseitig verjüngen, so daß entweder nur die Oberseite
oder nur die Unterseite des Übergangsstückes in Axialrichtung schräg verläuft. Das
bedeutet, daß bei dieser Ausführungsform beispielsweise die Unterseite bzw. untere
Mantellinie des Ubergangsstückes auf einer Höhe mit der Unterseite des MittelstGckes
und der unteren Mantellinie des Rohranschlußstuckes liegen kann, während nur die
Oberseite des Ubsrgangsstückes vom Mittd atück bAs zum Rohranschlußstück schräg
nach oben verläuft. Natürlich können auch genau umgekehrte Verhältnisse herrschen,
wobei die Unterseite des Ubergangastückes schräg verläuft,
während
die Oberseite in einer Ebene mit der Oberseite des Mittelstücke6 und der oberen
Mantellinis des RohranschlußstUckes liegt. Bei dieser Ausführungsform ist somit
das Obergangsstück in Vertikalrichtung nicht mehr axialsymmetrisch.
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Diese Ausbildungsmöglichkeit des Übergangsstückes bringt den Vorteil
mit sich, einen Pumpkanal mit zwei Übergangsstücken so ausbilden zu können, daß
das eine Übergangsstück so angeordnet ist, daß seine Unterseite etwa in einer Ebene
mit der des Mittelstücks und des Rohranschlußstücks liegt, und daß das andere ObergangsstUck
so angeordnet ist, daß seine Oberseite etwa in einer Ebene mit der des MittelstGcks
und des Rohranschlußstücks liegt. Der Grund für diese versetzte Anordnung der Übergangsstucke
ist der, daß hierbei der Pumpkanal lediglich um wenige Grad gekippt werden muß,
um das in dem Pumpkanal befindliche Flüssigmetall abzulassen, während bei dem bekannten
Pumpkanal ein bedeutend größerer Kippwinkel erforderlich ist. Dieser Vorteil ist
insofern von Bedeutung, als es sich bei dem im Pumpkanal vorhandenen Flüssigmetall
im allgemeinen um eine radioaktiv verseuchte Substanz handelt, mit der man möglichst
wenig in Kontakt kommen will. Der erfindungsgemäß ausgebildete Pumpkanal gestattet
somit eine einfache und schnelle Entleerung ohne das gesamte Pumpengestell stark
in Schräglage bringen zu müssen.
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Was das Mittelstück des erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpkanals anbetrifft,
so besitzt dieses, wie erwähnt, vorteilhafterweise einen etwa rechteckförmigen Querschnitt.
Da die Rohranschlußstücke im allgemeinen einen kreisförmigen Querschnitt besitzen,
geht die Krümmung der
U-förmigen Formteils des Übergangsstückes
etwa von der eines Kreisbogens in die eines Rechtecks über. Die Herstellung und
spezielle Ausbildung des Mittelstücks ist an sich nicht von erfindungswesentlicher
Bedeutung. Das Mittelstück kann beispielsweise so hergestellt sein, daß die Flanschenden
mehrerer Doppel-T-Stücke aneinandergeschweißt sind und daß an die äußeren Flanschenden
der beiden äußeren Doppel-T-Stücke jeweils ein U-Stück angeschweißt ist. Natürlich
sind auch andere Ausführungs- und Herstellungsformen denkbar; wesentlich ist nur,
daß das Mittelstück relativ flach eine oder ausgebildet ist undEmehrere parallel
verlaufende Durchflußkammern aufweist. Zur Ableitung von Wirbelströmen ist vorzugsweise
zu beiden Seiten des Mittelstücks jeweils eine vernickelte Kupferschiene angeordnet
und über eine Schwalbenschwanzverbindung an den Seitenwänden des Mittelstücks befestigt.
Die Befestigung der Kupferschienen mittels einer Schwalbenschwanz verbindung hat
sich als besonders zweckmäßig erwiesen, da die Schiene durch seitliches Einschieben
in die an den Seitenwänden des Mittelstücks befindliche Schwalbenschwanznut einfach
und schnell arretiert und durch Herausschlagen wieder gelöst werden kann. Eine direkte
Anschweißung oder Anlötung ist unerwünscht, um ein Einwandern von Cu-Atomen in das
Material des Mittelstücks zu verhindern.
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Was die Ausbildung der Stegteile für die Übergangsstücke anbetrifft,
so sind diese vorzugsweise in ihren oberen und unteren Endbereichen mit kurzen Flanschen
versehen, an deren Enden die U-förmigen Formteile bzw. Zwischenstücke angeschweißt
sind. Die Endflächen der Flansche sind zweckmässigerweise abgeschrägt, so daß die
U-förmigen Formteile bzw. Zwischenstücke über V-Nähte mit den Stegteilen verschweißt
werden können. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß sich hierbei gut zu durchleuchtende
Schweißnähte herstellen lassen.
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Die Stegteile können bezüglich der Flansche symmetrisch ausgebildet
sein, was insbesondere dann der Fall ist, wenn ein Übergangsstück ein Stegteil und
zwei Durchflußkammern enthält. Insbesondere bei der Anordnung von drei DurchfluBkammern
können die Stegteile jedoch auch so ausgebildet sein, daß sie nur an ihren Außenseiten
mit kurzen Flanschen versehen sind, während ihre Innenseiten zur Ausbildung der
mittleren Durchflußkammer längere, sich in Längsrichtung verjüngende Flansche aufweisen.
Bei dieser Ausführungsform können jedoch auch bezüglich der Flansche symmetrisch
ausgebildete Stegteile eingesetzt werden, wobei die mittlere Durchflußkammer durch
Einschweißen von Zwischenstücken gebildet wird.
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Es braucht nicht besonders erwähnt zu werden, daß die Übergangsstücke
zur Bildung eines fortlaufenden Pumpkanals an das Mittelstück und die RohranschlußstUcke
angeschweißt sind. Da im allgemeinen die Wand des Übergangsstückes dicker sein wird
als die des Mittelstückes, ist es zur Herstellung einer exakten Schweißnaht ggf.
erforderlich, die Wand des Übergangsstückes im Endbereich so abzuschrägen, daß sie
an der Verbindungsstelle mit dem Mittelstück etwa dessen Wandstärke aufweist. Beide
Stücke können dann über eine entsprechend dimensionferts Wurzelnaht miteinander
verbunden werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines AusfUhrungsbeispißlec
und in Verbindung mit der beigsfügten Zeichnung im Detail bescrieb: Es zeigen:
Fig.
1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf einen Teil eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Pumpkanals, wobei ein Übergangsstück und Teile des Mittelstückes und eines RohranschluBstückes
dargestellt sind; Fig. 2 den in Fig. 1 dargestellten Pumpkanal in der Seitenansicht,
teilweise im Schnitt, wobei die beiden Endbereiche des Pumpkanals mit den jeweiligen
Übergangsstücken gezeigt sind; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig.
1 Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 1; und Fig. 5 einen Schnitt
entlang der Linie 5-5 in Fig. 1.
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In Fig. 1 ist ein Teil eines erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpkanals
1 dargestellt, der ein Mittelstück 3, zwei Übergangsstücke 4 und zwei RohranschluBstücke
2 aufweist. Fig. 1 zeigt nur einen Endbereich des Pumpkanals, während in Fig. 2
auch der andere Endbereich dargestellt ist. Da beide Endbereiche, abgesehen von
einem speziellen Merkmal, auf das später noch eingegangen werden wird, symmetrisch
ausgebildet sind, ist es ausreichend, wenn der in Fig. 1 dargestellte Bereich erläutern
wird.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß in den Fig. 1-5 lediglich der Pumpkanal
als solcher gezeigt ist, während die vorhandenen slektromagnetischen Einrichtungen,
die Isolierschicht, das Gehäuse sowie entsprechende Lagereinrichtungen nicht dargestellt
sind. Es ist fUr den Fachmann ohne weiteres klar, daß die die Förderung des Mediums
bewirkenden Elektromagneten auf der Ober- und Unterseite des dargestellten Mittelstücks
3 angeordnet sind und daß die gesamte Pumpeinrichtung in einem Gehäuse untergebracht
ist, in das ein entsprechendes Kühlmittel singeführt wird. Diese Merkmale sind jedoch
für die Erfindung nicht von Bedeutung, so daß darauf im einzelnen nicht eingegangen
werden muß.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Mittelstück, in dessen Bereich die
elektromagnetischen Einrichtungen angeordnet sind, handelt es sich um ein flaches
Teil mit etwa rechteckförmigem Querschnitt, in dem vier Durchflußkammern 33,34,35,36
parallel zueinander angeordnet sind. Die Durchflußkammern sind durch entsprechende
Stege 39 voneinander getrennt, wobei die Stege mit einzelnen Durchgangsöffnungen
38 versehen sind, durch die das in den einzelnen Durchflußkammern befindliche Medium
miteinander in Kontakt treten kann. Das Mittelstück 3 ist so hergestellt, daß drei
etwa identische Doppel-T-Stücke mit ihren Flanschenden aneinandergeschweißt sind,
während an die Flanschenden der beiden äußeren Doppel-T-Stücke U-Stücke angeschweißt
sind. Das Mittelstück weist an seinen beiden Seitenflächen jeweils eine schwalben
schwanzförmige Nut auf, die zur Befestigung einer vernickelten Kupferschiene 31
dient, welche zur Ableitung von Wirbelströmen vorgesehen ist. Die
Schwalbenschwanzverbindung
32 hat sich hierbei als besonders zweckmäßig erwiesen, da sie ein schnelles und
einfaches Anbringen und Abnehmen sowie Auswechseln der Schiene ermöglicht. Das Mittelstück
weist somit auf seiner Oberseite und seiner Unterseite jeweils vier parallele Schweißnähte
37 auf, die als Wurzelnaht ausgeführt sind.
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Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 1 durch das
Mittelstück 3. Man erkennt deutlich die einzelnen Durchflußkammern 33,34, 35,36,
deren Kanten naturgemäß abgerundet sind. Es ist für den Fachmann klar, daß das hier
dargestellte und beschriebene Mittelstück lediglich beispielhaft ist und keine Beschränkung
der Erfindung darstellt. So können Je nach der gewünschten Durchflußmenge auch Mittelstücke
mit einer höheren oder niedrigeren Anzahl von Durchflußkammern Verwendung finden.
Üblich sind etwa zwei bis sechs DurchfluBkammern.
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Wendet man sich nunmehr wieder Fig. 1 zu, so erkennt man ferner ein
Übergangsstück 4, das das Mittelstück 3 mit einem RohranschluBstück 2 verbindet.
Da bei der hier dargestellten Ausführungsform des Pumpkanals das Mittelstück 3 einen
etwa rechteckförmigen Querschnitt und das Rohranschlußstück 2 einen kreisförmigen
Querschnitt besitzt, ist das Übergangsstück 4 so ausgebildet, daß es allmählich
über seine Länge von einem rechteckförmigen Querschnitt in einen Kreisquerschnitt
übergeht. Das bedeutet, daß sich das Übergangsstück vom Mittelstück aus gesehen
in der Breite verengt und in der Höhe erweitert. Diese
Formänderung
ist deutlich aus den Fig. 1 und 2 erkennbar.
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Das Übergangsstück ist bei 14 mit dem Rohranschlußstück und bei 15
mit dem Mittelstück verschweißt, wobei seine Außenseite in der Nähe der Schweißnaht
15 bei 16 zum Mittelstück hin abgeflacht ist, da das Übergangsstück eins dickere
Wandung besitzt als das Mittelstück 3.
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Wendet man sich nunmehr Fig. 2 zu, in der die beiden Endbereiche des
Pumpkanals in der Seitenansicht bzw. im Vertikalschnitt dargestellt sind, so erkennt
man, daß das in der Figur am linken Ende des Mittelstücks befindliche Übergangsstück
so angeordnet ist, daß seine Unterseite 17 etwa in einer Ebene mit der des Mittelstücks
und des Rohranschlußstücks liegt. Das in der Figur amrechtenEnde des Mittelstücks
befindliche Übergangsstück ist so angeordnet, daß seine Oberseite 19 etwa in einer
Ebene mit der des Mittelstücks und des Rohranschlußstücks liegt. Beide Übergangsstücke
sind somit so ausgebildet und angeordnet, daß sie im Vertikalschnitt gesehen immer
nur eine schräg verlaufende Seite aufweisen, die einmal die Oberseite und einmal
die Unterseite des Übergangsstückes bildet. Diese Anordnung hat den Zweck, das Ablassen
des in dem Pumpkanal befindlichen flüssigen Mediums zu vereinfachen, da der Kanal
nur noch um wenige Winkslgrade gekippt werden muß, um eine Entleerung herbeizuführen.
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Nachfolgend wird der Aufbau und die Herstellung der ÜbergangsstUcke
4 beschrieben, die den eigentlicher Kern der FrvindunS ausmachen. Dieser
Aufbau
ist am besten aus den Fig. 3 und 4 entnehmbar, die jeweils Schnitts durch das Übergangsstück
entlang der Linien 3-3 und 4-4 in Fig. 1 zeigen. Vergleicht man beide Schnitte miteinander,
so erkennt man deutlich, daß sich das Übergangsstück von dem in Fig. 3 gezeigten
Kreisquerschnitt allmählich zu dem in Fig. 4 und schließlich in Fig. 5 dargestellten
Rechteckquerschnitt verengt bzw. erweitert.
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Das Übergangsstück 4 weist ein mittig angeordnetes Stegteil 7 auf,
das in seinen oberen und unteren Endbereichen mit kurzen Flanschen 23 versehen ist.
Die Flansche besitzen abgeschrägte Endflächen. Das Stegteil kann beispielsweise
so hergestellt werden, daß es aus einem geeigneten Rohling herausgefräst wird. Die
Höhe des Stegteiles nimmt allmählich etwa vom AuBendurchmesser des RohranschluBstückes
bis zur Höhe des Mittelstückes ab, wobei bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten
Ausführungsform nur die Oberseite des Stegteiles schräg verläuft. An die beiden
Seiten des Stegteiles 7, d.h. an die jeweiligen Flanschenden beider Seitenist jeweils
ein U-förmiges Formteil 12,13 angeschweißt, dessen Krümmung allmählich von der des
Rohranschlußstückes 2 in die des Mittelstückes 3 übergeht Wie man den Fig. 3 und
4 deutlich entnehmen kann, verlaufen somit die beiden unteren Schweißnähte 10,11
über die Länge des Übergangsstückes etwa in einer horizontalen Ebene, während die
beiden oberen Schweißnähte 21,22 etwa in einer schrägen Ebene verlaufen (dis zunshmende
Krümmung der Oberfläche sei hier außer acht gelassen). Die U-förmigen Formteile
12,13 werden aus entsprechend dimensioniertem Flachmaterial geformt, was herstellungstechnisch
keine Schwierigkeiten bereitet, obwohl die Teile eine recht komplizierte Form besitzen
Das
in der Zeichnung dargestellte Übergangsstück 4 weist zwei Durchflußkammern 5,6 auf,
so daß das mittig angeordnete Stegteil 7 beidseitig umflossen wird. Natürlich sind
auch Übergangsstücks mit einer größeren Anzahl von Durchflußkammern denkbar, auf
die bereits vorstehend hingewiesen worden ist. Es ist für den Fachmann ohne weiteres
klar, daß sich das erfindungsgemäß ausgebildete Übergangsstück bedeutend einfacher
herstellen läßt als beispielsweise ein aus dem Vollen herausgearbeitetes Übergangsstück,
wie es zum Stand der Technik zählt. Die Anordnung des Stegteils bringt jedoch vor
allem den Vorteil mit sich, daß sich dadurch die Wandstärke des Übergangsstückes
reduzieren und damit die Gefahr des Auftretens von Verformungen und Rissen durch
Wärmespannungen herabsetzen läßt.
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Geeignete Materialien zur Herstellung des erfindungsgemäßen Pumpkanals
sind insbesondere austenitische Cr-Ni-Stähle. Diese Stähle weisen jedoch eine relativ
niedrige Wärmeleitfähigkeit auf, so daß dadurch dem vorstehend geschilderten Vorteil
eine entscheidende Bedeutung zukommt.
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