GARDNER DENVER PZL W SWFE 7500 PSI Pumpe

Power-Frame-Metallurgie der gesamten Gießmaschine

Im Gegensatz zu den geschweißten Stahlrahmen einiger Mitbewerber besteht der Power-Rahmen des PZ-11 aus hochfestem Sphäroguss (Sphäroguss) durch Integralguss.

• Stoßdämpfung und Steifigkeit: Die kugelförmige Graphitstruktur im Sphäroguss verleiht außergewöhnliche Dämpfungseigenschaften. Bei einer hochfrequenten Hin- und Herbewegung mit 115 SPM (Schlägen pro Minute) absorbiert dieses Material effektiv die erhebliche Aufprallenergie, die durch die Kolbenkommutierung erzeugt wird, und reduziert dadurch Strukturvibrationen.
• Dimensionsstabilität: Der Rahmen wird nach dem Guss einer strengen Entspannungsbehandlung unterzogen, wodurch innere Restspannungen beseitigt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass bei wechselnden Pleuelbelastungen von bis zu 150.300 Pfund (68.175 kg) die Koaxialität der Kurbelwellenlagerbohrung und der Kreuzkopfführung innerhalb einer Toleranz im Mikrometerbereich bleibt, wodurch Verschleiß und Fehlausrichtung durch Rahmenverformung wirksam verhindert werden.
• Offenes Design: Die Rack-Oberseite ist mit einer breiten Inspektionsöffnung ausgestattet, so dass das Wartungspersonal leicht auf den Querkopf, die Verbindungsstange und die Zwischenstange sowie andere wichtige Teile zugreifen kann, was das technische Designkonzept widerspiegelt, das auf den Menschen ausgerichtet ist.

Exzentrischer Antriebsstrang und Fischgrätengetriebe

• Struktureller Steifigkeitsvorteil: Das exzentrische Wellendesign vergrößert den Überlappungsbereich des Zapfens und verbessert so die Biege- und Torsionssteifigkeit der Welle erheblich. Diese Konstruktion reduziert die Durchbiegung des Wellensystems bei hohen Belastungen erheblich und verlängert dadurch die Lebensdauer des Hauptlagers.
• Fischgrätengetriebe: Der Hauptantrieb des PZ-11 verwendet eine Fischgrätengetriebestruktur (Doppelhelix) mit einem Übersetzungsverhältnis von 4,38:1.

  Das Axialkraftgleichgewicht: Die von den links und rechts rotierenden Zähnen des A-Zahnrads erzeugte Axialkraftkomponente wird aufgehoben, der Axialschub auf das Hauptlager wird eliminiert und die Lagerkonfiguration wird vereinfacht.

  Überlappung und Stabilität: Im Vergleich zu geraden oder schrägverzahnten Zahnrädern zeichnen sich schrägverzahnte Zahnräder durch eine höhere Kontaktüberlappung aus, was bedeutet, dass zu jedem Zeitpunkt mehr Zahnoberflächen belastet werden. Diese Eigenschaft sorgt für eine gleichmäßigere Kraftübertragung, reduzierte Geräusche und eine größere Toleranz gegenüber unmittelbaren Drehmomentstößen.

  AGMA-Standard: Das Zahnrad besteht in der Regel aus hochqualitativem legiertem Stahl, der einer Vergütungs- und Oberflächenhärtung unterzogen wurde und die hohen Präzisionsstandards der American Gear Manufacturers Association (AGMA) erfüllt.

Lagerkonfiguration

Die Lagerauswahl für PZ-11 wurde einer strengen Lebensdaueranalyse (L10-Lebensdaueranalyse) unterzogen.

• Hauptlager: Die Exzenterwelle wird von zweireihigen Pendelrollenlagern getragen. Diese Lager verfügen über eine selbst{2}}Ausrichtende Fähigkeit, die geringfügige elastische Verformungen und Installationsfehler bei hoher Belastung automatisch ausgleicht und so einen durch Kantenspannungskonzentration-bedingten Verschleiß verhindert.
• Das Pleuellager: Das Pleuelauge ist ebenfalls mit zweireihigen Zylinderrollenlagern ausgestattet, um der enormen radialen Stoßbelastung standzuhalten. Das kleine Ende der Pleuelstange ist mit einer hochfesten Bronzebuchse ausgestattet, die mit einem gehärteten Querstift kombiniert ist, um eine hervorragende Verschleißfestigkeit und Antibackfähigkeit zu gewährleisten.
• Eingangswellenlager: Die Eingangswelle (Jackshaft) verfügt über hochbelastbare gerade Rollenlager und ist mit einer doppelt verlängerten Struktur konstruiert. Diese Konfiguration ermöglicht es Benutzern, je nach Bohrplattform-Layout flexibel zwischen der linken oder rechten Seite der Leistungsaufnahme zu wählen, während das andere Ende Zusatzgeräte wie Sprühpumpen oder Schmierpumpen antreiben kann.

Traversen- und Schmierungsmanagement

• Die PZ-11-Kreuzkopfbaugruppe verfügt über eine Gussstahlkonstruktion, die über schwimmende Stifte mit der Pleuelstange verbunden ist. Sein unverwechselbares Design umfasst austauschbare Führungen, die typischerweise aus verschleißfester Bronze gefertigt sind und als Opferkomponenten zum Schutz des teuren Rahmens und des Traversenkörpers dienen.
• Schwimmende Zwischenstange: Die Zwischenstange (Pony Rod) ist über einen schwimmenden Mechanismus mit der Traverse verbunden. Diese Konstruktion ermöglicht es der Stange, sich innerhalb eines engen Bereichs selbst auszurichten, wodurch Fehlausrichtungen ausgeglichen werden, die durch Bearbeitungsfehler oder Wärmeausdehnung verursacht werden, wodurch die Lebensdauer der Zwischendichtung der Stangenstopfbuchse erheblich verlängert wird.
• Doppeltes Schmiersystem:

Spritzschmierung: Der vom rotierenden Zahnrad erzeugte Ölnebel schmiert die Zahnoberfläche und einen Teil des Lagers.

Zwangsschmierung: Das System verfügt über eine externe elektrische Ölpumpe, die gefiltertes Schmieröl unter Druck setzt und an kritische Reibungspaare wie Hauptlager, Pleuellager und Querhauptlaufbahnen liefert. Es integriert ein Öldruckmessgerät mit austauschbaren Filterpatronen und umfasst optional einen Ölwärmetauscher, um eine stabile Ölfilmleistung in Umgebungen mit hohen Temperaturen aufrechtzuerhalten.

METALLURGISCHES VERFAHREN: GESCHMIEDETER STAHL AISI 4130 (Advanced Metallurgy)

Um die Betriebsanforderungen von 7500 PSI zu erfüllen, sind alle Southwest-Module aus Schmiedeteilen aus legiertem Baustahl AISI 4130 gefertigt, wobei Gusseisenkomponenten strengstens verboten sind.

• Schmieden: Im Gegensatz zum Guss wird beim Schmieden intensiver mechanischer Druck eingesetzt, um die groben Körner in der Gussstruktur des Metalls aufzubrechen, innere Poren und Porosität abzudichten und ein kontinuierliches Kornflussmuster entlang der Oberfläche des Teils zu erzeugen. Durch diesen Prozess wird die Schlagzähigkeit und Ermüdungsfestigkeit des Materials senkrecht zur Kornflussrichtung deutlich erhöht.
• Die chemische Zusammensetzung wird streng kontrolliert:

Kohlenstoff (C): 0,28–0,33 %, um die Festigkeit der abgeschreckten Matrix sicherzustellen.

Chrom (Cr) und Molybdän (Mo): Bieten hervorragende Härtbarkeit und Hochtemperatur-Kriechfestigkeit und verbessern gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit gegenüber chemischen Medien in Schlämmen.

• Wärmebehandlung: Alle geschmiedeten Komponenten werden strengen Normalisierungs-, Abschreck- und Hochtemperatur-Anlassprozessen (Q&T) unterzogen. Southwest setzt strenge Härteprüfstandards durch und hält die Härte typischerweise im Bereich von 285–320 HBW. Dieses Härteprofil gewährleistet eine Zugfestigkeit von mehr als 100.000 PSI und bewahrt gleichzeitig eine ausreichende Duktilität, um Sprödbrüche zu verhindern, und garantiert eine Präzision bei der Gewindebearbeitung.

Hauptkomponenten und Bestellspezifikationen

Die von Southwest gelieferte hydraulische Endbaugruppe mit 7500 PSI für den PZ-11 hat klar definierte Spezifikationen (siehe Teilenummer 8477-25A).

• Flüssigkeitsendbaugruppe (Teilenr. 8477-25A): Diese Baugruppe umfasst das Saugmodul, das Auslassmodul, den Flansch, die Schrauben und die internen Dichtungen.
• Zylinderlaufbuchse (Liner): P/N 1367Y-XX, wobei XX den Innendurchmesser angibt (z. B. 6,0 Zoll ist 1367Y-60). Diese Liner-Serie wurde speziell für das Southwest HP-Rückhaltesystem entwickelt.
• Kolben (P/N: XX-BYY), wobei XX die Größe angibt und YY den Typ angibt (z. B. Hochtemperatur oder Standard).
• Ventilführung (P/N 4788-25R) mit integrierter hoch-verschleißfester Buchse (P/N 4700I).
• Für den Ausrichtungsring (P/N 8477-29): Stellen Sie sicher, dass die Ansaug- und Abluftmodule präzise ausgerichtet sind.

Ventil- und Sitztechnik

• API-modifizierter Sitz:

Dies ist eine der Kerntechnologien in den Hochdruckmodulen von Southwest. Während Standard-API-Flansche typischerweise eine Konizität von 1:2 (2 Zoll pro Fuß) aufweisen, verwendet das 7500 PSI-Modul von Southwest ein API MOD-Design mit einer Konizität von 1:1 (1 Zoll pro Fuß).

Mechanisches Prinzip: Das reduzierte Kegelverhältnis (1:1) vergrößert die Kontaktfläche zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilloch des Pumpenkörpers und erhöht so die selbsthemmende Reibungskraft erheblich. Bei hoher-Frequenz und hoher-Druckpulsation verhindert diese Konstruktion wirksam ein Lösen des Ventilsitzes und eliminiert das „Auswaschen“ des Pumpenkörpers, das durch Mikro-bewegungen des Ventilsitzes verursacht wird. Darüber hinaus ermöglicht der kleinere Ventilsitzdurchmesser, dass der Pumpenkörper eine dickere Wandstärke beibehält, was die strukturelle Integrität des Moduls weiter stärkt.

• Vollständig geöffnet (Roughneck-Stil):

Southwest verwendet die vollständig offenen Leitschaufeln der SWND-Serie. Bei diesem Design entfällt die herkömmliche mittlere Führungsrippe, was zu einem minimalen Widerstand und einer gleichmäßigen Flüssigkeitsverteilung durch die Flügel führt.

Material und Härtung: Sowohl der Ventilkörper als auch der Ventilsitz bestehen aus hochwertigem legiertem Stahl durch Aufkohlen und Abschrecken und erreichen eine Oberflächenhärte von HRC 58–62 mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit.

Dichtungseinsätze: Erhältlich in Standard-Polyurethan (bis zu 160 Grad F/71 Grad) und Hochtemperatur-Polyurethan (Hochtemperatur, bis zu 300 Grad F/149 Grad). Der Hochtemperatur-Gummi widersteht wirksam der chemischen Erosion durch ölbasierten Schlamm (OBM) und verhindert so ein Versagen durch Quellung.

Kolben- und Linersystem

• Zylinderlaufbuchsen-Technologie: Es wird empfohlen, bimetallische Gusseisenlaufbuchsen mit hohem Chromgehalt oder Zirkonoxid-Keramiklaufbuchsen zu verwenden. Obwohl die Anfangsinvestition für Keramikauskleidungen höher ist, ist ihre Lebensdauer unter Bedingungen mit hohem {{2}Druck und hohem -Sandgehalt- fünf- bis zehnmal länger als die von Metallauskleidungen, wodurch sich die Austauschhäufigkeit erheblich verringert.
• Kolbendesign: Der Kolben verfügt über eine „Bullnose“-Struktur und einen integrierten Vulkanisationsprozess. Ein verstärkter Stützring aus Phenolharz an der Kolbenbasis verhindert den „Extrusionseffekt“ von Gummi unter hohem Druck, der zum Reißen führen könnte, indem der Gummi in den engen Spalt zwischen Zylinderlaufbuchse und Kolbenkern gedrückt wird.
• Zylinderlaufbuchsen-Haltesystem: Southwest verwendet einen fortschrittlichen hydraulischen Zylinderlaufbuchsen-Klemmmechanismus oder eine verstärkte Gewindeverschraubung. Die Kernkomponenten dieses Systems sind die Verschleißplatte P/N 8477-30 und der Dichtungsring P/N 2988U, die dafür sorgen, dass die Rückseite der Zylinderlaufbuchse unter hohem Druck wasserdicht bleibt.

Schnell-Ventildeckel wechseln

Der herkömmliche Ventildeckel mit Gewinde kann durch die Verformung des Gewindes unter hohem Druck leicht verklemmt werden, und die Demontage muss oft mit dem großen Hammer erfolgen, was große Sicherheitsrisiken birgt.

• Southwest-Lösung: Die P/N 8477-25A-Baugruppe wird standardmäßig mit dem HP Quick-Change-Ventildeckelsystem geliefert.
• Mechanismus: Das System verwendet typischerweise Flanschklemmen oder segmentierte Keilverriegelungsmechanismen, die durch einen Satz hochfester Standardschrauben gesichert werden.
• Vorteile: Der Bediener kann den Ventildeckel einfach mit einem handelsüblichen Schraubenschlüssel demontieren, ohne dass ein Hammer erforderlich ist, mit einstellbarer Vorspannung. Die selbst-nachziehende Lippendichtung (P/N P115) nutzt den Bohrflüssigkeitsdruck, um die Abdichtung zu verbessern und so eine höhere Zuverlässigkeit bei höherem Druck zu gewährleisten.

Basierend auf Berechnungen mit einem volumetrischen Wirkungsgrad von 100 % und einem mechanischen Wirkungsgrad von 90 %. Der maximale Druck wird durch die maximale Belastung der Kolbenstange (150.300 lbs) oder den Nenndruck des hydraulischen Endes (7500 PSI) begrenzt, je nachdem, welcher Wert niedriger ist.

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