DE3890760C2

DE3890760C2 - Verfahren zum Herstellen einer Auskleidung für eine Kreiselschlammpumpe

Info

Publication number: DE3890760C2
Application number: DE3890760A
Authority: DE
Inventors: Anthony Grzina
Original assignee: Warman International Ltd
Current assignee: Weir Minerals Australia Ltd
Priority date: 1987-09-15
Filing date: 1988-09-15
Publication date: 1999-05-20
Anticipated expiration: 2008-09-16
Also published as: GB8909972D0; AU2480888A; PH27220A; GB2219628B; GB2219628A; CA1308958C; JPH02501401A; US4984966A; WO1989002534A1; AU601088B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Kreisel pumpe und insbesondere eine verbesserte Auskleidungskonstruk tion für Schlammkreiselpumpen und ein Verfahren zu deren Herstellung und insbesondere Kreiselschlammpumpen, bei denen wegen ihres Herstellungsverfahrens infolge des Anpassens der Auskleidungsbestandteile auf der inneren Oberfläche eine scharfkantige Unstetigkeit auftritt.

Da diese Pumpen im Zusammenhang mit Schlamm eingesetzt werden, sind Hartmetall- oder Elastomerauskleidungen notwen dig, um den Verschleiß zu minimieren. Da es erforderlich ist, daß die Metall- und Elastomerauskleidungen austauschbar sind, ist es notwendig, die Auskleidungen aus verschiedenen Materialien mit derselben inneren "hydraulischen" Form . herzustellen, so daß die Wirksamkeit sich nicht verändert, wenn Auskleidungen geändert werden.

Bei Hartmetallauskleidungen bestand das einzige verfügbare Verfahren zum Anpassen der Auskleidung an die erforderlichen Abmessungen bis vor kurzem im Abschleifen. Abschleifen ist langsam und kostspielig und auf ebene Oberflächen beschränkt, die für große Schleifscheiben leicht zugänglich sind. Daher wurde das Abschleifen überschüssigen Materials von Hartme tallauskleidungen auf das Minimum beschränkt.

In einem Gießverfahren hergestellte Hartmetallteile sind im Hinblick auf ihre Abmessungen schwer zu steuern, insbesondere wenn Kerne verwendet werden, da Kerne sich verschieben und Schwankungen in der Gießdicke verursachen können. Da es notwendig ist, daß die Auskleidung und ihre Teile exakt innerhalb geforderter Toleranzen in das Gehäuse passen müssen, wie in Fig. 3 dargestellt, werden die äußere Ober fläche 16 der Auskleidung 1 des Ausströmraumes und die äußeren Oberflächen 15 und 17 der Durchlaßhülse 2 und des Auskleidungseinsatzes 3 der Rahmenplatte (wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt) maschinell auf die erforderliche Weite bearbeitet.

In Fig. 2 ist eine Großaufnahme der Paßstelle zwischen der Durchlaßhülse 2 und der Auskleidung 1 des Ausströmraumes einer Pumpe nach dem Stand der Technik, wie sie im Quer schnitt in Fig. 3 dargestellt ist, gezeigt. Da die Teile jenachdem, wie es das zu pumpende Medium erforderlich macht, als Gußmetallauskleidungen oder als geformte Elastomeraus kleidungen hergestellt sind, ist es notwendig, daß die Paßflächen 6 und 7 sowohl der Auskleidung 1 des Ausström raumes als auch der Durchlaßhülse 2 auf Glättung hergestellt werden, um das genaue Zusammenpassen der Paßteile sicherzu stellen. Weiterhin werden die äußeren Oberflächen 15 und 16 maschinell bearbeitet, um die Auskleidungen in die Pumpen einzupassen. Die inneren Oberflächen der Auskleidung werden nicht maschinell bearbeitet.

Da es nicht zweckmäßig war, die inneren Oberflächen der Auskleidungsteile bündig zu fertigen, ließ man die Seitenaus kleidungen (d. h. die Durchlaßhülse 2 und den Auskleidungs einsatz 3 der Rahmenplatte) weiter nach innen vorspringen als die innere Oberfläche 8 der Auskleidung 1 des Ausström raums, wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt. Diese Gestal tung ist unter dem Gesichtspunkt des Verschleisses bevorzugt gegenüber Innenseitenauskleidungen, die dünner sind als die Auskleidung des Ausströmraums, wie in Fig. 5 darge stellt.

Damit die mit Elastomer ausgekleideten Pumpen dieselbe Wirksamkeit wie metallausgekleidete Pumpen aufweisen, werden die Elastomerauskleidungen mit derselben inneren Form wie die Metallauskleidungen hergestellt, obwohl die Gummiaus kleidungen auf sehr viel engere Toleranzen geformt werden können als Metallauskleidungen.

Es ist bekannt, daß, wenn Schlämme oder Flüssigkeiten, die Feststoffe mitgerissen haben, gepumpt werden, die Feststoff Verschleiß an den Teilen der Pumpen verursachen können.

Verwirbelung und unerwünschte Turbulenz bilden sich nahe den Bereichen des Pumpengehäuses oder der Auskleidung, die abrupte Unstetigkeiten, wie etwa Stufen, des Oberflächen profils aufweisen. Dieses Problem ist insbesondere mit dem Zusammenpassen der Durchlaßhülse und der Auskleidung des Ausströmraums und dem Zusammenpassen des Auskleidungsein satzes der Rahmenplatte und der Auskleidung des Ausströmraums in Pumpen verbunden, in denen die Bestandteile ausgekleidet sind und die entsprechenden Paßflächen eine maschinelle Bearbeitung oder dergleichen erfordern. Wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt, gibt es auf der inneren Oberfläche der Auskleidung zwischen der Auskleidung 1 des Ausströmraums und der Durchlaßhülse 2 und der Auskleidung 1 des Ausströmraums und dem Auskleidungseinsatz 3 der Rahmenplatte in Kreisel schlammpumpen nach dem Stand der Technik eine Unstetigkeit 4 in Form einer Stufe 5.

Diese Unstetigkeit verursacht Verwirbelung und Turbulenz um die Stufe 5 herum mit sich daraus ergebendem Abrieb der Auskleidung des Ausströmraums und der Seitenauskleidungen durch die mitgerissenen Feststoffe, was einen Bereich hohen Verschleisses erzeugt, wie in Fig. 6 dargestellt. Der Strom, der das Pumpenflügelrad verläßt, tritt in den inneren Pumpen durchlaß ein, aber wegen der Stufe 5 auf den Seitenausklei dungen 2 und 3 können Wirbel eine Verschleißkonzentration an der Stufe 5 und anschließenden Verschleiß auf den damit verbundenen Flächen verursachen, wie gezeigt. Die Auskleidung des Ausströmraums versagt somit vorzeitig und zwar nur in einem lokalisierten Bereich nahe den Verbindungsstellen zwischen den Seitenauskleidungen und der Auskleidung des Ausströmraums.

Infolge neuerer Fortschritte bei Herstellungstechniken ist die maschinelle Bearbeitung von Hartmetallen nunmehr nicht mehr auf das Abschleifen beschränkt. Hartmetalle können unter Verwendung von Spezialwerkzeug auf Standard-Dreh/Bohr maschinen maschinell bearbeitet werden.

Aus den US-Patentschriften 32 65 002, 31 46 722 und 28 00 084 sind verschleißbeständige Auskleidungen für das Gehäuse einer für die Förderung von Schlamm vorgesehenen Kreiselpumpe bekannt.

Aus der US-Patentschrift 26 90 131 ist eine mit Auskleidungen des Gehäuses versehene Kreiselpumpe bekannt. Dort weist die umfangsseitige Auskleidung des Ausströmraumes im Bereich der an die seitlichen Auskleidungen angrenzenden Stoßkanten Wandverdickungen an der inneren Oberfläche auf. Wenn die bei dieser Pumpe vorhandenen Verdickungen abgeschliffen würden, ergäbe sich insoweit ein Nachteil, als durch das Abschleifen von Material der Spalt zwischen Pumpenrad und Auskleidungsteil im Umfangsbereich des Pumpenrades vergrößert würde. Eine derartige Vergrößerung des Spalts zwischen Auskleidung und Pumpenrad ist indes aus bekannten Gründen unerwünscht.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, nicht nur einen glatten, stufenlosen Übergang der Auskleidungsteile zu erreichen, sondern auch die Breite des Spalts zwischen Pumpenrad und Gehäuseauskleidung unverändert bzw. auslegungsgerecht beizubehalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezug nahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen:

Fig. 7 ein Detail eines Querschnitts der Auskleidung des Ausströmraums an seiner Aufweitung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 8 die Paßstelle der obigen Auskleidung des Aus strömraums mit einer Durchlaßhülse darstellt, wobei die Bestandteile in geeigneter Weise auf die erforderlichen Größen geschliffen sind;

Fig. 9 einen Querschnitt durch die Paßstellen der obigen Auskleidung des Ausströmraums mit den beiden Seitenauskleidungen darstellt; und

Fig. 10 den Bereich der Aufweitung in einer Elastomer auskleidung des Ausströmraums zur Aufnahme der Durchlaßhülse darstellt.

Wie zuvor erwähnt, ist es, weil die Dichtflächen und die Rückseiten der Auskleidung des Ausströmraums, der Durchlaß hülse und des Auskleidungseinsatzes der Rahmenplatte maschi nell bearbeitet werden müssen, um den genauen Paßsitz da zwischen und den genauen Paßsitz im Pumpengehäuse sicherzu stellen, schwierig, die inneren Flächen oder Oberflächen 8 und 9 miteinander fluchten zu lassen, und daher tritt eine Unstetigkeit mit ihrer resultierenden Stufe 5 auf (siehe Fig. 2).

Wie in Fig. 7 dargestellt, ist der Bereich des Endstücks 10 der Auskleidung des Ausströmraums mit einem verdickten Vorsprung 11 gegossen (wie mit den gestrichelten Linien dargestellt).

Die Paßflächen oder -oberflächen 6 und 7 und die Rückseiten 15 und 16 der Auskleidung des Ausströmraums und der Durchlaß hülse werden in erforderlichem Ausmaß maschinell bearbeitet, so daß die Teile dichtend zusammenpassen. Dies läßt einen kleinen Vorsprung 13 auf der inneren Oberfläche der Aus kleidung 1 des Ausströmraums zurück.

Dieser wird dann entfernt, wenn das endgültige Anpassen der Durchlaßhülse an die Auskleidung erfolgt ist, um eine glatte Übergangsstelle 14 von der inneren Oberfläche der Durchgangs hülse 2 zur inneren Oberfläche 8 der Auskleidung 1 des Ausströmraums zu bilden, wie in Fig. 8 dargestellt, ohne daß die Auskleidung aufgrund einer Dickeverringerung ge schwächt wird. Eine ähnliche Prozedur wird mit der Aufweitung zum Auskleidungseinsatz der Rahmenplatte durchgeführt, um eine Ausrichtung, wie in Fig. 9 dargestellt, herzustellen.

Eine ähnlich geformte Verdickung 15 wird bei Elastomeraus kleidungen 11 des Ausströmraums verwendet, wie in Fig. 10 dargestellt.

Da Elastomermaterial jedoch genauer geformt werden kann als Hartmetall, ist keine maschinelle Bearbeitung notwendig. Die Auskleidung des Ausströmraums ist daher neben ihrer Verbin dungsstelle mit den Seitenauskleidungen verdickt worden, um eine glatte Ausrichtung der inneren Oberflächen der Ausklei dung des Ausströmraums und der Seitenauskleidungen zu er zeugen.

Es sollte den Fachleuten auf diesem Gebiet offensichtlich sein, daß Veränderungen und Modifikationen zu Obigem gemacht werden können, ohne den Umfang oder die Idee der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Auskleidung für eine Kreiselschlammpumpe, bestehend aus einer Durchlaßhülse (2) mit einer inneren Oberfläche (9) und einer äußeren Oberfläche (15); einer Auskleidung (1) eines Ausströmraums mit einer inneren Oberfläche (8) und einer äußeren Oberfläche (16) und zwei gegenüberliegenden Öffnungen, wobei die Auskleidung (1) jeweils eine um die Öffnungen verlaufende Wandverdickung (11) auf der inneren Oberfläche (8) aufweist; und einem Auskleidungseinsatz (3) einer Rahmenplatte mit einer inneren Oberfläche und einer äußeren Oberfläche; wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

A) Einsetzen der Durchlaßhülse (2) in eine der Öffnungen der Auskleidung (1) des Ausströmraums in ihre Zusammenbauposition, wobei die entsprechende Wandverdickung (11) der Auskleidung (1) an der einen Öffnung über die innere Oberfläche (9) der Durchlaßhülse (2) nach innen vorsteht;
B) Abtragen der Wandverdickung (11) auf der inneren Oberfläche (8) der Auskleidung (1) des Ausströmraumes benachbart zu der einen Öffnung, bis die inneren Oberflächen (8, 9) der Auskleidung (1) und der Durchlaßhülse (2) um die eine Öffnung herum im wesentlichen fluchten;
C) Einsetzen des Auskleidungseinsatzes (3) der Rahmenplatte in die andere Öffnung der Auskleidung (1) des Ausströmraumes in seine Zusammenbauposition, wobei die entsprechende Wandverdickung (11) der Auskleidung (1) des Ausströmraums an der anderen Öffnung über die innere Oberfläche des Auskleidungseinsatzes (3) der Rahmenplatte nach innen vorsteht; und
D) Abtragen der Wandverdickung (11) auf der inneren Oberfläche (8) der Auskleidung (1) des Ausströmraums benachbart zu der anderen Öffnung, bis die inneren Oberflächen der Auskleidung (1) des Ausströmraums und des Auskleidungseinsatzes (3) der Rahmenplatte um die andere Öffnung herum im wesentlichen fluchten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Oberflächen (15, 16) der Auskleidung (1) des Ausströmraums, der Durchlaßhülse (2) und des Auskleidungseinsatzes (3) der Rahmenplatte für das Einpassen in ein Gehäuse der Pumpe bearbeitet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßhülse (2), die Auskleidung (1) des Ausströmraumes und der Auskleidungseinsatz (3) der Rahmenplatte aus Hartmetall bestehen.