DE102008057233A1

DE102008057233A1 - Vorrichtung zum Zerkleinern von in flüssigen Medien befindlichen Bestandteilen

Info

Publication number: DE102008057233A1
Application number: DE200810057233
Authority: DE
Inventors: Achim Nitzsche
Original assignee: ORPU PUMPENFABRIK GmbH
Current assignee: ORPU PUMPENFABRIK GmbH
Priority date: 2008-11-10
Filing date: 2008-11-10
Publication date: 2010-05-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von in flüssigen Medien befindlichen festen Bestandteilen und von Dickstoffen mit einem in einem Gehäuse drehgelagert angeordneten und abgedichtet geführten Bauteil mit einer Schneideinrichtung, wobei einlaufseitig ein feststehendes Schneidenteil 1 und ein rotierendes rotationssymmetrisches Schneidenteil 2 eine erste Schneideinrichtung bilden und in Strömungsrichtung räumlich getrennt von der ersten Schneideinrichtung eine zweite und dritte Schneideinrichtung dadurch gebildet sind, dass zwei rotierende Schneidenteile 3; 5 ein feststehendes Schneidenteil 4 einschließen. Die Vorrichtung ist insbesondere für den Einsatz in Kläranlagen geeignet, vor allem in solchen Kläranlagen, für die eine in Strömungsrichtung nachgeordnete Membrantechnologie vorgesehen ist. Sie ist nicht an wässrige Medien gebunden, sondern kann auch zum Zerkleinern von Inhaltsstoffen anderer Medien eingesetzt werden. Des Weiteren ist sie nicht nur für Pumpen einsetzbar, sondern ist ebenso zum Mischen und erforderlichenfalls Zerkleinern von getrennt zugeführten Medien geeignet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von in flüssigen Medien befindlichen Bestandteilen. Sie ist insbesondere als Schneideinrichtung in Pumpen zum Zerkleinern von in Abwasser mitgeführten festen Bestandteilen, Dickstoffen und dergleichen geeignet.
Pumpen mit Schneideinrichtungen sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. In DE 31 52 884 C2 und DE-AS 14 03 857 sind derartige Pumpen beschrieben, die teils mit Halbscheiben oder mit Zerkleinerungsrotoren arbeiten, bei denen jedoch nur dann ein ungestörter verstopfungsfreier Weitertransport des Fördergutes möglich ist, wenn der Pumpenlaufradquerschnitt und die Pumpenlaufradhöhe aufeinander abgestimmt sind.
DE 37 03 647 C2 offenbart eine Kreiselpumpe mit einer Zerkleinerungseinrichtung, die durch ein mit radialen Durchtrittsöffnungen versehenes umlaufendes Teil und ein damit zusammenwirkendes feststehendes Teil gebildet wird. Das feststehende Teil bildet einen Ring, der das umlaufende Teil umschließt und mit einer Mehrzahl von Zähnen versehen ist. Die über relativ enge Öffnung vorgesehene Zuströmung bewirkt bei dieser technischen Lösung die große Gefahr von Verstopfungen.
Die DE 44 38 841 C2 und die DE 195 39 564 C1 beschreiben jeweils Pumpen mit einer im Ausgangsstutzen angeordneten Schneideinrichtung, die aus einem feststehenden Schneidmesser mit Einlauföffnungen und einem rotierenden Gegenmesser gebildet wird.
Den genannten technischen Lösungen ist gemeinsam, dass die festen und dickförmigen Bestandteile des Fördergutes nur auf relativ große Abmessungen geschnitten beziehungsweise zerkleinert werden können. Dieses Ergebnis genügte zwar den bisher insbesondere für Kläranlagen gestellten Betriebsbedingungen, wird jedoch heutigen und künftigen Anforderungen nach wesentlich kleinerem Schneidgut, wie es zum Beispiel der Einsatz der Membrantechnologie in Kläranlagen voraussetzt, nicht mehr gerecht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, die zuverlässig und kostengünstig das Zerkleinern von in flüssigen Medien vorhandenen festen Bestandteilen und von Dickstoffen in Schneidgut mit möglichst kleinen Abmessungen beziehungsweise kleiner Konsistenz gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Zerkleinern von in flüssigen Medien befindlichen festen Bestandteilen und von Dickstoffen mit einem in einem Gehäuse drehgelagert angeordneten und abgedichtet geführten Bauteil mit einer Schneideinrichtung gelöst, wobei einlaufseitig ein feststehendes Schneidenteil und ein rotierendes rotationssymmetrisches Schneidenteil eine erste Schneideinrichtung bilden und in Strömungsrichtung räumlich getrennt von der ersten Schneideinrichtung eine zweite und dritte Schneideinrichtung dadurch gebildet sind, dass zwei rotierende Schneidenteile ein feststehendes Schneidenteil einschließen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das rotierende Schneidenteil kraft- oder formschlüssig mit dem rotierenden Bauteil verbunden.
Eine besonders bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, das rotierende Bauteil und das rotierende Schneidenteil als ein einstückiges rotierendes Bauteil ausgebildet sind.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung weisen die Schneidenteile an ihren Schneidkanten Schneidkonturen aufweisen, die vorzugsweise als gerade oder konkav oder konvex gewölbte Schnittkanten ausgebildet sind.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung ist das eingangsseitig feststehend angeordnete Schneidenteil als konisches, kegelstumpfartiges, kalottenartiges oder ebenes Bauelement ausgebildet und folgt das rotierende Schneidenteil in seiner Geometrie der jeweiligen Kontur des feststehenden Schneidenteiles.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung weisen die Schneidenteile Durchbrüche auf, die symmetrisch oder asymmetrisch zueinander angeordnet sind.
Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung zum Mischen von getrennt zugeführten flüssigen Fördergütern verwendet werden.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
1 den Schnitt durch eine Pumpe mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2 Teil eines Schnittes durch eine Pumpe mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die einen ebenförmig ausgebildeten Einlauf aufweist
3 Teil eines Schnittes durch eine Pumpe mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem kalottenförmig ausgebildeten Einlauf
4 Teil eines Schnittes durch eine Pumpe mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem kegelstumpfförmig ausgebildeten Einlauf
5 Draufsicht auf das Schneidenteil des Einlaufes mit symmetrisch angeordneten Durchbrüchen
6 Draufsicht auf das Schneidenteil des Einlaufes mit asymmetrisch angeordneten Durchbrüchen.
1 zeigt eine Pumpe mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie zum Fördern von Abwasser und zum Zerkleinern darin befindlicher mehr oder weniger fester Bestandteile eingesetzt werden soll.
In dem Gehäuse 6 ist rotierend auf der Welle 11 das als Laufrad ausgebildete Bauteil 15 angeordnet. Die Welle 11 ist durch die Dichtung 12 zum übrigen Pumpenteil angedichtet. Mit dem Bauteil 15 sind formschlüssig die Schneidenteile 2 und 3 verbunden. Das mit dem am Gehäusedeckel 7 verbundenen Schneidenteil 1 bildet mit dem Schneidenteil 2 eine erste Schneideinrichtung mit den Schneidkanten 1a und 2a. Das Ende des Schneidenteiles 2 ist in Richtung des rotierenden Bauteiles 15 als Schneidenteil 3 ausgeformt. Das Schneidenteil 3 wiederum bildet mit dem feststehenden Schneidenteil 4, das als Endstück des Schneidenteiles 1 ausgeformt ist, mit den Schneidkanten 3a und 4a die zweite Schneideinrichtung. Das feststehende Schneidenteil 4 bildet zugleich mit dem rotierenden Schneidenteil 5 mit den Schneidkanten 4b und 5a die dritte Schneideinrichtung. Wie aus 1 und auch aus 2 zu ersehen ist, sind die erste und die zweite Schneideinrichtung räumlich voneinander getrennt. Das Bauteil 15 weist das ausgeformte Schneidenteil 5 auf, das – wie bereits dargelegt – mit dem Schneidenteil 4 die dritte Schneideinrichtung bildet. Das Schneidenteil 5 besitzt in diesem Ausführungsbeispiel die Kontur und die Funktion eines mehrschaufligen Kreiselrades.
2, 3 und 4 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei denen jeweils die erste Schneideinrichtung unterschiedliche geometrische Ausbildungen aufweist. Diese kann als konisches Bauteil, als stumpfförmiger Konus, kalottenförmig oder als ebenes Bauelement ausgebildet sein. 2 zeigt in diesem Zusammenhang, dass das Bauteil 15 und das Schneidenteil 2 als einstückiges rotierendes Bauteil 18 ausgebildet sind.
5 und 6 zeigen die Draufsicht auf das Schneidenteil 1 mit jeweils unterschiedlich ausgebildeten und angeordneten Durchbrüchen 16 und 17. Während die Durchbrüche 16 in der 5 symmetrisch angeordnet sind, zeigt die 6 eine asymmetrische Anordnung der Durchbrüche 17. Die asymmetrische oder symmetrische Anordnung der Durchbrüche 16, 17 setzt sich auch in ähnlichen Ausbildungen der Durchbrüche in der zweiten und dritten Schneideinrichtung fort.
Die symmetrische oder asymmetrische Anordnung der Durchbrüche 16; 17 ist für das Drehmomentverhalten und den Geräuschpegel der erfindungsgemäßen Vorrichtung von besonderer Bedeutung.
Als wesentlich für den angestrebten Zweck der erfindungsgemäßen Vorrichtung, möglichst kleines Schneidgut zu erhalten, hat sich erwiesen, dass die erste und die zweite Schneideinrichtung räumlich voneinander getrennt sind. In dem dadurch gebildeten räumlichen Bereich 19 bewirken die sich ergebenden hydrodynamischen Verhältnisse eine Verwirbelung des Fördergutes mit einer gewollten zufälligen Zuführung des Fördergutes zur zweiten und in der Folge zur dritten Schneideinrichtung mit dem Ergebnis, dass sehr kleines Schneidgut erhalten wird. Durch den im räumlichen Bereich 19, der im vorliegenden Beispiel als Saugmund ausgebildet ist, wird das Fördergut durch den Einlauf 10 zum als rotierendes Bauteil 15, 18 ausgebildeten Laufrad angesaugt, passiert dabei die erste Schneideinrichtung, wird im Saugmund verwirbelt und passiert danach zwangsweise die zweite und dritte Schneideinrichtung, wodurch die im Fördergut mitgeführten mehr oder weniger festen Bestandteile wie gewünscht zerkleinert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere für den Einsatz in Kläranlagen geeignet, vor allem in solchen Kläranlagen, für die eine in Strömungsrichtung nachgeordnete Membrantechnologie vorgesehen ist.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nicht an wässrige Medien gebunden, sondern kann auch zum Zerkleinern von Inhaltsstoffen anderer Medien eingesetzt werden.
Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur für Pumpen einsetzbar, sondern kann ebenso zum Mischen und erforderlichenfalls Zerkleinern von getrennt zugeführten Medien eingesetzt werden. Zu diesem Zweck können an dem feststehend angeordneten Schneidenteil 1 die jeweiligen Medien einlaufseitig über die Durchbrüche 11 und 12 getrennt zugeführt werden.

1: Schneidenteil
1a: Schneidkante
2: Schneidenteil
2a: Schneidkante
3: Schneidenteil
3a: Schneidkante
4: Schneidenteil
4a: Schneidkante
4b: Schneidkante
5: Schneidenteil
5a: Schneidkante
6: Gehäuse
7: Gehäusedeckel
8: Druckstutzen
9: Druckstutzenflansch
10: Einlauf
11: Welle
12: Dichtung
13: Durchbruch
14: Durchbruch
15: rotierendes Bauteil
16: Durchbruch
17: Durchbruch
18: rotierendes Bauteil
19: räumlicher Bereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3152884 C2 [0002]
- DE 1403857 [0002]
- DE 3703647 C2 [0003]
- DE 4438841 C2 [0004]
- DE 19539564 C1 [0004]

Claims

Vorrichtung zum Zerkleinern von in flüssigen Medien befindlichen festen Bestandteilen und von Dickstoffen mit einem in einem Gehäuse drehgelagert angeordneten und abgedichtet geführten Bauteil mit einer Schneideinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass einlaufseitig ein feststehendes Schneidenteil (1) und ein rotierendes rotationssymmetrisches Schneidenteil (2) eine erste Schneideinrichtung bilden und in Strömungsrichtung räumlich getrennt von der ersten Schneideinrichtung eine zweite und dritte Schneideinrichtung dadurch gebildet sind, dass zwei rotierende Schneidenteile (3; 5) ein feststehendes Schneidenteil (4) einschließen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rotierende Schneidenteil (3) kraft- oder formschlüssig mit dem rotierenden Bauteil (15) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (15) und das Schneidenteil (3) einstückig als rotierendes Bauteil (18) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidenteile (1; 2; 3; 4 und 5) an ihren Schneidkanten (1a; 2a; 3a; 4a; 4b und 5a) Schneidkonturen aufweisen, die vorzugsweise als gerade oder konkav oder konvex gewölbte Schnittkanten ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende Schneidenteil (1) als konisches, kegelstumpfartiges, kalottenartiges oder ebenes Bauelement ausgebildet ist und das rotierende Schneidenteil (2) in seiner Geometrie der jeweiligen Kontur des feststehenden Schneidenteiles (1) folgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidenteile (1; 2; 3; 4 und 5) Durchbrüche (16; 17) aufweisen, wobei die Durchbrüche (16; 17) symmetrisch oder asymmetrisch zueinander angeordnet sind.
Verwendung der Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 zum Mischen von getrennt zugeführten flüssigen Fördergütern.