DE4326545C2 - Kreiselpumpe mit einer oder mehreren Schleißwänden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Kreiselpumpen unterliegt der saugseitige Dichtspalt zwischen dem Laufrad und dem gegenüberliegenden stationären Bauteil bei Förderung feststoffhaltiger Medien einem besonders hohen Verschleiß. Dies gilt vor allem für Kreiselpumpen in Rauchgasentschwefelungsanlagen.

Für die von der Förderflüssigkeit berührten Bauteile wählt man daher möglichst verschleißfeste Werkstoffe. Da in Rauchgas­ entschwefelungsanlagen neben einer hohen Erosions- auch einer hohen Korrosionsbelastung zu begegnen ist, sind metallische Werkstoffe nur bedingt einsatzfähig. Dies wird insbesondere dann zum Problem, wenn hohe Standzeiten erreicht werden müssen.

Als gegenüber den genannten Belastungen widerstandsfähige Materialien bieten sich verschiedene Keramikwerkstoffe an. So werden auch bereits Kreiselpumpen mit Schleißwänden oder Schleißplatten aus Keramik ausgestattet. Bei einer aus der DE 37 31 269 A1 bekannten Ausführung sind die Schleißplatten zu beiden Seiten des Laufrades lösbar angebracht. Die Schleißplatten sind allerdings sehr kompakt und besitzen eine einfache Gestalt.

Durch einen Prospekt der Firma Kalenborn, Vettelschoss, sind auch schon keramische Auskleidungen auf SiC-Basis bekannt, mit deren Hilfe auch ein dünnwandiger, einer komplizierteren Wandfläche angepaßter Verschleißschutz zu verwirklichen ist. Die Anpassung an größere, komplizierte Wandflächen erfolgt allerdings dadurch, daß die gesamte Auskleidung durch eine Vielzahl einzelner Formteile verwirklicht wird, die in den auszukleidenden Gegenstand eingesetzt, aneinandergefügt und mit der Wand des Gegenstands verklebt werden. Gegen ein solches Verfahren spricht nicht nur der notwendige hohe Aufwand. Wenn die Auskleidung in einem Wandbereich anzubringen ist, der mit einem in der Nachbarschaft befindlichen drehenden Teil einen möglichst engen Spalt bilden soll, ergibt sich folgendes Problem: Da sich selbst bei größter Genauigkeit in der Montagearbeit Schichtdickenunterschiede im aufgetragenen Kleber kaum vermeiden lassen, die Auskleidung wegen ihrer hohen Härte aber nicht nachbearbeitet werden kann, muß der Toleranzbereich der Spaltweite vergrößert werden. Befindet sich die Auskleidung also beispielsweise im Bereich des zwischen dem Laufrad und der Gehäusewand einer Kreiselpumpe gebildeten Spaltes, so sind Wirkungsgradverluste in Kauf zu nehmen.

Nun sind aber auch schon Verfahren bekannt, mit denen selbst komplizierter geformte Keramikkörper einteilig zu fertigen sind. Die DE 34 45 766 A1 beschreibt ein Schlickergußverfahren zur Herstellung von Keramikformkörpern, das besonders für rotationssymmetrische Teile, wie Turbinenrotoren und -statoren, Zylinder oder Scheiben, geeignet ist. Aus der DE 38 24 835 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Grünkörpern durch Formgebung von sinterfähigen keramischen Massen auf Basis von Siliziumnitrid bekannt, das neben anderen auch die Anwendung des Schlickergußverfahrens lehrt. Die durch das Verfahren erzeugten Grünkörper besitzen eine solche Standfestigkeit, daß sie vor dem Sintern mechanisch bearbeitet werden können.

Mit Hilfe bekannter Verfahren wurden bereits Spaltringe und Schleißwände aus siliziuminfiltriertem Siliziumkarbid (SiSiC) hergestellt, die allerdings nur in einem Durchmesserbereich bis ca. 500 mm lagen. So wurden etwa Wäscherpumpen in Rauchgas­ entschwefelungsanlagen mit einer Nennweite über 500 mm nicht mit einteiligen Schleißwänden oder Spaltringen aus SiSiC ausgerüstet.

Eine wesentliche Hürde für den Einsatz relativ dünnwandiger Bauteile großen Durchmessers stellt das Sprödverhalten der Keramikwerkstoffe dar, so daß sich wegen der hohen Bruchgefahr bei der Handhabung und beim Einsatz der Bauteile große Schwierigkeiten ergeben.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Kreiselpumpe zu schaffen, deren aus siliziumnitridgebundenem Siliziumkarbid bestehende Schleißwand großen Durchmessers mit verminderter Bruchgefahr zu montieren und ohne Schwierigkeiten auszuwechseln ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die formschlüssig an die Wand des Gehäuses der Kreiselpumpe anschließenden Flächen der Schleißwand mit einer Gummierung versehen sind und daß die zwischen dem Gehäuse und der Schleißwand gebildeten flüssigkeitsberührten radialen Spalte als Kegelspalte ausgebildet sind.

Die bei Keramikwerkstoffen generell vorhandene Bruchgefahr wird stark verringert durch die Gummierung der formschlüssig an das Gehäuse der Kreiselpumpe anschließenden Flächen der Schleiß­ wand.

Der erleichterten Demontage der Schleißwand dient es, daß die zwischen dem Gehäuse der Kreiselpumpe und der Schleißwand gebildeten flüssigkeitsberührten radialen Spalte als Kegelspalte ausgeführt sind.

Ein im Vergleich zu Spaltringen leichter handhabbares, wenig bruchgefährdetes Bauteil wird gemäß Anspruch 2 geschaffen durch eine den gesamten radialen Bereich der saugseitigen Laufraddeckscheibe überdeckende Schleißwand.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kreiselpumpe.

In einem im wesentlichen durch eine saugseitige Wand 1, eine druckseitige Wand 2 und ein Spiralgehäuse 3 gebildeten Kreiselpumpengehäuse ist ein Laufrad 4 angeordnet, das eine saugseitige Laufraddeckscheibe 5 und eine druckseitige Deckscheibe 6 besitzt.

Zwischen der saugseitigen Laufraddeckscheibe 5 einerseits und der saugseitigen Wand 1 sowie dem Spiralgehäuse 3 andererseits ist eine aus siliziumnitridgebundenem SiC bestehende, im Schlickergußverfahren hergestellte Schleißwand 7 angeordnet. Die Schleißwand 7 bildet mit der saugseitigen Laufrad­ deckscheibe einen Spalt von genau definierter Weite. An den formschlüssig mit der saugseitigen Wand 1 verbundenen Flächen besitzt die Schleißwand 7 eine harte Gummierung 8. Ein zwischen der angrenzenden Fläche des Spiralgehäuses 3 und der Schleißwand 7 vorhandener Spalt ist als Kegelspalt 9 ausgebildet.

Die Hartgummierung 8, die zur saugseitigen Wand 1 formschlüssig ist, vermindert die Bruchgefahr bei der Montage. Der Kegel­ spalt 9 dagegen erleichtert die Demontage der Schleißwand 7, da er das bei zylindrischen Spalten zu beobachtende Zusetzen mit sich verfestigenden Feststoffen verhindert.

Die erfindungsgemäße Kreiselpumpe läßt sich selbstverständlich auch mit weiteren, anders geformten und an anderer Stelle angeordneten Schleißwänden ausstatten. Die im Hauptanspruch offenbarte Erfindung und deren in den Unteransprüchen beschriebenen Ausgestaltungen eröffnen eine Vielfalt von Möglichkeiten, was die Form und die Anbringung von Schleißwänden betrifft.

Claims (2)

1. Kreiselpumpe mit einer aus siliziumnitridgebundenem Siliziumkarbid bestehenden, im Schlickergußverfahren hergestellten Schleißwand, deren Innendurchmesser größer ist als 500 mm, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssig an die Wand (1) des Gehäuses (3) der Kreiselpumpe anschließenden Flächen der Schleißwand (7) mit einer Gummierung (8) versehen sind und daß die zwischen dem Gehäuse (3) und der Schleißwand gebildeten flüssigkeitsberührten radialen Spalte als Kegelspalte (9) ausgebildet sind.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine den gesamten radialen Bereich der saugseitigen Laufraddeckscheibe (5) überdeckende Schleißwand (7).