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Technologische Innovationen und Entwicklung von Wasserpumpen in unserem Land – 22.12.2015 Mit der raschen Entwicklung der Wissenschaft und Technologie verändern sich auch die Bedingungen in der Fertigungsindustrie ständig. Isoliertes Arbeiten ist für die Entwicklung jeder Branche äußerst nachteilig – erst recht in der Fertigungsindustrie, die auf technologischen Fortschritten beruht. Es ist bekannt, dass die Produktionskapazitäten der Pumpenindustrie in unserem Land in den letzten Jahren erheblich zugenommen haben. Für die zukünftige Marktentwicklung ist jedoch weiterhin Aufmerksamkeit für Technologie und Innovationen erforderlich. Ausblick auf die Entwicklung der Pumpentechnologie 1. Auf die Erkennung und Entwicklung von Pumpen für neue Anwendungsbereiche achten. Pumpen sind allgemein einsetzbare Maschinen mit sehr breitem Anwendungsspektrum, und es entstehen ständig neue Bereiche, in denen Pumpen eingesetzt werden können. Zum Beispiel: Herzpumpen, Wasserschubpumpen, Kühlpumpen für Computer, Klimapumpen, Ölpumpen zur Wärmeübertragung, Pumpen zur Transportierung von Öl und Gas, Pumpen zur Entschwefelung von Rauchgasen, Pumpen zur Förderung von Wasser auf Ölplattformen usw. Es gibt vermutlich noch Bereiche, in denen Pumpen eingesetzt werden sollten, aber bisher nicht verwendet werden. Zudem werden ständig neue Anwendungsbereiche für Pumpen entstehen, wofür wir darauf achten müssen, diese zu erkennen und aktiv zu entwickeln. 2. Anwendung fortschrittlicher Technologien wie CFD und PIV in praktischen Untersuchungen – Der Vorteil neuer Technologien wie CFD ist unbestreitbar. Heutzutage verfügen alle Hochschulen über die entsprechenden Softwarelösungen, und es werden Berechnungen durchgeführt. Mehr als 50 Prozent der Forschungsprojekte von Doktoranden beziehen sich auf diese Technologien. Eine neue Technologie durchläuft einen Prozess der Reifung, und derzeit sollte sie als Hilfsmittel zur Lösung praktischer Ingenieurprobleme in Kombination mit herkömmlichen Entwurfsmethoden eingesetzt werden. Außerdem sollte man möglichst auf die Realität Rücksicht nehmen, sonst ist es schwierig, Reife zu erlangen und sich weiterzuentwickeln. In der Anfangsphase sollte man keine zu umfangreichen Aufgaben wählen. Man könnte beispielsweise eine Pumpe betrachten – von dem Eingang bis zum Ausgang – oder eine Pumpstation, von dem Einlassbecken bis zum Ablaufbecken. Die Ergebnisse solcher Berechnungen sind dann schwer zu bewerten. Stellen wie die Abnutzungsstellen von Schlammpumpen oder die Wirbelbereiche in den Einlasskanälen eignen sich hervorragend für die Untersuchung mit CFD- und PIV-Technologien. Außerdem sollten einige große Pumpenhersteller mit qualifizierten Hochschulen zusammenarbeiten, um in diesem Bereich Forschungsarbeiten durchzuführen. 3. Bedeutung der Forschung und Entwicklung von Schlüsseltechnologien und -produkten: Um das technische Niveau der Pumpen zu verbessern, müssen die wichtigsten technischen Probleme gelöst werden. Zum Beispiel: Untersuchungen zum Verschleißmechanismus von Schlammpumpen; Untersuchungen zum hydraulischen Modell effizienter Schrägströmungspumpen; Untersuchungen zur Vereinfachung der Konstruktion von Saugpumpen sowie zur Steigerung ihrer Effizienz; Entwicklung von effizienten, leistungsstarken Pumpen für den Abtransport von Wasser in Bergwerken sowie für den Öltransport – Pumpen, die außerdem leicht wartbar sind; Entwicklung neuer Pumpen für Schiffe; Entwicklung großer Pumpen zur Entschwefelung von Rauchgasen sowie hocheffizienter, hochdruckfähiger Pumpen für die Kohlenverflüssigung; Untersuchungen zur Steigerung der Zuverlässigkeit von Abschirmpumpen und Magnetpumpen; Entwicklung neuer Dosierpumpen (Membranpumpen); Untersuchungen zur Steigerung der Effizienz bestimmter Strömungspumpen usw. 4. Schaffen Sie ein Bewusstsein für Qualität und legen Sie Wert auf Standardisierung und Universalisierung. In einigen Pumpenfabriken in unserem Land wird zunächst eine spezielle Pumpe entworfen. Nach einem Jahr Produktion stellt man fest, dass jede Pumpe anders aussieht. Die hohen Herstellungskosten sind daher vorhersehbar. Innovations und Entwicklung in der Pumpentechnik durch Kombinationstechnologien – Wenn man sich die Entwicklung der Pumpentechnik ansieht, so ist dies in vielen Fällen das Ergebnis des Einsatzes von Kombinationstechnologien. Zum Beispiel: (1) Die Kombination aus Zentrifugalrad und Wirbelrad ergibt eine Zentrifugal-Wirbel-Selbstansaugpumpe. (2) Die Strahlrohre in Kombination mit Zentrumpumpen bilden eine Zentrifugal-Strahlpumpe mit Selbstansaugfunktion. (3) Die Kombination aus dem Wasserpumpenrad und der Turbinenräder ergibt eine Wasserturbinenpumpe. (4) Die Kombination aus Zentrifugalpumpe und Kolbenmembranpumpe ergibt eine leistungsstarke Selbstansaugpumpe. (5) Die Kombination aus Antriebsrad und Zentrifugalrad verbessert die Kavitationssicherheit der Pumpe. (6) Die Kombination aus Doppelleitrad- und Einleitradläufen ermöglicht es, die Probleme des Kavitationsphänomens sowie des Gleichgewichts der axialen Kräfte zu lösen. (7) Die Kombination aus langen und kurzen Blättern löst das Problem der Verstopfung am Eingang des Laufrads sowie das Problem der Ausdehnung am Ausgang. (8) Die kurzen Blätter sind zur Rückseite der langen Blätter verschoben, was eine axiale Wirbelbildung sowie eine Trennung des Strömungsbereichs am Auslass verhindert. (9) Langstielige Unterwasserpumpen mit einem Impeller mit niedrigem Förderhöhenwert zur Flüssigkeitsentnahme sowie einem Impeller mit hohem Förderhöhenwert zur Druckerzeugung – also Doppelimpellergestellte Unterwasserpumpen. Dadurch werden die Schwierigkeiten bei der Herstellung solcher Pumpen sowie deren unzuverlässiges Betriebsverhalten beseitigt. (10) Die beweglichen und festen Ringe der mechanischen Dichtung werden am hinteren Dichtungsring der letzten Laufradstufe angebracht. Dadurch entsteht ein System zur Ausgleichung der axialen Kräfte – durch den Druckunterschied vor und hinter dem Laufrad wird die axiale Kraft ausgeglichen. Wenn es gelingt, das Abnutzungsproblem der beweglichen und festen Ringe zu lösen, sind die wirtschaftlichen Vorteile erheblich. (11) Wenn das Prinzip des Ausgleichsdiskus auf die hintere Abdeckplatte der Laufradflügel übertragen wird, entstehen durch die radialen und axialen Zwischenräume Kräfte, die genauso wie bei einem Ausgleichsdiskus die axialen Kräfte automatisch ausgleichen können. Wenn die axiale Kraft groß ist, bewegt sich das Laufrad in Richtung Eingang. Dadurch vergrößert sich der axiale Abstand, der Druck hinter dem Laufrad sinkt, und das Laufrad bewegt sich nach hinten. Umgekehrt gilt das auch (siehe Abbildung 5). (12) Pastenartige Füllstoffdichtungen – diese Dichtungstyp wurde erstmals von dem amerikanischen Unternehmen Cheston verwendet und in unserem Land verkauft. Es handelt sich dabei um eine pastenartige Mischung aus Graphit, Fasern, Tetrafluorethylen und Silikon. Im Einsatz kann diese Mischung mit einer Spritze eingefüllt werden (zur Auffüllung). Es wird gesagt, dass es in einigen Fällen eine gute Wirkung zeigt. Obwohl diese Methode derzeit noch nicht bei allen Pumpen eingesetzt werden kann, ist sie äußerst wertvoll und verspricht, einen Durchbruch in der Dichtungstechnologie zu bedeuten. (13) Die Laufräder der Schlammpumpen verfügen über verdrehte Blätter, was aufgrund der damit erreichten Strömungsbedingungen zu einer Verringerung der Abnutzung führen kann und die Effizienz erhöht. Es gibt unzählige erfolgreiche Beispiele für den Einsatz von Kombinationstechnologien. Um diese Technologien effektiv einsetzen zu können, ist ein breites Wissen sowie der Mut zur Innovation erforderlich.