EP3670920A1 - Schneidwerk für eine abwasser-tauchpumpe - Google Patents

Abstract

Bei der Ableitung von mit Dickstoff- und Faseranteilen durchsetzten Abwässern in einem gleichmäßigen Medienstrom, wobei nach einer gleichen und kleinstückigen Zerkleinerung eine Abführung über saugkraftverstärkende Saugkanal-Bohrungen (10) durchführbar ist, sind Verwirbelungen und Verstopfungen vermeidbar.Angeordnet ist ein der Pumpe zugeordnetes Schneidwerk (1), welches aus einem vom Pumpenantrieb (15) betriebenen Schneidrotor (2) mit Schneidmessern (3) und einer Schneidplatte (5) mit entgegen gerichteten Schneidmessern (7) in den langlochförmigen Schneid- und Durchlassöffnungen (6) als gleichzeitige Ansaug- und Eintrittsstellen des Mediumstromes in Saugflansch (9) und Pumpgehäuse (13) besteht.Hauptsächliche Verwendungsmöglichkeit sind kleindimensionierte Abwasser-Tauchpumpen mit guter Saugleistung.

Description

• Die Erfindung geht von dem im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Schneidwerk für eine Abwasserpumpe aus, wobei die Dickstoff- und Faseranteile der Abwässer vor der Ableitung und weiteren Förderung über pumpeninterne Saugkanäle in einer pumpenzugehörigen Funktionskomponente eine gleiche und kleinstückige Zerkleinerung erfahren, so dass Verwirbelungen und Verstopfungen vermieden werden.
• Der Stand der Technik bei der Anordnung und Ausbildung von Zerkleinerungsvorrichtungen für Dickstoff- und Faseranteile in den saugend abzupumpenden Abwässern ist mit den nachstehend benannten Erfindungsanmeldungen beispielhaft für weitere Veröffentlichungen darstellbar.
• So ist Inhalt von
• DE G 692 13 57.6 und von
• US 3128 051
eine Abwasserpumpe mit einem ringförmigen rotierenden Kanalrad, an dessen Innenwand radial nach innen gerichtete nockenartige und hakenförmige Zerkleinerungselemente angeordnet sind und als Reißzähne wirken, um verfestigte Dickstoffanteile und Langfaser-Bestandteile aus den sich bildenden Stopfen aus- und abzureißen. Diese Art der Zerkleinerung ist aber nur am Außenumfang der sich bildenden Stopfen wirksam.
• Die radial nach außen- und nach innengerichtet angeordneten Zerkleinerungselemente als Schneidzähne an einem Schneidring auszubilden, sind Gegenstand von
• EP 3027 909 , wobei die Schneidzähne eine Spitzzahnausbildung haben, sowie von
• DD 283 448 A5 ,
• DD 230 794 A1 und
• DE 25 53 823 C3 ,
mit Gerad-Schneidzahnausbildungen an rotierend beweglichen Zerstückelungsscheiben und Schneidringen.
• Die Zerkleinerung von Dickstoffanteilen und Langfaser-Bestandteilen aus und an den sich bildenden Stopfen in den Abwässern ist aber auch hier nur an deren Außenumfang und nicht an deren verfestigten Kernteilen wirksam.
• Diesen Nachteil versucht die in
• DD 99973
  beschriebene und als Einrichtung mit Förderwirkung für die Zerkleinerung von Fremdbeimengungen in fließfähigen Stoffen bezeichnete Pumpe für die Gülle- und Abwasserwirtschaft zu überwinden. Zusätzlich zu dem Zerkleinerungswerkzeug mit durch Längsrillen in der Kanalwandung des Durchflussgehäuses unterbrochen ausgebildeten gezahnten Schnittflächen und den verzahnten Innenflächen eines als Schlitzkorb bezeichneten Schneidenträgers sind Wurfschaufeln vorgesehen, um ungewollte Verfestigungen der Dickstoff- und Faseranteile in den Abwässern durch umschaufelnde Stoffbewegungen wenigstens teilweise auszuschließen.
• Die Problemstellung ist, gegenüber den benannten Ausbildungen von Schneidwerken für Abwasserpumpen des Standes der Technik, den mit Dickstoff- und Faserstoffanteilen durchsetzten Medienstrom an Abwässern so zu behandeln, dass
• Verwirbelungen und Verstopfungen vermieden,
• eine gleiche und kleinstückige Zerkleinerung so durchführbar ist, dass keine ungewollten Verfestigungen und Stopfenbildungen von Teilvolumen eintreten und
• ein vollständiges Zerkleinern und Zerschneiden mit einem pumpenintegrierten Schneidwerk durchführbar ist.
• Die benannten Problemstellungen des Standes der Technik bei der Ausbildung von Abwasserpumpen, insbesondere von Abwasserpumpen mit Zerkleinerungs- und Reißelementen für Dickstoff- und Faseranteile in den Abwässern, werden durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
• Die Zerteilung und Zerkleinerung der Dickstoff- und Faseranteile erfolgt mit einem anwendungsspezifisch ausgebildeten Schneidwerk. Das Schneidwerk ist der Abwasser-Tauchpumpe vorgeschaltet und besteht aus einem Schneidrotor und aus einer Schneidplatte. Der Schneidrotor ist mit einer plan und umlaufend von einer Schneidrotor-Antriebswelle mit der Drehbewegung des Pumpenantriebes betätigten Schneidmesser-Anordnung bestückt. Die Schneidplatte ist ausgeführt als eine Abdeckplatte für einen Saugflansch und als eine Trägerplatte für die den Schneidmessern am Schneidrotor entgegen gerichteten Schneidmesser, die einseitig und keilartig in schräggestellten langlochförmigen Schneid- und Durchlassöffnungen angeordnet sind. Diese Schneid- und Durchlassöffnungen sind in einer radialen und sternartigen Anordnung zueinander auch als Ansaug- und Eintrittsstellen für das Fluidmedium in einen Saugflansch und in das Pumpengehäuse hineinführend und ableitend ausgebildet. Der Saugflansch ist zwischen dem Schneidwerk und dem Pumpengehäuse mittels Befestigungselementen so fixiert angeordnet, dass das von der Ansaugseite über einen Gesamt-Saugkanal in Fluidströmungsrichtung angesaugte Fluidmedium auf die an der Schneidplatte vorhandenen Schneid- und Durchlassöffnungen trifft und, in mindestens sechs parallele Saugkanal-Bohrungen aufgeteilt, als Teilvolumen-Mengen getrennt in diesen gefördert wird. Das Querschnitts- und Mengenvolumen aller Saugkanal-Bohrungen im Saugflansch ist dabei kleiner als das Querschnitts- und Mengenvolumen eines Gesamt-Saugkanales an der Ansaugseite des Pumpengehäuses dimensioniert. Dadurch wird die Fließgeschwindigkeit bei gleicher Saugleistung der Pumpe gesteigert was wiederum zur Verbesserung der Schneidqualität führt und ein Zusetzen des Schneidspaltes weitestgehend ausgeschlossen wird.
• Ergänzende Merkmale sind in den Patentansprüchen 2 und 3 benannt. Sie betreffen die Positionier- und Justierbarkeit der Schneidspalte des Schneidwerkes zwischen den Schneidmesser-Stellungen und die Anordnung von Medium-Ableitnuten.
• Die Erfindung ist vereinfacht in einem Ausführungsbeispiel in den Figuren dargestellt und im folgenden Beschreibungsteil weitergehend erläutert.
• Es zeigen

Fig. 1:

eine gemeinsame Mittenschnitt-Darstellung von Schneidwerk und Saugflansch

Fig. 2:

eine Sicht von der Ansaugseite auf das Schneidwerk

Fig. 3:

eine Vorderansicht einer Abwasser-Tauchpumpe mit Schnittdarstellung der Ansaugseite

• Als funktionssichernde Komponente für die Zerteilung und Zerkleinerung der Dickstoff- und Faseranteile des mit der Abwasser-Tauchpumpe förderfähig abzupumpenden bzw. abzusaugenden Abwassers sind in den Fig. 1 und 2 das aus dem Schneidrotor 2 und aus der am Saugflansch 9 befestigten Schneidplatte 5 bestehende Schneidwerk 1 dargestellt. Der Schneidrotor 2 ist mit den plan und umlaufend von der Schneidrotor-Antriebswelle 4 mit der Drehbewegung des Pumpenantriebes 15 betätigten Schneidmessern 3 bestückt. Der Schneidrotor 2 hat beispielhaft eine sternartige Ausbildung, wobei drei Zacken sowohl die Stellelemente für die Positionierung wie auch die Halteelemente für die Ein- und Nachstellung der drei plan, entlang der Schneidplatten-Oberfläche mit einem Schneidspalt bewegten Schneidmesser 3 sind. Die lagegenaue Verbindung von Schneidrotor 2, Schneidplatte 3 und Saugflansch 9 insbesondere zur vom Pumpenantrieb bewegten Schneidrotor-Antriebswelle 4 ist mittels austauschbarer Passscheiben-Elemente 11 und ringartiger Gleitlager-Elemente 11, welche mit einem Bund ausgebildet sind, positionier- und justierbar und mittels Befestigungselementen 18 fixierbar. Durch die Bundausbildung an den Gleitlagern 12 erfolgt vorteilhafter Weise die Nachjustierung mittels wiederholbarer Anordnung der austauschbaren Passscheiben-elemente 11. Dadurch wird der feste Sitz der Antriebswelle 4 und demzufolge die sichere definierte Einstellung des Schneidspaltes sicher gestellt. Die Schneidplatte 5 ist auch die Abdeckplatte für den Saugflansch 9 und die Trägerplatte für die den Schneidmessern 3 am Schneidrotor 2 entgegen gerichteten Schneidmesser 7, die einseitig und keilartig in den schräggestellten, langlochförmigen Schneid- und Durchlassöffnungen 6 angeordnet sind. Diese hier acht Schneid- und Durchlassöffnungen 6 sind in einer radialen und sternartigen Anordnung zueinander auch als die Ansaug- und Eintrittsstellen für das Fluidmedium in den Fluidströmungsrichtungen 17 in den Saugflansch 9 und in das Pumpengehäuse 13 hineinführend und ableitend ausgebildet. Dies erfolgt über die acht parallelen Saugkanal-Bohrungen 10 im Saugflansch 9 als getrennte Teilvolumen-Mengen.
  Das Querschnitts- und Mengenvolumen der acht Saugkanal-Bohrungen 10 im Saugflansch 9 ist dabei größer dimensioniert als das vom Gesamt-Saugkanal 16 in Fig. 3 an der Ansaugseite 14 des Pumpengehäuses 13 dargestellte Mengen- und Querschnittsvolumen. Der Pumpenantrieb 15 der Abwasser-Tauchpumpe entwickelt dazu die entsprechend groß dimensionierte Saugkraft in den Saugkanal-Bohrungen 10. Die Funktionsfähigkeit ist auch durch die feste Verbindung des Saugflansches 9 mit dem Pumpengehäuse 13 durch die Befestigungselemente 18 gewährleistet.
• Mit den in Fig. 2 auf der Schneidplatte 5 spiralförmig nach außen gerichtet verlaufenden und den zwischen den Schneid- und Durchlassöffnungen 6 ohne deren Kontaktierung angeordneten Medium-Ableitnuten 8 erfolgt eine entmischte Ableitung des Abwassers von den bereits über die Schneid- und Durchlassöffnungen abgeleiteten Dickstoff- und Faseranteilen. Bezugszeichenliste

  1	Schneidwerk
  2	Schneidrotor	von 1
  3	Schneidmesser	an 2
  4	Schneidrotor-Antriebswelle
  5	Schneidplatte	von 1
  6	Schneid- und Durchlassöffnungen	in 5
  7	Schneidmesser	an 6
  8	Medium-Ableitnuten	an 5
  9	Saugflansch
  10	Saugkanal-Bohrungen	in 9
  11	(austauschbare) Passscheiben-Elemente
  12	(ringartige) Gleitlager-Elemente mit Bund
  13	Pumpengehäuse
  14	Ansaugseite	an 13
  15	Pumpenantrieb
  16	Gesamt-Saugkanal
  17	Fluidströmungsrichtung(en)
  18	Befestigungselemente	für 9, an 13

Claims (3)

1. Schneidwerk für eine Abwasser-Tauchpumpe für eine Ableitung von mit Dickstoff- und Faseranteilen durchsetzten Abwässern aus Entstehungs- und Sammelbehältern über einen Gesamt-Saugkanal (16), wobei die Dickstoff- und Faseranteile nach ihrer Zerteilung und Zerkleinerung mittels eines Schneidwerkes (1) in kleinräumige Volumenanteile gemeinsam mit den Abwässern in hebenden Fluidströmungsrichtungen (17), durch Saugkanal-Bohrungen (10) hindurch, vom Pumpenantrieb (15) angesaugt, aus dem Pumpengehäuse (13) ableitbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerk (1) aus

   • einem Schneidrotor (2), der mit plan und umlaufend von einer Schneidrotor-Antriebswelle (4) mit der Drehbewegung des Pumpenantriebes (15) betätigten Schneidmessern (3) bestückt ist, und aus

   • einer Schneidplatte (5), die als Abdeckplatte für den Saugflansch (9) und als Trägerplatte für, den Schneidmessern (3) am Schneidrotor (2) entgegen gerichtete Schneidmesser (7), die einseitig und keilartig in schräggestellten langlochförmigen Schneid- und Durchlassöffnungen (6) angeordnet sind, wobei die Schneid- und Durchlassöffnungen (6) in einer radialen und sternartigen Anordnung zueinander auch als Ansaug- und Eintrittsstellen für das Fluidmedium in einem Saugflansch (9) und in das Pumpengehäuse (18) ausgebildet sind, besteht,
   dass zwischen dem Schneidwerk (1) und Pumpengehäuse (13) ein Saugflansch (9) mittels Befestigungselementen (18) so fixiert angeordnet ist, dass das von der Ansaugseite (14) über einen Gesamt-Saugkanal (16) in Fluidströmungsrichtung (17) angesaugte Fluidmedium auf die an der Schneidplatte (5) vorhandenen Schneid- und Durchlassöffnungen (6) trifft und, in mindestens sechs parallele Saugkanal-Bohrungen (10) aufgeteilt, als Teilvolumen-Mengen getrennt in diesen gefördert wird und
   dass das Querschnitts- und Mengenvolumen aller Saugkanal-Bohrungen (10) im Saugflansch (9) zur Steigerung der Fließgeschwindigkeit und damit zur Verbesserung der Schnittqualität kleiner als das Querschnitts- und Mengenvolumen eines Gesamt-Saugkanales (16) an der Ansaugseite (14) des Pumpengehäuses (13) dimensioniert ist.
2. Schneidwerk für eine Abwasser-Tauchpumpe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidspalte zwischen den Schneidmessern (3 und 7) und die Stellungen der Schneid- und Durchlassöffnungen (6) sowie Schneidmesser (7) in einer Schneidplatte (5) und die Stellungen der Saugkanal-Bohrungen (10) im Saugflansch (9) mittels austauschbarer Passscheiben-Elemente (11) und ringartiger mit Bund ausgestatteter Gleitlager-Elemente (12) an der Schneidrotor-Antriebswelle (4) positionier- und justierbar angeordnet sind.
3. Schneidwerk für eine Abwasser-Tauchpumpe nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass stirnseitig auf einer Schneidplatte (5) spiralförmig nach außen gerichtet verlaufende Medium-Ableitnuten (8) zwischen den Schneid- und Durchlassöffnungen (6) ohne diese zu kontaktieren, angeordnet sind.

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