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Spiralgehäuse
Das radial geteilte Gehäuse ist aus einem Stück gegossen und besitzt angegossene stabile Füße in Achsmitte.
Die Verbindungen "Spiralgehäuse-Lagergehäuse" und "Lagergehäuse-Spalttopf" haben metallische Sitze mit gekammerten, vorgepreßten Flachdichtungen.
Saug- und Druckflansche sind auf der Rückseite im Auflagebereich der Befestigungsmuttern ganz oder teilweise bearbeitet und für Durchgangsverschraubungen ausgelegt.
Spalttopf
Der Spalttopf dient ausschließlich der Trennung von Produkt und Atmosphäre. Durch die Anordnung der kompletten Gleitlagerung im Lagergehäuse wird kein zusätzliches Gleitlager im Spalttopf benötigt. Der Spalttopf wird somit nur statisch durch den Innendruck belastet, zusätzliche dynamische Beanspruchungen treten nicht auf.
Neben den sonst üblichen Spalttöpfen in einwandiger Ausführung stehen auch Spalttöpfe in verlustarmer "Sandwich"-Konstruktion zur Verfügung. Diese Töpfe werden eingesetzt bei Antriebsleistungen >75 kW bei Drehzahlen von 2900 bzw. 3500min-1.
Der Sandwich-Spalttopf besteht im Gegensatz zu der sonst üblichen einwandigen Ausführung aus zwei Hüllen. Die innere Hülle, welche die radialen Belastungen aufnimmt, wird aus mehreren zentrierten Ringen gebildet, die durch nichtleitende, gekammerte Dichtelemente gegeneinander isoliert sind. Die äußere Hülle besteht aus einem geschlitzten Rohr, welches die axialen Belastungen aufnimmt. Durch diese Konstruktion wird, zusammen mit der besonderen Anordnung der Magnetreihen, eine Reduzierung der Wirbelstromverluste um ca. 50 % erreicht. Der zulässige Betriebsdruck beträgt 35 bar bei 200°C.
Magnetkupplung
Die einzelnen Elemente der mehrpoligen Magnetkupplung werden aus einem Dauermagnetwerkstoff Kobaltsamarium gefertigt.
Der Außenmagnet, angeordnet auf der Antriebswelle, treibt - magnetisch durch den stationär angeordneten Spalttopf hindurch wirkend - den Innenmagnet an. D.h. Außen- und Innenmagnet sind durch ihre magnetischen Feldlinien kraftschlüssig verbunden, laufen synchron zueinander und übertragen die erforderliche Antriebsleistung auf das Laufrad.
Die Nennleistung der Magnetkupplungen wird so festgelegt, daß auch bei Betrieb mit maximaler Fördermenge am Ende der Kennlinie und bei Vergrößerung des ausgelegten Laufraddurchmessers um 5% keine Überlastung auftritt. Falls nicht anders spezifiziert, werden die Kupplungen für Drehstrommotore in Direkteinschaltung dimensioniert.
Bei Blockierung des Läufers durch Fremdkörper und Durchdrehen des Antriebes erfolgt keine Entmagnetisierung der Magnete.
Interner Kühlstrom
Bei Betrieb der Pumpe werden im Spalttopf Wirbelströme erzeugt, die eine Erwärmung des Produktes im Spalt zwischen Rotor und Topf bewirken. Die Wärme wird durch einen internen Zirkulationsstrom abgeführt.
Dieser Teilstrom fließt von der Druckseite unmittelbar in den Raum zwischen die Gleitlager und wird durch die Pumpenwelle den auf der Rotorrückseite angeordneten Rückenschaufeln zugeführt. Hier erfolgt eine entsprechende Druckerhöhung, die den Zirkulationsstrom wieder zum Spiralgehäuse zurückleitet. Diese Druckerhöhung wirkt dem, von dem Temperaturanstieg im Magnetbereich erzeugten, Anstieg des Dampfdruckes im Spalttopfbereich entgegen. Siedepunktüberschreitung und Verdampfung des Fördermediums sind daher bei normalen Betriebsbedingungen ausgeschlossen.
Die Förderung leicht siedender Medien wie z.B. Flüssiggas ist möglich, da keine Temperaturerhöhung im Laufradeintritt stattfindet. Die interne Kühlstromführung benötigt keine Hilfsleitungen außerhalb der Pumpe. Anschluß für Fremdeinspeisung mit reinem Medium oder externe Zirkulation über Filter, Wärmetauscher usw. ist als Option möglich.
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Achsschubausgleich
Der Achsschub der geschlossenen Laufräder ist durch Schleißringe, Entlastungsbohrungen und durch die Rückenschaufeln auf der Rotorrückseite hydraulisch ausgeglichen. Während des normalen Betriebes wirken keine Axialkräfte. SiC-Anlaufringe fixieren die Position des Pumpenläufers beim Anfahren und Stillsetzen der Maschine.
Doppelte Gleitlagerung
Die Lagerung der Pumpenwelle erfolgt in Gleitlagern, die im Produkt angeordnet sind. Gleitlager-werkstoff ist reingesintertes Siliziumkarbid ohne freies Silizium. SIC ist sowohl gegen Säuren, als auch konzentrierte Laugen, völlig beständig und kann universell für alle vorkommenden Fördermedien eingesetzt werden. Hohe Härte und Verschleißfestigkeit erlauben auch die Förderung feststoffhaltiger Medien. Eine diamantartige Kohlenstoffbeschichtung erlaubt kurzfristigen Trockenlauf. Die SiC-Bauteile sind in Trägerringe eingeschrumpft bzw. elastisch gelagert und somit gegen Schlag und Thermospannungen geschützt. Die Auslegungstemperatur beträgt 400°C. Beide Gleitlager sind in einem gemeinsamen Lagergehäuse verschraubt, so dass eine einwandfreie Zentrierung gegeneinander gewährleistet ist.
Anlaufsicherung / Spaltspiele
Die Spaltspiele zwischen der äußeren Magnetkupplung und der Lagerträgerlaterne bzw. dem Spalttopf sind so bemessen, dass ein Anlaufen der äußeren Magnetkupplung am Spalttopf, auch bei defekter Wälzlagerung, nicht möglich ist.
Bei kritischen Fördermedien kann die Anlaufsicherung zusätzlich mit Näherungssensoren bzw. PT100-Elementen überwacht werden.
Aufgrund des großzügigen Spaltspieles S2 > 1,25 mm können nichtmetallische (magnetische) Feststoffe bis 1 mm Durchmesser akzeptiert werden.
Sekundärdichtung
Als Option kann anstelle der spalttopfseitigen Labyrinthabdichtung eine Gleitringdichtung als Sekundärdichtung mit Standby-Funktion eingebaut werden. Diese Dichtung schließt den Magnetraum gegen das Ölbad bzw. die Atmosphäre ab und bildet mit der geschlossenen Lagerträgerlaterne eine, dem Spalttopf nachgeschaltete, zweite Sicherheitshülle.
Die Gleitringdichtung läuft im Ölbad mit praktisch unbegrenzter Lebensdauer, wird bei einem Druckanstieg im Lagerträger aktiviert und verhindert bei Beschädigung des Spalttopfes unkontrollierten Austritt des Fördermediums zur Atmosphäre.
Schleißringe
Lauf- und Spaltringe für Laufräder und Spiralgehäuse sind standardmäßig vorgesehen und Teil des Achsschubausgleichs. Die Ringe weisen an den Laufflächen eine Härtedifferenz von mindestens 50 HB auf.
Überwachung
Anschlüsse zur Temperaturüberwachung der Spalttopfoberfläche sind serienmäßig vorhanden.
Zusätzliche Überwachung der internen Kühlstromtemperatur, eventueller Spalttopfleckage, der Anlaufsicherung bzw. der Wälzlagerung kann vorgesehen werden.
Die Lagerträger haben Gewindebohrungen M8 zum Anschluß von Vibrationssensoren.
Entleerung / Entlüftung
Die PRM-Pumpen können über die Entleerungsbohrung am tiefsten Punkt des Spiralgehäuses entleert werden. Eine zusätzliche Entleerungsbohrung im Magnetbereich ist nicht erforderlich.
Diese Pumpen sind aufgrund ihrer Bauart selbstentlüftend. Die PRMW-Pumpen benötigen eine zusätzliche Entleerungsleitung mit Kugelhahn, die den Magnetraum mit der Gehäuseentleerung verbindet, sowie eine Entlüftungseinrichtung zur vollständigen Spalttopfentlüftung vor Inbetriebnahme.
Wälzlagerung
Die Antriebswelle ist in großzügig dimensionierten, ölgeschmierten, verschraubten Wälzlagern gelagert. Die Lagerung ist für 26000 Betriebsstunden ausgelegt. Das Ölbad ist gegen die Atmosphäre durch eine berührungsfreie Labyrinthabdichtung geschützt. Ölstandskontrolle erfolgt über Constant Level Oiler. Die Abdichtung des Ölraumes gegen den Magnetraum erfolgt in der Standardausführung ebenfalls über Labyrinthdichtung.
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