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30.09.2010

Flowserve optimiert langjährig und bewährte Pleuger-Hydrauliken

Flowserve

Die stetig wachsende Nachfrage bei hochleistungsfähigen Unterwassermotorpumpen stellt auch für Flowserve immer wieder eine Herausforderung dar. Um den wachsenden Anforderungen gerecht zu werden, hat Flowserve seine Produkte optimiert.

Verbesserung der Wirkungsgrade
Die Verbesserung des hydraulischen Wirkungsgrades wirkt sich unmittelbar auf den Gesamtwirkungsgrad der Aggregate aus. Aufgrund einer höheren Effizienz der Hydrauliken sparen die Betreiber bei jedem geförderten Kubikmeter wertvolle Energie. Nicht zuletzt wird so auch ein unnötiger Ausstoß an CO2 in die Atmosphäre vermieden. Auch die für die Erreichung der Förderdaten notwendige Motorleistung wird spürbar reduziert, so dass in einzelnen Fällen bereits ein leistungsschwächerer Motor genügt. Dies spart zusätzliche Investitions- und Installationskosten, was außerdem zu einer maßgeblichen Verkürzung der Amortisationszeit beiträgt. Zur signifikanten Verbesserung des Wirkungsgrades hat FLOWSERVE parallel zwei Möglichkeiten genutzt: Zum einen wurde mittels einer Optimierung der hydraulischen Geometrien das Design der Bauteile nachhaltig verbessert, und zum anderen brachte eine generelle Erhöhung der Oberflächengüte weitere beträchtliche Verbesserungen.

Parametrisierung und Optimierung hydraulischer Geometrien
Unter Nutzung aller weltweit bei FLOWSERVE zur Verfügung stehender Ressourcen wurden unsere hydraulischen Geometrien in 3D-CAD Datensätze neu überführt und parametrisiert. Die Parametrisierung dient der strömungstechnischen Optimierung der Kanalgeometrien, die sich für die Verbesserung der Pumpencharakteristiken und Wirkungsgrade verantwortlich zeigen. Neben verschiedener 3D-Optimierungs-Tools kommen ebenso Rapid Prototyping-Verfahren zwecks Verifizierung zum Einsatz, bevor die neuen Teile für die Produktion freigegeben werden. Alle Gussmodelle von Flowserve werden zukünftig auf Basis dieser 3D-Modelle gefertigt, um eine gleichbleibend hohe Qualität unserer Pumpenhydrauliken unabhängig von der Materialausführung zu gewährleisten.

Verbesserung der Oberflächen in den hydraulischen Geometrien
Der Pumpen-Wirkungsgrad hängt entscheidend von der Oberflächengüte in den hydraulischen Kanälen ab. In umfangreichen Versuchen wurden deshalb Verfahren erprobt, um die Oberflächegüte der Metalllaufräder zu verbessern. Die aus den Auswertungen gewonnenen Informationen haben in Zusammenarbeit mit unseren Gießereien zu einer Weiterentwicklung der Gießprozesse geführt und zeigen einen deutlichen Erfolg. Für Spezialanwendungen besteht darüber hinaus die Option, die Laufräder mittels eines speziell entwickelten Schleifverfahrens maschinell so zu bearbeiten, dass ein weiterer Effizienzgewinn erzielt werden kann. Die oben beschriebene Überführung der Geometrien in 3D-Modelle und deren Optimierung, aber auch die Einführung innovativer Qualitätsstandards bei den Gießverfahren und der Oberflächengüte haben - unabhängig von der Materialausführung - zu einer generellen Effizienzsteigerung der Pleuger-Unterwassermotorpumpen geführt.
Neben den traditionellen Grauguss- und Bronzelegierungen sind hier insbesondere die Duplex- und Super Duplex-Güsse zu erwähnen, die nun deutlich höhere Ansprüche an die Oberflächengüte erfüllen.

Neue Fertigungstechnologie für Noryl Laufräder der PN10 Hydrauliken
Anhand der beschrieben Methoden wurden neue Spritzgussmodelle für die Norly-Laufräder der PN10-Baureihen erstellt. Eine weitere Innovation stellt das neue Spritzgussverfahren dar, mit dem extrem glatte Oberflächen erzielt werden können. Zur optimalen Umsetzung der Schaufelkontur im Produktionsprozess wird die Deckscheibe von der Tragseite getrennt gefertigt. Während der Deckel zuvor mit Ultraschweißtechnik fixiert wurde, kommt nun ein Laserschweißverfahren zur Anwendung, das zu keinerlei Beeinflussung in den Strömungskanälen mehr führt. Dies bringt sogar neue Farbe ins Spiel, denn verfahrensbedingt ist bei den neuen Laufrädern das Deckelmaterial weiß. Die oben skizzierten innovativen Verfahren garantieren eine optimale Fertigungsqualität, die eine direkte Verbesserung der Förderparameter und des Wirkungsgrades gezeigt haben. Das Optimierungsprogramm konnte bereits für die PN10 Pumpenreihe erfolgreich umgesetzt werden, was zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades von bis zu 4% führte. Weitere Baureihen sind bereits in Arbeit und werden Ihnen voraussichtlich Anfang 2011 zur Verfügung stehen.

Bild: Flowserve

Quelle: Flowserve

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