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Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehkolbenpumpe mit in einem eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweisenden Pumpengehäuse um Achsen drehbaren Kolben sowie einlassöffnungsseitig angeordnetem Zerkleinerungselement, das feststehend ausgebildet ist und in dem Pumpengehäuse einlassöffnungsseitig oder in einem zu der Einlassöffnung führenden Anschluss angeordnet ist, unter Einhaltung eines Spaltes zum naheliegenden Kolben und entgegen dessen Drehrichtung sich in das Pumpengehäuse erstreckt und ein Schneidelement aufweist.
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Drehkolbenpumpen sind selbstansaugende oder bedingt selbstansaugende ventillose positive Verdrängerpumpen mit ineinanderlaufenden Drehkolben. Als Vakuumpumpen werden diese auch mit berührungslos arbeitenden Rotoren gefertigt. Durch die Drehung des Rotorenpaares entsteht an einer Ansaugseite ein Unterdruck, um ein Fördermedium anzusaugen. Sodann gelangt das Fördermedium durch die Rotoren an der Innenwand des Pumpengehäuses vorbei in den Druckbereich.
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Werden entsprechende Drehkolbenpumpen in Vakuumabwassersystemen eingesetzt, besteht das Risiko, dass sich im Fördermedium befindliche Textilien um die Drehkolben herumwickeln, so dass die Funktionstüchtigkeit beeinträchtigt oder sogar unterbunden wird.
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Aus der
DE 1 129 373 B ist eine Umlaufpumpe zur Förderung von Abwässern bekannt, deren Pumpenkörper als elliptische Scheibe mit am Umfang vorgesehenen Zähnen ausgebildet ist, die mit am inneren Umfang des Pumpengehäuses angeordneten Rillen zusammenwirken, um in der Flüssigkeit vorhandene Verunreinigungen zu vergleichmäßigen und zu zerkleinern.
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Bei einem Vakuumsystem nach der
EP 0 287 350 B1 wird in dem Förderweg von in einem Vakuumsystem geförderter Flüssigkeit ein Mahlwerk angeordnet, um Feststoffe zu zerkleinern.
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Eine in der
DE 100 30 957 C1 beschriebene Kreiskolbenpumpe weist im Einlassbereich, ggf. auch im Auslassbereich ein Schneidfilter auf. Dieses wirkt mit spitzwinkeligen Kantenleisten der Rotoren der Kreiskolbenpumpe nach Art eines Messer-Zerkleinerers zusammen. Alternativ besteht die Möglichkeit, im Einlassbereich Gegenschneiden anzuordnen, die mit den austauschbaren Kantenleisten eine Schneidwirkung wie eine Schere erreichen können.
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Bei einer Vakuumentwässerungsanlage nach der
DE 690 09 738 T2 wird zum Fördern von Wasser eine Schraubenspindelpumpe benutzt, die einlassseitig ein stehendes Messer auf weist, an dem ein vom Schaft der Schraubenspindel ausgehendes rotierendes Messer vorbeibewegt wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Drehkolbenpumpe, insbesondere zur Verwendung in einem Vakuumabwassersystem, derart weiterzubilden, dass sichergestellt ist, dass Feststoffe, insbesondere Textilien, zu einer Störung des Betriebs nicht führen, ohne dass es Veränderungen an den rotierenden Kolben bedarf.
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Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass das Zerkleinerungselement aus einem quaderförmigen Basisabschnitt mit einem sich zu seinem freien Ende hin verjüngenden, im Schnitt eine V-Form bildenden Ende als das Schneidelement besteht, das zum Zerreißen von von der Drehkolbenpumpe geförderten Feststoffen eine Sägezahnform aufweist.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre werden insbesondere Textilien, die sich in den zu fördernden Medien befinden, beim Vorbeiströmen an dem Zerkleinerungselement erfasst und beim weiteren Fördern durch dieses zerrissen, so dass ein Umwickeln größerer Textilien um die Kolben ausgeschlossen wird mit der Folge, dass die Funktionstüchtigkeit gewährleistet ist.
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Unabhängig hiervon wird vorgeschlagen, dass die Einlassöffnung entlang parallel zu den Achsen verlaufende Begrenzungen aufweist und dass von zumindest einer Begrenzung das Zerkleinerungselement, vorzugsweise von jedem der Begrenzungselemente ein Zerkleinerungselement ausgeht.
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Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, dass auch bei größeren Querschnitten der Einlassöffnung gewährleistet wird, dass möglicherweise zu Störungen führende Feststoffe von den Zerkleinerungselementen erfasst und somit zerkleinert werden.
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Erfindungsgemäß wird ein Schneidelement vorzugsweise in der Eingangsöffnung der Drehkolbenpumpe angeordnet und starr am Pumpengehäuse befestigt. Dabei ist das Schneidelement gezahnt.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen:
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1 einen Funktionsablauf einer Drehkolbenpumpe nach dem Stand der Technik,
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1b einen Funktionsablauf einer erfindungsgemäß weitergebildeten Drehkolbenpumpe,
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2–7 verschiedene Ausführungsformen von Anordnungen von Zerkleinerungselementen, die mit einer Drehkolbenpumpe verbunden sind, und
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8 ein erfindungsgemäßes Zerkleinerungselement.
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Anhand der Figuren soll eine Anordnung und Ausführungsform eines Zerkleinerungselements erläutert werden, das im Zulauf einer Drehkolbenpumpe 10 bekannter Bauart angeordnet wird. Die Drehkolbenpumpe 10 weist in bekannter Weise ein Pumpengehäuse 12 mit Einlassöffnung 14 und Auslassöffnung 16 auf, die von einem Einlassstutzen 18 bzw. Auslassstutzen 20 begrenzt sind. Innerhalb des Pumpengehäuses 12 sind zwei um Achsen 22, 24 gegensinnig drehbare Kolben 26, 28 gelagert, die ein Rotorenpaar bilden. Durch Drehen der Kolben 26, 28 wird an der Einlassöffnung 14, also an der Rückseite ein Unterdruck erzeugt, um in Richtung des Pfeils 30 ein zu förderndes Medium anzusaugen. Entsprechende Drehkolbenpumpen werden in Vakuumentwässerungsanlagen eingesetzt.
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In 1 ist die Funktion einer entsprechenden Drehkolbenpumpe 10 dargestellt, wie diese nach dem Stand der Technik arbeitet. Da beim Fördern von Flüssigkeit in dieser Feststoffe, wie z. B. Textilien 32, enthalten sind, können sich diese dann, wenn diese relativ lang sind, um einen Kolben wickeln, wie dies anhand der 1a beim Bewegungsablauf des Kolbens 28 (Stufen 1 bis 8) verdeutlicht wird. Hierdurch bedingt wird die Funktion der Drehkolbenpumpe 10 eingeschränkt bzw. die Pumpe außer Betrieb gesetzt.
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Um dies zu verhindern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass am Einlassbereich des Pumpengehäuses 12 ein oder mehrere Zerkleinerungselemente nachstehend beschriebener Art stationär befestigt werden, an denen entsprechende Materialien wie Textilien vorbeiströmen mit der Folge, dass diese durch das Zerkleinerungselement zerrissen werden und infolgedessen keine langgestreckten Textilien in das Pumpengehäuse 12 gelangen können.
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Somit unterbleibt ein Umwickeln des Kolbens 26 bzw. 28, wie dies prinzipiell der 1b entnehmbar ist. Man erkennt, dass die ankommende Textilie 32 über das Zerkleinerungselement 38 gezogen und in Teilstücke 34, 36 zerrissen wird, die infolgedessen somit problemlos über die Auslassöffnung 16 aus dem Pumpengehäuse 12 gefördert werden können. Ein Umwickeln des Kolbens 28 unterbleibt.
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Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, entsprechende Zerkleinerungselemente im Einlassbereich des Pumpengehäuses 12 anzuordnen bzw. auszubilden. Dabei weist der Einlassbereich bzw. -stutzen 18 im Schnitt vorzugsweise eine Rechteckgeometrie auf, wie die rechten Darstellungen in den 2 bis 7 verdeutlichen. Hierdurch soll jedoch eine Beschränkung der erfindungsgemäßen Lehre nicht erfolgen. Unabhängig hiervon werden grundsätzlich für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Beim Ausführungsbeispiel der 2 ist ein Zerkleinerungselement 38 strömungsseitig an der unteren inneren Fläche 40 des Einlassstutzens 18, d. h., an dessen unterer Begrenzung 42 befestigt, die parallel oder in etwa parallel zu den Achsen 22, 24 der Kolben 26, 28 verläuft. Entsprechend erstreckt sich die obere Begrenzung 44 des Einlassstutzens 18.
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Über Befestigungselemente wie Schrauben 46 ist das Zerkleinerungselement 38 befestigt, das eine Geometrie aufweisen kann, wie diese der 8 zu entnehmen ist und nachstehend näher erläutert wird. Unabhängig hiervon ergibt sich aus der 2, dass sich das Zerkleinerungselement 38 mit einem vorderen Abschnitt 48 innerhalb des Pumpengehäuse 12 und entgegen der Drehrichtung des zugeordneten Kolbens 28 erstreckt, wobei zwischen Spitze 50 des Abschnitts 48 und Umfangsfläche des Kolbens 28 ein Spalt 52 verbleibt, der minimal zwischen 1 mm und 2 mm liegen sollte. Die Spitze 50 besitzt eine Zerreiß- bzw. Schneidfunktion und kann die der 8 zu entnehmenden Geometrie aufweisen. Der vordere Abschnitt 48 kann daher auch als Schneidelement bezeichnet werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 ist das Zerkleinerungselement 38 an der Innenfläche 54 der oberen Begrenzung 44 des Einlassstutzens 18 befestigt. Man erkennt, dass der sich in das Innere des Gehäuses 12 erstreckende Abschnitt 48 (Schneidelement) eine Sägezahnstruktur aufweist, wie die rechte Darstellung in 2 verdeutlicht. Das Schneidelement ist entgegen der Drehrichtung des Kolbens 28 gerichtet.
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Auch das Zerkleinerungselement 38 der 3 weist entsprechend der rechten Darstellung eine Sägezahngeometrie in seinem vorderen Abschnitt 48 auf, der sich in das Innere des Gehäuses 12 erstreckt, wobei die Spitze 50 ebenfalls zu dem an dem Zerkleinerungselement 38 sich vorbei bewegenden Kolben 26 einen Spalt einhält, der minimal 1 mm bis 2 mm beträgt, also dann, wenn der Kolben 28 sich mit seiner maximalen Erstreckung an der Spitze 50 vorbeibewegt.
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Das Ausführungsbeispiel der 4 sieht sowohl an der oberen Begrenzung 44 als auch an der unteren Begrenzung 42 jeweils ein Zerkleinerungselement 38 vor, dessen Konstruktion der der 2 und 3 entspricht, so dass auf die entsprechenden Erläuterungen verwiesen wird.
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Andere Befestigungsarten des Zerkleinerungselements 38 ergeben sich aus den 5, 6, und 7. So geht der vordere die eigentliche Schneidfunktion ausübende Abschnitt 48 von einem U-förmigen Rahmen 54 aus, dessen Seitenschenkel 56, 58 an den Seitenbegrenzungen 60, 62, und zwar an deren Innenflächen befestigt sind. Dabei erstreckt sich nach dem Ausführungsbeispiel der 5 das Zerkleinerungselement entlang der unteren Begrenzung 42 des Einlassstutzens 18, ist folglich dem in der Zeichnung unteren Kolben 28 zugeordnet. Im Ausführungsbeispiel der 6 erstreckt sich das entsprechende Zerkleinerungselement entlang der oberen Begrenzung 44 des Einlassstutzens 18 und ist somit dem Kolben 26 zugeordnet.
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Nach der zeichnerischen Darstellung der 7 ist ein Zerkleinerungselement sowohl im Bereich der oberen Begrenzung 44 als auch der unteren Begrenzung 42 angeordnet und weist entsprechend der 5 und 6 jeweils einen Rahmen 54 auf, von dem der das Schneid- bzw. Reißelement bildende Abschnitt 48 ausgeht und sich abschnittsweise in das Innere des Pumpengehäuses 12 erstreckt, wie dies zuvor erläutert worden ist.
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Gemäß 8 weist das Zerkleinerungselement 38 einen Basiskörper 100 auf, der entweder mit der unteren oder oberen Begrenzung 42, 44 des Einlassstutzens 48 oder unmittelbar mit einem Rand des Gehäuses 12 verbunden wie verschraubt ist oder ein Abschnitt des anhand der 5 bis 7 beschriebenen U-Rahmens ist.
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Am vorderen Längsrand des Basiskörpers 100 ragt der in den Figuren mit dem Bezugszeichen 48 gekennzeichnete spitz zulaufende Abschnitt ab, dessen Erstreckung derjenigen entspricht, wie diese im Zusammenhang mit den 2 bis 7 erläutert worden ist. Der entsprechende Abschnitt (Abschnitt 48 in den 2 bis 7) weist im Schnitt jeweils eine V-Form auf und verjüngt sich zu einer Spitze hin. Der Abschnitt 48 verläuft zu dem Basiskörper 100 geneigt, um entsprechend mit seiner inneren Fläche die von der Einlassöffnung 14 aufgespannte Ebene unter einem spitzen Winkel zu schneiden. Entlang der Außenseite des Vorsprungs 48 bewegt sich der Kolben 26, 28 unter Einhaltung des Spalts 52.
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Das in 8 dargestellte Zerkleinerungselement 38 weist in seinem vorderen Abschnitt 48, also das Schneidelement, eine Sägezahnstruktur entsprechend der 2 bis 7 auf.
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Erstreckt sich die vordere Spitze des Zerkleinerungselements 38 bevorzugterweise in das Pumpengehäuse 12 hinein, so kann auch ein Verlauf außerhalb von diesem vorgesehen sein, ohne die erfindungsgemäße Lehre zu verlassen.
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Gleiches gilt in Bezug auf die Befestigungsart des jeweiligen Zerkleinerungselements. Auch kann das Zerkleinerungselement 38 derart positioniert werden, dass der Querschnitt der Einlassöffnung 14 nicht verengt wird.
