EP3929444A1 - Kreiselpumpe zur förderung feststoffhaltiger medien - Google Patents

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EP3929444A1
EP3929444A1 EP21181101.3A EP21181101A EP3929444A1 EP 3929444 A1 EP3929444 A1 EP 3929444A1 EP 21181101 A EP21181101 A EP 21181101A EP 3929444 A1 EP3929444 A1 EP 3929444A1
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EP
European Patent Office
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centrifugal pump
less
pump according
counter
wear
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EP3929444C0 (de
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Markus PITTROFF
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KSB SE and Co KGaA
Original Assignee
KSB SE and Co KGaA
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Publication date
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/04—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous
    • F04D7/045—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous with means for comminuting, mixing stirring or otherwise treating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/4286—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps inside lining, e.g. rubber
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    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/20—Oxide or non-oxide ceramics
    • F05D2300/22—Non-oxide ceramics
    • F05D2300/224—Carbon, e.g. graphite

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal pump for conveying media containing solids with an open impeller and a counter-element that interacts therewith.
  • Wastewater is an example of a solid-containing medium.
  • This usually includes raw sewage (e.g. dirty water, faeces), sewage (mechanically purified water from clarifiers), sludge (e.g. activated, fresh, digested and vaccinated sludge) and rainwater.
  • raw sewage e.g. dirty water, faeces
  • sewage mechanically purified water from clarifiers
  • sludge e.g. activated, fresh, digested and vaccinated sludge
  • rainwater can have a very corrosive or abrasive effect on the centrifugal pumps used, in particular on the components of the centrifugal pump that come into contact with the medium.
  • impellers for pumping media containing solids
  • different impellers can be used, for example channel impellers, vortex impellers or single impellers.
  • An open impeller interacts in the pump chamber with what is known as a wear wall, which is fixed in the pump housing.
  • a free, unrestricted impeller passage is called a ball passage. It describes the largest permissible diameter of the solids in order to ensure a blockage-free passage. It is specified as a ball diameter in millimeters and corresponds at most to the nominal width of the suction or discharge nozzle.
  • the shape of the blade plays a decisive role in the design of open impellers.
  • the design of the leading edge is of great importance.
  • the leading edge is often covered with fibers that are present in the pumped medium.
  • the fibers are usually not transported away from the leading edge of the impeller. If there is an accumulation of fibers on the leading edge, further fibers can accumulate, so that larger deposits form. This behavior is particularly beneficial when it comes to ensuring high ball passages.
  • large flow cross-sections lead to dead water zones that are not flowed through, which in turn lead to occupancy.
  • a cut edge at the inlet of the pump housing in the form of a leading edge or a cutting device on the pump impeller can be used to shred fibers in the solid-containing medium in order to avoid the formation of deposits.
  • cast components are often used in centrifugal pumps.
  • a solid body in the desired shape is created from a liquid material after it has solidified.
  • the desired housing structures, wear walls or impellers of the centrifugal pump can be created in a targeted manner.
  • Cast materials in centrifugal pump construction are usually iron-carbon alloys.
  • the wear protection layer is introduced as a preform into a casting tool and then poured with a cast material, preferably with a metallic cast material.
  • the DE 10 2017 223 602 A1 specifies a pump housing in which instead of a wear wall in the pump housing, ceramic wear protection plates are arranged, which are already glued to metallic casting material in the casting tool before casting. These wear protection plates are preferably made of silicon carbide.
  • This chilled cast iron is characterized by a high level of corrosion resistance in aggressive media and, at the same time, high wear resistance.
  • the wear walls based on silicon carbide are significantly harder compared to components made of gray cast iron and increase the service life. However, these components are considerably more complex and expensive to manufacture.
  • the object of the invention is to provide a centrifugal pump for pumping media containing solids.
  • the damage to the pump housing due to abrasive wear is to be effectively reduced by a device.
  • the pump should can maintain the efficiency in operation for a long time.
  • a shredding edge on the wear wall should remain sharp-edged for as long as possible.
  • the centrifugal pump should be characterized by high reliability and a long service life. It should also ensure simple assembly. Furthermore, the centrifugal pump should convince through the lowest possible manufacturing costs.
  • a centrifugal pump for conveying media containing solids comprises an open impeller and a counter-element that interacts with it, the surfaces of which are coated with a carbon layer to protect against abrasive action.
  • the counter-element is advantageously designed as a wear wall which is fastened in the pump housing in an easily replaceable manner and protects the pump housing from wear.
  • the wear wall can be designed in the form of a hollow cone segment or a trumpet funnel-shaped, hollow segment.
  • the surface of the wear wall is provided with a carbon layer, which gives the wear wall an extremely high hardness. As a result, the wear wall, which is subject to an enormous abrasive effect when pumping media containing solids, is effectively protected against wear.
  • the wear wall advantageously has a cutting groove in order to cut long-fiber elements and plait-like impurities in the conveying medium into small pieces. Ideally, this effectively prevents the centrifugal pump from clogging.
  • the cutting groove of the wear wall is preferably coated with carbon. This gives the cutting edge of the cutting groove a special hardness and a wear-resistant sharpness, which also withstands the abrasive effect of small solid particles in the long term.
  • the cutting groove runs spirally from the inside to the outside. In its course, it thereby encloses an angle of more than 150 °, preferably more than 170 °, in particular more than 190 ° and / or less than 320 °, preferably less than 300 °, in particular less than 280 °.
  • the cutting groove is designed in such a way that it has a depth of more than 0.5 mm, preferably more than 1.0 mm, in particular more than 1.5 mm and / or less than 5.0 mm, preferably less than 4 mm, in particular is less than 3.0 mm.
  • the width of the cutting groove is adapted to the wear wall inside diameter of the suction side, so that it is more than 5%, preferably more than 10%, in particular more than 15% and / or less than 40%, preferably less than 35%, in particular less than 30% of the inside diameter of the suction side. Due to the shape described and the carbon coating, the cutting groove is particularly well suited to crushing long-fiber and pigtail-shaped elements in the conveying medium and protecting the centrifugal pump from clogging.
  • the open impeller of the pump interacts with the wear wall, so that the smallest possible gap is created between the wear wall and the open impeller, which is called the power gap.
  • This gap is kept as small as possible in order to avoid undesired flows from the pressure side to the suction side of the pump.
  • Both the impeller and the wear plate are coated with a carbon layer, which means that the surfaces of the components are extremely hard. As a result, the components are also protected against mutual contact or rubbing, which could well occur due to the small gap width.
  • the wear wall is made of a metallic material, preferably a cast material and / or a stainless steel material.
  • a metallic material preferably a cast material and / or a stainless steel material.
  • the surface forming the power gap and in particular the cutting groove of the wear wall are provided with a carbon layer according to the invention.
  • the cutting groove in particular is exposed to abrasive loads due to the formation of fibrous deposits and the colliding of solid particles and is particularly protected by the carbon layer.
  • the wear wall interacts with an open impeller.
  • an open impeller can be an open diagonal single impeller or an open channel impeller. It is particularly advantageous to coat the open impeller with carbon, which provides effective protection against abrasive wear and enables the longest possible operating time with constant pump efficiency.
  • a centrifugal pump with an open diagonal single impeller which is provided with a carbon layer, is used to convey media containing solids.
  • the flow line of the blade runs obliquely outwards. In this way, uncleaned, solids-laden and outgassing wastewater and media with a higher viscosity can advantageously be conveyed.
  • the carbon layers are understood to be layers in which carbon is the predominant component.
  • the carbon layer can be applied, for example, with a PVD (Physical Vapor Deposition), a physical vapor deposition, for example by evaporation or sputtering) or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • physical vapor deposition for example by evaporation or sputtering
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • amorphous carbon layer in particular a tetrahedral, hydrogen-free amorphous carbon layer, also known as a ta-C layer referred to as.
  • the atomic bonds belonging to the crystal lattice of graphite (3 in total) are identified with the designation "sp2". There is an sp2 hybridization.
  • each carbon atom forms a tetrahedral arrangement with four neighboring atoms. With this spatial arrangement, all atomic distances are equally small. There are therefore very high binding forces between the atoms, in all spatial directions. This results in the high strength and extreme hardness of the diamond.
  • the atomic bonds belonging to the crystal lattice of diamonds, four in total, are identified with the designation "sp3". There is thus an sp3 hybridization.
  • the carbon layer consists of a mixture of sp3 and sp2 hybridized carbon.
  • This layer is characterized by an amorphous structure.
  • Foreign atoms such as hydrogen, silicon, tungsten or fluorine can also be built into this carbon network.
  • a smooth axial surface with non-stick properties is created without the need for complex mechanical reworking of the impeller.
  • several wear walls can be installed in a coating reactor, which is preferably designed as a vacuum chamber, where the ta-C coating is applied under moderate thermal stress.
  • the centrifugal pump according to the invention with a wear wall is thus distinguished by relatively low manufacturing costs.
  • the carbon layer is applied as a coating to a wear wall.
  • the thickness of the layer is advantageously more than 0.5 ⁇ m, preferably more than 1.0 ⁇ m, in particular more than 1.5 ⁇ m. Furthermore, it proves to be favorable if the carbon layer is less than 18 ⁇ m, preferably less than 16 ⁇ m, in particular less than 14 ⁇ m.
  • a layer thickness between 4 and 12 ⁇ m should be aimed for to protect against particle wear and tarnishing.
  • the carbon coating has an extremely smooth surface with non-stick properties, in which the mean roughness value R a of the carbon layer is less than 0.7 ⁇ m, preferably less than 0.5 ⁇ m, in particular less than 0.3 ⁇ m.
  • the ta-C coating has a very low coefficient of friction and, at the same time, very good chemical resistance.
  • the hardness of the coating comes very close to the hardness of diamonds, the hardness preferably being more than 20 GPa, preferably more than 30 GPa, in particular more than 40 GPa and less than 120 GPa, preferably less than 110 GPa, in particular less than 100 GPa .
  • ta-C coatings are harder than a-C: H coatings.
  • ta-C does not contain any hydrogen. It can therefore be assumed that ta-C is more stable in contact with water (at temperatures above 80 ° C) than a-C: H. In contact with other - especially polar - liquids that contain molecules in which hydrogen is bound, ta-C could also be more resistant than a-C: H.
  • the carbon layer is preferably not applied directly to the wear wall, but instead an adhesion promoter layer is provided.
  • This preferably consists of a material that both adheres well to steel and prevents carbon diffusion, e.g. B. through the formation of stable carbides.
  • Thin layers of chromium, titanium or silicon are appropriately used as bonding layers that meet these requirements.
  • chromium and tungsten carbide have proven useful as adhesion promoters.
  • the coating has an adhesion promoter layer, which preferably contains a chromium material.
  • the adhesion promoter layer preferably consists of more than 30% by weight, preferably more than 60% by weight, in particular more than 90% by weight, of chromium.
  • the ta-C coating according to the invention is a simple, quickly realizable and economical coating for wear walls in centrifugal pumps. In addition to being very hard, the coating according to the invention also has excellent sliding properties and good chemical resistance.
  • the invention also enables wear wall geometries to be coated with special dimensions.
  • wear wall geometries can be realized that were previously difficult to achieve from ceramic materials due to manufacturing reasons.
  • the advantage of the higher hardness due to the ta-C coating is based on the fact that small and large solid particles, which are often contained in the solid-containing media, can now have a greatly reduced abrasive effect on the wear wall. Due to the flow, these solid particles usually act like an abrasive. Impellers and wear walls coated with ta-C have an extremely hard protective layer against abrasion, which significantly increases their service life in pumping media containing solids.
  • PECVD / PACVD processes can preferably be used for coating.
  • Plasma excitation of the gas phase takes place by coupling in pulsed DC voltage, medium-frequency (KHz range) or high-frequency (MHz range) power.
  • KHz range medium-frequency
  • MHz range high-frequency
  • PVD processes are used for coating. These processes are particularly simple and have a low process temperature. This technology leads to layers in which foreign atoms can also be incorporated as required. The process is preferably carried out in such a way that changes to the structure and dimensions of the materials to be coated (metallic, gray cast iron, etc.) are excluded.
  • the ta-C coating Compared to a CVD diamond layer, the ta-C coating has the advantage that the coating temperature for CVD diamond layers is 600 to 1000 ° C and for amorphous carbon layers such as ta-C is significantly below 500 ° C. This is of particular technical relevance for the coating of metallic materials. The production of PVD diamond layers is not possible.
  • Fig. 1 shows a sectional view of a centrifugal pump for conveying media containing solids.
  • This embodiment is a horizontally positioned volute casing pump with a diagonally open impeller 4 and a counter-element 2 interacting therewith.
  • the counter-element 2 is designed as a wear wall.
  • the medium containing solids flows into the pump via the suction mouth 1 and is controlled by the open diagonal impeller 4, which is rotatably connected to the shaft 6, charged with kinetic energy and leaves the pump housing 3 via the pressure port 5.
  • the shaft 6 is rotatably supported by the ball bearing 7 and the mechanical seal 9.
  • the bearing support cover 10 closes the pump chamber in the direction of the drive.
  • the blade edges 13 of the diagonally open single-blade wheel 4 form a gap with the wear wall, the so-called power gap.
  • the wear wall is coated with a carbon layer, preferably with an amorphous carbon layer, in particular with ta-C.
  • a particularly ideal protection against abrasive wear which inevitably acts on the wear wall when conveying media containing solids, is achieved.
  • the wear wall has a spiral-shaped cutting groove 12 running from the inside to the outside.
  • Fig. 2 shows a sectional view of a centrifugal pump for conveying media containing solids.
  • This exemplary embodiment is a thick matter pump in which an open impeller 4 interacts with a counter element 2.
  • the counter element 2 is designed as a wear wall.
  • the wear wall is used to protect the pump housing 3 against wear and can easily be replaced.
  • the wear wall is provided with a carbon layer in order to be particularly wear-resistant against the abrasive effect of the solid-containing medium.
  • the medium containing solids is sucked in via the suction mouth 1 and accelerated by the open impeller 4, which is non-rotatably connected to the shaft 6 and is rotatably supported by the bearing 7.
  • the medium containing solids leaves the pump housing 3 via the pressure port 5.
  • Fig. 3 shows a detailed section of the suction mouth area.
  • the counter element 2 is designed as a wear wall and interacts with the open impeller 4.
  • the blade flanks of the open impeller 4 extend, starting from the hub, radially outwards in a backward curve.
  • the blade edges 13 form a gap with the wear wall.
  • the wear wall is coated with a carbon layer, in particular with ta-C. This ensures effective protection against abrasive wear and against tarnishing of the two components.
  • Fig. 4 shows a front view of the counter element 2, which is designed as a trumpet funnel-shaped, hollow wear wall.
  • the wear wall has a spiral-shaped cutting groove 12 running from the inside to the outside.
  • the cutting groove 12 encloses an angle of more than 150 °, preferably more than 170 °, in particular more than 190 ° and / or less than 320 °, preferably less than 300 °, in particular less than 280 °.
  • the depth of the cutting groove 12 is more than 0.5 mm, preferably more than 1.0 mm, in particular more than 1.5 mm and / or less than 5.0 mm, preferably less than 4 mm, in particular less than 3.0 mm.
  • the cutting groove 12 has a width of more than 5%, preferably more than 10%, in particular more than 15% and / or less than 40%, preferably less than 35%, in particular less than 30% of the inside diameter of the wear wall on the suction side .
  • the wear wall and in particular the cutting groove 12 are coated with a carbon layer, in particular with ta-C.
  • the cutting groove remains extremely sharp thanks to the edge coated with ta-C and can therefore cut long-fiber or pigtail-shaped elements that may be contained in the conveying medium into small pieces. This effectively prevents the centrifugal pump from clogging.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien. Die Kreiselpumpe umfasst ein offenes Laufrad (4) und ein damit zusammenwirkendes Gegenelement (2). Die Oberfläche des Gegenelements (2) ist zumindest teilweise mit einer Kohlenstoffschicht versehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien mit einem offenen Laufrad und einem damit zusammenwirkenden Gegenelement.
  • Beispielgebend für ein feststoffhaltiges Medium ist Abwasser, insbesondere kommunales und industrielles Abwasser. Dieses umfasst in der Regel Rohabwasser (z. B. Schmutzwasser, Fäkalien), Abwasser (mechanisch gereinigtes Wasser aus Klärbecken), Schlamm (z. B. Belebt-, Frisch-, Faul- sowie Impfschlamm) und Regenwasser. Industrielles Abwasser kann unter Umständen sehr korrosiv oder abrasiv auf die eingesetzten Kreiselpumpen, insbesondere auf die medienberührenden Bauteile der Kreiselpumpe, wirken.
  • Bei Kreiselpumpen zur Förderung feststoffhaltiger Medien können unterschiedliche Laufräder eingesetzt werden, beispielsweise Kanalräder, Freistromräder oder Einschaufler. Ein offenes Laufrad wirkt im Pumpenraum mit einer sogenannten Schleißwand, die im Pumpengehäuse fixiert ist, zusammen.
  • Als Kugeldurchgang wird ein freier, unverengter Laufraddurchgang bezeichnet. Er beschreibt den größten zulässigen Durchmesser der Feststoffe, um einen verstopfungsfreien Durchgang zu gewährleisten. Er wird als Kugeldurchmesser in Millimeter angegeben und entspricht maximal der Nennweite des Saug- bzw. Druckstutzens.
  • Die Schaufelform spielt bei der Gestaltung von offenen Laufrädern eine entscheidende Rolle. Insbesondere die Konstruktion der Eintrittskante ist von großer Bedeutung. Bei Abwasserpumpen belegt sich die Eintrittskante häufig mit im Fördermedium vorhandenen Fasern. Die Fasern werden meist nicht von der Laufrad-Eintrittskante abtransportiert. Kommt es zu einer Anlagerung von Fasern an der Eintrittskante, können sich weitere Fasern anlagern, sodass sich größere Belegungen bilden. Begünstigt wird dieses Verhalten insbesondere bei der Gewährleistung hoher Kugeldurchgänge. Gerade im Teillastbetrieb der Kreiselpumpe führen große Strömungsquerschnitte zu nicht durchströmten Totwasserzonen, welche wiederum zu Belegungen führen.
  • Bei Einschauflern führen solche Belegungen dazu, dass eine höhere Leistung zum Betrieb der Kreiselpumpe erforderlich ist. Bei Mehrschauflern kann es durch die Belegungen auch zu einer asymmetrischen Strömung in den Kanälen kommen. Solche asymmetrischen Strömungen beeinflussen nicht nur die erforderliche Leistung, sondern auch den zu fördernden Volumenstrom sowie die zu erzielende Förderhöhe.
  • Eine Schnittkante am Eingang des Pumpengehäuses in Form von einer Eintrittskante oder einer Schneidvorrichtung am Pumpenlaufrad kann zum Zerkleinern von Fasern im feststoffhaltigen Medium genutzt werden, um eine Belagbildung zu vermeiden.
  • Generell kommen bei Kreiselpumpen häufig Gussbauteile zum Einsatz. Beim Gießen entsteht aus einem flüssigen Werkstoff nach dem Erstarren ein fester Körper in der gewünschten Form. Somit können gezielt die gewünschten Gehäusestrukturen, Schleißwände bzw. Laufräder der Kreiselpumpe erzeugt werden. Gusswerkstoffe im Kreiselpumpenbau sind in der Regel Eisen-Kohlenstoff-Legierungen.
  • Insbesondere bei Kreiselpumpen, die zur Förderung von feststoffhaltigen Medien eingesetzt werden, können im Bereich der Bauteile, die mit dem Fördermedium in Kontakt kommen, Verschleiß- und/oder Korrosionserscheinungen auftreten. Die strömenden Feststoffe können die Werkstoffe der Schleißwände sowie der offenen Laufräder abtragen, wodurch der Spalt zwischen den Bauteilen mit zunehmendem Betrieb größer wird. Dadurch verringert sich der Pumpenwirkungsgrad mit der Dauer des Betriebes, bis die Schleißwand erneuert werden muss.
  • In der DE 43 26 545 C2 ist eine Schleißwand auf keramischer Basis, insbesondere auf Basis von Siliziumkarbid beschrieben, die mittels Schlickergussverfahren hergestellt wird. Diese wird formschlüssig in das Gehäuse einer Kreiselpumpe eingebettet und mit einer Gummierung an der Gehäusewand abgedichtet.
  • In der DE 10 2013 200 680 B4 ist ein Verfahren zur Erzeugung einer Schleißwand beschrieben. Hierin wird die Verschleißschutzschicht als Vorformling in ein Gusswerkzeug eingebracht und dann mit einem Gusswerkstoff, vorzugsweise mit einem metallischen Gusswerkstoff, ausgegossen.
  • Die DE 10 2017 223 602 A1 gibt ein Pumpengehäuse an, in welchem anstatt einer Schleißwand im Pumpengehäuse, keramische Verschleißschutzplatten angeordnet sind, die vor dem Gießen mit metallischem Gussmaterial bereits im Gusswerkzeug verklebt sind. Diese Verschleißschutzplatten sind vorzugsweise aus Siliziumkarbid.
  • Die DE 4409278A1 und die EP000000750686A1 offenbaren einen Hartguss für Pumpen und Armaturen zur Förderung feststoffhaltiger Medien mit einer Zusammensetzung in Gew.-% Cr = 26 bis 36, Ni ≤ 10, Mo = 2 bis 6, Cu ≤ 3, N ≤ 0,2, Si ≤ 1,5, Mn ≤ 1,5, V = 4 bis 9, C = 1,4 bis 1,9, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen. Dieser Hartguss zeichnet sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit in aggressiven Medien bei gleichzeitig hoher Verschleißbeständigkeit aus.
  • Die Schleißwände auf Basis von Siliziumkarbid sind im Vergleich zu Bauteilen aus Grauguss deutlich härter und erhöhen die Standzeit. Jedoch sind diese Bauteile in der Fertigung erheblich aufwändiger und teurer.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien anzugeben. Die Beschädigung des Pumpengehäuses durch abrasiven Verschleiß soll durch eine Vorrichtung wirksam verringert werden. Darüber hinaus sollte die Pumpe den Wirkungsgrad im Betrieb lange aufrechterhalten können. Weiterhin sollte eine Zerkleinerungskante an der Schleißwand möglichst lange scharfkantig bleiben. Die Kreiselpumpe soll sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer auszeichnen. Sie soll zudem eine einfache Montage gewährleisten. Weiterhin soll die Kreiselpumpe durch möglichst geringe Herstellungskosten überzeugen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Varianten sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.
  • Erfindungsgemäß umfasst eine Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien ein offenes Laufrad und ein damit zusammenwirkendes Gegenelement, deren Oberflächen zum Schutz vor abrasiver Einwirkung mit einer Kohlenstoffschicht beschichtet ist.
  • Vorteilhafterweise ist das Gegenelement als Schleißwand ausgebildet, die im Pumpengehäuse leicht auswechselbar befestigt ist und das Pumpengehäuse vor Verschleiß schützt. Dabei kann die Schleißwand in Form eines hohlen Kegelsegments oder eines trompetentrichterförmigen, hohlen Segments ausgeführt sein. Gemäß der Erfindung ist die Oberfläche der Schleißwand mit einer Kohlenstoffschicht versehen, die der Schleißwand eine extrem hohe Härte verleiht. Dadurch wird die Schleißwand, die einer enormen abrasiven Einwirkung beim Fördern von feststoffhaltigen Medien unterliegt, wirksam vor Verschleiß geschützt.
  • Feststoffhaltige Medien, insbesondere Abwasser, beinhalten oft langfasrige Elemente und fasrige Zöpfe, die eine Kreiselpumpe verstopfen können. Vorteilhafterweise weist die Schleißwand eine Schneidnut auf, um langfasrige Elemente und zopfähnliche Verunreinigungen im Fördermedium in kleine Stücke zu zerteilen. Idealerweise wird hierdurch eine Verstopfung der Kreiselpumpe wirksam vermieden.
  • Vorzugsweise ist die Schneidnut der Schleißwand mit Kohlenstoff beschichtet. Dadurch wird der Schneidkante der Schneidnut eine besondere Härte und eine verschleißbeständige Schärfe verliehen, die auch der abrasiven Wirkung kleiner Feststoffteilchen langfristig widersteht.
  • In einer vorteilhaften Variante der Erfindung verläuft die Schneidnut spiralförmig von innen nach außen. Sie schließt in ihrem Verlauf dadurch einen Winkel von mehr als 150 °, vorzugsweise mehr als 170 °, insbesondere mehr als 190 ° und/oder weniger als 320 °, vorzugsweise weniger als 300 °, insbesondere weniger als 280 ° ein. Die Schneidnut ist derart gestaltet, dass sie eine Tiefe von mehr als 0,5 mm, vorzugsweise mehr als 1,0 mm, insbesondere mehr als 1,5 mm und/oder weniger als 5,0 mm, vorzugsweise weniger als 4 mm, insbesondere weniger als 3,0 mm aufweist. Des Weiteren ist die Breite der Schneidnut an den Schleißwandinnendurchmesser der Saugseite angepasst, so dass sie mehr als 5 %, vorzugsweise mehr als 10 %, insbesondere mehr als 15 % und/oder weniger als 40 %, vorzugsweise weniger als 35 %, insbesondere weniger als 30 % des Innendurchmessers der Saugseite beträgt. Aufgrund der beschriebenen Form und der Beschichtung mit Kohlenstoff ist die Schneidnut besonders gut geeignet, langfasrige sowie zopfförmige Element im Fördermedium zu zerkleinern und die Kreiselpumpe vor einer Verstopfung zu schützen.
  • Gemäß der Erfindung wirkt das offene Laufrad der Pumpe mit der Schleißwand zusammen, so dass ein möglichst geringer Spalt zwischen Schleißwand und offenem Laufrad entsteht, der Leistungsspalt genannt wird. Dieser Spalt wird so gering wie möglich bemessen, um unerwünschte Ströme von der Druckseite auf die Saugseite der Pumpe zu vermeiden. Sowohl das Laufrad als auch die Schleißwand sind mit einer Kohlenstoffschicht beschichtet, wodurch die Oberflächen der Bauteile eine extreme Härte erhalten. Dadurch sind die Bauteile auch gegen ein gegenseitiges Berühren oder Anstreifen geschützt, was aufgrund der geringen Spaltweite durchaus auftreten könnte.
  • Idealerweise wird die Schleißwand aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise einem Gusswerkstoff und/oder nichtrostenden Stahlwerkstoff, gefertigt. Dadurch sind der geometrischen Gestaltung der Schleißwand nur geringe Grenzen gesetzt und gleichzeitig zeichnen sich die meisten metallischen Werkstoffe durch eine höhere Duktilität im Vergleich zu keramischen Werkstoffen sowie eine kostengünstigere Realisierung aus.
  • Insbesondere die leistungsspaltbildende Fläche und im Besonderen die Schneidnut der Schleißwand sind gemäß der Erfindung mit einer Kohlenstoffschicht versehen. Gerade die Schneidnut ist durch die fasrige Belagsbildung und das Kollidieren von Feststoffpartikel einer abrasiven Belastung ausgesetzt und durch die Kohlenstoffschicht besonders geschützt.
  • In einer Kreiselpumpe zur Förderung von feststoffhaltigen Medien wirkt die Schleißwand mit einem offenen Laufrad zusammen. Ein solches offenes Laufrad kann erfindungsgemäß ein offenes diagonales Einschaufelrad oder ein offenes Kanalrad sein. Besonders vorteilhaft ist die Beschichtung des offenen Laufrades mit Kohlenstoff, wodurch ein wirksamer Schutz vor abrasiven Verschleiß entsteht und eine möglichst lange Betriebszeit bei konstantem Wirkungsgrad der Pumpe ermöglicht wird.
  • Gemäß der Erfindung wird zur Förderung feststoffhaltiger Medien eine Kreiselpumpe mit einem offenen diagonalen Einschaufelrad eingesetzt, welches mit einer Kohlenstoffschicht versehen ist. Bei diesem Laufrad verläuft die Flusslinie der Schaufel schräg nach außen. Vorteilhafterweise kann damit ungereinigtes, feststoffbeladenes und ausgasendes Abwasser sowie Medien mit höherer Viskosität gefördert werden.
  • Unter den Kohlenstoffschichten werden Schichten verstanden, in denen Kohlenstoff der überwiegende Bestandteil ist. Die Kohlenstoffschicht kann beispielsweise mit einer PVD- (engl. Physical Vapor Deposition), einer physikalischen Gasphasenabscheidung etwa durch Verdampfen oder Sputtern) oder einem CVD- (engl. Chemical Vapor Deposition; Chemische Gasphasenabscheidung) Verfahren aufgebracht werden.
  • Vorzugsweise handelt es sich um eine amorphe Kohlenstoffschicht, insbesondere eine tetraedrische wasserstofffreie amorphe Kohlenstoffschicht, die auch als ta-C Schicht be-zeichnet wird. Die dem Kristallgitter von Graphit zugehörigen Atombindungen (insgesamt jeweils 3) kennzeichnet man mit der Bezeichnung "sp2". Dabei liegt eine sp2-Hybridisierung vor.
  • Bei einer Diamantschicht bildet jedes Kohlenstoffatom mit vier benachbarten Atomen eine tetraederförmige Anordnung. Bei dieser räumlichen Anordnung sind alle Atomabstände gleich gering. Es wirken daher sehr hohe Bindungskräfte zwischen den Atomen, und zwar in allen Raumrichtungen. Daraus resultieren die hohe Festigkeit und die extreme Härte des Diamanten. Die dem Kristallgitter von Diamanten zugehörigen Atombindungen, insgesamt jeweils vier, kennzeichnet man mit der Bezeichnung "sp3". Somit liegt eine sp3-Hybridisierung vor.
  • Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung besteht die Kohlenstoffschicht aus einer Mischung von sp3- und sp2-hybridisiertem Kohlenstoff. Diese Schicht ist durch eine amorphe Struktur gekennzeichnet. In dieses Kohlenstoffnetzwerk können auch Fremdatome wie Wasserstoff, Silizium, Wolfram oder Fluor eingebaut sein.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung einer Kohlenstoffschicht auf einer Schleißwand und einem offenen Laufrad führt zu einer erheblichen Reduzierung des abrasiven Abtrags.
  • Durch die Anordnung einer Kohlenstoffschicht auf einer Schleißwand wird eine glatte axiale Oberfläche mit Antihafteigenschaften geschaffen, ohne dass eine aufwendige mechanische Nachbearbeitung des Laufrads erforderlich ist. Des Weiteren können mehrere Schleißwände in einem Beschichtungsreaktor, der vorzugsweise als Vakuumkammer ausgeführt ist, eingebracht werden, wo bei mäßiger thermischer Belastung, die ta-C Beschichtung aufgebracht wird. Somit zeichnet sich die erfindungsgemäße Kreiselpumpe mit einer Schleißwand durch verhältnismäßig geringe Herstellungskosten aus.
  • Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung wird die Kohlenstoffschicht als Be-schichtung auf eine Schleißwand aufgebracht. Die Dicke der Schicht beträgt vorteilhafterweise mehr als 0,5 µm, vorzugsweise mehr als 1,0 µm, insbesondere mehr als 1,5 µm. Weiterhin erweist es sich als günstig, wenn die Kohlenstoffschicht weniger als 18 µm, vorzugsweise weniger als 16 µm, insbesondere weniger als 14 µm beträgt.
  • Für den Schutz gegen Partikelverschleiß und Anlaufen ist eine Schichtdicke zwischen 4 und 12 µm anzustreben.
  • Idealerweise weist die Beschichtung aus Kohlenstoff eine äußerst glatte Oberfläche mit Antihafteigenschaften auf, bei der der Mittenrauheitswert Ra der Kohlenstoffschicht weniger als 0,7 µm, vorzugsweise weniger als 0,5 µm, insbesondere weniger als 0,3 µm beträgt.
  • Die ta-C Beschichtung weist einen sehr geringen Reibbeiwert bei gleichzeitig sehr guter chemischer Beständigkeit auf. Die Härte der Beschichtung kommt der Härte von Diamanten sehr nahe, wobei die Härte vorzugsweise mehr als 20 GPa, vorzugsweise mehr als 30 GPa, insbesondere mehr als 40 GPa und weniger als 120 GPa, vorzugsweise weniger als 110 GPa, insbesondere weniger als 100 GPa beträgt.
  • Mit durchschnittlich 40 bis 75 GPa sind ta-C Beschichtungen härter als a-C:H Schichten. Zudem enthält ta-C keinen Wasserstoff. Deshalb ist davon auszugehen, dass ta-C im Kontakt mit Wasser (bei Temperaturen oberhalb 80 °C) beständiger ist als a-C:H. Im Kontakt mit anderen - insbesondere polaren - Flüssigkeiten, die Moleküle enthalten, in denen Wasserstoff gebunden ist, könnte ta-C ebenfalls besser beständig sein als a-C:H.
  • Vorzugsweise wird die Kohlenstoffschicht nicht unmittelbar auf die Schleißwand aufgebracht, sondern es wird zunächst eine Haftvermittlerschicht vorgesehen Diese besteht bevorzugt aus einem Werkstoff, der sowohl gut an Stahl haftet als auch eine Kohlenstoffdiffusion verhindert, z. B. durch die Bildung stabiler Carbide. Als Haftvermittlungsschichten, die diese Anforderungen erfüllen, kommen passenderweise dünne Schichten aus Chrom, Titan oder Silizium zum Einsatz. Insbesondere haben sich Chrom- und Wolframcarbid als Haftvermittler bewährt.
  • Bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung weist die Beschichtung eine Haftvermittler-schicht auf, die vorzugsweise einen Chromwerkstoff beinhaltet. Vorzugsweise besteht die Haftvermittlerschicht zu mehr als 30 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 60 Gew.-%, insbesondere mehr als 90 Gew.-% aus Chrom.
  • Bei der erfindungsgemäßen ta-C Beschichtung handelt es sich um eine einfache, schnell realisierbare und wirtschaftliche Beschichtung für Schleißwände in Kreiselpumpen. Die erfindungsgemäße Beschichtung weist neben einer sehr großen Härte auch hervorragende Gleiteigenschaften und eine gute chemische Beständigkeit auf.
  • Zudem ermöglicht die Erfindung auch eine Beschichtung von Schleißwandgeometrien mit speziellen Abmessungen. Darüber hinaus lassen sich Schleißwandgeometrien realisieren, die zuvor aus keramischen Werkstoffen fertigungsbedingt schwer realisierbar waren.
  • Der Vorteil der höheren Härte durch die ta-C Beschichtung liegt darin begründet, dass kleine und große Feststoffpartikel, die oft in den feststoffhaltigen Medien enthalten sind, nun stark vermindert abrasiv auf die Schleißwand wirken können. Durch die Strömung wirken diese Feststoffteilchen normalerweise wie ein Schleifmittel. Laufräder und Schleißwände, die mit ta-C beschichtet sind, verfügen über eine äußerst harte Schutzschicht gegen Abrasion, wodurch deren Einsatzzeit in der Förderung feststoffhaltiger Medien deutlich erhöht ist.
  • Vorzugsweise können zur Beschichtung PECVD/PACVD-Verfahren eingesetzt. Dabei erfolgt eine Plasmaanregung der Gasphase durch die Einkopplung von gepulster Gleich-spannung ("pulsed DC"), mittelfrequenter (KHz-Bereich) oder hochfrequenter (MHz-Bereich) Leistung. Aus Gründen einer maximierten Prozessvariabilität bei unterschiedlichen Werkstückgeometrien und Beladungsdichten hat sich zudem die Einkopplung von gepulster Gleichspannung bewährt.
  • Idealerweise werden zur Beschichtung PVD Verfahren eingesetzt. Diese Verfahren sind besonders einfach und weisen eine niedrige Prozesstemperatur auf. Diese Technologie führt zu Schichten, in die je nach Bedarf auch Fremdatome eingebaut sein können. Die Prozessführung erfolgt vorzugsweise so, dass Gefüge- und Dimensionsänderungen der zu beschichtenden Werkstoffe (metallisch, Grauguss, etc.) ausgeschlossen sind.
  • Gegenüber einer CVD-Diamantschicht hat die ta-C Beschichtung den Vorteil, dass die Beschichtungstemperatur für CVD-Diamantschichten 600 bis 1000 °C beträgt und für amorphe Kohlenstoffschichten wie ta-C deutlich unter 500 °C liegt. Dies ist insbesondere für das Beschichten metallischer Werkstoffe von hoher technischer Relevanz. Die Herstellung von PVD-Diamantschichten ist nicht möglich.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst.
  • Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    Schnittdarstellung einer Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien mit einem offenen diagonalen Einschaufelrad,
    Fig. 2
    Schnittdarstellung einer Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien mit einem offenen Laufrad,
    Fig. 3
    Detailschnitt eines offenen Laufrads mit Schleißwand,
    Fig. 4
    Frontansicht der Schleißwand.
  • Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine horizontal aufgestellte Spiralgehäusepumpe mit einem diagonal offenen Einschaufelrad 4 und einem damit zusammenwirkenden Gegenelement 2. Das Gegenelement 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Schleißwand ausgestaltet. Über den Saugmund 1 strömt das feststoffhaltige Medium in die Pumpe ein, wird von dem offenen diagonalen Einschaufelrad 4, welches drehfest mit der Welle 6 verbunden ist, mit Bewegungsenergie beaufschlagt und verlässt das Pumpengehäuse 3 über den Druckstutzen 5. Die Welle 6 ist durch das Kugellager 7 und die Gleitringdichtung 9 drehbar gelagert. Der Lagerträgerdeckel 10 verschließt den Pumpenraum in Richtung Antrieb. Die Schaufelkanten 13 des diagonal offenen Einschaufelrades 4 bilden mit der Schleißwand einen Spalt, den sogenannten Leistungsspalt. Idealerweise ist die Schleißwand mit einer Kohlenstoffschicht, vorzugsweise mit einer amorphen Kohlenstoffschicht, insbesondere mit ta-C, beschichtet. Somit wird ein besonders idealer Schutz vor abrasiven Verschleiß, der bei der Förderung feststoffhaltiger Medien zwangsläufig auf die Schleißwand einwirkt, erzielt. Die Schleißwand weist eine von innen nach außen verlaufende, spiralförmige Schneidnut 12 auf.
  • Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Dickstoffpumpe, bei der ein offenes Laufrad 4 mit einem Gegenelement 2 zusammenwirkt. Das Gegenelement 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Schleißwand ausgestaltet. Die Schleißwand wird zum Schutz des Pumpengehäuses 3 gegen Verschleiß verwendet und ist leicht auswechselbar. Des Weiteren ist die Schleißwand mit einer Kohlenstoffschicht versehen, um besonders verschleißbeständig gegen die abrasive Wirkung des feststoffhaltigen Mediums zu sein. Das feststoffhaltige Medium wird über den Saugmund 1 angesaugt und durch das offene Laufrad 4, welches mit der Welle 6 drehfest verbunden ist und durch die Lagerung 7 drehbar gelagert ist, beschleunigt. Das feststoffhaltige Medium verlässt das Pumpengehäuse 3 über den Druckstutzen 5.
  • Fig. 3 zeigt einen Detailschnitt des Saugmundbereiches. Das Gegenelement 2 ist in diesem Anwendungsbeispiel als Schleißwand ausgeführt und wirkt mit dem offenen Laufrad 4 zusammen. Die Schaufelflanken des offenen Laufrads 4 erstrecken sich ausgehend von der Nabe radial in einem rückwärts gekrümmten Verlauf nach außen. Die Schaufelkanten 13 bilden mit der Schleißwand einen Spalt. Erfindungsgemäß ist die Schleißwand mit einer Kohlenstoffschicht, insbesondere mit ta-C, beschichtet. Dadurch wird ein wirksamer Schutz gegen abrasiven Verschleiß sowie gegen Anlaufen der beiden Bauteile gewährleistet.
  • Fig. 4 zeigt eine Frontansicht des Gegenelements 2, welches als trompetentrichterförmige, hohle Schleißwand ausgebildet ist. Die Schleißwand weist eine von innen nach außen verlaufende, spiralförmige Schneidnut 12 auf. In ihrem spiralförmigen Verlauf schließt die Schneidnut 12 einen Winkel von mehr als 150 °, vorzugsweise mehr als 170 °, insbesondere mehr als 190 ° und/oder weniger als 320 °, vorzugsweise weniger als 300 °, insbesondere weniger als 280 ° ein. Die Tiefe der Schneidnut 12 beträgt mehr als 0,5 mm, vorzugsweise mehr als 1,0 mm, insbesondere mehr als 1,5 mm und/oder weniger als 5,0 mm, vorzugsweise weniger als 4 mm, insbesondere weniger als 3,0 mm. Dabei umfasst die Schneidnut 12 eine Breite von mehr als 5 %, vorzugsweise mehr als 10 %, insbesondere mehr als 15 % und/oder weniger als 40 %, vorzugsweise weniger als 35 %, insbesondere weniger als 30 % des Innendurchmessers der Schleißwand auf der Saugseite. Erfindungsgemäß ist die Schleißwand und insbesondere die Schneidnut 12 mit einer Kohlenstoffschicht, insbesondere mit ta-C, beschichtet.
  • Dadurch wird die Oberfläche der Schleißwand besonders hart und verschleißbeständig gegenüber der abrasiven Einwirkung von feststoffhaltigen Medien. Im Besonderen bleibt die Schneidnut durch die mit ta-C beschichtete Kante extrem scharf und kann dadurch langfasrige bzw. zopfförmige Elemente, die im Fördermedium enthalten sein können, in kleine Stücke zerteilen. Hierdurch wird eine Verstopfung der Kreiselpumpe wirksam vermieden.

Claims (13)

  1. Kreiselpumpe zur Förderung feststoffhaltiger Medien mit einem offenen Laufrad (4) und einem damit zusammenwirkenden Gegenelement (2),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Oberfläche des Gegenelements (2) zumindest teilweise mit einer Kohlenstoffschicht versehen ist.
  2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenelement (2) als Schleißwand ausgebildet ist.
  3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenelement (2) in Form eines hohlen Kegelsegments ausgebildet ist.
  4. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenelement (2) als trompetentrichterförmiges, hohles Segment ausgebildet ist.
  5. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenelement (2) eine Schneidnut (12) aufweist.
  6. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidnut (12) spiralförmig von innen nach außen verläuft und dabei einen Winkel von mehr als 150 °, vorzugsweise mehr als 170 °, insbesondere mehr als 190 °, und/oder weniger als 320 °, vorzugsweise weniger als 300 °, insbesondere weniger als 280 °, einschließt.
  7. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidnut (12) eine Tiefe von mehr als 0,5 mm, vorzugsweise mehr als 1,0 mm, insbesondere mehr als 1,5 mm und/oder weniger als 5,0 mm, vorzugsweise weniger als 4 mm, insbesondere weniger als 3,0 mm aufweist.
  8. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Schneidnut (12) mehr als 5 %, vorzugsweise mehr als 10 %, insbesondere mehr als 15 %, und/oder weniger als 40 %, vorzugsweise weniger als 35 %, insbesondere weniger als 30 %, des Innendurchmessers der Saugseite beträgt.
  9. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenelement (2) aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise einem Gusswerkstoff und/oder nichtrostenden Stahl-Werkstoff, gefertigt ist.
  10. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine amorphe Kohlenstoffschicht handelt.
  11. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine tetraedrische wasserstofffreie amorphe Kohlenstoffschicht handelt.
  12. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Kohlenstoffschicht mehr als 0,5 µm, vorzugsweise mehr als 1,0 µm, insbesondere mehr als 1,5 µm, und/oder weniger als 18 µm, vorzugsweise weniger als 16 µm, insbesondere weniger als 14 µm, beträgt.
  13. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenhärte der mit Kohlenstoffschicht beschichteten Oberfläche des Gegenelements (2) mehr als 20 GPa, vorzugsweise mehr als 30 GPa, insbesondere mehr als 40 Gpa, und/oder weniger als 120 GPa, vorzugsweise weniger als 110 GPa, insbesondere weniger als 100 Gpa, beträgt.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4409278A1 (de) 1994-03-18 1995-09-21 Klein Schanzlin & Becker Ag Korrosions- und verschleißbeständiger Hartguß
DE4326545C2 (de) 1993-08-07 1996-08-01 Klein Schanzlin & Becker Ag Kreiselpumpe mit einer oder mehreren Schleißwänden
US6139260A (en) * 1997-12-18 2000-10-31 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Pump having a pump housing with one or more feeding grooves
US6190121B1 (en) * 1999-02-12 2001-02-20 Hayward Gordon Limited Centrifugal pump with solids cutting action
US20070071907A1 (en) * 2005-09-23 2007-03-29 Fraunhofer Usa Diamond hard coating of ferrous substrates
US20150267714A1 (en) * 2014-03-21 2015-09-24 Western Oilfields Supply Company Variable Capacity Centrifugal Pump Assembly
US20150345505A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 Ebara Corporation Casing liner for sewage pump and sewage pump with the same
DE102013200680B4 (de) 2012-01-19 2017-08-03 Ksb Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines mit einer Verschleißschutzschicht versehenen Bauteils sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102017223602A1 (de) 2017-12-21 2019-08-01 KSB SE & Co. KGaA Kreiselpumpe mit Gussbauteil

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3503169A1 (de) 1985-01-31 1986-08-07 Stein Becker GmbH, 5461 Vettelschoß Gehaeuse fuer den durchsatz von festfluessig oder festgasfoermig stoffgemischen mit abrasiven eigenschaften und verfahren zum herstellen derartiger gehaeuse
DE8915546U1 (de) 1989-08-21 1990-09-13 Richter Chemie Technik GmbH, 47906 Kempen Kreiselpumpe mit trockenlaufgeeigneten Keramikgleitflächen
DE102012022851A1 (de) 2012-11-23 2014-05-28 Wilo Se Laufrad einer Kreiselpumpe mit Magneten
US10968918B2 (en) * 2013-09-10 2021-04-06 Schlumberger Technology Corporation Wear rings for electric submersible pump stages
JP2017180179A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 三菱重工コンプレッサ株式会社 複合材からなる表面部に耐エロージョン性を有するインペラおよびインペラの製造方法
EP3470680A1 (de) * 2017-10-16 2019-04-17 OneSubsea IP UK Limited Erosionsbeständige schaufeln für kompressoren

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4326545C2 (de) 1993-08-07 1996-08-01 Klein Schanzlin & Becker Ag Kreiselpumpe mit einer oder mehreren Schleißwänden
DE4409278A1 (de) 1994-03-18 1995-09-21 Klein Schanzlin & Becker Ag Korrosions- und verschleißbeständiger Hartguß
EP0750686A1 (de) 1994-03-18 1997-01-02 KSB Aktiengesellschaft Korrosions- und verschleissbeständiger hartguss
US6139260A (en) * 1997-12-18 2000-10-31 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Pump having a pump housing with one or more feeding grooves
US6190121B1 (en) * 1999-02-12 2001-02-20 Hayward Gordon Limited Centrifugal pump with solids cutting action
US20070071907A1 (en) * 2005-09-23 2007-03-29 Fraunhofer Usa Diamond hard coating of ferrous substrates
DE102013200680B4 (de) 2012-01-19 2017-08-03 Ksb Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines mit einer Verschleißschutzschicht versehenen Bauteils sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US20150267714A1 (en) * 2014-03-21 2015-09-24 Western Oilfields Supply Company Variable Capacity Centrifugal Pump Assembly
US20150345505A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 Ebara Corporation Casing liner for sewage pump and sewage pump with the same
DE102017223602A1 (de) 2017-12-21 2019-08-01 KSB SE & Co. KGaA Kreiselpumpe mit Gussbauteil

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