WO2012004080A1 - Kreiselpumpe - Google Patents

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WO2012004080A1
WO2012004080A1 PCT/EP2011/059587 EP2011059587W WO2012004080A1 WO 2012004080 A1 WO2012004080 A1 WO 2012004080A1 EP 2011059587 W EP2011059587 W EP 2011059587W WO 2012004080 A1 WO2012004080 A1 WO 2012004080A1
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centrifugal pump
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housing
pressure
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PCT/EP2011/059587
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Alexander BÖHM
Franz Bosbach
Christoph Keller
Maike Van Geldern
Andreas Weiten
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Ksb Aktiengesellschaft
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a centrifugal pump, comprising a rotor and a surrounding this housing, each having a pressure and suction port, a method for producing such a centrifugal pump, and a kit for such a centrifugal pump.
  • Centrifugal pumps are known in numerous construction methods. Housing form, impeller detail and seal have been the subject of extensive research and development in recent decades. This led to a continuous improvement, so that very well adapted centrifugal pumps are available for many different applications.
  • the robust technology is used in plant construction, mechanical engineering, water supply and agricultural irrigation.
  • the following invention has for its object to provide a centrifugal pump comprising a running gear, consisting of an impeller, a seal, and optionally a shaft, and a surrounding this housing, each with a pressure and suction side connection, the above-mentioned disadvantages should be overcome.
  • a method for producing such a centrifugal pump to be developed.
  • the housing surrounding the running gear is constructed as a composite part, wherein a first thin-walled layer specifies the inner shape of the housing, wherein at least one second layer produces the stability of the housing.
  • a first thin-walled layer specifies the inner shape of the housing, wherein at least one second layer produces the stability of the housing.
  • the first layer is formed from a corrosion-resistant metal or a fiber-reinforced plastic.
  • the first layer is in direct contact with the pumped fluid.
  • Such a design protects the layer from corrosion by the fluid. For example, in the promotion of drinking water by the corrosion protection prevents the water is contaminated.
  • Further savings in the transport of the necessary parts for the pump allows an embodiment, according to which the first layer is composed of individual housing shapes representing the segments. This also allows a precise adaptation to the hydraulic requirements that are placed on the centrifugal pump. By combining different standardized one-time parts, different housings can thus be produced simply and inexpensively.
  • the first layer is formed from an elastomer. This creates a first layer that defines the inner contour of the pump housing, which can be packed very compactly.
  • the first layer can be filled with a medium, whereby it receives its intended shape, which is fixed to the second layer.
  • a space is provided within the first layer which can be shaped by filling with a medium. This is particularly useful when the pressure of the medium is greater than the ambient pressure.
  • the elastomeric first layer is made in the production with areas of different thickness, whereby deformations are achievable, which determine the hydraulic properties of the housing.
  • a valve is incorporated in the first layer, which holds the pressure of the medium and at the same time displays, in particular, a display in addition to the pure pressure values, the housing configuration or the operating point set therewith.
  • the applied pressure can be displayed directly without further aids.
  • Various pump configurations can be adjusted directly by the corresponding internal pressure, since in particular the pump space around the impeller in its size and shape can be set differently by the application of the media pressure. After completion of the pump, the display can be used during operation to monitor the operating state of the pump.
  • a particularly simple form of the design provides a propellant, which is supplied with the necessary medium under appropriate pressure, so that on-site, the building of the internal pressure by means of external compressors or pumps is not necessary.
  • sensor is provided on the outside of the first layer to monitor the operation of the pump, which hides directly in the pump housing after application of the second layer. As a result, for example, wear and corrosion of the inner shell can be detected.
  • the second layer consists of a material plastically molded onto the first layer.
  • the material of the second layer it is necessary for the material of the second layer to conform to the surface of the first layer.
  • a material is suitable, which is poured in a liquid state on the first layer and then solidified there.
  • plastic moldable material are plastics, metals, mineral materials or mixtures of materials.
  • a material for the second layer which can be cast in liquid form onto the first layer.
  • casting resins with different fillers liquid metal are suitable, in which case pay attention to the heat resistance of the first layer, or concrete.
  • the plastically moldable material is reinforced by reinforcements. This increases the stability of the housing, while at the same time reducing the thickness of the housing.
  • the material of the first layer is double-layered.
  • the second layer is then placed between the two layers of the first layer. This makes it possible to specify the outer shape of the pump more accurately and the second layer is also protected from the outside against media.
  • Suitable materials for the production of the second layer are constituents which are optionally obtained from renewable raw materials. Fibers, binders or fillers can be obtained from different plants. These are readily available in many places, which is why the production is particularly favorable, since local resources can be used both in the cultivation and in the extraction of the substances.
  • a method for producing a centrifugal pump according to the invention provides to align all tolerance ranges with respect to the shaft in a first step.
  • the first layer is pressure-tightly fixed with respect to the tolerance ranges
  • the first layer is filled from the inside with a medium and pressurized
  • the second layer is applied.
  • a hydraulically advantageous shape in the first layer is produced in the third step by applying a predetermined pressure.
  • the advantage here is that the inner geometry of the housing by means of Pressure, which is given to the medium in the third step, can be specified very precisely, whereby the flow control is optimally adapted to the centrifugal pump properties.
  • the pressure is read directly.
  • the housing configuration or the operating point set therewith can be read off.
  • the first thin-walled layer is additionally coated with a second layer, whereby the necessary stiffening of the housing is achieved.
  • the support structure is coated with the second layer, the first layer as a permanent formwork forms a component of the composite material.
  • the second layer provides protection against the harsh environmental conditions and absorbs the attacking forces.
  • the second layer is still solidified after application, in particular by curing, firing or sintering.
  • further processing of the housing may provide additional benefits to the housing.
  • the second layer can be made more stable against mechanical or chemical influences by this step.
  • the connection between the first and the second layer can be improved.
  • a kit for producing a centrifugal pump comprising different components.
  • the kit according to the invention comprises the running gear and the first layer, wherein the running gear consists of impeller and seal.
  • the advantage here is that a simple and inexpensive basic package for the production of a functional centrifugal pump is put together. The missing components are purchased from local suppliers during construction of the centrifugal pump. The cost of transporting the kit can thus be kept low. In close proximity to the end user are local Resources usable. This is particularly advantageous in countries with a relatively low technical infrastructure.
  • the running gear additionally includes a shaft. Since the production of the shaft is subject to a demanding dimensional tolerance, it is advantageous to attach these to the kit. In addition, the other components of the centrifugal pump can already be pre-assembled on the shaft.
  • the shaft is stably stored.
  • the stability of the pump is significantly increased by a shaft bearing. If the shaft bearing is already preassembled on the time, so here no additional installation and adjustment is required.
  • the outer packaging of the kit serves as a mold for the second layer.
  • the advantage here is that the outer packaging is adaptable to the requirements of a mold.
  • Both the surface and the stability of the outer packaging can be adapted by the manufacturer of the kit to the requirements of the casting process. For example, markings for certain dimensions, such as position of the shaft or connecting flanges or the maximum filling height for the material of the second layer can be attached.
  • Figure 3 shows a first embodiment of a finished pump
  • Figure 4 shows a second embodiment of a finished pump.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a centrifugal pump according to the invention.
  • an impeller 2 is attached at the left end of a shaft 1.
  • a seal 3 is arranged at the left end of a shaft 1.
  • Shown in FIG. 1 is a bellows-type mechanical seal.
  • the part of the gasket 3 which is adjacent to the impeller 2 is fixedly connected to the shaft and rotates with it.
  • the stationary part of the mechanical seal connected to a housing is arranged on the far right.
  • two bearings 4 are arranged on the shaft 1.
  • a first layer 5 envelops the parts and forms the inner wall of the pump housing.
  • the first layer 5 is directly connected to a few pump parts, wherein the first layer 5 can also be designed in several parts, wherein the individual parts are each arranged pressure-tight between two stationary parts of the running tool.
  • the first layer 5 is connected directly to the stationary part of the seal 3.
  • This simple and very effective connection saves additional sealant !, such as O-rings.
  • the two split rings 6 and 7 are shown in FIG. These are also connected by a simply detachable connection to the impeller 2. These connections serve as an assembly aid. Until the completion of the centrifugal pump, the split rings are firmly in place, ensuring the required dimensional accuracy.
  • the connections of the pump to the first layer 5 are provided.
  • a suction nozzle 8 in extension to the shaft 1 and a discharge nozzle 9 are shown. Both sockets are firmly connected to the first layer 5.
  • the first layer 5 By connecting the first layer 5 with the bearings 4, two more spaces are created, between the seal 3 and the first bearing 4 and between the two bearings 4.
  • the first layer 5 consists of a deformable material, which can be applied close to the period 1. This makes it possible to pack the semi-finished centrifugal pump for shipping very small.
  • FIG. 2 shows a semi-finished centrifugal pump according to the third step of the method for producing a centrifugal pump according to the invention.
  • the first layer is filled from the inside with a medium and pressurized.
  • the connections for pressure equalization between the individual areas, as well as the closures of the pressure and suction nozzles are not shown in the figure 2.
  • the inner shape of the housing is thus clearly defined.
  • FIG. 3 shows a first embodiment of a finished pump.
  • the semifinished component shown in FIG. 2 was completely encapsulated in the shipping carton (not demarcated) with a second layer 11.
  • This form of the second layer 11 is the easiest to produce, since no requirements, except for a material-dependent minimum wall thickness, are imposed on the external appearance of the pump.
  • concrete may be used as the material for the second layer.
  • materials such as clay mixed with fibers, synthetic resin or comparable castable materials which solidify.
  • additional reinforcing elements on the stationary parts 3, 4, 6, 7, 8, 9. are firmly connected to the stationary parts and project into the region of the second layer 1 1, whereby the positioning and the hold of the stationary Teiie in the finished centrifugal pump are improved.
  • FIG. 4 shows a second embodiment of a finished pump.
  • an additional jacket layer 12 was provided in this embodiment, which also consists of flexible material, so that the advantage of the compact packaging is maintained during transport.
  • the second layer 11 between the first layer 5 and the cladding layer 12 was introduced in this embodiment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe umfassend ein Laufzeug, sowie ein dieses umgebendes Gehäuse mit jeweils einem druck- und saugseitigen Anschluss. Erfindungsgemäß ist das das Laufzeug umgebende Gehäuse als Verbundteil aufgebaut, wobei eine erste dünnwandige Schicht (5) die innere Form des Gehäuses vorgibt Mindestens eine zweite Schicht (11) stellt die Stabilität des Gehäuses her.

Description

Beschreibung
Kreiselpumpe
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, umfassend ein Laufzeug sowie ein dieses umgebendes Gehäuse mit jeweils einem druck- und saugseitigen Anschluss, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Kreiselpumpe, sowie einen Bausatz für eine solche Kreiselpumpe.
Kreiselpumpen sind in zahlreichen Bauweisen bekannt. Gehäuseform, Laufraddetaiis und Dichtung waren Inhalt umfangreicher Forschung und Entwicklung in den letzten Jahrzehnten. Dies führte zu einer kontinuierlichen Verbesserung, sodass für sehr viele verschiedene Anwendungen sehr gut angepasste Kreiselpumpen verfügbar sind. Die robuste Technik findet Anwendung im Anlagen- und Maschinenbau, in der Wasserversorgung und der landwirtschaftlichen Bewässerung.
Während verschiedene hydraulisöh relevante Details der oben beschriebenen Kreiselpumpen für die jeweilige Anwendung spezifisch ausgeführt sind, sind die Grundkomponenten, wie beispielsweise das Pumpengehäuse oft ähnlich ausgeführt. Bei größeren Wasserpumpen wird typischerweise ein Gehäuse aus gegossenem Metall, meist Grau- guss verwendet, das einfach in der Herstellung und Bearbeitung, kostengünstig und langlebig ist. Ebenso sind die verwendeten Wellen typischerweise Stahlweilen, die oft nach allgemein üblichen Verfahren hergestellt werden. Der Nachteil herkömmlich hergestellter Pumpen ist jedoch, dass die fertige Pumpe beim Transport zum Endanwender relativ schwer und sperrig ist. Der folgenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe umfassend ein Laufzeug, bestehend aus einem Laufrad, einer Dichtung, und gegebenenfalls einer Welle, sowie ein dieses umgebendes Gehäuse mit jeweils einem druck- und saugseiti- gen Anschluss zu schaffen, wobei die oben genannten Nachteile überwunden sein sollen. Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Kreiselpumpe entwickelt werden.
Die Lösung dieser Aufgabe sieht vor, dass das das Laufzeug umgebende Gehäuse als Verbundteil aufgebaut ist, wobei eine erste dünnwandige Schicht die innere Form des Gehäuses vorgibt, wobei mindestens eine zweite Schicht die Stabilität des Gehäuses herstellt. Durch die erfindungsgemäße Pumpe besteht die Möglichkeit, lediglich die erste dünnwandige Schicht, die die innere Form und/oder fluid berührte Struktur des Gehäuses vorgibt, werksseitig auszuführen, während die zweite Schicht erst beim Endkunden aufgebracht wird. Ist das Material zur Ausbildung der zweiten Schicht vor Ort beim Endkunden verfügbar, besteht keine Notwendigkeit, dieses über weite Strecken zu transportieren, wodurch Transportkosten in erheblichem Umfang eingespart werden können. Die für die Anwendung der Kreiselpumpe notwendige hydraulisch optimierte Form des Pumpengehäuses wird vollständig durch die erste Schicht vorgegeben. Das Anbringen der zweiten Schicht kann vor Ort erfolgen. Diese zweite Schicht dient der mechanischen Stabilisierung des Gehäuses, weshalb sie auch vom Endkunden aufgebracht werden kann, solange die benötigten Mindestfestigkeiten erreicht werden, was erfindungsgemäß durch genügend große Sicherheitsfaktoren gewährleistet wird.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Schicht aus einem korrosionsfesten Metall oder einem faserverstärkten Kunststoff geformt. Die erste Schicht steht in direktem Kontakt zu dem geförderten Fluid. Durch eine solche Gestaltung ist die Schicht vor Korrosion durch das Fluid geschützt. Beispielsweise wird bei der Förderung von Trinkwasser durch den Korrosionsschutz verhindert, dass das Wasser verunreinigt wird. Weitere Einsparungen beim Transport der für die Pumpe notwendigen Einzeiteile ermöglicht eine Ausgestaltung, wonach die erste Schicht aus einzelnen die Gehäuseform darstellenden Segmenten zusammengesetzt ist. Dies ermöglicht zusätzlich eine genaue Anpassung an die hydraulischen Anforderungen, die an die Kreiselpumpe gestellt werden. Durch Kombination verschiedener standardisierter Einzeiteile lassen sich somit einfach und kostengünstig unterschiedliche Gehäuse herstellen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Schicht aus einem Elastomer geformt. Hierdurch entsteht eine erste Schicht, die die innere Kontur des Pumpengehäuses vorgibt, die sehr kompakt verpackbar ist. Für die Anwendung als erste Schicht des erfindungsgemäßen Gehäuses ist die erste Schicht mit einem Medium befüllbar, wodurch sie ihre vorgesehene Form erhält, die mit der zweiten Schicht fixiert ist.
In einer Variante der elastomeren ersten Schicht ist innerhalb der ersten Schicht ein Raum vorgesehen, der durch Befüllen mit einem Medium formbar ist. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der Druck des Mediums größer ist als der Umgebungsdruck. Hierfür ist die elastomere erste Schicht bei der Herstellung mit Bereichen unterschiedlicher Dicke ausgeführt, wodurch Verformungen erzielbar sind, die die hydraulischen Eigenschaften des Gehäuses bestimmen.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Ventil in die erste Schicht eingebaut, das den Druck des Mediums hält und gleichzeitig anzeigt, insbesondere zeigt eine Anzeige neben den reinen Druckwerten auch die Gehäusekonfiguration oder den damit eingestellten Betriebspunkt an. Der angelegte Druck kann so ohne weitere Hilfsmittel direkt angezeigt werden. Verschiedene Pumpenkonfigurationen lassen sich durch den entsprechenden Innendruck direkt einstellen, da insbesondere der Pumpenraum um das Laufrad in seiner Größe und Form durch das Anlegen des Mediendrucks unterschiedlich einstellbar ist. Nach Fertigstellung der Pumpe kann die Anzeige im Betrieb der Be- triebszustandsüberwachung der Pumpe dienen. Eine besonders einfache Form der Gestaltung sieht einen Treibsatz vor, der mit dem nötigen Medium unter entsprechendem Druck mitgeliefert wird, so dass vor Ort das Aufbauen des Innendrucks mittels externer Kompressoren oder Pumpen nicht nötig ist.
In einer besonders vorteilhaften Weise ist an der Außenseite der ersten Schicht Senso- rik zur Betriebsüberwachung der Pumpe angebracht, welche sich nach Applikation der zweiten Schicht direkt im Pumpengehäuse verbirgt. Hierdurch lassen sich beispielsweise Verschleiß und Korrosion der inneren Hülle nachweisen.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, die erste Schicht druckdicht mit den stationären Teilen des Laufzeugs sowie mit den Anschlüssen zu verbinden. Dies hat den Vorteil, dass die Dichtigkeit der Pumpe bereits durch die erfindungsgemäß vorgesehene Verbindung der ersten Schicht mit den Pumpenbauteilen hergestellt ist. Ein späteres Abdichten ist bei dieser Ausführungsförm nicht mehr notwendig.
In einer weiteren Ausführungsform besteht die zweite Schicht aus einem plastisch auf die erste Schicht aufgeformten Material. Um den bestmöglichen Verbund zwischen der ersten und der zweiten Schicht zu erhalten, ist es notwendig, dass das Material der zweiten Schicht sich an die Oberfläche der ersten Schicht anpasst. Hierfür bietet sich ein Material an, das in flüssigem Zustand auf die erste Schicht gegossen wird und dann dort verfestigt.
Als plastisch formbares Material eignen sich Kunststoffe, Metalle, mineralische Werkstoffe oder Werkstoffgemische. Wie bereits dargestellt, ist es vorteilhaft, für die zweite Schicht einen Werkstoff zu wählen, der flüssig auf die erste Schicht gegossen werden kann. Hierfür eignen sich beispielsweise Gießharze mit unterschiedlichen Füllstoffen, flüssiges Metall, wobei hier auf die Wärmebeständigkeit der ersten Schicht zu achten ist, oder Beton. Diese Materialien sind weltweit verfügbar, wobei die Wahl von den jeweiligen Anforderungen an die Pumpe wie die Förderhöhe und den Kosten abhängig ist. Vorteilhaft ist das plastisch formbare Material durch Armierungen verstärkt. Dies erhöht die Stabilität des Gehäuses, wobei gleichzeitig die Dicke des Gehäuses reduzierbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform sind für eine verbesserte Anhaftung der zweiten Schicht an die erste, übliche Oberflächenaktivierungen wie Anrauhen oder Aufbringen von Primer vorgesehen. Dadurch ist der Verbund der Materialien verbessert.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Material der ersten Schicht doppellagig ausgeführt. Die zweite Schicht wird dann zwischen die beiden Lagen der ersten Schicht gegeben. Hiermit lässt sich die äußere Form der Pumpe genauer vorgeben und die zweite Schicht ist auch nach außen hin gegen Medien geschützt.
Als Material für die Herstellung der zweiten Schicht eignen sich Bestandteile, die gegebenenfalls aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden. Fasern, Bindemittel oder Füllstoffe lassen sich aus unterschiedlichen Pflanzen gewinnen. Diese sind vielerorts leicht verfügbar, weshalb die Herstellung besonders günstig ist, da lokale Ressourcen sowohl beim Anbau als auch bei der Gewinnung der Stoffe genutzt werden können.
Ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kreiselpumpe sieht vor, in einem ersten Schritt alle Toleranzbereiche bezüglich der Welle auszurichten. In einem zweiten Schritt wird die erste Schicht bezüglich der Toleranzbereiche druckdicht fixiert, in einem dritten Schritt wird die erste Schicht von innen mit einem Medium gefüllt und mit einem Druck beaufschlagt und in einem vierten Schritt wird die zweite Schicht aufgebracht. Von Vorteil ist hier gegenüber bisherigen Fertigungsverfahren die Umkehrung des Prozesses, bei dem üblicherweise in eine vorgegebene Tragstruktur oder aus dieser heraus die gewünschte hydraulische Struktur herausgearbeitet wird. Bekannt sind Auskleidungen und Beschichtungen, nicht aber eine Fertigung der, oft filigranen, Hydraulikstruktur mit anschließender Verstärkung.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird im dritten Schritt durch Beaufschlagung mit einem vorgegebenen Druck eine hydraulisch vorteilhafte Form bei der ersten Schicht hergestellt. Von Vorteil ist dabei, dass die innere Geometrie des Gehäuses mittels des Drucks, der dem Medium im dritten Schritt gegeben wird, sehr genau vorgegeben werden kann, wodurch die Strömungsführung optimal auf die Kreiselpumpeneigenschaften angepasst wird. An dem Ventil in der ersten Schicht wird direkt der Druck abgelesen. An der Skala kann neben den reinen Druckwerten auch die Gehäusekonfiguration oder der damit eingestellte Betriebspunkt abgelesen werden. Die erste dünnwandige Schicht wird zusätzlich mit einer zweiten Schicht überzogen, wodurch die notwendige Aussteifung des Gehäuses erreicht ist. Beim Überziehen der Tragstruktur mit der zweiten Schicht bildet die erste Schicht als verlorene Schalung eine Komponente des Verbundwerkstoffs. Für den Einsatz einer erfindungsgemäßen Kreiselpumpe bietet die zweite Schicht einen Schutz gegen die rauen Umgebungsbedingungen und nimmt die angreifenden Kräfte auf. Je nach Bauart der Kreiselpumpe ist es besonders zu Wartungszwecken vorteilhaft, die Schalung zweigeteilt auszuführen, so dass das Gehäuse für Wartungszwecke geöffnet werden kann. in einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird die zweite Schicht nach dem Aufbringen noch verfestigt, insbesondere durch Härten, Brennen oder Sintern. Abhängig vom verwendeten Werkstoff kann eine weitere Bearbeitung des Gehäuses noch zusätzliche Vorteile für das Gehäuse bringen. Die zweite Schicht kann durch diesen Schritt stabiler gegen mechanische oder chemische Einflüsse gemacht werden. Außerdem lässt sich die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Schicht noch verbessern.
Hinsichtlich vorgenannter Konstruktion der Kreiselpumpe ist erfindungsgemäß ein Bausatz zur Herstellung einer Kreiselpumpe vorgesehen, der unterschiedliche Komponenten umfasst.
Der erfindungsgemäße Bausatz umfasst das Laufzeug und die erste Schicht, wobei das Laufzeug aus Laufrad und Dichtung besteht. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfaches und kostengünstiges Grundpaket zur Herstellung einer funktionsfähigen Kreiselpumpe zusammengestellt ist. Die fehlenden Komponenten werden beim Bau der Kreiselpumpe von lokalen Lieferanten bezogen. Die Kosten für den Transport des Bausatzes können somit gering gehalten werden. In räumlicher Nähe zum Endverbraucher sind lokale Ressourcen nutzbar. Dies ist insbesondere in Ländern mit einer vergleichsweise geringen technischen Infrastruktur von Vorteil.
In einer weiteren Ausführungsform enthält das Laufzeug zusätzlich eine Welle. Da die Herstellung der Welle einer anspruchsvollen Maßtoleranz unterliegt, ist es vorteilhaft, diese dem Bausatz beizufügen. Außerdem können die anderen Komponenten der Kreiselpumpe bereits auf die Welle vormontiert sein.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit dem Bausatz eine Weilenlagerung hinzuzufügen. Von Vorteil ist dabei, dass die Welle stabil gelagert ist. Die Stabilität der Pumpe wird durch eine Wellenlagerung wesentlich erhöht. Ist die Wellenlagerung bereits auf der Weile vormontiert, so ist hier kein zusätzlicher Montage- und Einstellaufwand erforderlich.
Die Ausführung der Anschlüsse der Kreiselpumpe als Flansche, ermöglicht es standardisierte Rohre an die Kreiselpumpe anzuschließen.
In einer weiteren Ausführungsform dient die Umverpackung des Bausatzes als Gussform für die zweite Schicht. Von Vorteil ist dabei, dass die Umverpackung auf die Anforderungen an eine Gussform anpassbar ist. Sowohl die Oberfläche als auch die Stabilität der Umverpackung lassen sich vom Hersteller des Bausatzes an die Erfordernisse des Gussprozesses anpassen. Beispielsweise lassen sich Markierungen für bestimmte Maße, wie Position der Welle oder Anschlussflansche oder die maximale Füllhöhe für das Material der zweiten Schicht anbringen.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus der Kombination der bisher dargestellten und sind deshalb hier nicht weiter ausgeführt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen die
Figur 1 einen vormontierten Pumpenbausatz, die Figur 2 den Bausatz in Bearbeitung, die
Figur 3 eine erste Ausführung einer fertigen Pumpe und die
Figur 4 eine zweite Ausführung einer fertigen Pumpe.
Die Figur 1 zeigt eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kreiselpumpe. Am linken Ende einer Welle 1 ist ein Laufrad 2 befestigt. Direkt an das Laufrad 2 angeschlossen ist eine Dichtung 3 angeordnet. In der Figur 1 dargestellt ist eine Balggleitringdichtung. Der Teil der Dichtung 3, der dem Laufrad 2 benachbart ist, ist fest mit der Welle verbunden und rotiert mit dieser mit. Der mit einem Gehäuse verbundene stationäre Teil der Gleitringdichtung ist ganz rechts angeordnet. Mit einigem Abstand zur Dichtung 2 sind auf der Welle 1 zwei Lager 4 angeordnet. Bei dem Bausatz für die Kreiselpumpe sind in dieser Ausführung alle Teile, an die spezielle Anforderungen an die Maßtoleranzen gestellt werden, passgenau vormontiert. Eine erste Schicht 5 umhüllt die Teile und bildet die Innenwand des Pumpengehäuses. Zur Bildung der verschiedenen Abschnitte des Pumpengehäuses ist die erste Schicht 5 direkt mit einigen Pumpenteilen verbunden, wobei die erste Schicht 5 auch mehrteilig ausgeführt sein kann, wobei die einzelnen Teile jeweils zwischen zwei stationären Teilen des Laufzeugs druckdicht angeordnet sind. Im Bereich des Laufrades 2 ist die erste Schicht 5 direkt mit dem stationären Teil der Dichtung 3 verbunden. Diese einfache und sehr effektive Verbindung erspart weitere Dichtmitte!, wie beispielsweise O-Ringe. Ebenfalls vormontiert und mit der ersten Schicht 5 fest verbunden sind in der Figur 1 die beiden Spaltringe 6 und 7 dargestellt. Diese sind durch eine einfach lösbare Verbindung ebenfalls mit dem Laufrad 2 verbunden. Diese Verbindungen dienen als Montagehilfe. Bis zur Fertigstellung der Kreiselpumpe sind die Spaltringe fest an ihrem Ort, sodass die erforderliche Maßgenauigkeit gesichert ist. Vor der ersten Benutzung der Kreiselpumpe muss diese Verbindung gelöst werden, damit das Laufrad frei drehbar ist. Ebenfalls im Bereich des Laufrades 2 sind die Anschlüsse der Pumpe an der ersten Schicht 5 vorgesehen. Im dargestellten Beispiel sind ein Saugstutzen 8 in Verlängerung zur Welle 1 und ein Druckstutzen 9 gezeigt. Beide Stutzen sind fest mit der ersten Schicht 5 verbunden. Durch die Verbindung der ersten Schicht 5 mit den Lagern 4 entstehen noch zwei weitere Räume, zwischen der Dichtung 3 und dem ersten Lager 4 sowie zwischen den beiden Lagern 4. Am rechten Ende bleibt ein Wellenende 10 außerhalb der ersten Schicht, an dem der Pumpenantrieb angeschlossen wird. In der Figur 1 ist gezeigt, dass die erste Schicht 5 aus einem verformbaren Material besteht, welches eng an die Weile 1 angelegt werden kann. Hierdurch lässt sich die halbfertige Kreiselpumpe für den Versand sehr klein verpacken.
Die Figur 2 zeigt eine halbfertige Kreiselpumpe gemäß dem dritten Schritt des Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kreiselpumpe. Die erste Schicht ist von innen mit einem Medium gefüllt und mit einem Druck beaufschlagt. Die Verbindungen zum Druckausgleich zwischen den einzelnen Bereichen, sowie die Verschlüsse der Druck- und Saugstutzen sind in der Figur 2 nicht dargestellt. Die innere Form des Gehäuses ist somit eindeutig festgelegt. Abhängig von der Wahl des Materials der ersten Schicht 5 besteht die Möglichkeit die hydraulischen Eigenschaften des Pumpenraums durch den an das Medium angelegten Druck zu beeinflussen. Im Bereich um das Laufrad lassen sich so verschiedene Geometrien des Gehäuses herstellen.
Die Figur 3 zeigt eine erste Ausführung einer fertigen Pumpe. In diesem Fall wurde das in Figur 2 dargestellte halbfertige Bauteil komplett im Versandkarton (nicht dargesteift) mit einer zweiten Schicht 11 umgössen. Diese Form der zweiten Schicht 11 ist am einfachsten herzustellen, da an die äußere Erscheinung der Pumpe keine Anforderungen, außer einer materialabhängigen Mindestwanddicke, gestellt werden. Als Material für die zweite Schicht kann beispielsweise Beton verwendet werden. Es eignen sich für diese Form der Verstärkung auch Materialien wie Lehm, der mit Fasern versetzt ist, Kunstharz oder vergleichbare gießbare Materialien, die sich verfestigen. In dieser Figur nicht dargestellt sind zusätzliche Armierungselemente an den stationären Teilen 3, 4, 6, 7, 8, 9. Diese sind fest mit den stationären Teilen verbunden und ragen in den Bereich der zweiten Schicht 1 1 , wodurch die Positionierung und der Halt der stationären Teiie in der fertigen Kreiselpumpe verbessert sind.
Die Figur 4 zeigt eine zweite Ausführung einer fertigen Pumpe. Um die äußere Form des Pumpengehäuses ebenfalls vorzugeben, wurde bei dieser Ausführung eine zusätzliche Mantelschicht 12 vorgesehen, die ebenfalls aus flexiblem Material besteht, sodass der Vorteil der kompakten Verpackung beim Transport erhalten bleibt. Zur Verstärkung des Pumpengehäuses wurde bei dieser Ausführung die zweite Schicht 11 zwischen die erste Schicht 5 und die Mantelschicht 12 eingebracht. Mit dieser Variante der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe sind Bauformen realisierbar, die beschränkte Platzverhältnisse am Einsatzort berücksichtigen und eine höhere Ressourceneffizienz aufweisen.
Bezugszeichenliste
1 . Welle
2. Laufrad
3. Dichtung
4. Lager
5. erste Schicht
6. Spaltring
7. Spaltring
8. Saugstutzen
9. Druckstutzen
10. Welienende
1 1. zweite Schicht
12. Mantelschicht

Claims

Patentansprüche
1 . Kreiselpumpe, umfassend ein Laufzeug sowie ein dieses umgebendes Gehäuse mit jeweils einem druck- und saugseitigen Anschluss, dadurch gekennzeichnet, dass das das Laufzeug umgebende Gehäuse als Verbundteil aufgebaut ist, wobei eine erste Schicht (5) die innere Form des Gehäuses vorgibt, wobei mindestens eine zweite Schicht (11 ) die Stabilität des Gehäuses herstellt.
2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Schicht (5) aus einem korrosionsfesten Metall oder einem faserverstärkten Kunststoff geformt ist.
3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (5) aus einzelnen; die Gehäuseform darstellenden Segmenten zusammengesetzt ist.
4. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (5) aus einem Elastomer geformt ist.
5. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum innerhalb der ersten Schicht (5) durch Befüllen mit einem Medium formbar ist.
6. Kreiselpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil in die erste Schicht (5) eingebaut ist, das den Mediendruck hält und anzeigt, wobei insbesondere eine Anzeige neben den reinen Druckwerten auch die Gehäusekonfiguration oder den damit eingestellten Betriebspunkt anzeigt.
7. Kreiselpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Treibsatz vorgesehen ist, der das zum Befüllen der ersten Schicht (5) benötigte Medium unter entsprechendem Druck bereitstellt.
8. Kreiselpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (5) druckdicht mit auf einer Weile (1) angeordneten Baueilen sowie mit den Anschlüssen verbunden ist
9. Kreiselpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (1 1 ) aus einem plastisch auf die erste Schicht (5) aufgeformten Material besteht.
10. Kreiselpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das plastisch formbare Material ein Kunststoff, ein Metall, ein mineralischer Werkstoff oder ein Werkstoffgemisch ist.
11. Kreiselpumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das plastisch formbare Material durch Armierungen verstärkt ist.
12. Kreiselpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine verbesserte Anhaftung der zweiten Schicht (1 1 ) an die erste Schicht (5) Oberflächenaktivierungen vorgesehen sind.
13. Kreiselpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der ersten Schicht (5) doppellagig ausgeführt ist.
14. Verfahren zur Herstellung einer Kreiselpumpe nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt alle Toleranzbereiche bezüglich der Welle (1 ) ausgerichtet werden, dass in einem zweiten Schritt die erste Schicht (5) bezüglich der Toleranzbereiche druckdicht fixiert wird, dass in einem dritten Schritt die erste Schicht (5) von innen mit einem Medium gefüllt und mit einem Druck beaufschlagt wird und dass in einem vierten Schritt die zweite Schicht (1 1) aufgebracht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Schritt durch Beaufschlagung mit einem vorgegebenen Druck eine hydraulisch vorteilhafte Form bei der ersten Schicht (5) hergestellt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (1 1 ) nach dem Aufbringen noch verfestigt wird, insbesondere durch Härten, Brennen oder Sintern.
17. Bausatz für eine Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13 hergestellt nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Bausatz das Laufzeug der Kreiselpumpe und die erste Schicht (5) enthält, wobei das Laufzeug ein Laufrad (1 ) und eine Dichtung umfasst.
18. Bausatz nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufzeug zusätzlich eine Welie (1 ) umfasst.
19. Bausatz nach Anspruch 7 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufzeug zusätzlich eine Wellenlagerung (4) umfasst.
20. Bausatz nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse als Flansche (8, 9) ausgeführt sind. Bausatz nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umverpackung des Bausatzes als Gussform für die zweite Schicht (1 1 ) dient.
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