DE102011077545A1 - Centrifugal pump with integrated cutting unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpenanordnung mit einem Schneidwerk (1), das vor dem Zustrom des Mediums in ein Laufrad (2) angeordnet ist. Das Schneidwerk (1) weist eine Schneidfläche (3) mit Öffnungen (5) auf, durch die das Medium strömt. Ein rotierender Schneidkörper (4) liegt an der Schneidfläche (3) an. Der Schneidkörper (4) und das Laufrad (2) werden gemeinsam von einem Motor (11) in Rotation versetzt. Erfindungsgemäß ist dem Motor (11) eine Steuereinrichtung zugeordnet, welche das Laufrad (2) und den Schneidkörper (4) intervallweise in unterschiedlicher Rotationsrichtung umlaufen lässt. Das Laufrad (2) weist Schaufeln (16) auf, die sich in rein radialer Richtung erstrecken. Dadurch weist die Kreiselpumpe in beiden Drehrichtungen die gleiche Kennlinie auf.The invention relates to a centrifugal pump arrangement with a cutting unit (1) which is arranged before the inflow of the medium into an impeller (2). The cutting unit (1) has a cutting surface (3) with openings (5) through which the medium flows. A rotating cutting body (4) bears against the cutting surface (3). The cutting body (4) and the impeller (2) are set in rotation by a motor (11) in rotation. According to the invention, a control device is assigned to the motor (11), which rotates the impeller (2) and the cutting body (4) at intervals in different directions of rotation. The impeller (2) has blades (16) which extend in a purely radial direction. As a result, the centrifugal pump in both directions of rotation on the same characteristic.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpenanordnung mit einem Schneidwerk, das vor dem Zustrom des Mediums in ein Laufrad angeordnet ist, wobei das Schneidwerk eine Schneidfläche mit Öffnungen durch die das Medium strömt und einen rotierenden Schneidkörper aufweist, der an der Schneidfläche anliegt, wobei der Schneidkörper und das Laufrad gemeinsam von einem Motor in Rotation versetzt werden.The invention relates to a centrifugal pump assembly with a cutting mechanism, which is arranged in front of the inflow of the medium in an impeller, the cutting mechanism having a cutting surface with openings through which the medium flows and has a rotating cutting body, which abuts the cutting surface, wherein the cutting body and the Impeller be put together by a motor in rotation.
Bei der Förderung von kommunalen Abwässern mit groben und fasrigen Beimengungen müssen die Pumpen und Rohrleitungen sehr groß dimensioniert sein, so dass sie einen ausreichend großen Querschnitt aufweisen, damit es nicht zu Verstopfungen kommt. Die Pumpen und Rohrleitungen nehmen dadurch viel Raum ein und stellen einen hohen Investitionsbedarf dar.When pumping municipal sewage with coarse and fibrous admixtures, the pumps and piping must be very large in size so that they have a sufficiently large cross-section to prevent clogging. The pumps and pipelines take up a lot of space and represent a high investment requirement.
Um auch kleinere Pumpen und Rohrleitungen einsetzen zu können, muss zur Vermeidung von Verstopfungen ein Schneidwerk verwendet werden, wie es in der
Im Gegensatz dazu wird bei gattungsgemäßen Vorrichtungen gemäß dem Oberbegriff der Erfindung Kreiselpumpen mit integriertem Schneidwerk eingesetzt. Die Zerkleinerung der festen Bestandteile erfolgt mittels eines Schneidwerks, bei dem das Medium durch Öffnungen strömt, die in einer Schneidfläche eingebracht sind, wobei vor und/oder nach der Schneidfläche ein rotierender Schneidkörper an der Schneidfläche anliegt.In contrast, in generic devices according to the preamble of the invention centrifugal pumps are used with integrated cutting unit. The comminution of the solid components by means of a cutting unit, in which the medium flows through openings which are introduced in a cutting surface, wherein before and / or after the cutting surface, a rotating cutting body rests against the cutting surface.
Es sind im Stand der Technik allerdings auch ganz andere Prinzipien zur Feststoffzerkleinerung bekannt, bei denen, im Gegensatz zu den gattungsgemäßen Vorrichtungen, kein Schneidwerk zur Feststoffzerkleinerung eingesetzt wird.However, completely different principles for comminution of solids are known in the prior art, in which, in contrast to the generic devices, no cutting unit for solids comminution is used.
So wird in der
Auch in der
Die
Mit zunehmender Betriebsdauer nimmt bei Schneidwerken die Schneidwirkung aufgrund des Verschleißes der Schneidkanten ab. Dadurch steigt die Verstopfungsgefahr. Hauptursache für den Verschleiß sind mineralische oder metallische Beimengungen im Abwasser, die dazu führen, dass die auflaufenden Schneidkanten sowohl des rotierenden als auch des feststehenden Teils stumpf werden. Die ablaufenden Kanten sind davon nicht betroffen.With increasing operating time, the cutting action of cutters decreases due to the wear of the cutting edges. This increases the risk of clogging. The main cause of wear is mineral or metallic admixtures in the waste water, which cause the leading edges of both the rotating and fixed parts to become dull. The running edges are not affected.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe mit integriertem Schneidwerk anzugeben, die einen hohen Wirkungsgrad aufweist und deren Schneidwerk auch über lange Betriebsphasen eine hohe Schneidwirkung gewährleistet.Against this background, the present invention seeks to provide a centrifugal pump with integrated cutting, which has a high efficiency and their cutting ensures a high cutting efficiency even over long periods of operation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem Motor eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, welche das Laufrad und den Schneidkörper intervallweise in unterschiedlichen Rotationsrichtungen umlaufen lässt, wobei sich die Schaufeln des Laufrades in rein radialer Richtung erstrecken, so dass die Kreiselpumpe in beiden Rotationsrichtungen die gleiche Kennlinie aufweist.This object is achieved in that the motor is associated with a control device which can circulate the impeller and the cutting body at intervals in different directions of rotation, wherein the blades of the impeller extend in a purely radial direction, so that the centrifugal pump in both directions of rotation the same characteristic having.
Die Kreiselpumpenanordnung umfasst ein Laufrad, das von einer Welle angetrieben wird, die von einem Motor in Rotation versetzt wird. Erfindungsgemäß umfasst die Kreiselpumpenanordnung eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, den Motor in unterschiedlichen Rotationsrichtungen zu betreiben. Dadurch laufen das Laufrad und der Schneidkörper gemeinsam intervallweise in wechselnden Rotationsrichtungen um.The centrifugal pump assembly includes an impeller driven by a shaft that is rotated by a motor. According to the invention, the centrifugal pump arrangement comprises a control device which is set up to operate the motor in different directions of rotation. As a result, run the impeller and the cutting body together at intervals in changing rotational directions.
Die regelmäßige Drehrichtungsumkehr kann durch einen Elektromotor mit entsprechendem Schaltwerk als Steuereinrichtung erfolgen, wobei als Elektromotor insbesondere ein dreiphasiger Synchronmotor, ein Asynchronmotor, ein Gleichstrommotor oder ein Allstrommotor eignen. Die Drehrichtungsumkehr bewirkt eine selbst schärfende Wirkung des Schneidwerks. Dabei werden die ablaufenden Schneidkanten des rotierenden Schneidkörpers und der Schneidfläche geschärft, während die auflaufenden Kanten verschleißen. Durch einen regelmäßigen Wechsel der Drehrichtung wird gewährleistet, dass die Schneidfähigkeit erhalten bleibt. Damit wird eine hohe Lebensdauer des Schneidwerks gesichert.The regular direction reversal can be done by an electric motor with a corresponding rear derailleur as a control device, wherein as an electric motor in particular a three-phase synchronous motor, an asynchronous motor, a DC motor or an AC motor are suitable. The reversal of direction causes a self-sharpening effect of the cutting unit. The running cutting edges of the rotating cutting body and the cutting surface are sharpened while the leading edges wear out. A regular change of the direction of rotation ensures that the cutting ability is maintained. This ensures a long life of the cutting unit.
Erfindungsgemäß wird ein Laufrad eingesetzt, dessen Schaufeln sich ausgehend von der Drehachse geradlinig nach außen erstrecken. Durch Verwendung eines Laufrades mit einer Beschaufelung, die sich geradlinig in rein radialer Richtung nach außen erstreckt, wird eine drehrichtungsunabhängige Fördercharakteristik der Kreiselpumpe erreicht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kreiselpumpen, mit gekrümmtem Schaufelverlauf, ist die Kennlinie und die Leistungsaufnahme und somit die Laufradwirkung in beiden Drehrichtungen gleich.According to the invention, an impeller is used whose blades extend straight from the axis of rotation to the outside. By using an impeller with a blading, which extends in a straight line in a purely radial outward direction, a rotational direction-independent conveying characteristic of the centrifugal pump is achieved. In contrast to conventional centrifugal pumps, with a curved blade profile, the characteristic curve and the power consumption and thus the impeller effect are the same in both directions of rotation.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung ist der Strömungsraum zwischen Laufrad und Gehäuse spiegelsymmetrisch zur Druckstutzenachse ausgebildet. Vorzugsweise wird das Laufrad von einem Ringraumgehäuse umgeben. Durch ein solches Gehäuse wird, im Gegensatz zu einem Spiralgehäuse, eine drehrichtungsunabhängige Fördercharakteristik erreicht. Die Pumpenkennlinie und die Wirkungsgradkennlinie der Kreiselpumpe sind in beiden Rotationsrichtungen identisch.In a particularly advantageous embodiment, the flow space between the impeller and the housing is formed mirror-symmetrically to the discharge nozzle axis. Preferably, the impeller is surrounded by an annular space housing. By such a housing, in contrast to a spiral housing, a direction of rotation-independent conveying characteristic is achieved. The pump characteristic and the efficiency curve of the centrifugal pump are identical in both directions of rotation.
Der Schneidkörper ist mit dem Laufrad drehfest verbunden. Dabei erweist es sich als besonders günstig, wenn der Schneidkörper über ein Befestigungsmittel an der Stirnseite der Welle befestigt ist, die das Laufrad antreibt. Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird mittig zur Drehachse der Welle eine Bohrung durch den Schneidkörper, das Laufrad und die Welle eingebracht, die das Befestigungsmittel aufnimmt. Das Befestigungsmittel ist vorzugsweise als Schraube ausgeführt. Die Bohrung weist im Bereich des Laufrades und/oder der Welle ein Gewinde auf, in das die Schraube greift. Alternativ oder ergänzend dazu kann der Schneidkörper auch mittels eines Stiftes mit dem Laufrad rotationsfest verbunden werden.The cutting body is rotatably connected to the impeller. It proves to be particularly advantageous if the cutting body is fastened via a fastening means on the end face of the shaft which drives the impeller. In an advantageous embodiment of the invention, a bore through the cutting body, the impeller and the shaft is introduced centrally of the axis of rotation of the shaft, which receives the fastener. The fastening means is preferably designed as a screw. The bore has a thread in the region of the impeller and / or the shaft into which the screw engages. Alternatively or additionally, the cutting body can also be connected by means of a pin with the impeller rotationally fixed.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Schneidfläche in den Saugdeckel der Kreiselpumpe integriert und füllt die gesamte Ansaug-Querschnittsfläche des Saugstutzens aus.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the cutting surface is integrated in the suction cover of the centrifugal pump and fills the entire intake cross-sectional area of the suction nozzle.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst. Dabei zeigtFurther features and advantages of the invention will become apparent from the description of embodiments with reference to drawings and from the drawings themselves. It shows
Der Schneidkörper
Der Schneidkörper
Das Laufrad
Erfindungsgemäß ist dem Motor
Bei jeder Drehrichtung werden jeweils die ablaufenden Schneidkanten der Messer
Der Schneidkörper
Der Schneidkörper
Durch die Zuflussöffnung
Das Laufrad
Der Saugdeckel
Das Laufrad
Das Laufrad
Bei der in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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