DE4423150C1

DE4423150C1 - Pumpe

Info

Publication number: DE4423150C1
Application number: DE19944423150
Authority: DE
Inventors: Max Prof Dr Ing Ludewig; Rainer Stange
Original assignee: ORPU GmbH
Current assignee: ORPU GmbH
Priority date: 1994-07-04
Filing date: 1994-07-04
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: CZ287796B6; CZ174895A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

In der Abwassertechnik werden Pumpen Zerkleinerungseinrichtungen zugeordnet. Hierbei werden für Schneideinrichtungen verschiedene Bauformen gewählt. Speziell beim Einsatz für die Druckentwässerung, die mit kleinen Querschnitten der Fördermedienleitungen arbeitet (z. B. nur 40 mm Durchmesser) sind derartige Schneid- oder Zerkleinerungseinrichtungen unentbehrlich. Hierbei stellen sich nicht selten als nachteilig die Verschleißanfälligkeit bei abrasiven Verunreinigungen des Fördermediums dar. Nachteilig sind auch kleine Querschnitte im Schneidkopf, woraus eine hohe Verstopfungsgefahr resultiert. Verstopfende Schneideinrichtungen führen außerdem zu einem ungünstigen Drehmomentverlauf des Antriebsmotors.

Eine solche Schneideinrichtung ist bekannt (DE-AS 14 03 857). Die bekannte Vorrichtung dient zum Zerkleinern und Fördern von mit Flüssigkeit durchsetzten Feststoffen, wie Abwässer, Dickstoffe, Früchten u. dgl. Hierbei wird ein Zerkleinerungsrotor aus einem schräg auf einer Welle sitzenden Rotor mit gezahntem Rand eingesetzt. Derartige Zerkleinerungseinrichtungen verstopfen jedoch häufig und können dann den Drehmomentverlauf stören und letztendlich den Betrieb.

Derartige Pumpen, bei denen in dem Saugstutzen eine Schneideinrichtung, bestehend aus Schneid- und Gegenmesser, angeordnet ist, deren Antrieb von einer Laufradwelle abgeleitet ist, mit der das Laufrad verbunden ist, sind bekannt (DE-OS 28 13 617; DE-AS 14 03 263; DD-PS 79227).

Eine dieser Bauarten (DE-OS 28 13 617) ordnet ein Schnitzelwerk/Mahlwerk im Pumpeneinlaß an, das einen Schneidring mit Zerkleinerungszähnen an seinem Innenumfang aufweist. Dadurch sollen Material oder Gegenstände durch die Zähne im Schneidring gedrückt werden. Diese Bauweise ist mit dem Nachteil verbunden, daß sich das zu zerkleinernde Material festsetzen kann. Außerdem verkleinert die Bauweise mit Schneidring die Eintrittsöffnung, so daß der Volumenstrom bei solchen Pumpen relativ klein bleibt und die Leistungsaufnahme des Motors mit sich verkleinerndem Strömungsquerschnitt unangenehm wächst.

Die weitere Bauart (DE-AS 14 03 263), eine Schneidfunktion vor der Saugöffnung einer Güllpumpe anzuordnen, benutzt eine vor drehende Messer geschaltete Rührvorrichtung, so daß die Messer über die Saugöffnung streichen. Auch bei dieser Bauweise begrenzen die schnell laufenden Schneidmesser den Volumenstrom ebenfalls, und es ergeben sich kleine Strömungsquerschnitte im Schneidkopf, woraus eine hohe Verstopfungsgefahr resultiert.

Eine Förder- und Schneideinrichtung an Dickstoff-Kreiselpumpen (DD-PS 79227) besitzt vor dem Pumpenlaufrad einen Vorsatz, in dessen Bohrung die Pumpenwelle ragt, auf der ein Spiralschneidmesser befestigt ist. Das Spiralschneidmesser weist Messer auf, die zum Saugmund des Laufrades ansteigen und Flüssigkeit fördern sollen. Die Schneidmesser bedecken aber derart die Pumpeneintrittsöffnung, daß der Eintrittsquerschnitt teils durch den Pumpenwellenquerschnitt, teils durch die schirmartig angeordneten Messer ebenfalls verkleinert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Zusammenwirken einer Pumpe mit der Schneideinrichtung dahingehend zu verbessern, daß ohne wesentliche Verkleinerung der Pumpeneintrittsöffnung , d. h. bei einem möglichst großen Volumenstrom die Schneidmesser ihre Wirkung behalten oder noch erhöhen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schneidmesser und die Gegenmesser unter einem Winkel zur Laufradwellenachse und konisch angeordnet sind. Der Durchfluß des Fördermediums mit festen Anteilen wird dadurch begünstigt. Dabei kann die Schneideinrichtung unmittelbar auf der Laufradwelle angeordnet sein oder durch ein sich außerhalb befindliches Getriebe mit einer entsprechend betätigbaren Kupplung mit unterschiedlichen Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten. Vorteile ergeben sich insbesondere bei Anwendung einer Freistrompumpe. Dadurch entsteht eine größtmögliche Pumpeneintrittsöffnung bei gleicher Wirkung der Schneidmesser.

Der gewünschte freie Durchfluß durch die Pumpe und ein störungsfreier Pumpenbetrieb wird außerdem dadurch unterstützt, daß die Schneidmesser im Saugstutzen an einem Ring und die Gegenmesser auf der Laufradwelle an einer oder mehreren Scheiben (konisch) befestigt sind.

Relativ große Querschnitte ergeben sich außerdem durch die Art der Schneideinrichtung. Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, daß durch die Schneidengeometrie zwischen den feststehenden Gegenmessern und den rotierenden Schneidmessern ein konstanter Drehmomentverlauf des Antriebs der Laufradwelle erzielbar ist.

Es kann zeitweise auch vorteilhaft sein, daß die Schneideinrichtung von der Laufradwellen-Bewegung drehrichtungsunabhängig betreibbar ist.

In seltenen Störungsfällen ist es vorteilhaft, daß die rotierenden Schneidmesser von den feststehenden Gegenmessern axial entfernbar und wieder auf Schneidabstand anstellbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch eine Freistrompumpe mit Saug- und Druckstutzen,

Fig. 1A und 1B Details der in Fig. 1 gezeigten Pumpe und

Fig. 2 ein Diagramm des Drehmomentverlaufs über der Zeit einer mit einer Schneideinrichtung betriebenen Pumpe.

Die Pumpe (Fig. 1) führt ein Fördermedium 1 durch einen Saugstutzen 2, der mit einem relativ kleinen Durchmesser das mit abrasiven Verunreinigungen belastete Fördermedium 1 in eine (erste) Druckstufe 3 eines Laufrades 4 einbringt. Die Pumpe weist ein oberes Gehäuseteil 5a und ein unteres Gehäuseteil 5b auf, in denen das Laufrad 4 mit Laufradschaufeln 6 über eine Laufradwelle 7 angetrieben und drehgelagert ist. Am unteren Gehäuseteil 5b ist ein Druckstutzen 8 an die Druckstufe 3 angeschlossen. Die Laufradwelle 7 ist in einem Drehlager 9 und mit einer Dichtungspackung 10 gegen das Innere 11 der Pumpe abgedichtet.

In den Saugstutzen 2 ist in einem Schneidraum 12 eine Schneideinrichtung 13 angeordnet, deren Antrieb von der Laufradwelle 7 abgeleitet ist, mit der das Laufrad 4 drehfest verbunden ist. Der Schneidraum 12 mit der Schneideinrichtung 13 weist einen größeren Querschnitt 14 gegenüber einem normalen Saugstutzen- Querschnitt 15 auf, wie er dem Querschnitt 16 des Druckstutzens 8 entsprechen würde.

In der Schneideinrichtung 13 sind mehrere Schneidmesser 17 auf der Laufradwelle 7 und die zugehörigen Gegenmesser 18 im Saugstutzen 2 befestigt. Die Schneidmesser 17 und die Gegenmesser 18 sind unter einem Winkel alpha zur Laufradwellenachse 19 angeordnet. Die Schneidmesser 17 im Saugstutzen 2 sind z. B. an einem oder mehreren Ringen 20 und die Gegenmesser 18 auf der Laufradwellenachse 19 an einer oder mehreren Scheiben 21 (austauschbar) befestigt.

Durch die Schneidengeometrie zwischen den feststehenden Gegenmessern 18 und den rotierenden Schneidmessern 17 kann, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ein nahezu konstanter Drehmomentverlauf 22 des Antriebs für die Laufradwelle 7 erzielt werden.

Die Schneideinrichtung 13 ist von der Laufradwellen-Bewegung drehrichtungsunabhängig betreibbar, indem ein außen befindliches Getriebe mit Kupplung, die entsprechend gesteuert wird, vorhanden ist.

Die rotierenden Schneidmesser 17 können von den feststehenden Gegenmessern 18 (oder umgekehrt) axial entfernt und nach Ausräumen von hemmenden Feststoffteilen wieder auf Schneidabstand angestellt werden.

Bezugszeichenliste:

1 Fördermedien
2 Saugstutzen
3 Druckstufe
4 Laufrad
5a oberes Gehäuseteil
5b unteres Gehäuseteil
6 Laufradschaufel
7 Laufradwelle
8 Druckstutzen
9 Drehlager
10 Dichtungspackung
11 Inneres der Pumpe
12 Schneidraum
13 Schneideinrichtung
14 Querschnitt des Schneidraums
15 Querschnitt des Saugstutzens
16 Querschnitt des Druckstutzens
17 Schneidmesser
18 Gegenmesser
19 Laufradwellenachse
20 Ring
21 Scheiben
22 Drehmomentverlauf

Claims

1. Pumpe mit einem das Fördermedium einführenden Saugstutzen, der mit einem relativ kleinen Durchmesser das mit abrasiven Verunreinigungen belastete Fördermedium in eine (erste) Druckstufe eines Laufrades einbringt, wobei in dem Saugstutzen eine Schneideinrichtung bestehend aus Schneid- und Gegenmesser angeordnet ist, deren Antrieb von einer Laufradwelle abgeleitet ist, mit der das Laufrad drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (17) und die Gegenmesser (18) unter einem Winkel (alpha) zur Laufradwellenachse (19) und konisch angeordnet sind.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (17) im Saugstutzen (2) an einem Ring (20) und die Gegenmesser (18) auf der Laufradwelle (19) an einer oder mehreren Scheiben (21) befestigt sind.

3. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schneidengeometrie zwischen den feststehenden Gegenmessern (18) und den rotierenden Schneidmessern (17) ein konstanter Drehmomentverlauf des Antriebs der Laufradwelle (7) erzielbar ist.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinrichtung (13) von der Laufradwellen-Bewegung drehrichtungsunabhängig betreibbar ist.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Schneidmesser (17) von den feststehenden Gegenmessern (18) axial entfernbar und wieder auf Schneidabstand anstellbar sind.