ES2374678T3

ES2374678T3 - USE OF CERAMIC ELEMENTS SUBJECT TO COMPRESSION AND FLEXION IN PUMPS.

Info

Publication number: ES2374678T3
Application number: ES05001629T
Authority: ES
Inventors: Edgar Czudnochowski; Stefan Leuchtenberger; Roland Fach; Klaus Engels
Original assignee: Sachtleben Chemie GmbH
Current assignee: Venator Germany GmbH
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2012-02-21
Anticipated expiration: 2025-01-27
Also published as: DE102004004159A1; ATE525572T1; EP1559916A2; EP1559916B1; EP1559916A3

Abstract

Bomba con un árbol (1) de accionamiento dispuesto en una carcasa (2) metálica, que está unido en una cámara (8) de extracción con un rodete de álabes, para el transporte de medios líquidos, en la que la cámara (8) de extracción está unida a un lado (9) de accionamiento del árbol (1) de accionamiento a través de una cámara (10) de es- tanquidad, y componiéndose la cámara (10) de estanquidad de rodetes (6) de álabes dispuestos en el árbol (1) de accionamiento unos tras otros en dirección axial, y que giran entre tabiques (3a, 3b, 3c) de la carcasa (2), dispuestos unos tras otros en dirección axial, caracterizada porque los tabiques (3a, 3b, 3c) se componen de una cerámica, y se apoyan unos en otros y en la carcasa (2), mediante elementos (5d - i) elásticos de compensación.Pump with a drive shaft (1) arranged in a metal housing (2), which is connected in an extraction chamber (8) with a blade impeller, for the transport of liquid media, in which the chamber (8) It is connected to the drive side (9) of the drive shaft (1) through a sealing chamber (10), and the impeller sealing chamber (10) is composed of blades (6) of blades arranged in the drive shaft (1) one after the other in the axial direction, and rotating between partitions (3a, 3b, 3c) of the housing (2), arranged one after the other in the axial direction, characterized in that the partitions (3a, 3b, 3c) they are composed of a ceramic, and they rest on each other and on the housing (2), by means of elastic compensation elements (5d-i).

Description

Uso de elementos cerámicos sometidos a compresión y flexión en bombas. Use of ceramic elements subjected to compression and bending in pumps.

La invención se refiere a una bomba con un árbol de accionamiento dispuesto en una carcasa metálica, que está unido en una cámara de extracción con un rodete de álabes, para el transporte de medios líquidos, en la que la cámara de extracción está unida a un lado de accionamiento del árbol de accionamiento a través de una cámara de estanquidad, y componiéndose la cámara de estanquidad de rodetes de álabes dispuestos en el árbol de accionamiento unos tras otros en dirección axial, y que giran entre tabiques de la carcasa dispuestos unos tras otros en dirección axial. The invention relates to a pump with a drive shaft arranged in a metal housing, which is connected in an extraction chamber with a blade impeller, for the transport of liquid media, in which the extraction chamber is attached to a drive side of the drive shaft through a sealing chamber, and the sealing chamber of blade impellers arranged in the drive shaft one after the other in axial direction, and rotating between housing partitions arranged one after the other in axial direction.

Bombas o bombas de circulación se utilizan, por ejemplo, en la industria química, para el transporte y/o circulación de medios en parte agresivos (véanse documento DE 2 566 931 A1 que manifiesta todas las notas características del preámbulo de la reivindicación 1, y los documentos EP 0 867 620 A1, EP 0 476 744 B1, EP 1 226 342, A1). Circulation pumps or pumps are used, for example, in the chemical industry, for the transport and / or circulation of partly aggressive media (see document DE 2 566 931 A1 which states all the characteristic notes of the preamble of claim 1, and EP 0 867 620 A1, EP 0 476 744 B1, EP 1 226 342, A1).

Estos medios agresivos provocan que los componentes constructivos de una bomba, tocados por los medios, sufran unas cargas muy fuertes y, de este modo presentan un tiempo limitado de funcionamiento. Estos componentes constructivos sufren pues un desgaste y, por motivos de seguridad, se tienen que sustituir después de tiempos prefijados de funcionamiento. These aggressive means cause the construction components of a pump, touched by the means, to suffer very heavy loads and, thus, have a limited operating time. These construction components therefore suffer wear and, for safety reasons, must be replaced after pre-set operating times.

A este desgaste están sujetos también los tabiques en la cámara de estanquidad. Para la sustitución de estos tabiques, se tiene que detener la bomba y cambiarla por una unidad que funcione. En el caso de un proceso continuo de producción, junto a los costes de reparación, todavía se producen también costes por caída de producción. The partitions in the sealing chamber are also subject to this wear. To replace these partitions, the pump must be stopped and replaced with a functioning unit. In the case of a continuous production process, together with the repair costs, there are still costs due to a fall in production.

La misión de la invención se basa en encontrar un sistema de tabiques para el sistema de estanquidad del árbol, en la cámara de estanquidad, de manera que aumente la seguridad y disponibilidad funcionales, y reduzca los costes de mantenimiento. The mission of the invention is based on finding a partition system for the sealing system of the tree, in the sealing chamber, so as to increase functional safety and availability, and reduce maintenance costs.

Según la invención se resuelve esta misión haciendo que los tabiques se compongan de una cerámica y se apoyen unos en otros y en la carcasa, mediante elementos elásticos de compensación. According to the invention, this mission is solved by having the partitions composed of a ceramic and resting on each other and on the housing, by means of elastic compensation elements.

Los materiales cerámicos tienden en general a la rotura frágil en el caso de una carga a presión y flexión, así como en caso de esfuerzos por una carga de impacto y térmica. No obstante, estos materiales son extraordinariamente resistentes contra medios agresivos. Ceramic materials tend in general to fragile breakage in the case of a pressure and flexural load, as well as in the case of stress and thermal stress. However, these materials are extraordinarily resistant against aggressive media.

Los tabiques cerámicos según la invención son pues casi resistentes contra estos medios agresivos. Puesto que estos tabiques cerámicos presentan una dilatación térmica distinta que la de la carcasa que los rodea, los tabiques según la invención se apoyan unos en otros y en la carcasa, mediante elementos elásticos de compensación. The ceramic partitions according to the invention are thus almost resistant against these aggressive means. Since these ceramic partitions have a different thermal expansion than that of the surrounding housing, the partitions according to the invention rest on each other and on the housing, by means of elastic compensation elements.

A causa de esto se ha creado un concepto técnico que comprende tanto la diferente dilatación térmica de los materiales, incluso a altas temperaturas de funcionamiento, como también una compensación de las tensiones que se presentan por una carga de presión y dinámica. El esfuerzo a presión y flexión se absorbe sin tensiones mediante los elementos elásticos de compensación. Because of this, a technical concept has been created that includes both the different thermal expansion of the materials, even at high operating temperatures, as well as a compensation of the stresses presented by a dynamic and pressure load. The pressure and flexural stress is absorbed without stress by the elastic compensation elements.

Los elementos elásticos de compensación se componen con ventaja de un elastómero de fluor, de preferencia Viton The elastic compensation elements are composed with the advantage of a fluoride elastomer, preferably Viton

B. Este material es excelentemente apropiado como elemento de compensación, porque presenta tanto una alta resistencia química y característica de obturación, como también una elasticidad extraordinariamente elevada. B. This material is excellently suitable as a compensation element, because it has both a high chemical resistance and sealing characteristic, as well as an extraordinarily high elasticity.

Para amortiguar las tensiones que se presentan, los tabiques cerámicos se apoyan unos en otros mediante juntas planas como elementos de compensación. Los tabiques se apoyan en la carcasa en dirección axial del mismo modo, mediante juntas planas como elementos de compensación. En la carcasa, en dirección radial, se apoyan los tabiques, de preferencia mediante juntas tóricas como paredes de compensación. To dampen the tensions that arise, the ceramic partitions rest on each other by means of flat joints as compensation elements. The partitions rest on the housing in the axial direction in the same way, by means of flat joints as compensation elements. In the housing, in the radial direction, the partitions are supported, preferably by O-rings as compensation walls.

A continuación se explica en detalle la invención, de la mano de una figura. The invention is explained in detail below, in the hands of a figure.

Esta única figura muestra un sistema de obturación del árbol (en lo que sigue también llamado cámara de estanquidad) de una bomba que transporta medios agresivos. This unique figure shows a shaft sealing system (in what is also called a sealing chamber) of a pump that carries aggressive media.

Un árbol 1 de accionamiento impulsa un rodete de álabes no mostrado, en una cámara 8 de extracción. La cámara 8 de extracción está separada del lado 9 de accionamiento mediante un sistema de estanquidad del árbol en la cámara 10 de estanquidad. En el árbol 1 de accionamiento están dispuestos rodetes 6 de álabes (en esta forma de realización son dos rodetes 6 de alabes), que giran con el árbol 1 de accionamiento, y están dispuestos uno tras otro en la dirección axial del árbol 1 de accionamiento. Los rodetes 6 de álabes rotan aquí entre tabiques 3a, 3b, 3c cerámicos dispuestos unos tras otros en dirección axial. Hacia el lado 9 de accionamiento, la cámara 10 de estanquidad esta cerrada mediante una pared 7 dorsal metálica. A drive shaft 1 drives a blade impeller not shown, in an extraction chamber 8. The extraction chamber 8 is separated from the actuation side 9 by a sealing system of the shaft in the sealing chamber 10. In the drive shaft 1, impeller blades 6 are arranged (in this embodiment there are two blade impeller 6), which rotate with the drive shaft 1, and are arranged one after the other in the axial direction of the drive shaft 1 . The blades 6 of blades rotate here between ceramic partitions 3a, 3b, 3c arranged one after the other in axial direction. Towards the drive side 9, the sealing chamber 10 is closed by a metal back wall 7.

Para que se amortigüen las tensiones térmicas y mecánicas que se presentan, los tabiques 3a, 3b, 3c se apoyen unos en otros y en la carcasa 2 o sus componentes, mediante elementos 5d – i elásticos de compensación. To dampen the thermal and mechanical stresses presented, the partitions 3a, 3b, 3c rest on each other and on the housing 2 or its components, by means of elastic compensation elements 5d - i.

Estos elementos 5d – i elásticos de compensación son en este caso, elastómeros de fluor, de preferencia, Viton B. These elastic compensation elements 5d-i are in this case fluoride elastomers, preferably Viton B.

El tabique 3a vuelto hacia la cámara 8 de extracción, se apoya en la carcasa 2, en dirección radial mediante una junta 5d tórica, y en dirección axial, mediante una junta 5i plana. The partition 3a turned towards the extraction chamber 8, rests on the housing 2, in radial direction by means of an O-ring 5d, and in axial direction, by means of a flat joint 5i.

Además, el tabique 3a se apoya en el tabique 3b contiguo mediante una junta 5e plana. De igual modo el tabique 3b 5 se apoya también en el tabique 3c mediante una junta 5f plana. In addition, the partition 3a is supported on the adjacent partition 3b by a flat joint 5e. Similarly, partition 3b 5 also rests on partition 3c by means of a flat gasket 5f.

El tabique 3c vuelto hacia el lado 9 de accionamiento se apoya en la pared 7 dorsal, en la dirección radial del árbol 1 de accionamiento, mediante una junta 5g tórica, y en dirección axial, mediante una junta 5h plana. The partition 3c turned towards the drive side 9 rests on the back wall 7, in the radial direction of the drive shaft 1, by means of an O-ring 5g, and in the axial direction, by means of a flat 5h joint.

Con ello se lleva a cabo un apareamiento (5e, 5f) de obturación cerámica – cerámica, siempre mediante juntas planas, y un apareamiento de obturación cerámica – metal, de preferencia mediante juntas tóricas. With this, a mating (5e, 5f) of ceramic-ceramic sealing is carried out, always by means of flat gaskets, and a mating of ceramic-metal sealing, preferably by means of o-rings.

10 Para el centrado de los tabiques 3ª, 3b, 3c durante el montaje, está dispuesto en estos un taladro en el que se enchufa una unidad 4 de centrado y guía, que se compone de preferencia, de madera o de plástico. 10 For the centering of the partitions 3, 3b, 3c during assembly, a hole in which a centering and guide unit 4, which is preferably composed of wood or plastic, is connected, is arranged.

Claims

1. Pump with a drive shaft (1) arranged in a metal housing (2), which is attached to a chamber

(8) for extraction with a blade impeller, for the transport of liquid media, in which the extraction chamber (8) is connected to a drive side (9) of the drive shaft (1) through a chamber (10) of es

5, and the chamber (10) of impeller sealing (6) of blades arranged in the drive shaft (1) being arranged one after the other in axial direction, and rotating between partitions (3a, 3b, 3c) of the housing (2), arranged one after the other in axial direction, characterized in that the partitions (3a, 3b, 3c) are composed of a ceramic, and rest on each other and on the housing (2), by means of elements (5d - i) elastic compensation.

2. Pump according to claim 1, characterized in that the elastic compensation elements (5d-i) are composed of a fluorine elastomer, preferably Viton B.

3.3.: Bomba según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque los tabiques (3a, 3b, 3c) se apoyan unos en otros mediante juntas (5e, 5f) planas como elementos de compensación. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that the partitions (3a, 3b, 3c) are supported on one another by means of flat joints (5e, 5f) as compensation elements.

4.Four.: Bomba según alguna de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los tabiques (3a, 3b, 3c) se apoyan en la carcasa (2) en dirección radial, mediante juntas (5d, 5g) tóricas como elementos de compensación. Pump according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the partitions (3a, 3b, 3c) are supported on the housing (2) in radial direction, by means of O-rings (5d, 5g) as compensation elements.

Pump according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the partitions (3a, 3b, 3c) are supported on the housing (2) in the axial direction, by means of flat joints (5i, 5h) as compensation elements.