DE202005007351U1 - Pump comprises a conical connector piece which serves for attachment to a pipe and incorporates a cast mineral inner layer - Google Patents

Pump comprises a conical connector piece which serves for attachment to a pipe and incorporates a cast mineral inner layer Download PDF

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Abstract

The pump comprises a conical connector piece (1) which serves for attachment to a pipe and incorporates a cast mineral inner layer (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit Übergangsstück zum Anschluss an eine Rohrleitung, wobei das Übergangsstück konisch ausgebildet ist und sein Innendurchmesser von der Pumpe zur Rohrleitung hin zunimmt.The Invention relates to a pump with transition piece for connection to a pipeline, the transition piece being conical is formed and its inner diameter from the pump to the pipeline increases.

Bestandteile von Pumpen, insbesondere von Kreiselpumpen, sind häufig einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt, was in besonderem Maße dann gilt, wenn sie zur Förderung von abrasiven, erosiven und/oder korrosiven Medien eingesetzt werden. Bis vor einigen Jahren führte man diese Bauteile daher in hochlegierten, korrosionsbeständigen Stählen aus. Da bei diesen Werkstoffen keine befriedigenden Standzeiten zu erzielen waren, begann man vor einiger Zeit, den Stahl teilweise durch Mineralguss zu ersetzen. Die Verwendung von Mineralguss für die Herstellung von Pumpengehäusen oder Pumpenteilen ist beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 0 735 948 B1 bekannt. Unter Mineralguss ist dabei ein Gemisch aus einem Bindemittel und einem Füllstoff zu verstehen. Die Standzeiten von Kreiselpumpen konnten auf diese Weise erheblich erhöht werden.Components of pumps, in particular centrifugal pumps, are often exposed to considerable wear, which is especially true when they are used to promote abrasive, erosive and / or corrosive media. Until a few years ago, these components were therefore exported in high-alloy, corrosion-resistant steels. Since these materials did not provide satisfactory service life, some time ago, the steel was partly replaced by mineral casting. The use of mineral casting for the manufacture of pump housings or pump parts is known, for example, from the European patent specification EP 0 735 948 B1 known. By mineral casting is meant a mixture of a binder and a filler. The service life of centrifugal pumps could be significantly increased in this way.

In der Praxis hat sich allerdings herausgestellt, dass bei der Förderung aggressiver Medien mit Hilfe von Kreiselpumpen auch die zwischen der Pumpe und der zugehörigen Rohrleitung angeordneten Übergangsstücke, die nicht Bestandteil der Pumpe selbst sind, häufig erheblichen Belastungen unterliegen. Solche Übergangsstücke sind in der Regel konisch ausgebildet, wobei der Durchmesser von der Pumpe zur Rohrleitung hin zunimmt. Bislang sind derartige Übergangsstücke meist entweder insgesamt aus Edelstahl hergestellt oder aber innen mit Gummi-Inlinern ausgekleidet. Dennoch beträgt die Standzeit im Durchschnitt lediglich 3 bis 4 Jahre.In However, practice has proven that in the promotion aggressive media with the help of centrifugal pumps also between the pump and the associated Piping arranged transition pieces, the not part of the pump itself are often significant loads subject. Such transition pieces are usually conical, with the diameter of the pump towards the pipeline increases. So far, such transition pieces are usually either entirely made of stainless steel or inside with rubber inliners lined. Nevertheless, it amounts to the life on average only 3 to 4 years.

Ausgehend vom beschriebenen Stand der Technik stellt sich daher die Aufgabe, eine Pumpe mit Übergangsstück zur Verfügung zu stellen, bei der das Übergangsstück über eine höhere Standzeit verfügt und in stärkerem Maße verschleißresistent ist.outgoing The object of the described prior art, therefore, is to a pump with transition piece available too in which the transition piece over a higher Has service life and in stronger Dimensions wear-resistant is.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Pumpe mit Übergangsstück zum Anschluss an eine Rohrleitung, wobei das Übergangsstück konisch ausgebildet ist und sein Innendurchmesser von der Pumpe zur Rohrleitung hin zunimmt und wobei die innere Oberfläche des Übergangsstücks aus Mineralguss besteht.The The object is achieved by a pump with transition piece for connection to a pipeline, the transition piece being conical is formed and its inner diameter from the pump to the pipeline increases and wherein the inner surface of the transition piece consists of mineral casting.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass aufgrund des zum Rohrleitungssystem hin zunehmenden Durchmessers des Übergangsstücks innerhalb des Übergangsstücks besondere Strömungsverhältnisse auftreten können, die zur Abrasion im Bereich der inneren Wandungen führen. Die Beanspruchung der inneren Oberflächen der Übergangsstücke kann daher ähnliche Ausmaße erreichen, wie die Beanspruchung der Pumpenteile selbst, obgleich das Übergangsstück selbst kein Pumpenbauteil ist. Erste Versuche haben gezeigt, dass der Verschleiß bei den erfindungsgemäßen Übergangsstücken erheblich abnimmt und sich somit voraussichtlich eine Standzeit von wenigstens 20 Jahren erreichen lassen sollte.Of the Invention is based on the finding that due to the piping system increasing diameter of the transition piece within the transition piece special flow conditions may occur, which lead to abrasion in the area of the inner walls. The stress the inner surfaces the transition pieces can therefore similar dimensions as the stress on the pump parts themselves, though the transition piece itself There is no pump component. Initial tests have shown that the wear in the Transition pieces according to the invention considerably decreases and thus probably a life of at least Should reach 20 years.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, das Übergangsstück vollständig aus Mineralguss zu fertigen. Bevorzugt ist es jedoch der Einfachheit halber und aus Gründen der besseren Bearbeitbarkeit, das Übergangsstück lediglich innen mit Mineralguss auszukleiden. Je nach Größe des Übergangsstücks kann dabei die Mineralgussschicht eine Dicke von einigen Zentimetern aufweisen. Die äußere Hülle des Übergangsstücks besteht dabei vorzugsweise aus Stahl.Basically exists the possibility, the transition piece completely off Produce mineral casting. Preferably, however, it is simplicity in part and for reasons the better workability, the transition piece only inside with mineral casting undress. Depending on the size of the transition piece can while the mineral casting layer has a thickness of a few centimeters exhibit. The outer shell of the transition piece consists preferably made of steel.

Zur Herstellung eines Übergangsstücks gemäß der Erfindung kann ein Kern aus vorzugsweise Aluminium in das noch nicht innen mit Mineralguss ausgekleidete Übergangsstück eingesetzt werden, so dass ein Zwischenraum zwischen die sem Kern und der Wandung des Übergangsstücks verbleibt. Dieser Zwischenraum wird anschließend mit Mineralguss ausgefüllt. Abschließend wird dann der Aluminiumkern entfernt.to Production of a transition piece according to the invention A core of preferably aluminum in that can not be inside used with mineral casting lined transition piece so that there is a gap between this core and the wall of the transition piece remains. This Gap will follow filled with mineral casting. Finally then the aluminum core is removed.

Grundsätzlich ist die Erfindung zwar auf viele Arten von Pumpen anwendbar, besonders bevorzugt jedoch ist die Verwendung im Zusammenhang mit Kreiselpumpen, insbesondere solchen, die im Kraftwerksbereich eingesetzt werden. So sind etwa solche Pumpen beim Einsatz in Rauchgasentschwefelungsanlagen erheblichen Mengen von korrosiven, abrasiven flüssigen Medien ausgesetzt. Derartige Kreiselpumpen mit Übergangsstück können beachtliche Dimensionen haben. So kann etwa ein Übergangsstück im Kraftwerksbereich ohne weiteres eine Länge von 2 Metern und einen sich erweiternden Durchmesser von 1,0 bis 1,5 Meter aufweisen. Es versteht sich von selbst, dass der Austausch eines solchen Übergangsstücks mit erheblichen Kosten verbunden sein kann, die sich zum einen aus den Kosten für das Übergangsstück selbst und zum anderen aus den bei der zwischenzeitlichen Stilllegung der Anlage entstehenden Kosten zusammensetzen. Hieraus ergibt sich, dass eine Erhöhung der Standzeit von erheblichem wirtschaftlichem Interesse ist.Basically Although the invention is applicable to many types of pumps, especially however, preferred is the use in connection with centrifugal pumps, especially those used in the power plant sector. For example, such pumps are used in flue gas desulphurisation plants exposed to significant quantities of corrosive, abrasive liquid media. Such centrifugal pumps with transition piece can be considerable Have dimensions. For example, a transition piece in the power plant area without another one length of 2 meters and a widening diameter of 1.0 to 1.5 meters. It goes without saying that the exchange such a transition piece with considerable costs may be associated, on the one hand, from the costs for the transition piece itself and on the other from the in the meantime decommissioning of the Assemble the resulting costs. It follows that that an increase the service life is of considerable economic interest.

Bei dem verwendeten Mineralguss handelt es sich um ein Verbundmaterial, bestehend aus einem Bindemittel, bei dem es sich üblicherweise um ein Harz handelt, sowie geeigneten Füllstoffen. Grundsätzlich ist es dabei vorteilhaft hinsichtlich der chemischen Beständigkeit und der Verschleißfestigkeit, wenn das Gemisch möglichst viel Füllstoff und möglichst wenig Bindemittel enthält. Durch Einstellung einer günstigen Kornverteilung enthält ein solcher, hoch gefüllter Mineralguss z.B. 10 bis 40 Gew.-% Bindemittel und 60 bis 90 Gew.-% Füllstoff. Die Korngröße des Füllstoffs kann dabei 1 mm und mehr betragen.The mineral casting used is a composite material consisting of a binder, which is usually a resin, and suitable fillers. Basically, it is advantageous in terms of chemical resistance and wear resistant if the mixture contains as much filler as possible and as little binder as possible. By setting a favorable particle size distribution, such a highly filled mineral casting contains, for example, 10 to 40% by weight of binder and 60 to 90% by weight of filler. The grain size of the filler can be 1 mm and more.

Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Siliziumcarbid als Füllstoff. Auf der Mohs-Härteskala weist Siliziumcarbid eine Härte von 9,5 auf, womit es dem Diamant (10,0) nahe kommt.Especially preferred is the use of silicon carbide as a filler. On the Mohs hardness scale For example, silicon carbide has a hardness of 9.5, bringing it close to the diamond (10.0).

Alternativ und/oder zusätzlich zur Verwendung von Siliziumcarbid besteht auch die Möglichkeit der Verwendung von Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Siliziumdioxid, Quarzsand, Glas und/oder anderer keramischer Materialien als Füllstoff.alternative and / or additionally for the use of silicon carbide there is also the possibility of Use of alumina, zirconia, silica, quartz sand, Glass and / or other ceramic materials as filler.

Insbesondere Aluminiumoxid weist eine gute Eignung auf, da Aluminiumoxid bzw. Korund auf der Mohs-Skala eine Härte von 9,0 aufweist. Zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit des Mineralguss können auch Siliziumcarbid und andere Füllstoffe in unterschiedlichen Größenverhältnissen eingesetzt werden, wie es etwa aus der deutschen Patentschrift DE 102 47 280 B4 bekannt ist.In particular, alumina has a good suitability, since alumina or corundum on the Mohs scale has a hardness of 9.0. To improve the processability of the mineral casting and silicon carbide and other fillers in different proportions can be used, as for example from the German patent DE 102 47 280 B4 is known.

Neben dem Füllstoff wird zur Herstellung eines Mineralguss auch ein Bindemittel benötigt, um die Füllstoffpartikel in der Verbundmasse einzubetten und zu fixieren. Grundsätzlich sollte allerdings der Bindemittelanteil niedrig gehalten werden, da das Bindemittel selbst kaum zur Verschleißfestigkeit des Materials beiträgt. In der Regel werden als Bindemittel chemisch beständige und temperaturfeste Reaktionsharze verwendet, wobei insbesondere Epoxidharz bevorzugt ist. Daneben kann auch Vinylesterharz oder Polymethylmethacrylat (PMMA) verwendet werden.Next the filler For the production of a mineral casting also a binder is needed to make the filler to embed in the compound and fix. Basically should However, the binder content to be kept low because the binder even hardly to wear resistance contributes to the material. In general, as a binder chemically resistant and temperature resistant reaction resins used, in particular epoxy resin is preferred. In addition, vinyl ester resin or polymethylmethacrylate (PMMA) can be used.

Zur Herstellung des Epoxydharzsystems kann ein Gemisch aus Bisphenol-A oder – F mit Epichlorhydrin verwendet werden. Derartige Epoxydharzsysteme haben sich in der Vergangenheit bewährt und weite Verbreitung gefunden. Als Härter kann ein aminischer Härter wie Triethylentetramin oder Diethylentriamin zum Einsatz kommen. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz warmhärtender Systeme, etwa durch Verwendung von polyfunktionellen aromatischen Aminen oder Säureanhydriden als Härter.to Preparation of the epoxy resin system may be a mixture of bisphenol-A or - F be used with epichlorohydrin. Such epoxy resin systems have proven themselves in the past and found wide distribution. As a hardener can an aminic hardener such as triethylenetetramine or diethylenetriamine are used. Particularly advantageous is the use of thermosetting systems, such as through Use of polyfunctional aromatic amines or acid anhydrides as a hardener.

Die Herstellung des Mineralguss, d.h. das Mischen von Bindemittel und Füllstoff erfolgt vorzugsweise unter Vakuum, wie es aus der EP 0 735 948 B1 bekannt ist. Dies hat den Vorteil, dass das Gemisch vor dem Einfüllen in die Gießform vollständig entgast wird. Hierdurch wird insbesondere die mit dem Füllstoff unvermeidbar eingeschleppte Luft vollständig aus dem Gemisch entfernt, so dass der Gießling insgesamt eine weitestgehend blasen- und porenfreie Struktur aufweist. Vorteilhaft ist darüber hinaus die Behandlung der Innenfläche des Übergangsstücks vor dem Ausgießen mit einem Trennmittel. Aufgrund der Verwendung eines solchen Trennmittels besteht nach dem Auskleiden des Übergangsstücks mit Mineralguss keine feste Verbindung zwischen Mineralguss und Stahlhülle, so dass es nicht zu Zerstörungen des Mineralgusskörpers durch Temperaturunterschiede zwischen äußerem Gehäuse und innerem Ausklei dungselement kommen kann. Die durch Temperaturunterschiede hervorgerufene unterschiedliche Wärmeausdehnung kann von dem durch das Trennmittel erzeugten Spalt zwischen Gehäuseelement und Auskleidungselement aufgenommen werden. Die Verwendung solcher Trennmittel ist aus der WO 2004/033919 A1 bekannt.The production of the mineral casting, ie the mixing of binder and filler is preferably carried out under vacuum, as it is known from EP 0 735 948 B1 is known. This has the advantage that the mixture is completely degassed before filling into the mold. As a result, in particular, the air inevitably entrained with the filler is completely removed from the mixture, so that the casting as a whole has a largely bubble- and pore-free structure. It is also advantageous to treat the inner surface of the transition piece before pouring with a release agent. Due to the use of such a release agent consists after lining the transition piece with mineral casting no firm connection between mineral casting and steel shell, so that it can not lead to destruction of the mineral cast body by temperature differences between the outer casing and inner Ausklei training element. The difference in thermal expansion caused by temperature differences can be absorbed by the gap between the housing element and the lining element produced by the separating means. The use of such release agents is known from WO 2004/033919 A1.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figur näher erläutert.The Invention will be with reference to the accompanying figure explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

1: Ein in Verbindung mit einer Pumpe verwendbares Übergangsstück gemäß der Erfindung im Längsschnitt. 1 : A usable in connection with a pump transition piece according to the invention in longitudinal section.

Bei dem Übergangsstück 1 handelt es sich um ein Verbindungsstück zwischen Kreiselpumpe und angeschlossener Rohrleitung. Das Übergangsstück 1 ist konisch, wobei der Durchmesser vom Anschluss 2 an die nicht dargestellte Kreiselpumpe zum Anschluss 3 an die ebenfalls nicht dargestellte Rohrleitung hin zunimmt. An den Anschlüssen 2 und 3 für Kreiselpumpe bzw. Rohrleitung befindet sich jeweils ein Flansch 7, 8, der zusätzlich durch Rippen 6 verstärkt sein kann.At the transition piece 1 it is a connection between the centrifugal pump and the connected pipeline. The transition piece 1 is conical, with the diameter of the connection 2 to the not shown centrifugal pump for connection 3 to the pipeline, also not shown increases. At the connections 2 and 3 for centrifugal pump or pipeline is in each case a flange 7 . 8th In addition, by ribs 6 can be reinforced.

Das Äußere des Übergangsstücks 1 besteht aus Stahl und weist auf der Innenseite eine Auskleidung aus Mineralguss 4 auf. Die Gesamthöhe des hier dargestellten Übergangsstücks 1 beträgt 2 Meter, der Durchmesser des Durchlass 2 zur Pumpe 90 cm und der Durchlass 3 zur Rohrleitung 140 cm. Die Mineralgussschicht 4 weist eine Dicke von 4 bis 5 cm auf. Die genaue Ausgestaltung des Übergangsstücks 1 und die Dicke der Mineralgussschicht 4 kann selbstverständlich je nach Bedarf variieren.The exterior of the transition piece 1 It is made of steel and has a mineral cast lining on the inside 4 on. The total height of the transition piece shown here 1 is 2 meters, the diameter of the passage 2 to the pump 90 cm and the passage 3 to the pipe 140 cm. The mineral casting layer 4 has a thickness of 4 to 5 cm. The exact design of the transition piece 1 and the thickness of the mineral casting layer 4 Of course, it can vary as needed.

Claims (7)

Pumpe mit Übergangsstück (1) zum Anschluss an eine Rohrleitung, wobei das Übergangsstück (1) konisch ausgebildet ist und sein Innendurchmesser von der Pumpe zur Rohrleitung hin zunimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Oberfläche des Übergangsstücks (1) aus Mineralguss (4) besteht.Pump with transition piece ( 1 ) for connection to a pipeline, wherein the transition piece ( 1 ) is conical and its inner diameter increases from the pump to the pipeline, characterized in that the inner surface of the transition piece ( 1 ) made of mineral cast ( 4 ) consists. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übergangsstück (1) innen mit Mineralguss (4) ausgekleidet ist.Pump according to claim 1, characterized in that the transition piece ( 1 ) inside with mineral casting ( 4 ) is lined. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe eine Kreiselpumpe ist.Pump according to claim 1 or 2, characterized that the pump is a centrifugal pump. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mineralguss (4) 10 bis 40 Gew.-% Bindemittel und 60 bis 90 Gew.-% Füllstoff enthält.Pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mineral casting ( 4 ) Contains 10 to 40% by weight of binder and 60 to 90% by weight of filler. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mineralguss (4) Siliziumcarbid als Füllstoff enthält.Pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the mineral casting ( 4 ) Contains silicon carbide as a filler. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das der Mineralguss (4) Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Siliziumdioxid, Quarzsand, Glas und/oder ein keramisches Material als Füllstoff enthält.Pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the mineral casting ( 4 ) Contains alumina, zirconia, silica, silica sand, glass and / or a ceramic material as a filler. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mineralguss (4) ein Epoxidharz, ein Vinylesterharz oder Polymethylmethacrylat als Bindemittel enthält.Pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the mineral casting ( 4 ) contains an epoxy resin, a vinyl ester resin or polymethylmethacrylate as a binder.
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DE102012221442B3 (en) * 2012-11-23 2014-02-27 PME Pumpen- und Modelltechnik GmbH Producing housing of pump partially coated with mineral casting, comprises e.g. producing coating from deformable and partially cured plate-shaped elements, applying elements on sections to be coated, and completely curing elements

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