BR102018073217B1

BR102018073217B1 - Conjunto de trituração para uma bomba de trituração e bomba de trituração centrífuga

Info

Publication number: BR102018073217B1
Application number: BR102018073217-0A
Authority: BR
Inventors: Michael Burke; Barry McDonald; Abdulaleem ALBADAWI
Original assignee: Sulzer Management Ag
Priority date: 2017-12-04
Filing date: 2018-11-12
Publication date: 2023-10-31
Also published as: CN109869317B; BR102018073217A2; US20190170145A1; EP3492749B1; US10947979B2; EP3492749A1; CN109869317A; AU2018264089A1

Abstract

conjunto de trituração para uma bomba de trituração e bomba de trituração centrífuga. a presente invenção refere-se a um conjunto de trituração para uma bomba de trituração, que compreende um anel de trituração estacionário (3) configurado para ser montado em uma entrada (103) da bomba, e um dispositivo de corte (2) para girar sobre uma direção axial (a) e configurado para ser fixado a um eixo (108) da bomba, em que o anel de trituração (3) compreende uma face de topo (31), uma face de fundo (32), e uma abertura central (33) que se estende a partir da face de topo (31) para a face de fundo (32) e sendo delimitada em uma direção radial por uma periferia interna (34), em que uma pluralidade de fendas (35) que se estende na direção axial (a) é formada na periferia interna (34), em que o dispositivo de corte (2) é posicionado na abertura central (33) do anel de trituração (3), e compreende uma face dianteira (21) e uma face traseira (22), e em que a face dianteira (21) compreende uma pluralidade de primeiros membros de corte (25, 26) que se estendem na direção axial (a) e voltados para as fendas (35) na periferia interna (34), e em que a face traseira (22) do dispositivo de corte (2) compreende pelo menos um segundo membro de corte (27), com o segundo membro de corte (27) se projetando além da abertura central (33) com relação à direção radial. além disso, a bomba de trituração centrífuga é proposta.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um conjunto de trituração para uma bomba de trituração e uma bomba de trituração centrífuga de acordo com o preâmbulo da reivindicação independente da respectiva categoria.

[0002] No transporte de dejetos de esgoto ou água de refugo e em particular de água de refugo doméstico, problemas resultam pelo fato de que os referidos líquidos contêm constituintes tais como materiais fibrosos, farrapos, tecidos, têxteis, sacos plásticos ou outros sólidos, que podem muito facilmente ficar presos na região da bomba e pode então resultar em uma redução na eficiência, em particular a eficiência hidráulica, da bomba até o completo bloqueio do impulsor da bomba. Isso pode causar trabalho de manutenção ou também em um complexo e/ou oneroso serviço de manutenção. Portanto, medidas especiais têm que ser adotadas com as referidas bombas de modo a efetivamente evitar um entupimento.

[0003] Uma solução conhecida para ir de encontro a esse problema são as bombas de trituração centrífugas que são também referidas como bombas de maceração centrífugas. As referidas bombas são proporcionadas com um conjunto de trituração giratório, também referidas como triturador, na entrada da bomba para triturar os constituintes nos dejetos de esgoto. Tipicamente, o conjunto de trituração é configurado com um dispositivo de corte que gira em ou na entrada da bomba para desintegrar ou triturar os constituintes sólidos nos dejetos de esgoto e assim evitando o entupimento do impulsor da bomba.

[0004] Com frequência sistemas de esgoto não só residenciais, mas também industriais são apenas com base em gravidade para descarregar os dejetos de esgoto em reservatórios maiores ou instalações de tratamento. Entretanto, se gravidade não for suficiente para mover os dejetos de esgoto para a localização desejada ou se os sistemas com base em gravidade não são econômicos, bombas de trituração são usadas para elevar os dejetos de esgoto ou para transportar os dejetos de esgoto por distâncias mais longas. Para esse fim as bombas de trituração são integradas, por exemplo, em sistemas residenciais de esgoto a pressão (PPS) ou sistemas residenciais de esgoto por gravidade para proporcionar uma desidratação eficaz e econômica. Em geral as bombas de trituração usam linhas de descarga de diâmetro relativamente pequeno em todas as aplicações, tal como na área privada ou municipal ou industrial.

[0005] Bombas de trituração centrífugas podem ser projetadas como bombas submersíveis, isto é, como bombas que são configuradas para operar mesmo se as mesmas são completamente submersas e cobertas pelo fluido a ser transportado.

[0006] Um parâmetro fundamental de bombas de dejetos de esgoto é a faixa de fluxo de cabeça na qual as mesmas podem ser operadas. Em algumas aplicações a cabeça necessária é muito alta, por exemplo, para elevar os dejetos de esgoto a cabeça de até 200 pés (61 m) ou mesmo mais pode ser necessário. A referida alta cabeça em combinação com um razoável coeficiente de fluxo é pelo menos muito difícil se não impossível de realizar com a bomba de trituração centrífuga tendo apenas um impulsor. Portanto bombas de trituração centrífugas de dois estágios tendo dois impulsores arranjados em série foram desenvolvidas para aumentar a cabeça disponível da bomba de dejetos de esgoto (vide, por exemplo, US 7.357.341).

[0007] Com relação ao conjunto de trituração na entrada da bomba, muitas diferentes configurações são conhecidas na técnica. Em US 7.159.806, por exemplo, um conjunto de corte é descrito que compreende um cortador giratório que é girado na frente de e em cooperação com a cortador de placa. A superfície externa do cortador de placa estacionário compreende uma pluralidade de aberturas de entrada tendo bordas de corte em V. O cortador giratório compreende lâminas de corte que são giradas ao longo da superfície externa do cortador de placa para proporcionar a ação de cisalhamento contra as bordas de corte em V. Essa configuração, na qual o corte ou a ação de cisalhamento é realizada entre as lâminas giratórias e a superfície externa do cortador de placa estacionário é também referida como face dianteira ou corte axial pelo fato de que o cortador giratório é giratório na frente da superfície de cortador do cortador de placa estacionário.

[0008] Uma configuração diferente de um conjunto de trituração é descrita, por exemplo, em US 7.357.341. De acordo com essa configuração, o conjunto de trituração compreende um cortador giratório posicionado dentro de um anel de trituração estacionário. O cortador giratório inclui uma pluralidade de cortadores e tem uma pluralidade de fendas formadas na periferia externa do cortador giratório. O anel de trituração estacionário tem uma pluralidade de canais formados na periferia interna do anel de trituração estacionário. Além de uma ação de trituração dos cortadores, uma trituração adicional ocorre entre as fendas e os canais. Essa configuração, na qual o corte ou a ação de cisalhamento ocorre entre a periferia externa do cortador giratório e a periferia interna do anel de trituração estacionário, é também referida como parede lateral ou corte radial.

[0009] Entretanto, a ação de corte ou de trituração das referidas configurações conhecidas não é sempre suficiente para garantir a operação adequada da bomba de trituração sem um risco de a bomba bloquear ou sem uma considerável redução na eficiência hidráulica da bomba. Isso se aplica em particular às bombas de trituração, que são configuradas como bombas de múltiplos estágios, por exemplo, como bombas de dois estágios com dois impulsores arranjados em série. Além do risco de um bloqueio de um dos impulsores há também a probabilidade de que a transição a partir do primeiro estágio (primeiro impulsor) para o segundo estágio (segundo impulsor) se torne entupida por constituintes sólidos no líquido que não são suficientemente desintegrados pelo conjunto de trituração. A transição a partir do primeiro para o segundo estágio pode ser projetada, por exemplo, como um difusor tendo uma pluralidade de canais internos. Assim, em caso de material sólido no líquido não ser suficientemente triturado há um considerável risco de que o difusor se torne entupido.

[00010] Começando a partir do referido estado da técnica é, portanto, um objetivo da presente invenção se propor um diferente e bem eficiente conjunto de trituração para uma bomba de trituração, que gera material muito finamente triturado para evitar de modo confiável qualquer entupimento da bomba de trituração. Em particular, o dispositivo de trituração deve ser adequado para uma bomba de trituração de múltiplos estágios. Além disso, é um objetivo da presente invenção se propor uma bomba de trituração centrífuga tendo um tal conjunto de trituração.

[00011] O assunto da presente invenção que satisfaz os referidos objetivos é caracterizado pelas características da reivindicação independente da respectiva categoria.

[00012] Assim, de acordo com a presente invenção um conjunto de trituração para uma bomba de trituração é proposto, que compreende um anel de trituração estacionário configurado para ser montado a uma entrada da bomba, e um dispositivo de corte para girar sobre uma direção axial e configurado para ser fixado a um eixo da bomba, em que o anel de trituração compreende uma face de topo, uma face de fundo, e uma abertura central que se estende a partir da face de topo para a face de fundo e sendo delimitada em uma direção radial por uma periferia interna, em que uma pluralidade de fendas que se estende na direção axial é formada na periferia interna, em que o dispositivo de corte é posicionado na abertura central do anel de trituração, e compreende uma face dianteira e uma face traseira, e em que a face dianteira compreende uma pluralidade de primeiros membros de corte que se estendem na direção axial e voltados para as fendas na periferia interna, e em que a face traseira do dispositivo de corte compreende pelo menos um segundo membro de corte, com o segundo membro de corte se projetando além da abertura central com relação à direção radial.

[00013] Pela referida configuração uma dupla ação de trituração é alcançada a qual resulta em um material triturado muito mais fino, com o que o entupimento da bomba de trituração é evitado de modo confiável. A primeira ação de trituração que ocorre entre os primeiros membros de corte e a periferia interna da abertura central do anel de trituração estacionário sendo proporcionada com as fendas é a parede lateral ou ação radial de corte. A segunda ação de trituração que ocorre entre o pelo menos um segundo membro de corte e a face de fundo do anel de trituração estacionário é uma ação de corte axial ou de face traseira. Uma vez que o segundo membro de corte na face traseira do dispositivo de corte se projeta além da abertura central com relação à direção radial, isto é, o segundo membro de corte se sobrepõe à face de fundo do anel de trituração estacionário em direção radial, qualquer material sólido que passa através das fendas na periferia interna da abertura central é adicionalmente triturado entre o segundo membro de corte e a face de fundo do anel de trituração estacionário. Por essa dupla ação de trituração os constituintes sólidos no líquido são muito finamente triturados.

[00014] Preferivelmente os primeiros membros de corte são configurados para se encaixarem dentro de uma abertura central do anel de trituração. Assim, a máxima extensão dos primeiros membros de corte, ou da face dianteira do dispositivo de corte, respectivamente, é menor do que o diâmetro interno da abertura central do anel de trituração, de modo que os primeiros membros de corte podem girar livremente dentro da abertura central.

[00015] De modo a aprimorar a segunda ação de trituração na face de fundo do anel de trituração estacionário pode ser vantajoso, quando a face traseira do dispositivo de corte compreende pelo menos dois e no máximo quatro segundos membros de corte.

[00016] De acordo com uma modalidade preferida, a face traseira do dispositivo de corte compreende exatamente dois segundos membros de corte com os dois segundos membros de corte sendo arranjados diametricamente opostos entre si em uma periferia externa do dispositivo de corte. Por arranjar dois segundos membros de corte em posições diamétricas do dispositivo de corte um equilíbrio particularmente bom do dispositivo de corte é alcançado durante a rotação. Adicionalmente, para a maioria das aplicações dois segundos membros de corte por um lado são suficientes para alcançar uma trituração muito fina do material sólido, e por outro lado não constitui uma grande restrição de fluxo adicional para o fluido que passa pelo conjunto de trituração.

[00017] Em vista de uma segunda ação de trituração particularmente efetiva é uma medida preferida que cada segundo membro de corte se projete além das fendas da periferia interna com relação à direção radial.

[00018] É adicionalmente vantajoso se medir com relação à segunda ação de trituração, quando cada segundo membro de corte compreende uma face dianteira sendo inclinada com relação à direção axial a um ângulo de inclinação de 40° a 60°, preferivelmente 45° a 55°, e ainda mais preferido aproximadamente 50°. Quando visto na direção de rotação do dispositivo de corte, a face dianteira é inclinada para trás. Ao se proporcionar esse ângulo de inclinação é garantido que o material sólido é guiado em afastamento a partir dos segundos membros de corte e orientado em direção do impulsor de primeiro estágio da bomba.

[00019] Adicionalmente, é uma configuração preferida, que cada segundo membro de corte compreenda uma borda dianteira sendo inclinada com relação à direção radial em um ângulo de corte de 35° a 55°, preferivelmente 40° a 50°, e ainda mais preferido aproximadamente 45°. Quando visto na direção de rotação, a borda dianteira é inclinada para trás com relação à direção radial, isto é, a extremidade radialmente interna da borda dianteira é adiante da extremidade radialmente externa da borda dianteira. A borda dianteira inclinada no ângulo de corte é em particular vantajosa para alcançar um corte limpo e uma ação de trituração particularmente fina do material sólido.

[00020] De acordo com a modalidade preferida as fendas são projetadas e arranjadas de modo que, apenas um dos dois segundos membros de corte realiza uma ação de corte a qualquer momento no tempo durante a operação. Isso pode ser realizado por escolher o número de fendas e a distância entre fendas adjacentes de modo que a borda dianteira de um dos segundos membros de corte alcança o início de uma fenda individual apenas então, quando a borda dianteira do outro dos segundos membros de corte passa a extremidade da outra fenda individual.

[00021] A configuração com apenas um dos segundos membros de corte que corta a qualquer momento no tempo garante que o máximo torque disponível é dado para aquele respectivo segundo membro de corte que está apenas realizando uma ação de corte. Essa medida é particularmente vantajosa, se houver apenas uma baixa energia ou torque disponível para operar a bomba de trituração, por exemplo, se a bomba de trituração é operada com um motor elétrico de fase única.

[00022] Com relação aos primeiros membros de corte é uma configuração preferida, que a pluralidade de primeiros membros de corte compreenda pelo menos uma reentrância na periferia externa do dispositivo de corte, a referida reentrância formando uma borda de corte. Cada reentrância se estende na direção axial, isto é, na periferia externa do dispositivo de corte, e para dentro da face dianteira do dispositivo de corte. Assim, cada reentrância forma uma ranhura arranjada na face dianteira e na periferia externa do dispositivo de corte com as respectivas bordas que delimita a ranhura que constitui as bordas de corte para proporcionar a primeira ação de trituração entre a periferia externa do dispositivo de corte e a periferia interna da abertura central no anel de trituração estacionário, ou as fendas formadas na periferia interna da abertura central, respectivamente.

[00023] Alternativa ou adicionalmente, a pluralidade de primeiros membros de corte compreende pelo menos uma protuberância que se estende a partir da face dianteira do dispositivo de corte na direção axial. Com relação à direção radial a protuberância não se projeta além da periferia externa do dispositivo de corte. Cada protuberância tem pelo menos uma borda para proporcionar ou contribuir para a primeira ação de trituração entre o dispositivo de corte giratório e a periferia interna da abertura central no anel de trituração estacionário, ou as fendas formadas na periferia interna da abertura central, respectivamente.

[00024] De acordo com uma modalidade particularmente preferida a pluralidade de primeiros membros de corte compreende não só as reentrâncias, mas também as protuberâncias.

[00025] Em uma modalidade preferida cada protuberância compreende uma face dianteira sendo inclinada com relação à direção radial em um ângulo dianteiro de 18° a 28°, preferivelmente 20° a 26°, e ainda mais preferido aproximadamente 23°. Quando vista na direção de rotação, a face dianteira da protuberância é inclinada de modo que a borda radialmente externa que delimita a face dianteira está adiante da borda radialmente interna que delimita a face dianteira.

[00026] A superfície radialmente externa que delimita a protuberância com relação à direção radial é alinhada com a periferia externa do dispositivo de corte na região onde a referida superfície externa entra em contato com a face dianteira da protuberância, isto é, na referida região a superfície radialmente externa da protuberância está rente com a periferia externa do dispositivo de corte.

[00027] Em direção da extremidade traseira da protuberância a superfície radialmente externa da protuberância não é mais rente com a periferia externa do dispositivo de corte, mas é inclinada radialmente para dentro em um ângulo de reentrância δ. Essa medida é vantajosa para se evitar que qualquer material sólido seja emperrado entre o dispositivo de corte e o anel de trituração.

[00028] Adicionalmente, de acordo com a presente invenção, uma bomba de trituração centrífuga é proposta, que compreende um alojamento com uma entrada de bomba para um fluido para ser transportado, e uma saída de bomba para descarregar o fluido, adicionalmente compreendendo pelo menos um impulsor para girar sobre uma direção axial com o impulsor sendo arranjado em uma câmara do impulsor, um eixo para girar o impulsor, e um conjunto de trituração arranjado na entrada da bomba para a trituração dos constituintes do fluido, em que o conjunto de trituração é projetado de acordo com a presente invenção, em que o anel de trituração é montado na entrada da bomba, em que o dispositivo de corte é conectado ao eixo em um modo à prova de torque, e em que a face de fundo do anel de trituração e a face traseira do dispositivo de corte são arranjadas para estarem voltadas para a câmara do impulsor.

[00029] Assim, o conjunto de trituração é arranjado de tal modo na entrada da bomba de trituração que não só a face de fundo do anel de trituração estacionário, mas também a face traseira do dispositivo de corte com o(s) segundo(s) membro(s) de corte são voltadas para o impulsor na câmara do impulsor e a face de topo do anel de trituração assim como a face dianteira do dispositivo de corte são voltadas em afastamento a partir do impulsor, isto é, a face de topo e a face dianteira são voltadas para o fluido que entra na bomba de trituração.

[00030] Pela dupla ação de trituração de acordo com a presente invenção a bomba de trituração é impedida de modo confiável de entupir.

[00031] De acordo com uma modalidade preferida a bomba de trituração centrífuga é configurada como uma bomba centrífuga de múltiplos estágios que compreende dois impulsores e duas câmaras do impulsor, ou seja um impulsor de primeiro estágio arranjado em uma primeira câmara do impulsor, e um impulsor de segundo estágio arranjado em uma segunda câmara do impulsor, e adicionalmente compreendendo um difusor para guiar o fluido a partir da primeira câmara do impulsor para o impulsor de segundo estágio com o difusor sendo arranjado entre o impulsor de primeiro estágio e o impulsor de segundo estágio com relação à direção axial, em que o impulsor de primeiro estágio e o impulsor de segundo estágio são conectados ao eixo em um modo à prova de torque.

[00032] Ao se proporcionar uma bomba de trituração centrífuga com dois impulsores arranjados em série, isto é, um após o outro com relação à direção axial, a faixa de fluxo de cabeça, na qual a bomba pode ser operada, é consideravelmente estendida em comparação a bombas com apenas um impulsor. Em particular, a cabeça que pode ser gerada com a bomba de trituração de múltiplos estágios centrífuga é notadamente maior, de modo que a bomba de trituração de múltiplos estágios é particularmente adequada para aplicações de cabeça alta que requeiram uma cabeça, por exemplo, de até 200 pés (61 metros) ou ainda mais. Além disso, uma vez que a bomba de trituração centrífuga é preferivelmente projetada com um difusor interno para guiar o fluido transportado pelo impulsor de primeiro estágio a partir da primeira câmara do impulsor para o impulsor de segundo estágio, a bomba de trituração é bastante compacta, pelo fato de que não há necessidade de um conduto entre estágios arranjado no lado de fora do alojamento e envolvendo em torno do alojamento.

[00033] É uma medida preferida, que o difusor é projetado como um difusor em forma de disco que delimita não só a primeira câmara do impulsor, mas também a segunda câmara do impulsor com relação à direção axial.

[00034] O difusor em forma de disco, que é arranjado - com relação à direção axial - entre a primeira câmara do impulsor com o impulsor de primeiro estágio e a segunda câmara do impulsor com o impulsor de segundo estágio, direciona o fluido por meio de uma pluralidade de canais internos proporcionados dentro do difusor, de modo que não há necessidade para um conduto entre estágios no lado de fora do alojamento.

[00035] De acordo com a modalidade preferida, a bomba de trituração centrífuga compreende uma unidade de acionamento para girar o eixo sobre a direção axial, em que a unidade de acionamento é arranjada dentro do alojamento, e em que o impulsor de primeiro estágio e o impulsor de segundo estágio são arranjados entre a unidade de acionamento e o conjunto de trituração com relação à direção axial.

[00036] O mesmo é uma configuração bastante compacta para arranjar a unidade de acionamento dentro do alojamento da bomba. Evidentemente, o alojamento pode ser projetado para compreender duas ou mais partes de alojamento que são montadas e firmemente fixadas uma com relação à outra, por exemplo, por parafusos ou cavilhas, para formar o alojamento da bomba.

[00037] De modo mais preferido, a bomba de trituração centrífuga é projetada para uma operação vertical com o eixo que se estende na direção vertical, em que a unidade de acionamento é arranjada acima do impulsor de primeiro estágio e do impulsor de segundo estágio. Durante a operação o eixo é orientado na direção de gravidade e a direção axial se estende verticalmente. Nessa configuração a entrada da bomba com o conjunto de trituração é localizada no fundo da bomba, o impulsor de primeiro estágio é arranjado acima do conjunto de trituração, o impulsor de segundo estágio é arranjado acima do impulsor de primeiro estágio e a unidade de acionamento é posicionada em cima do impulsor de segundo estágio. O eixo se estende verticalmente a partir da unidade de acionamento para o conjunto de trituração para girar o impulsor de primeiro e de segundo estágio assim como o dispositivo de corte do conjunto de trituração sobre a direção axial.

[00038] Em particular para aplicações de dejetos de esgoto e de desidratação é preferido que a bomba seja configurada como uma bomba submersível.

[00039] De acordo com uma modalidade particularmente preferida a bomba de trituração centrífuga é configurada como uma bomba de dois estágios tendo exatamente dois impulsores, ou seja, o impulsor de primeiro estágio e o impulsor de segundo estágio.

[00040] Entretanto é também possível se configurar a bomba de trituração centrífuga de acordo com a presente invenção com apenas um estágio (bomba de único estágio) ou com três ou ainda mais estágios, em que o número de estágios é igual ao número de impulsores que são proporcionados na bomba.

[00041] Medidas vantajosas adicionais e modalidades da presente invenção se tornarão aparentes a partir das reivindicações dependentes.

[00042] A presente invenção será explicada em mais detalhes daqui em diante com referência aos desenhos. São mostrados em uma representação esquemática:

[00043] A Figura 1 é uma vista em seção transversal de uma modalidade da bomba de trituração centrífuga de acordo com a presente invenção,

[00044] A Figura 2 é uma vista em perspectiva explodida de uma modalidade de um conjunto de trituração de acordo com a presente invenção,

[00045] A Figura 3 é uma vista de fundo do conjunto de trituração como é vista a partir do impulsor de primeiro estágio, e

[00046] A Figura 4 é uma vista de topo do conjunto de trituração como é vista em uma vista a partir de fora da bomba em direção da entrada da bomba.

[00047] A Figura 1 mostra a vista em seção transversal de uma modalidade da bomba de trituração centrífuga de acordo com a presente invenção que compreende uma modalidade de um dispositivo de trituração de acordo com a presente invenção. A bomba de trituração centrífuga é projetada em sua totalidade com o numeral de referência 100, e o dispositivo de trituração é projetado em sua totalidade com o numeral de referência 1.

[00048] Na descrição a seguir referência é feita apenas como exemplo a uma modalidade da bomba de trituração centrífuga 100, que é configurada como uma bomba centrífuga de múltiplos estágios, em particular uma bomba de dois estágios. É desnecessário dizer que a bomba de trituração centrífuga pode também ser configurada como uma bomba de trituração de estágio único ou como uma bomba de trituração de múltiplos estágios tendo mais do que dois estágios, por exemplo, três estágios ou ainda mais. Adicionalmente, referência é feita por meio de exemplo a uma importante aplicação de que a bomba de trituração centrífuga é usada para transportar dejetos de esgoto ou águas residuais em áreas privadas, municipais ou industriais. Os dejetos de esgoto tipicamente compreendem constituintes sólidos tais como materiais fibrosos, farrapos, tecidos, têxteis, papel, sacos plásticos ou outros sólidos.

[00049] A Figura 1 mostra - parcialmente em um modo esquemático - partes importantes, em particular a seção hidráulica da bomba de trituração de múltiplos estágios centrífuga 100. Essa modalidade é configurada como uma bomba de dois estágios 100. A bomba 100 compreende um alojamento 102 (parcialmente mostrado) e uma unidade de acionamento 110 para acionar a bomba 100. O alojamento 102 pode compreender diversas partes de alojamento, que são conectadas a cada outro para formar o alojamento 102 da bomba 100. Além disso, a unidade de acionamento 110 é também arranjada dentro do alojamento 102. A bomba de trituração centrífuga 100 é configurada como a bomba submersível 100, que pode ser operada também, quando a bomba 100 é parcialmente ou completamente submersa em um líquido, por exemplo, os dejetos de esgoto ou as águas residuais que devem ser transportados pela bomba 100.

[00050] O alojamento 102 tem uma entrada de bomba 103 para um fluido para ser transportado e a saída de bomba 104 para descarregar o fluido. A saída de bomba não é mostrada em detalhes, mas indicada pela seta com o numeral de referência 104. O fluido é, por exemplo, dejetos de esgoto ou águas residuais que compreende além da água também constituintes sólidos como mencionado antes. Como é típico para uma bomba de trituração centrífuga 100, o conjunto de trituração 1 é arranjado na entrada da bomba 103, de modo que o fluido pode apenas entrar na bomba 100 por passar o conjunto de trituração 1.

[00051] O conjunto de trituração 1 é mostrado em mais detalhes nas Figuras 2-4, em que a Figura 2 mostra uma vista em perspectiva explodida do conjunto de trituração 1, a Figura 3 mostra uma vista de fundo do conjunto de trituração 1 como é vista a partir do lado de dentro do alojamento da bomba 102 quando se olha em direção da entrada da bomba 103, e a Figura 4 mostra uma vista de topo do conjunto de trituração 1 como é visto a partir do lado de fora do alojamento da bomba 102 quando se olha em direção da entrada da bomba 103.

[00052] O conjunto de trituração 1 compreende um anel de trituração estacionário 3 montado ao alojamento da bomba 102, mais precisamente para a placa de base 105 do alojamento da bomba 102. O anel de trituração 3 pode ser fixado à placa de base 105 por parafusos ou cavilhas (não mostrado). A placa de base 105 é também referida como placa de desgaste. O conjunto de trituração 1 adicionalmente compreende um dispositivo de corte 2 giratório durante a operação sobre uma direção axial A para a triturar ou desintegrar os constituintes sólidos dos dejetos de esgoto de modo que os mesmos não possam entupir a bomba 100. O conjunto de trituração 1, que é também referido como triturador ou macerador, será descrito em mais detalhes daqui em diante.

[00053] A bomba de trituração centrífuga 100 adicionalmente compreende dois impulsores 106, 107 arranjados em série para agir em um fluido, ou seja, um impulsor de primeiro estágio 106 localizado na primeira câmara do impulsor 116 e um impulsor de segundo estágio 107 localizado na segunda câmara do impulsor 117. Durante a operação ambos os impulsores 106, 107 giram sobre o mesmo eixo rotacional, que define a direção axial A. Para acionar a rotação dos impulsores 106, 107 assim como a rotação do dispositivo de corte 2 um eixo 108 é proporcionado que se estende na direção axial A. O eixo 8 é acoplado à unidade de acionamento 110 (mostrado de modo esquemático na Figura 1), que gira o eixo 108 sobre a direção axial A. Assim, o eixo longitudinal do eixo 108 coincide com o eixo rotacional e, portanto, define a direção axial A.

[00054] A direção perpendicular à direção axial A é referida como "direção radial". O termo "axial" ou "axialmente" é usado com o sentido comum "em direção axial" ou "com relação à direção axial". Em um modo análogo o termo "radial" ou "radialmente" é usado com o sentido comum "em direção radial" ou "com relação à direção radial".

[00055] A bomba de trituração centrífuga de dois estágios 100 é projetada para a operação vertical com o eixo 108 que se estende na direção vertical, isto é, a direção de gravidade. Daqui em diante os termos relativos com relação à localização tal como "acima" ou "abaixo" ou "superior" ou "inferior" se refere à posição e operação usual da bomba 100. A Figura 1 mostra a bomba de trituração centrífuga 100 em sua posição de operação usual.

[00056] A unidade de acionamento 110 é arranjada em cima dos impulsores 106, 107, isto é, acima do impulsor de primeiro e de segundo estágio 106, 107. Preferivelmente, a unidade de acionamento 110 compreende um motor elétrico para acionar o eixo 108. O motor elétrico pode ser configurado em muitos modos diferentes que são conhecidos na técnica. Em particular, o motor elétrico é projetado ou encapsulado no alojamento 102 para ser submerso.

[00057] Como pode ser visto na Figura 1 a entrada da bomba 103 com o conjunto de trituração 1 é centralmente arranjado no fundo da bomba 100, de modo que o fluido pode entrar na bomba 100 em uma direção em geral axial. O impulsor de primeiro estágio 106 é arranjado adjacente à entrada da bomba 103 e ao conjunto de trituração 1 para receber o fluido que passou através do conjunto de trituração 1. O impulsor de segundo estágio 107 é arranjado atrás do impulsor de primeiro estágio 106 quando visto na direção de fluxo geral do fluido. A saída de bomba 104 é arranjada lateralmente no alojamento 102 na mesma altura (com relação à direção axial A) como o impulsor de segundo estágio 107. O impulsor de primeiro estágio 106 e o impulsor de segundo estágio 107 são conectados ao eixo 108 em um modo à prova de torque, por exemplo, por meio de uma trava chave 111. O eixo 108 se estende a partir da unidade de acionamento 110 para cima para o dispositivo de corte 2 do conjunto de trituração 1. O dispositivo de corte 2 é fixado ao eixo 108, preferivelmente em um modo à prova de torque. Como pode ser visto na Figura 1, o dispositivo de corte 2 é montado à extremidade axial inferior do eixo 108 e fixado ao mesmo, por exemplo, por um parafuso centralmente arranjado 4. Além disso, para transferir o torque a partir do eixo 108 para o dispositivo de corte 2 um pino de acionamento (não mostrado) sendo fixado a ou formando uma parte integral do eixo 108 pode ser proporcionado, em que o pino de acionamento engata com um orifício 28 (Figura 3) proporcionado no dispositivo de corte 2.

[00058] O parafuso centralmente arranjado 4 é preferivelmente projetado como um parafuso de cabeça escareada ou pino de cabeça escareada, isto é, a reentrância centralmente arranjada no dispositivo de corte 2, que recebe o parafuso 4, assim como a cabeça do parafuso 4 são inclinadas. Além disso, a referida reentrância é adaptada para o parafuso 4 de modo que a cabeça do parafuso 4 está rente com a superfície do dispositivo de corte 2. Ambas as medidas são vantajosas para evitar formação de trapos ou convergência de material no centro do dispositivo de corte.

[00059] Entre o impulsor de primeiro estágio 106 e o impulsor de segundo estágio 107 um difusor essencialmente estático e em forma de disco 109 é arranjado para receber o fluido transportado pelo impulsor de primeiro estágio 106 e guia o fluido para o impulsor de segundo estágio 107.

[00060] Não só a primeira câmara do impulsor 116, mas também a segunda câmara do impulsor 117 têm uma seção transversal essencialmente circular perpendicular à direção axial A. O diâmetro da primeira e da segunda câmara do impulsor 116, 117 é em cada caso maior do que o diâmetro externo do respectivo impulsor de primeiro ou segundo estágio 106, 107, de modo que há um canal de fluxo essencialmente anular entre a extremidade radialmente externa dos impulsores 106, 107 e a parede que delimita a respectiva primeira ou segunda câmara do impulsor 116, 117 em direção radial. Cada canal de fluxo circunda o respectivo impulsor de primeiro ou segundo estágio 106, 107.

[00061] Ambos os impulsores de primeiro e de segundo estágio 106, 107 são centrados nas respectivas primeira e segunda câmaras do impulsor 116, 117, o que quer dizer que a distância radial entre a extremidade radialmente externa do respectivo impulsor 106, 107 e a parede que delimita a respectiva primeira ou segunda câmara do impulsor 116, 117 em direção radial é constante quando visto na direção circunferencial do impulsor de primeiro ou segundo estágio 106, 107, respectivamente. Assim, não só o canal de fluxo da primeira câmara do impulsor 116, mas também o canal de fluxo da segunda câmara do impulsor 117 têm uma largura constante em direção radial quando visto na direção circunferencial.

[00062] Não só a primeira câmara do impulsor 116, mas também a segunda câmara do impulsor 117 são projetadas com uma seção transversal circular perpendicular à direção axial A o que torna a fabricação mais simples.

[00063] O difusor em forma de disco 109 disposto entre o impulsor de primeiro e de segundo estágio 106, 107 direciona o fluido que foi acionado pelo impulsor de primeiro estágio 106 para o impulsor de segundo estágio 107, mais precisamente, o difusor em forma de disco 109 guia o fluido a partir do canal de fluxo da primeira câmara do impulsor 116 para a região radialmente interna do impulsor de segundo estágio 107. Ao mesmo tempo o difusor 109 transforma a energia cinética do fluido em pressão, isto é, a velocidade do fluido é reduzida e a pressão é maior.

[00064] O difusor em forma de disco 109 é arranjado concentricamente com o impulsor de primeiro e de segundo estágio 106, 107, e fixado com relação ao alojamento 102. O difusor em forma de disco 109 é diretamente disposto entre o impulsor de primeiro estágio 106 e o impulsor de segundo estágio 107, de modo que o difusor 109 delimita não só a primeira câmara do impulsor 116, mas também a segunda câmara do impulsor 117 com relação à direção axial A.

[00065] A face de fundo do difusor em forma de disco 109 voltada para o impulsor de primeiro estágio 106 compreende uma ou mais aberturas de entrada arranjadas para receber o fluido a partir da primeira câmara do impulsor 116, mais precisamente a partir do canal de fluxo da primeira câmara do impulsor 116.

[00066] A face de topo do difusor em forma de disco 109 voltada para o impulsor de segundo estágio 107 compreende uma pluralidade de aberturas de saída para fornecer o fluido para o impulsor de segundo estágio 107. As aberturas de saída são arranjadas consideravelmente mais próximas ao eixo 108 do que a(s) abertura(s) de entrada(s), de modo que o fluido é fornecido para a região central do impulsor de segundo estágio 107.

[00067] O difusor em forma de disco 109 adicionalmente compreende uma pluralidade de canais internos com cada canal interno que se estende a partir da abertura de entrada ou uma das aberturas de entrada através do interior do difusor em forma de disco 109 para uma das aberturas de saída. Preferivelmente, o número de canais internos é igual ao número de aberturas de saída. Canais internos adjacentes do difusor 109 são separados um a partir do outro por uma respectiva aleta difusora estacionária.

[00068] O fluido que entra nos canais internos do difusor 109 a partir do canal de fluxo da primeira câmara do impulsor 116 e através da(s) abertura(s) de entrada(s) é direcionado pelas aletas do difusor radialmente para dentro em direção do eixo 108 e desviado na direção axial A, de modo que o fluido descarregado através das aberturas de saída do difusor 109 flui em geral na direção axial A em direção do impulsor de segundo estágio 107.

[00069] Com referência agora em particular à Figura 2 - a Figura 4 o conjunto de trituração 1 será explicado em mais detalhes.

[00070] O anel de trituração estacionário 3 configurado para ser montado na entrada da bomba 103 compreende uma face de topo 31, uma face de fundo 32 e uma abertura central 33 que se estendem a partir da face de topo 31 para a face de fundo 32. Quando montada na placa de base 105 do alojamento da bomba 102 a face de topo 31 está voltada para o lado de fora da bomba 100 em que a face de fundo 32 está voltada para o interior da bomba 100 (Figura 1). A face de topo 32 compreende uma região externa anular 311 e uma região interna anular em forma de flange 312 que se salienta acima da região externa 311 com relação à direção axial A, de modo que um degrau é formado entre a região externa 311 e a região interna 312. Não só a região interna 312, mas também a região externa 311 são concentricamente arranjadas com a abertura central 33, em que a região interna 312 delimita a abertura central 33 com relação à direção radial.

[00071] A região interna que se salienta 312 se encaixa na reentrância proporcionada na placa de base 105 do alojamento da bomba (Figura 1) e serve como um guia para a centralização no anel de trituração 3 com relação à placa de base 105.

[00072] A região externa 311 da face de topo 31 é proporcionada com uma pluralidade, aqui três, orifícios 313 para receber parafusos ou cavilhas (não mostrado), com os quais o anel de trituração 3 pode ser fixado à placa de base 105 do alojamento da bomba 102. Os orifícios 313 são equidistantemente distribuídos sobre a região externa 311 com relação à direção circunferencial.

[00073] A abertura central 33 é configurada para receber o dispositivo de corte 2 (Figura 1). A abertura central 33 é delimitada com relação à direção radial por uma periferia interna 34. Uma pluralidade de fendas 35 é formada na periferia interna 34 com cada fenda 35 que se estende na direção axial A a partir da face de topo 31 para a face de fundo 32 do anel de trituração 3. Em particular cada fenda 35 é alinhada com relação à direção axial A, isto é, as fendas 35 não são inclinadas com relação à direção axial A. Assim, quando o anel de trituração 3 é montado no alojamento da bomba 102, cada fenda 35 é verticalmente alinhada. Além disso, todas as fendas 35 são arranjadas paralelas uma à outra e todas as fendas 35 são paralelas à direção axial A. Na modalidade descrita treze fendas paralelas entre si 35 são arranjadas na periferia interna da abertura central 33.

[00074] Com relação à direção radial, isto é, perpendicular à direção axial A, cada fenda 35 tem uma seção transversal sendo uma parte de um círculo, por exemplo, um semicírculo. As bordas que se estendem axialmente das fendas 35 servem como bordas de corte para triturar os constituintes sólidos do fluido em um modo conhecido em si.

[00075] Com relação à configuração do anel de trituração estacionário 3 e em particular à configuração das fendas 35 na periferia interna 34 há muitas diferentes possibilidades, que são, como tal, bem conhecidas na técnica. Portanto, não há necessidade de descrever ou explicar o anel de trituração estacionário 3 em mais detalhes. Basicamente o anel de trituração 3 pode ser configurado de acordo com qualquer configuração conhecida que é usada para a trituração ou sistemas de corte em conexão com as bombas.

[00076] O dispositivo de corte 2 é configurado para ser posicionado na abertura central 33 do anel de trituração estacionário 3 e para ser fixado ao eixo 108 da bomba 100. O dispositivo de corte 2 compreende uma face dianteira 21 e uma face traseira 22 que delimitam o dispositivo de corte 2 com relação à direção axial A, assim como uma periferia externa 24 que delimita o dispositivo de corte 2 com relação à direção radial.

[00077] Quando o dispositivo de corte 2 é montado ao eixo 108 da bomba 100 a face dianteira 21 está voltada para o lado de fora da bomba 100, em que a face traseira 22 está voltada para a primeira câmara do impulsor 116 da bomba 100. Assim, o fluido entra na bomba 100 a partir da face dianteira 21 do dispositivo de corte 2 e deixa o conjunto de trituração 1 na face traseira 22 do dispositivo de corte 2.

[00078] Como pode ser melhor visto na figura 1 e na figura 2 a face dianteira 21 é projetada de um modo em geral inclinado. A face dianteira 21 é angulada com relação à direção radial, de modo que o material sólido que chega na face dianteira 21 é guiado em afastamento a partir do centro do dispositivo de corte 2 em direção das fendas 35 do anel de trituração 3.

[00079] A face dianteira 21 do dispositivo de corte 2 compreende uma pluralidade de primeiros membros de corte 25, 26 que se estende na direção axial A e voltados para as fendas 35 na periferia interna, quando o dispositivo de corte 2 é inserido na abertura central 33 do anel de trituração 3.

[00080] Os primeiros membros de corte 25, 26 são configurados para proporcionar uma primeira ação de trituração que ocorre entre a periferia externa 24 do dispositivo de corte giratório 2 (ou os primeiros membros de corte 25, 26, respectivamente) e a periferia interna 34 do anel de trituração estacionário 3. Isso é também referido como a parede lateral ou ação de trituração radial.

[00081] A direção de rotação do dispositivo de corte 2 é indicada pela seta com o numeral de referência C.

[00082] Os primeiros membros de corte 25, 26 compreendem ambas as reentrâncias 25 na periferia externa 24 que se estendem para dentro da face dianteira 21 do dispositivo de corte 2 assim como na direção axial A, e as protuberâncias 26 que se estendem a partir da face dianteira 21 do dispositivo de corte 2 na direção axial A em afastamento a partir da face dianteira 21.

[00083] Na modalidade mostrada em particular na figura 2 e na figura 4, são proporcionadas duas protuberâncias 26 e seis reentrâncias 25. As duas protuberâncias 26 são arranjadas diametricamente opostas na periferia externa 24 e na face dianteira 21 do dispositivo de corte 2. As protuberâncias 26 não se projetam além da periferia externa 24 com relação à direção radial. Cada protuberância 26 compreende uma superfície radialmente externa 263 que delimita a protuberância 26 com relação à direção radial, assim como uma face dianteira 262 e a extremidade traseira 264 que delimitam a protuberância 26 com relação à direção circunferencial do dispositivo de corte 2. Quando visto na direção de rotação C do dispositivo de corte 2 a face dianteira 262 é arranjada na frente da extremidade traseira 264.

[00084] Cada protuberância 26 compreende pelo menos uma borda de corte que se estende axialmente 261. A borda de corte 261 da protuberância 26 é a borda, onde a face dianteira 262 e a superfície radialmente externa 263 se encontram uma contra a outra.

[00085] Cada protuberância 26 é projetada com a face dianteira 262 da protuberância 26 sendo inclinada com relação à direção radial R (Figura 4). Assim, a face dianteira 262 não se estende exatamente na direção radial R, mas é inclinada com relação à direção radial R em um ângulo dianteiro ε. O ângulo dianteiro ε é pelo menos 18° e no máximo 28°. Preferivelmente, o ângulo dianteiro ε é na faixa a partir de 20° a 26° e ainda mais preferido, o ângulo dianteiro ε é aproximadamente 23°. A inclinação da face dianteira 262 com relação à direção radial R é tal que a borda radialmente externa que delimita a face dianteira 262, ou seja, a borda de corte 261, está adiante da borda radialmente interna que delimita a superfície dianteira 262 quando visto na direção de rotação C.

[00086] Pelo menos na região adjacente à borda de corte 261 a superfície radialmente externa 263 da respectiva protuberância 26 é alinhada com a periferia externa 24 do dispositivo de corte 2. Ou seja, a superfície radialmente externa 263 de cada protuberância 26 está rente com a periferia externa 24 do dispositivo de corte 2 na região adjacente à borda de corte 261.

[00087] Em direção da extremidade traseira 264 da protuberância 26 a superfície radialmente externa 263 não está mais rente com a periferia externa 24 do dispositivo de corte 2, mas é inclinada radialmente para dentro. Como pode ser melhor visto na Figura 4, adjacente à borda de corte 261 a superfície radialmente externa 263 é alinhada com a periferia externa 24 com relação à direção axial A. Na extremidade traseira 264 da protuberância 26 a superfície radialmente externa 263 se estende em afastamento a partir da periferia externa 24 em uma direção em geral para dentro com relação à direção radial. Assim, adjacente à extremidade traseira 264 a superfície radialmente externa 263 é projetada para incluir um ângulo de reentrância δ com a tangente para a periferia externa 24 do dispositivo de corte 2. O ângulo de reentrância δ é pelo menos 10° e no máximo 18°. Preferivelmente, o ângulo de reentrância δ é na faixa a partir de 12° a 16° e ainda mais preferido, o ângulo de reentrância δ é aproximadamente 14°. A configuração da superfície radialmente externa 263 com o ângulo de reentrância δ é vantajosa para evitar que o material sólido triturado entre a borda de corte 261 e a respectiva borda de corte das fendas 35 se torne emperrado entre o dispositivo de corte 2 e o anel de trituração estacionário 3.

[00088] As seis reentrâncias 25 na periferia externa 24 do dispositivo de corte são igualmente distribuídas entre as duas protuberâncias 26. Cada reentrância 25 se estende a partir da periferia externa 24 do dispositivo de corte 2 para dentro da face dianteira 21 e é em geral em forma de V com o lado aberto da forma de V sendo localizado na periferia externa 24. As bordas das reentrâncias 25 na periferia externa formam bordas de corte em uma maneira conhecida em si. Como pode ser visto, por exemplo, na Figura 4 as reentrâncias 25 não precisam ter todas o mesmo formato. Nessa modalidade há dois tipos de reentrâncias 25 tendo diferentes formatos.

[00089] Evidentemente, o número específico de duas protuberâncias 26 e seis reentrâncias 25 é apenas por meio de exemplo. Em princípio, é também possível que sejam proporcionadas apenas reentrâncias 25 mas nenhuma protuberância 26 ou apenas protuberâncias 26 mas nenhuma reentrância 25. Entretanto, é preferido que os primeiros membros de corte compreendam pelo menos uma reentrância 25 e além disso pelo menos uma protuberância 26.

[00090] Com relação à configuração específica dos primeiros membros de corte 25, 26, por exemplo, com relação ao número de primeiros membros de corte 25, 26, o formato ou as dimensões dos primeiros membros de corte 25, 26 há muitas diferentes modalidades possíveis e conhecidas na técnica. Apenas como exemplos, referência é feita a US 4.108.386 e US 5.016.825. Basicamente os primeiros membros de corte 25, 26 podem ser configurados de acordo com qualquer configuração conhecida que é usada para a parede lateral ou ação de trituração radial entre a periferia externa 24 do dispositivo de corte giratório 2 e a periferia interna 34 do anel de trituração estacionário 3.

[00091] De acordo com a presente invenção, a face traseira 22 do dispositivo de corte 2 compreende pelo menos um segundo membro de corte 27 com o segundo membro de corte 27 se projetando além da abertura central 33 com relação à direção radial (Figura 3).

[00092] A modalidade do dispositivo de corte 2 mostrada na Figura 2 -Figura 4 compreende dois segundos membros de corte 27 como pode ser melhor visto na Figura 3. Os segundos membros de corte 27 são configurados para proporcionar a segunda ação de trituração que ocorre entre os segundos membros de corte 27 e a face de fundo 32 do anel de trituração estacionário 3. Isso é também referido como uma ação de face traseira ou ação de trituração axial.

[00093] Os dois segundos membros de corte 27 são arranjados diametricamente opostos na face traseira 22 e na periferia externa 24 do dispositivo de corte 2. Cada segundo membro de corte 27 compreende uma face radialmente externa 271 que delimita o segundo membro de corte 27 com relação à direção radial, uma face de fundo 272 e uma face de topo 273, que delimita o segundo membro de corte 27 com relação à direção axial A, assim como uma face dianteira 274 e a face traseira 275 que delimita o segundo membro de corte 27 com relação à direção circunferencial do dispositivo de corte 2. Quando visto na direção de rotação C do dispositivo de corte 2 a face dianteira 274 é arranjada na frente da face traseira 275.

[00094] O segundo membro de corte 27 adicionalmente compreende uma borda dianteira 276. A borda dianteira 276 é a borda, na qual a face dianteira 274 e a face de topo 273 entram em contato uma com a outra. A borda dianteira 276 que conecta a face de topo 273 com a face dianteira 274 do membro de corte secundário 27 constitui a borda de corte para a trituração dos constituintes sólidos do fluido.

[00095] Como pode ser melhor visto na Figura 3, a respectiva face de fundo 272 de cada segundo membro de corte 27 está rente com a face traseira 22 do dispositivo de corte 2. A extensão radial do segundo membro de corte 27, isto é, a distância radial da superfície radialmente externa 271 a partir da periferia externa 24 do dispositivo de corte 2, determina a sobreposição do segundo membro de corte 27 com a face de fundo 32 do anel de trituração estacionário 3. Preferivelmente, a extensão radial de cada segundo membro de corte 27 é tão grande de modo que o membro de corte secundário 27 se projeta não apenas além da abertura central 33, mas também além das fendas 35 na periferia interna 34 da abertura central 33. Assim, durante a rotação do dispositivo de corte 2 o segundo membro de corte 27 completamente cobre a respectiva fenda 35 quando passa acima da referida fenda 35.

[00096] A face de fundo 32 do anel de trituração 3 pode ser proporcionada com uma reentrância anular 321 (Figura 3) sendo arranjada concentricamente com o orifício central 33 e tendo um diâmetro, que é medido de modo que os segundos membros de corte 27 giram dentro da reentrância anular 321.

[00097] Durante a operação, todos os constituintes sólidos no fluido que passam os primeiros membros de corte 25, 26 sem serem triturados ou sem serem suficientemente triturados serão (adicionalmente) triturados pela segunda ação de trituração entre os segundos membros de corte 27 e a face de fundo 32 do anel de trituração 3. Em particular, a borda dianteira 276 entre a face dianteira 274 e a face de topo 273 do segundo membro de corte 27 irá triturar ou cortar os referidos constituintes sólidos em cooperação com a face de fundo 32 do anel de trituração estacionário 3 e mais precisamente em cooperação com as bordas que delimitam as fendas 35 na face de fundo 32.

[00098] De modo a proporcionar uma muito eficiente segunda ação de trituração na face de fundo 32 do anel de trituração 3 é preferido que a borda dianteira 276 de cada segundo membro de corte 27 seja inclinada com relação à direção radial R em um ângulo de corte β (Figura 3). Assim, a borda dianteira 276 não se estende exatamente na direção radial R, mas é inclinada com relação à direção radial R de modo que a borda dianteira 276 e a direção radial R formam o ângulo de corte β. Quando visto na direção de rotação C, a borda dianteira 276 é inclinada para trás, o que quer dizer que a extremidade radialmente interna da borda dianteira 276 está adiante da extremidade radialmente externa da borda dianteira 276. Essa inclinação da borda dianteira 276 do segundo membro de corte 27 relativa à direção radial é vantajosa para alcançar um corte limpo e a fina trituração entre a borda dianteira 276 e as fendas 35 na face de fundo do anel de trituração 3.

[00099] Para alcançar uma eficiente segunda ação de trituração por meio da borda dianteira 276 é vantajoso, quando o ângulo de corte β é pelo menos 35° e no máximo 55°. Preferivelmente, o ângulo de corte β é na faixa a partir de 40° a 50° e ainda mais preferido, o ângulo de corte β é aproximadamente 45°.

[000100] De modo a eficientemente direcionar o material triturado em afastamento a partir do respectivo segundo membro de corte 27 e para guiar o material triturado em direção do impulsor de primeiro estágio 106, é preferido, que a face dianteira 274 de cada segundo membro de corte 27 seja configurada para ser inclinada com relação à direção axial A a um ângulo de inclinação α. Como mostrado na Figura 2, o ângulo de inclinação α é definido como o ângulo entre a direção axial A e a face dianteira 274. No estado montado da bomba de trituração centrífuga 100 o ângulo de inclinação α é o ângulo entre a face dianteira 274 do segundo membro de corte 27 e a direção vertical (direção de gravidade).

[000101] O ângulo de inclinação α é igual a 90° menos o ângulo entre a face de topo 273 e a face dianteira 274 do segundo membro de corte. Adicionalmente, o ângulo de inclinação α é igual a 90° menos o ângulo no qual a face dianteira 274 é inclinada com relação à direção radial.

[000102] Quando visto na direção de rotação C, a face dianteira 274 é inclinada para trás, que é a borda dianteira 276 está adiante da borda que conecta a face dianteira 274 e a face de fundo 272 do segundo membro de corte 27. Por essa inclinação o material triturado pela borda dianteira 276 desliza ao longo da face dianteira 274 e é orientado em direção do impulsor de primeiro estágio 106.

[000103] A face dianteira 274 pode ser projetada com o ângulo de inclinação α sendo pelo menos 40° e no máximo 60°. Preferivelmente, o ângulo de inclinação α é na faixa a partir de 45° a 55° e ainda mais preferido, o ângulo de inclinação α é aproximadamente 50°.

[000104] Como uma característica adicionalmente preferida as fendas 35 são projetadas e arranjadas de tal modo que apenas um dos dois segundos membros de corte 27 realiza uma ação de corte em qualquer momento no tempo durante a operação da bomba de trituração centrífuga. Essa característica pode ser realizada pelo número de fendas 35 e/ou por sua dimensão. Com referência particularmente à Figura 3, a modalidade de um conjunto de trituração 1 compreende treze fendas 35 na periferia interna 34 da abertura central 33 do anel de trituração 3. Cada fenda 35 é alinhada na direção axial A. Todas as fendas 35 são paralelas uma à outra e equidistantemente distribuídas ao longo da periferia interna 34 da abertura central. O dispositivo de corte 2 compreende exatamente os dois segundos membros de corte 27 arranjados diametricamente opostos na periferia externa 24 do dispositivo de corte 2. Essa configuração é um exemplo de como realizar a característica preferida que apenas um dos dois segundos membros de corte 27 realiza uma ação de corte a qualquer momento, como será explicado agora.

[000105] Como mostrado na Figura 3 o mais baixo dos segundos membros de corte 27 (de acordo com a representação na Figura 3) está apenas acabando de terminar uma ação de corte, pelo fato de que a sua borda dianteira 276 apenas alcança a extremidade da fenda 35, sobre a qual a borda dianteira 276 passou, em que "a extremidade da fenda 35" se refere à direção circunferencial. Ao mesmo tempo o mais alto dos segundos membros de corte 27 (de acordo com a representação na Figura 3) está apenas começando uma ação de corte, pelo fato de que a sua borda dianteira 276 apenas alcança o início da fenda 35, sobre a qual a borda dianteira 276 irá passar, em que "o início da fenda 35" se refere à direção circunferencial.

[000106] Assim, pode ser visto que a qualquer momento no tempo durante a operação da bomba de trituração centrífuga 100 é sempre apenas um segundo membro de corte 27 que realiza uma ação de corte na face de fundo 32 do anel de trituração.

[000107] A configuração com apenas um dos segundos membros de corte 27 cortando a qualquer momento no tempo durante a operação garante que o máximo torque disponível é proporcionado ao respectivo segundo membro de corte 27 para realizar a ação de corte. Isso é particularmente vantajoso para as referidas modalidades da bomba de trituração 100, onde apenas um baixo torque e/ou uma baixa potência está disponível para operar a bomba, por exemplo, quando a bomba de trituração centrífuga 100 é operada com um motor de fase única como a unidade de acionamento 110.

[000108] Adicionalmente, é preferido se configurar o conjunto de trituração 1 de modo que haja apenas um espaço muito pequeno entre o anel de trituração estacionário 3 e o dispositivo de corte giratório 2. Há dois espaços que proporcionam um espaço, ou seja o espaço na direção axial A entre os membros de corte secundários 27 e a face de fundo 32 do anel de trituração e o espaço em direção radial entre as protuberâncias 26 ou a periferia externa 24 do dispositivo de corte 2, respectivamente, e a periferia interna 34 do anel de trituração 3. Ambos os espaços são preferivelmente muito apertados para se evitar que qualquer material sólido fique emperrado entre as partes giratórias 27, 26, 24 e as respectivas partes estacionárias 32, 34. É particularmente preferido, quando cada um dos referidos dois espaços tem uma largura que não excede 0,15 mm. Ainda mais preferido cada um dos referidos espaços tem uma largura de aproximadamente 0,1 mm.

[000109] Durante a operação da bomba de trituração centrífuga 100 o fluido, por exemplo, os dejetos de esgoto, entram na bomba 100 através da entrada da bomba 103 e passam pelo conjunto de trituração 1 na entrada da bomba 103. Pela dupla ação de trituração do conjunto de trituração 1 todos os constituintes sólidos nos dejetos de esgoto tal como papel, farrapos, tecidos e assim por diante, são confiavelmente triturados de tal modo que os mesmos não vão entupir a bomba 100, por exemplo, bloquear um dos impulsores 106, 107 ou entupir os canais internos do difusor 109. Após ter passado pelo conjunto de trituração 1 o fluido flui para dentro da primeira câmara do impulsor 116, onde o mesmo é acionado pelo impulsor centrífugo de primeiro estágio 106. O impulsor de primeiro estágio 106 transporta o fluido para o canal de fluxo da primeira câmara do impulsor 116. A partir de lá o fluido entra no difusor em forma de disco 109, é guiado pelos canais internos radialmente para dentro em direção do eixo 108 e desviado para a direção axial A. O fluido é descarregado a partir do difusor 109 e entra na segunda câmara do impulsor 117 que flui essencialmente na direção axial A em direção do impulsor centrífugo de segundo estágio 107. O impulsor de segundo estágio 107 transporta o fluido para dentro do canal de fluxo da segunda câmara do impulsor 117 a partir de onde o fluido é descarregado através da saída de bomba 104 da bomba 100.

[000110] Deve ser entendido que a presente invenção não é restrita às modalidades de bomba com dois estágios de bomba. O conjunto de trituração 1 de acordo com a presente invenção pode também ser usado em bombas de trituração de um único estágio tendo apenas um impulsor ou em bombas de trituração que compreendem mais do que dois estágios, por exemplo, três ou quatro ou ainda mais estágios.

Claims

1. Conjunto de trituração para uma bomba de trituração, compreendendo um anel de trituração estacionário (3) configurado para ser montado em uma entrada (103) da bomba, e um dispositivo de corte (2) para girar sobre uma direção axial (A) e configurado para ser fixado a um eixo (108) da bomba, em que o anel de trituração (3) compreende uma face de topo (31), uma face de fundo (32), e uma abertura central (33) que se estende a partir da face de topo (31) para a face de fundo (32) e sendo delimitada em uma direção radial por uma periferia interna (34), em que uma pluralidade de fendas (35) que se estende na direção axial (A) é formada na periferia interna (34), em que o dispositivo de corte (2) é posicionado na abertura central (33) do anel de trituração (3), e compreende uma face dianteira (21) e uma face traseira (22), e em que a face dianteira (21) compreende uma pluralidade de primeiros membros de corte (25, 26) que se estende na direção axial (A) e voltados para as fendas (35) na periferia interna (34), caracterizado pelo fato de que a face traseira (22) do dispositivo de corte (2) compreende exatamente dois segundos membros de corte (27) se projetando além da abertura central (33) com relação à direção radial, os exatamente dois segundos membros de corte (27) sendo dispostos diametralmente opostos em uma periferia externa (24) do dispositivo de corte (2).

2. Conjunto de trituração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um segundo membro de corte (27) compreende uma face dianteira (274) sendo inclinada com relação à direção axial (A) a um ângulo de inclinação (α) de 40° a 60°.

3. Conjunto de trituração, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos um segundo membro de corte (27) compreende uma borda dianteira (276) sendo inclinada com relação à direção radial (R) em um ângulo de corte (β) de 35° a 55°.

4. Conjunto de trituração, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as fendas (35) são projetadas e arranjadas de tal modo que apenas um dos dois segundos membros de corte (27) realiza uma ação de corte a qualquer momento no tempo durante a operação.

5. Conjunto de trituração, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de primeiros membros de corte compreende pelo menos uma reentrância (25) na periferia externa (24) do dispositivo de corte (22), a referida reentrância formando a borda de corte.

6. Conjunto de trituração, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de primeiros membros de corte compreende pelo menos uma protuberância (26) que se estende a partir da face dianteira (21) do dispositivo de corte (2) na direção axial (A).

7. Conjunto de trituração, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que cada protuberância (26) compreende uma face dianteira (262) sendo inclinada com relação à direção radial em um ângulo dianteiro (ε) de 20° a 26°.

8. Conjunto de trituração, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma protuberância (26) compreende uma face dianteira (262) sendo inclinada com relação à direção radial em um ângulo dianteiro (ε) de 23°.

9. Conjunto de trituração, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma protuberância (26) compreende uma face dianteira (262) sendo inclinada com relação à direção radial em um ângulo dianteiro (ε) de 18° a 28°, e a face dianteira (262) da protrusão é inclinada, tal que uma borda radialmente externa delimitando a face dianteira (262) é arranjada na frente da extremidade traseira (264) quando vista na direção de rotação (C).

10. Bomba de trituração centrífuga que compreende um alojamento (102) com uma entrada de bomba (103) para um fluido para ser transportado, e uma saída de bomba (104) para descarregar o fluido, em que adicionalmente compreende pelo menos um impulsor (106, 107) para girar sobre uma direção axial (A) com o impulsor (106, 107) sendo arranjado em uma câmara do impulsor (116, 117), um eixo (108) configurado para girar o impulsor (106, 107), e um conjunto de trituração (1) como definido na reivindicação 1, arranjado na entrada da bomba (103) e configurado para a trituração dos constituintes do fluido, em que o anel de trituração (3) é montado na entrada da bomba, em que o dispositivo de corte (2) é conectado ao eixo (108) em um modo à prova de torque, e em que a face de fundo (32) do anel de trituração (3) e a face traseira (22) do dispositivo de corte (2) são arranjados para estarem voltados para a câmara do impulsor (116).

11. Bomba de trituração centrífuga, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que é configurada como a bomba centrífuga de múltiplos estágios, sendo que o pelo menos um impulsor (106, 107) compreende impulsores de primeiro estágio (106) e de segundo estágio e a câmara do impulsor é uma primeira câmara do impulsor (116), sendo que a bomba de triturador centrífuga inclui um impulsor de segundo estágio (107), o impulsor de primeiro estágio (106) sendo disposto na câmara do primeiro impulsor (116), e o impulsor de segundo estágio (107) sendo disposto na câmara do segundo impulsor (117), sendo que a bomba de triturador centrífuga adicionalmente compreende um difusor (109) configurado para guiar o fluido a partir da primeira câmara do impulsor (116) para o impulsor de segundo estágio (107), com o difusor (109) sendo arranjado entre o impulsor de primeiro estágio (106) e o impulsor de segundo estágio (107) com relação à direção axial (A), em que o impulsor de primeiro estágio (106) e o impulsor de segundo estágio (107) são conectados ao eixo (108) em um modo à prova de torque.

12. Bomba de trituração centrífuga, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o difusor (109) é projetado como um difusor em forma de disco (109) que delimita tanto a primeira câmara do impulsor (116), como também a segunda câmara do impulsor (117) com relação à direção axial (A).

13. Bomba de trituração centrífuga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizada pelo fato de que compreende uma unidade de acionamento (110) para girar o eixo (108) sobre a direção axial (A), em que a unidade de acionamento (110) é arranjada dentro do alojamento (102), e em que o impulsor de primeiro estágio (106) e o impulsor de segundo estágio (107) são arranjados entre a unidade de acionamento (110) e o conjunto de trituração (1) com relação à direção axial (A).

14. Bomba de trituração centrífuga, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que é projetada para a operação vertical com o eixo (108) que se estende em uma direção vertical, em que a unidade de acionamento (110) é arranjada acima do impulsor de primeiro estágio (106) e do impulsor de segundo estágio (107).

15. Bomba de trituração centrífuga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizada pelo fato de que é configurada como uma bomba submersível.

16. Bomba de trituração centrífuga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizada pelo fato de que é configurada como uma bomba de dois estágios.

17. Bomba de trituração centrífuga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, caracterizada pelo fato de que pelo menos um segundo membro de corte (27) compreende uma borda dianteira (276) sendo inclinada com relação à direção axial (A) em um ângulo de inclinação (α) de 45° a 55°.

18. Bomba de trituração centrífuga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, caracterizada pelo fato de que pelo menos um segundo membro de corte (27) compreende uma borda dianteira (276) sendo inclinada com relação à direção axial (A) em um ângulo de inclinação (α) de 50°.