DE3503169A1

DE3503169A1 - Gehaeuse fuer den durchsatz von festfluessig oder festgasfoermig stoffgemischen mit abrasiven eigenschaften und verfahren zum herstellen derartiger gehaeuse

Info

Publication number: DE3503169A1
Application number: DE19853503169
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr.-Ing. 5461 Kalenborn Becker
Original assignee: Stein Becker 5461 Vettelschoss GmbH; STEIN BECKER GmbH
Current assignee: Stein Becker 5469 Windhagen De GmbH
Priority date: 1985-01-31
Filing date: 1985-01-31
Publication date: 1986-08-07

Description

Gehäuse für den Durchsatz von festflüssig oder fest-
gasförmig Stoffgemischen mit abrasiven Eigenschaften und Verfahren zum Herstellen derartiger Gehäuse Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für den Durchsatz von festflüssig oder festgasförmig Stoffgemischen mit abrasiven Eigenschaften, insbesondere für Luft- oder Hydrozyklone, Pumpen, Sichter, Abscheider, Silos, Förderanlagen, Förder- oder Blasversatzleitungen und dergleichen, das in einem tragenden Gehäusemantel oder -körper eine Innenauskleidung aus verschleißfestem Material aufweist, und bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Herstellen derartiger Gehäuse.
Zyklone sind je nach Verwendung zum Klassieren oder Abscheiden von festflüssig oder festgasförmig Gemischen im Einsatz. In allen Fällen tritt eine mehr oder weniger große Abrasion an den Zykloninnenwänden auf, die durch die Strömungsverhältnisse, das abzuscheidende oder zu klassierende Gut in Menge und Härte, sowie durch das Zyklonmaterial bestimmt wird. In vielen Fällen sind Zyklone, insbesondere auch Hydrozyklone zur Klassierung oder Abscheidung von festflüssig Gemischen beim Auftreten geringeren Verschleißes innwendig ungeschützte Stahlkonstruktionen. In Fällen stärkeren Verschleißes wird eine Kunststoff-Innenauskleidung oder eine Innenauskleidung aus einer Ausmauerung von Schmelzbasalt verwendet, die nach vollständiger Abnutzung aus dem Stahlmantel herausgearbeitet und in äußerst arbeitsintensiver Weise wieder erneuert werden muß. Insbesondere Innenauskleidungen aus Schmelzbasalt sind wegen großer Plattenstärken und Dickbettverlegeweise außerordentlich schwergewichtig, erreichen aber unter erschwerten Einsatzbedingungen oft nur Standzeiten von wenigen Wochen.
Außer den mitunter äußerst geringen Standzeiten der bekannten Innenauskleidungen ist aber auch die Herstellung des Gehäusemantels derartiger Zyklone aus Schweißkonstruktionen aufwendig und teuer.
Ähnlich wie bei Zyklonen liegen die Verhältnisse auch bei den Gehäusen von Pumpen, Sichtern, Abscheidern, Silos, bei Förderanlagen, Förder- oder Blasversatzleitungen und dergleichen, bei denen die tragenden Gehäuseteile entweder aus einer teueren Gußkonstruktion oder aus einer Schweißkonstruktion bestehen und die verschleißfeste Innenauskleidung bereits nach verhältnismäßig geringen Einsatzzeiten erneuert werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gehäuse für den Durchsatz von festflussig oder festgasförmig Stoffgemischen mit abrasiven Eigenschaften so auszubilden, daß sie einerseits durch Verwendung einer hochverschleißfesten Innenauskleidung erhöhte Standzeiten erreichen und zum anderen so ausgebildet sind, daß nach einem Verschleiß der Innenauskleidung ein erneuter Aufbau dieser Innenauskleidung nicht erforderlich ist, sondern das gesamte Gehäuse oder auch Teile davon ausgebaut und durch vollständig neue Gehäuse oder Gehäuseteile in konstruktiv vorteilhafter Weise ersetzt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Gehäuse nach dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst, während in den Ansprüchen 2 bis 6 besonders vorteilhafte Weiterbildungen eines solchen Gehäuses und im Anspruch 7 ein Verfahren zum Herstellen derartiger Gehäuse mit einem Gehäusemantel aus formbeständigem Kunststoff und einer verschleißfesten Innenauskleidung gekennzeichnet sind.
Dadurch, daß der Gehäusemantel aus formbeständigem Kunststoff und die Innenauskleidung aus hochverschleißfesten oxidkeramischen und/oder nichtoxidkeramischen Massen besteht, die mit dem Gehäusemantel vollflächig fest verbunden sind, ergeben sich gegenüber herkömmlichen Gehäusen aus Guß- oder Schweißkonstruktionen mit einer Kunststoff-oder Schmelzbasalt-Innenauskleidung zum Teil 20 bis 25fache Standzeitverbesserungen.
Sowohl gewichtsmäßig als auch herstellungsmäßig besonders günstig ist es, wenn bei solchen Gehäusen der Gehäusemantel aus faserverstärktem Kunststoff besteht, und zwar insbesondere aus einem formbeständigen thermo- oder duroplastischen Kunststoff mit einer Verstärkung aus Glas-oder Kohlenstoffasern.
Für derartige Anwendungsfälle ist es besonders günstig, wenn die Innenauskleidung aus Aluminiumoxid bzw. hochaluminiumoxidhaltigen keramischen Massen sowie Siliziumkarbit (SiC) in verschiedenen Zusammensetzungen, fremd- oder selbstgebunden, besteht.
Eine besonders formbeständige Verbindung zwischen Gehäusemantel und Innenauskleidung kann dabei dadurch erreicht werden, daß der Gehäusemantel und die Innenauskleidung etwa nach Art von schwalbenschwanzförmigen Verzahnungen mechanisch fest miteinander verbunden sind. Es ist aber auch möglich, einen aushärtenden Mehrkomponentenkleber zwischen Gehäusemantel und Innenauskleidung zu verwenden.
Bei der Herstellung derartiger Gehäuse kann gemäß Anspruch 7 so vorgegangen werden, daß parallel zum Aufbau des Gehäusemantels in den noch zähflüssigen Kunststoff ~ die Elemente der verschleißfesten Innenauskleidung sogleich miteingebettet werden.
Durch die äußerst große Gesamtstandzeit solcher Gehäuse oder Bauelemente besteht die Möglichkeit, beispielsweise die bisher bis zu drei- oder viermal rezyklierten Zyklone zum Wegwerfartikel zu machen, indem statt der schweren und teuren Stahl-Außenmantelung ein wesentlich leichterer und erheblich billigerer Gehäusemantel aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt wird.
Zusammen mit, gemessen am konventionellen Stand der Technik, sehr dünnwandigen SiC- oder Aluminiumoxid-Auskleidungen ergibt sich hierdurch ein erheblich leichteres Bauteil, das zum Teil nur 30 % der ursprünglichen Gewichtsbelastung in der Gesamtanlage ausmacht. Dies ist in den meisten Anwendungsfällen ein nicht zu übersehender Vorteil.
Ein weiterer Vorteil unter Verwendung von Kunststoff ist die weitgehende Unempfindlichkeit gegenüber Witterungseinflüssen im Vergleich zu konventionellen Stahlkonstruktionen.
Zum Dritten wird die Innenauskleidung derartiger Gehäuse oder Bauelemente erheblich einfacher und kostensparender sowie betriebssicherer, wenn parallel zum Aufbau der Außenwand in den noch zähflüssigen Kunststoff die Innenauskleidungselemente gleich miteingebettet werden.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei Gehäusen oder Bauteilen, die einem örtlich stark eingegrenzten Verschleiß unterliegen. Hier kann bei einem Versagen der verschleißfesten Innenauskleidung innerhalb sehr kurzer Reparaturzeiten der betroffene Gehäuse- oder Anlagenteil samt Außenhaut oder Gehäusemantel abgetrennt und durch Reparaturstücke mit bereits eingebrachter verschleiß fester Innenauskleidung kalt, das heißt ohne den Verbund zu schädigen, wieder aufgebracht und ersetzt werden. Dies ist bei Stahlelementen nicht oder nur mit großem technischen Aufwand möglich. Schweißungen würden nämlich den Keramik-Stahl-Verbund irreparabel schädigen.
Entsprechende Vorteile gelten für Förderleitungen für eine pneumatische oder hydraulische Förderung von Feststoffen.
Auch sind die oben genannten Vorteile in gleicher Weise oder einzeln auf weitere Geräte aus der mechanischen Verfahrenstechnik anzuwenden, sofern vergleichbare Verschleißprobleme vorliegen, so z.B. Pumpen, Sichter, Abscheider, Silos, Förderanlagen und dergleichen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Hydrozyklon zum Trennen oder Klassieren von festflüssig Gemischen in Seitenansicht, Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Wand des Hydrozyklons bei II in Fig. 1, Fig. 3 ein Kreiselpumpengehäuse aus Kunststoff mit hochverschleißfester Innenauskleidung in Stirnansicht, Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Wand des Kreiselpumpengehäuses bei IV in Fig. 3, Fig. 5 einen Krümmer aus faserverstärktem Kunststoff mit einer hochverschleißfesten Innenauskleidung einer Förder- oder Blasversatzleitung zwischen zwei geraden anschließenden Rohrstücken und Fig. 6 einen Ausschnitt aus der Wandung des Krümmers bei VI in Fig. 5.
Bei allen drei gezeigten Ausführungsbeispielen von Fig. 1 bis 6 besteht der Gehäusemantel 1 aus einem formbeständigen Kunststoff und die Innenauskleidung 2 aus hochverschleißfesten oxidkeramischen und/oder nichtoxidkeramischen Massen, die mit dem Gehäusemantel 1 vollflächig fest verbunden sind. Besonders vorteilhaft ist ein Gehäusemantel 1 aus faserverstärktem Kunststoff, und zwar aus einem formbeständigen thermo- oder duroplastischer. Kunststoff mit einer Verstärkung aus Kohlenstoffasern, während die Innenauskleidung 2 aus Aluminiumoxid bzw. hochaluminiumoxidhaltigen keramischen Massen sowie Siliziumkarbit (SiC) in verschiedenen Zusammensetzungen, fremd- oder selbstgebunden, ausgebildet ist.
Bei einem Gehäuse, bei dem die verschleißfeste Innenauskleidung 2 mehr auf Abrasion als durch mechanische Stöße beansprucht wird, kann die Innenauskleidung 2, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, vollflächig glatt mit dem Kunststoff-Gehäusemantel 1 verbunden sein.
Kommen jedoch zu einer hohen abrasiven Beanspruchung derartiger verschleißfester Innenauskleidungen 2 noch starke mechanische Stöße hinzu, wie z.B. bei den Gehäusen von Kreiselpumpen zur Förderung stark abrasiver festflüssig Gemische, so empfiehlt es sich, daß der Gehäusemantel 1 und die Innenauskleidung 2 entsprechend der Darstellung von Fig. 4 etwa nach Art von schwalbenschwanzfcrmigen Verzahnungen 3 mechanisch fest miteinander verbunden sind.
Unter solchen Voraussetzungen können sich auch noch weitere Vorteile ergeben durch einen aushartenden x,ehrkomponentenkleber 4 zwischen Gehäusemantel 1 und Innenauskleidung 2 entsprechend der Darstellung von Fig. 5 und 6.
Bei der Herstellung derartiger Gehäuse, Rohrleitungen oder dergleichen kann so vorgegangen werden, daß parallel zum Aufbau des Gehäusemantels 1 in den noch zähflüssigen faserverstärkten Kunststoff die Elemente der verschleißfesten Innenauskleidung 2 sogleich miteingebettet werden, was insbesondere bei einer schwalbenschwanzartigen Verzahnung 3 zwischen verschleiß fester Innenauskleidung 1 und Gehäusemantel 2 von Vorteil ist, wie sie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist.
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Claims

Patentansprüche 1. Gehäuse für den Durchsatz von festflüssig oder festgasförmig Stoffgemischen mit abrasiven Eigenschaften, insbesondere für Luft- oder Hydrozklone, Pumpen, Sichter, Abscheider, Silos, Förderanlagen, Förder-oder Blasversatzleitungen und dergleichen, das in einem tragenden Gehäusemantel oder -körper eine Innenauskleidung aus verschleißfestem Material aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Gehäusemantel (1) aus formbeständigem Kunststoff und die Innenauskleidung (2) aus hochverschleißfesten oxidkeramischen und/oder nichtoxidkeramischen Massen besteht, die mit dem Gehäusemantel (1) vollflächig fest verbunden sind.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Gehäusemantel (1) aus faserverstärktem Kunststoff besteht.
3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Gehäusemantel (1) aus einem formbeständigen thermo- oder duroplastischen Kunststoff mit einer Verstärkung aus Kohlenstoffasern besteht.
4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Innenauskleidung (2) aus Aluminiumoyid bzw. hochaluminiumoxidhaltigen keramischen Massen sowie Siliziumkarbid (SiC) in verschiedenen Zusammensetzungen, fremd- oder selbstgebunden, besteht.
5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Gehäusemantel (1) und die Innenauskleidung (2) etwa nach Art von schwalbenschwanzförmigen Verzahnungen (3) mechanisch fest miteinander verbunden sind.

(Fig. 4)
6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, g e -k e n n z e i c h n e t durch einen aushärtenden Mehrkomponentenkleber (4) zwischen Gehäusemantel (1) und Innenauskleidung (2). (Fig. 6)
7. Verfahren zum Herstellen von Gehäusen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Gehäusemantel aus formbeständigem Kunststoff und einer verschleißfesten Innenauskleidung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß parallel zum Aufbau des Gehäusemantels (1) in den noch zähflüssigen Kunststoff die Elemente der verschleißfesten Innenauskleidung (2) sogleich miteingebettet werden.