-
Die Erfindung betrifft eine Hebeanlage zur Wasserentsorgung. Derartige Hebeanlagen kommen zum Einsatz, wenn ein freier Abfluss von Schmutz- und Abwasser aus Gebäuden in die Kanalisation nicht ohne weiteres möglich ist beziehungsweise diese Anlage unterhalb der Rückstauebene liegt.
-
Aus der
DE 42 11 806 A1 ist eine Abwasser-Hebeanlage mit einer Zerkleinerungsvorrichtung für Feststoffe bekannt. Die Hebeanlage weist ein Gehäuse mit einer Zufluss- und einer Abflussöffnung auf. Innerhalb des Gehäuses ist eine mit einem Schneidwerk versehene Pumpe befestigt. Die Pumpe ist derart angeordnet, dass diese sich seitlich neben der Zuflussöffnung und deren Pumpeneinlauf sich in Bodennähe des Gehäuses befindet. Im Bodenbereich des Gehäuses ist ein Spiralkanal vorgesehen, dessen größte Öffnung sich im Einströmbereich des Abwassers befindet.
-
Aus der
DE 10 2010 022 704 A1 ist eine Hebeanlage zum Entsorgen häuslicher Abwässer mit einem Sammelbehälter und einer das Abwasser aus dem Behälter saugenden Exzenterschneckenpumpe auf. Die Exzenterschneckenpumpe weist eine auf der Saugseite angeordnete, von der Motorwelle angetriebene Zerkleinerungseinrichtung auf. Die Pumpe mit Zerkleinerungseinrichtung ist in einem Abstand oberhalb von dem Sammelbehälter und mit diesem über eine Saugleitung verbunden.
-
Aus der
DE 201 14 891 U1 ist eine Abwasserkreiselpumpe bekannt mit einem Pumpengehäuse, einer hierin drehend antreibbaren Pumpenwelle mit einem Pumpenlaufrad und einem im Saugbereich des Pumpengehäuses vorgesehenen Schneidwerk für Feststoffanteile des Abwassers. Das Schneidwerk umfasst eine am Pumpengehäuse stationär befestigte Schneidplatte und einen rotierenden, an der Pumpenwelle befestigten, mit der Schneidplatte zusammenwirkenden Schneidkörper. Die Schneidplatte ist auf der Außenseite des Pumpengehäuses mittels einer Bajonettverbindung befestigt.
-
Bei bekannten Hebeanlagen mit Pumpen mit integriertem Klingen-Schneidwerk ist bisweilen die Schneidwirkung beziehungsweise der Zerkleinerungsgrad nicht hinreichend, so dass es zu einem erhöhten Verschleiß in der Pumpe oder sogar einem Ausfall der Hebeanlage kommen kann.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hebeanlage für Abwasser vorzuschlagen, die eine erhöhte Lebensdauer aufweist und einen hohen Zerkleinerungsgrad von im Abwasser enthaltenen Feststoffen ermöglicht.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hebeanlage für Abwasser gelöst, umfassend: ein Gehäuse mit zumindest einem Zulauf und zumindest einem Ablauf; eine im Gehäuse angeordnete Pumpe mit einem integrierten Schneidwerk, wobei das Schneidwerk an der Saugseite der Pumpe angeordnet ist und zum Zerkleinern von im Abwasser enthaltenen Feststoffen dient, wobei die Pumpe von einer Steuereinheit ansteuerbar ist; wobei das Schneidwerk einen Schneidkopf aufweist, der von der Pumpenwelle der Pumpe drehend antreibbar ist, und einen stationären Schneidring, der mit einem Pumpengehäuse fest verbunden ist; wobei der Schneidkopf mehrere Drehschneiden aufweist, und der Schneidring mehrere erste Gegenschneiden aufweist, wobei die Drehschneiden bei Rotation des Schneidkopfes mit den ersten Gegenschneiden des Schneidrings zusammenwirken, um im Abwasser enthaltene Feststoffe beim Durchströmen zu zerkleinern.
-
Ein Vorteil der neuartigen Hebeanlage besteht darin, dass diese eine geringere Störanfälligkeit und eine längere Lebensdauer aufweist. Durch die spezielle Ausgestaltung der Pumpe mit integriertem Schneidwerks in der genannten Form kann ein besonders hoher Zerkleinerungsgrad der im Abwasser enthaltenen Feststoffe erreicht werden. Dies bewirkt wiederum, dass die Pumpe weniger Verschleiß durch Feststoffe ausgesetzt ist, was zu einer verlängerten Lebensdauer und besonders geringen Störanfälligkeit führt.
-
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung hat der Schneidring zusätzlich zu den ersten Gegenschneiden mehrere zweite Gegenschneiden. Auch die zweiten Gegenschneiden wirken mit den Drehschneiden des Schneidkopfes zusammen, um im Abwasser enthaltene Feststoffe beim Durchströmen zu zerkleinern. Die zweiten Gegenschneiden, die auch als Nebenschneiden bezeichnet werden, sind den ersten Gegenschneiden, die auch als Hauptschneiden bezeichnet werden, in Durchströmungsrichtung des Wassers nachgeordnet. Vorzugsweise sind die zweiten Gegenschneiden und die ersten Gegenschneiden in Umfangsrichtung relativ zueinander versetzt angeordnet. Diese Ausgestaltung trägt zu einem hohen Zerkleinerungsgrad bei.
-
Die Anzahl der ersten und zweiten Gegenschneiden ist grundsätzlich beliebig. Besonders günstig ist die Verwendung von genau zwei Hauptschneiden, die um 180° relativ zueinander versetzt angeordnet sind, und genau zwei Nebenschneiden, die um 180° versetzt zueinander angeordnet sind. Dabei ist jeweils eine Nebenschneide in Umfangsrichtung zwischen zwei Hauptschneiden angeordnet, und umgekehrt. Es versteht sich jedoch, dass auch beliebige andere Zahlen von Schneiden vorgesehen sein können. Beispielsweise können zwei Haupt- und zwei Nebenschneiden, zwei Haupt- und drei Nebenschneiden oder drei Haupt- und zwei Nebenschneiden verwendet werden. Auch die Anzahl der Drehschneiden des Schneidkopfes ist prinzipiell frei wählbar, wobei vorzugsweise genau zwei Drehschneiden vorgesehen sind, aber auch eine größere Anzahl von drei oder vier denkbar ist.
-
Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Schneidring einen Ringabschnitt aufweist, wobei die Hauptschneiden und die Nebenschneiden auf entgegengesetzten Seiten des Ringabschnitts angeordnet sind. Der Ringabschnitt wird mit dem Pumpengehäuse befestigt, wofür geeignete Anschlussmittel wie Schraubverbindungen vorgesehen sind. In montiertem Zustand des Schneidrings am Pumpengehäuse liegen die ersten Gegenschneiden (Hauptschneiden) somit außerhalb des Pumpengehäuses, während die zweiten Gegenschneiden (Nebenschneiden) innerhalb des Pumpengehäuses liegen.
-
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung schließt die Drehschneide mit einer Parallelen zur Drehachse des Schneidkopfes einen Winkel ein, der sich von der Pumpe weg öffnet. Mit anderen Worten ist die Öffnung des Winkels der Saugrichtung entgegengesetzt. Alternativ oder in Ergänzung hierzu können auch die ersten Gegenschneiden des ersten Schneidkörpers mit einer Parallelen zur Drehachse des Schneidkopfes einen Winkel einschließen, der sich von der Pumpe weg öffnet. Weiterhin schließen die zweiten Gegenschneiden mit einer Parallelen zur Drehachse jeweils einen Winkel ein, der sich in Richtung zur Pumpe öffnet, das heißt in Saugrichtung der Pumpe. Die Bezeichnungen von der Pumpe weg beziehungsweise auf die Pumpe zu beziehen sich jeweils auf das Schneidenbauteil, von dem aus betrachtet wird. Ein besonders gutes Schneidverhalten mit einem hohen Zerkleinerungsgrad wird erreicht, wenn sowohl die Drehschneiden als auch die ersten beziehungsweise zweiten Gegenschneiden des Schneidrings entsprechend winklig verlaufen.
-
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Schneiden so gestaltet, dass ein zwischen der Drehschneide und der Hauptschneide jeweils gebildeter erster Schneidwinkel (Hauptschneidwinkel) in einer Drehstellung mit geringem Überdeckungsgrad der Schneiden, größer ist als in einer Drehstellung mit größerem Überdeckungsgrad der Schneiden. Mit anderen Worten schließt sich der Hauptschneidwinkel bei Drehung des Schneidkopfes ausgehend von einer ersten Drehstellung bei beginnender umfänglicher Überdeckung der beiden Schneiden hin zu einer zweiten Drehstellung mit größerer umfänglicher Überdeckung der beiden Schneiden. Alternativ oder in Ergänzung ist ein zwischen der Drehschneide und der Nebenschneide jeweils gebildeter zweiter Schneidwinkel (Nebenschneidwinkel) in einer Drehstellung mit geringem Überdeckungsgrad der Schneiden, größer ist als in einer Drehstellung mit größerem Überdeckungsgrad der Schneiden.
-
Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass bei Rotation des Schneidkopfes relativ zum Schneidring bei einem ersten Überdecken der Drehschneide mit der jeweiligen Gegenschneide ein relativ großer Schneidwinkel anliegt, so dass beim Zerkleinern in diesem Bereich nur geringe Kräfte zwischen den zu zerkleinernden Feststoffen und den Schneiden wirksam sind. Bei weiterem Drehen des Schneidkopfes schließt sich der Schneidwinkel scherenartig, so dass die auf die Feststoffe wirkenden Schneidkräfte zunehmen.
-
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Drehschneiden jeweils an einem zugehörigen Schneidbalken des Schneidkopfes gebildet sind. Die ersten Gegenschneiden (Hauptschneiden) sind jeweils an einem ersten Schneidkörper des Schneidrings gebildet, der sich insbesondere in axiale Richtung erstreckt. Die zweiten Gegenschneiden sind vorzugsweise jeweils an einem zweiten Schneidkörper des Schneidrings gebildet, der sich im Wesentlichen in axiale Richtung erstreckt.
-
Vorzugsweise weist zumindest einer der Schneidbalken des drehenden Schneidkopfes und/oder einer der Schneidkörper des ortsfesten Schneidrings jeweils einen Strömungskanal auf, durch den das Abwasser in Richtung Pumpe strömen kann. Das heißt, es können alle Schneidbalken und keiner der Schneidkörper einen solchen Strömungskanal haben, oder keiner der Schneidbalken und alle der Schneidkörper, oder eine Teilzahl der Schneidbalken und eine Teilzahl der Schneidkörper. Durch den jeweiligen Strömungskanal wird ein gutes Durchströmungsverhalten des Abwassers mit den darin enthaltenen Feststoffen erreicht. Der jeweilige Strömungskanal ist im Querschnitt durch das jeweilige Schneidenbauteil gerundet gestaltet, insbesondere mit einem etwa C-förmigen Profil. Ein Strömungskanal erstreckt sich vorzugsweise helixartig um die Drehachse des Schneidkopfes beziehungsweise des Schneidrings, wobei der Kanal derart gestaltet ist, dass sich die Querschnittsfläche des Strömungskanals in Richtung Pumpe, das heißt in Durchströmungsrichtung, verkleinert. Ein im Schneidbalken vorgesehene Strömungskanal erstreckt sich nach radial außen bis zur Mantelfläche des Schneidbalkens, wobei die zwischen der Mantelfläche und dem radial äußeren Kanalabschnitts gebildete Kante die Drehschneide bildet.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung weist der stationäre Schneidring je Hauptschneide eine Zuführmulde auf, die der jeweiligen Hauptschneide in Umfangsrichtung, das heißt in Drehrichtung des Schneidkopfes vorgelagert ist. Die Zuführmulde bewirkt eine laminare Strömung des Abwassers mit den darin enthaltenen Festkörpern in den Schneidbereich des Schneidwerks. Es ist insbesondere vorgesehen, dass eine größte Umfangserstreckung der Zuführmulde kleiner ist als die größte Umfangserstreckung der ersten Gegenschneide (Hauptschneide).
-
Für einen hohen Zerkleinerungsgrad ist es vorteilhaft, wenn der Schneidraum zwischen dem Schneidkopf und dem Schneidring eine radiale Erstreckung hat, die kleiner als 8 mm, vorzugsweise kleiner als 6 mm ist. Mit Schneidraum ist in diesem Zusammenhang der Raum gemeint, der zwischen dem Schneidkopf und dem Schneidring gebildet ist, beispielsweise ein Durchmesser des jeweiligen Strömungskanals. Dabei kann die radiale Erstreckung gebildet sein durch den Abstand eines radial innen liegenden Bodenbereichs des Strömungskanals des Schneidkopfes und einer Innenfläche des Schneidrings.
-
Für eine kompakte Bauform des Schneidwerks beziehungsweise der Pumpe ist es günstig, wenn der Schneidkopf einen Außendurchmesser von kleiner als 45 mm hat, vorzugsweise kleiner 30 mm. Eine untere Grenze für den Außendurchmesser des Schneidkopfes kann bei 15 mm liegen, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Nennleistung der Pumpe ist vorzugsweise geringer als 1000 Watt, und beträgt insbesondere 750 Watt. Damit können auch verhältnismäßig kleine Pumpen zum Einsatz kommen, was sich günstig auf die Baugröße der gesamten Hebeanlage auswirkt.
-
Nach einer günstigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Zulauf und der Ablauf auf unterschiedlichen Höhen angeordnet sind. Hiermit ist gemeint, dass die Achse eines Zulaufanschlusses und eine Achse eines Ablaufanschlusses im Einbauzustand vertikal versetzt zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise ist der Durchmesser des Zulaufs derart gestaltet, dass dieser mit einem 1''-Gewinde (ein Zoll) ausgestattet ist. Die Angaben ein Zulauf und ein Ablauf sind jeweils im Sinne von „zumindest ein” zu verstehen. Insbesondere können weitere Zuläufe vorgesehen sein, beispielsweise zum Abführen von Abwasser einer Sanitäreinrichtung, die in der Nähe der Hebeanlage installiert ist, wie eine Dusche oder ein Waschbecken. Im Ablauf ist ein Rücklaufventil vorgesehen, dass insbesondere in Form eines Kugelrücklaufventils gestaltet ist. Ein solches Kugelrücklaufventil bietet den Vorteil von geringen Leckverlusten, auch bei geringen Stauhöhen der dahinterliegenden Wassersäule.
-
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt:
-
1 eine erfindungsgemäße Hebeanlage für Abwasser in dreidimensionaler Ansicht;
-
2 die Hebeanlage gemäß 1 in dreidimensionaler Ansicht, teilweise geschnitten;
-
3 die Hebeanlage aus 1 im Längsschnitt;
-
4 die Hebeanlage aus 1 in Draufsicht, bei abgenommenem Deckel;
-
5 das Schneidwerk der Pumpe aus 1 in Axialansicht;
-
6 das Schneidwerk aus 5 in perspektivischer Darstellung;
-
7 das Schneidwerk aus 5 in einer ersten Radialansicht in Explosionsdarstellung;
-
8 das Schneidwerk aus 5 in einer zweiten, um 90° gedrehten Radialansicht in Explosionsdarstellung;
-
9 das Schneidwerk aus 5 im Einbauzustand in Radialansicht
- a) in einer ersten Drehstellung des Schneidkopfes relativ zum Schneidring;
- b) in einer zweiten Drehstellung des Schneidkopfes relativ zum Schneidring;
- c) in einer dritten Drehstellung des Schneidkopfes relativ zum Schneidring;
-
10 das Rücklaufventil der Hebeanlage gemäß den 1 bis 4 als Detail im Längsschnitt.
-
Die 1 bis 4, welche im Folgenden gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine erfindungsgemäße Hebeanlage 2 zum Entsorgen häuslicher Abwässer. Derartige Hebeanlagen dienen dazu, Abwasser aus Bereichen, die sich unterhalb der natürlichen Rückstauebene von Abwasserentsorgungskanälen befinden, über diese Rückstauebene zu fördern. Dies kann beispielsweise in Kellergeschossen von Gebäuden oder in Tiefgaragen der Fall sein. Bei dem Abwasser kann es sich um Frischwasser, Brauchwasser, fäkalienhaltiges Abwasser oder Abwasser mit sonstigen beigemischten Feststoffen handeln.
-
Die Hebeanlage 2 umfasst ein Gehäuse 3 mit einem Grundkörper 4, auf den ein Deckel 5 lösbar aufgesetzt ist. Das Gehäuse 3 umfasst einen ersten Zulauf 6 in einer Seitenwand, einen zweiten Zulauf 7 mit kleinerem Durchmesser in einer Stirnwand des Gehäuses 3 sowie einem dritten Zulauf 8 in der gegenüberliegenden Stirnwand. Die zweiten und dritten Zuläufe 7, 8 haben jeweils ein Rücklaufventil 9, um zu verhindern, dass Abwasser aus dem Gehäuse 3 zurück in die Zulaufrohre gelangt. Die Hebeanlage 2 hat ferner einen Ablauf 10, der oberhalb des dritten Zulaufs 8 angeordnet ist. Der Ablauf 10 ist mit einem weiteren Rücklaufventil 11 versehen, auf das weiter unten im Zusammenhang mit der Beschreibung zu 10 noch näher eingegangen wird.
-
In dem Gehäuse 3 ist eine erste Kammer 12 gebildet, die als Aufnahmeraum für das Wasser dient. Das Gehäuse weist ferner eine Trennwand 13 auf, welche die erste Kammer 12 von einer zweiten Kammer 14 räumlich trennt. Dabei bildet die zweite Kammer den Trockenbereich der Hebeanlage 2, welcher gegenüber dem darunter liegenden Nassbereich der ersten Kammer 12 abgetrennt ist. In der ersten Kammer 12 ist eine Pumpe 15 mit einem integrierten Schneidwerk 16 angeordnet, mit der Abwasser aus der ersten Kammer durch den Ablauf 10 in die Kanalisation gefördert werden kann. Es ist insbesondere in 3 erkennbar, dass die Pumpe 15 mit geringem Abstand zum Boden 21 des Gehäuses 3 angeordnet ist. So wird sichergestellt, dass nur eine geringe Restmenge an Abwasser in der Hebeanlage 2 verbleibt. Es ist am oberen Bereich der ersten Kammer 12 ferner ein Entlüftungsventil 17 erkennbar, welches bei ansteigendem Wasserpegel einen Austritt und bei sinkendem Wasserpegel einen Eintritt von Luft aus der ersten Kammer 12 ermöglicht, aber bei zu hohem Abwasserpegel ein Austreten von Abwasser aus der ersten Kammer durch Aufschwimmen der Kugel verhindert.
-
Im Trockenbereich des Gehäuses 3, der durch die zweite Kammer 14 gebildet wird, ist eine Steuereinheit 18 zum Steuern der Pumpe 15 angeordnet. Seitlich benachbart zur Steuereinheit 18 ist ein Kondensator 20 erkennbar, der mit der Steuereinheit elektrisch verbunden ist. Die Steuereinheit 18 ist mittels eines Kabels 19, das durch eine Öffnung im Gehäuse hindurchgeführt ist, mit einer Stromversorgung verbindbar.
-
In 3 sind weitere Einzelheiten der Pumpe 15 erkennbar, wie die Pumpenwelle 22, welche von einem Elektromotor 23 der Pumpe drehend antreibbar ist. Der Elektromotor 23 wird wiederum von der Steuereinheit 18 angesteuert. Am oberen Ende der Pumpenwelle 22 hat diese stirnseitig Eingriffsmittel 48, mit denen die Welle bei Ausfall der Pumpe mittels eines Werkzeuges drehend angetrieben werden kann, um die Hebeanlage 2 zu entleeren. Von der Pumpe 15 ist ferner das Laufrad der Pumpe mit mehreren Pumpenflügeln 25 zu erkennen, welche das Abwasser bei Rotation durch das Schneidwerk 16 hindurch nach oben fördern. Ein zwischen der Pumpenwelle 22 und den Pumpenflügeln 25 gebildeter Ringraum ist mittels einer Dichtungsanordnung 24 abgedichtet. Es ist ferner das Pumpengehäuse 26 erkennbar, in dem die Pumpenwelle 22 sowie die übrigen Bauteile der Pumpe angeordnet sind. Das untere Ende des Pumpengehäuses 26 ist trichterförmig gestaltet und verjüngt sich in Richtung Gehäuseboden 21.
-
In einer unteren Öffnung des Pumpengehäuses 26 sitzt das Schneidwerk 16. Das Schneidwerk 16 weist einen Schneidkopf 28 auf, der drehfest mit der Pumpenwelle 22 verbunden ist und gemeinsam mit dieser um die Drehachse A rotiert, sowie einen ortsfesten Schneidring 29, der fest mit dem Pumpengehäuse 26 verbunden ist. Auf die Einzelheiten des Schneidwerks wird nachstehend anhand der 5 bis 9 eingegangen, welche im Folgenden gemeinsam beschrieben werden.
-
Der Schneidkopf 28 hat einen Hülsenabschnitt 30 mit einer Öffnung 31 zum Befestigen an der Pumpenwelle 22 sowie einen Flanschabschnitt 32, der gegen eine Stirnseite des Laufrads 25 axial abgestützt ist. Zur drehfesten Fixierung des Schneidkopfs 28 gegenüber dem Pumpenrotor 25 sind Verdrehsicherungsmittel 33 vorgesehen. Der Schneidkopf 28 umfasst ferner im Bereich des Hülsenabschnitts 30 zwei einander in Umfangsrichtung versetzte Schneidbalken 34, 34', die jeweils eine Drehschneide 35, 35' aufweisen. Es ist insbesondere in 8 erkennbar, dass die Drehschneide 35 relativ zur Drehachse A winklig verläuft. Dabei ist die Schneidengeometrie derart gestaltet, dass sich ein Tangentenwinkel α35, der zwischen einer Tangente T35 in einem jeweiligen Schneidenpunkt und einer Parallelen P zur Drehachse A eingeschlossen ist, sich in axialer Richtung von der Pumpe weg verjüngt.
-
Die Schneidbalken 34 weisen ferner jeweils einen Strömungskanal 36 auf, durch den das Abwasser in Richtung Pumpe 15 strömen kann. Der Strömungskanal 36 ist, wie insbesondere in den 5 und 6 zu erkennen ist, im Querschnitt betrachtet konkav ausgerundet und erstreckt sich helixartig um die Drehachse A des Schneidkopfes 28. Dabei ist die Querschnittsfläche des Strömungskanals 36 in dem von der Pumpe 15 entfernt liegenden Ende 39 des Schneidkopfes 28 größer als an einem der Pumpe 15 angenäherten Ende. Der Strömungskanal 36 erstreckt sich radial nach außen bis zur Mantelfläche 37 des Schneidbalkens 34. Dabei bildet die zwischen der Mantelfläche 37 des Schneidbalkens 34 und dem radial äußeren Kanalabschnitt gebildete Kante die Drehschneide 35. Es ist insbesondere in 5 erkennbar, dass die Mantelfläche 37 zylindrisch gestaltet ist. An der der Drehschneide 35 rückwärtigen Seite des Schneidbalkens 34 ist ein Freistich 38 vorgesehen, welcher den Hülsenabschnitt 30 gegenüber einer Durchgangsbohrung des Schneidrings 29 freistellt.
-
Der stationäre Schneidring 29 umfasst einen Flanschabschnitt 40, der über geeignete Befestigungsmittel 41 an einem Endabschnitt des Pumpengehäuses 26 fixiert ist. Zur Befestigung werden Schrauben verwendet, wobei andere Befestigungsmittel ebenso denkbar sind. An einer von der Pumpe 15 weg weisenden Seite sind an dem Ringabschnitt 40 erste Schneidkörper 42 angeformt, die sich im Wesentlichen in axialer Richtung von dem Ringabschnitt erstrecken. Die ersten Schneidkörper 42 umfassen erste Gegenschneiden 43, die mit den Drehschneiden 35 des Schneidkopfes 28 zusammenwirken, um im Abwasser enthaltene Feststoffe zu zerkleinern. Es ist insbesondere in 8 erkennbar, dass ein Tangentenwinkel α43, der zwischen einer Tangente T43 an einen jeweiligen Schneidenpunkt und einer Parallelen P zur Drehachse A gebildet ist, sich in Richtung von der Pumpe weg öffnet. Es ist insbesondere in 6 zu erkennen, dass je Schneidkörper 42 eine Zuführmulde 44 vorgesehen ist. Die Zuführmulde 44 liegt jeweils vor dem zugehörigen Schneidkörper 42, so dass ein Schneidbalken 34 bei Rotation des Schneidkopfes 28 zunächst die Zuführmulde 44 und daraufhin den zugehörigen Schneidkörper 42 passiert. Die Zuführmulden 44 bewirken eine laminare Strömung des Abwassers mit gegebenenfalls darin enthaltenen Festkörpern in den Schneidbereich des Schneidwerks 16.
-
An dem Ringabschnitt 40 sind auf der axial entgegengesetzt gerichteten Seite zweite Schneidkörper 45 angeformt, die gegenüber den ersten Schneidkörpern 42 in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind. Es ist insbesondere in den 7 und 8 erkennbar, dass jeweils zwei erste Schneidkörper 42 vorgesehen sind, die auch als Hauptschneiden bezeichnet werden können, und zwei zweite Schneidkörper 45, die auch als Nebenschneiden bezeichnet werden können. Die zwei Hauptschneiden 42 sind einander diametral gegenüberliegend angeordnet, was auch für die zwei Nebenschneiden 45 gilt. Dabei sind die Nebenschneiden 45 um 90° gegenüber den beiden Hauptschneiden 42 verdreht angeordnet. Tangenten T45 an die Nebenschneiden 45 schließen mit einer Parallelen P zur Drehachse A jeweils einen Tangentenwinkel α45 ein, der sich ausgehend vom Ringabschnitt 40 in Richtung des freien Endes der zweiten Gegenschneiden 46 entlang der zweiten Gegenschneiden 46 verkleinert. Der Schneidring 29 hat eine Durchgangsbohrung mit einer zylindrischen Innenfläche 49, in welcher der Schneidkopf 28 drehbar einsitzt. Dabei ist zwischen der zylindrischen Innenfläche 49 des stationären Schneidrings 29 und der zylindrischen Außenfläche 37 des drehbaren Schneidkopfes 28 ein kleiner Radialspalt gebildet. Ferner ist zwischen dem Schneidkopf 28 und dem Schneidring 29 je Schneidbalken 34 ein Schneidraum gebildet, durch den das Abwasser zusammen mit den gegebenenfalls enthaltenen Feststoffen von der ersten Kammer 12 des Gehäuses 3 in die Pumpenkammer 27 gefördert wird. Der Schneidraum, welcher zwischen einer radial innen liegenden Außenfläche des Strömungskanals 36 und der Innenfläche 49 des Schneidrings 29 gebildet ist, kann eine radiale Erstreckung von 8 mm oder kleiner aufweisen.
-
Im Folgenden wird unter besonderer Bezugnahme auf die 9a) bis 9c) die Funktionsweise der Schneidengeometrie erläutert. Die Schneiden sind so gestaltet, dass ein zwischen der Drehschneide 35 und der Hauptschneide 42 gebildeter Schneidwinkel β43 sich beim Entlangscheren verjüngt. In 9a) ist eine erste relative Drehstellung gezeigt, bei der die Drehschneide 35 des Schneidkopfes 28 die Hauptschneide 42 des Ringkörpers 29 gerade in Umfangsrichtung überdeckt. Der zwischen den beiden Schneiden 35, 43 gebildete Schneidwinkel β43 ist hier am größten. Die 9b) zeigt einen Zustand, bei dem der Schneidkopf weiter verdreht ist. Hier ist der zwischen den beiden Schneiden 35, 43 gebildete Schneidwinkel β43 bereits kleiner als in der in 9a) gezeigten Stellung. Bei weiterem Verdrehen, wie in 9c) gezeigt, ist der Schneidwinkel β43 zwischen den beiden Schneiden 35, 43 nochmals verkleinert. Der Schneidwinkel β43 kann sich beispielsweise von dem Bereich geringer Schnittüberdeckung (9a) bis zum Bereich großer Schnittüberdeckung (9c) von etwa 45° bis etwa 40° verjüngen. Durch die genannte Schneidengeometrie wird erreicht, dass die auf die im Abwasser befindlichen Festkörper wirkenden Schneidkräfte mit zunehmendem Schneidvorgang zunehmen. Hierdurch ergibt sich ein hoher Zerkleinerungsgrad. Die Schneidengeometrie der Nebenschneiden 45 in Bezug auf die Drehschneiden 35 ist in analoger Form gewählt. Das heißt, dass der Tangentenwinkel, ausgehend von einem Bereich kleinster Überdeckung in Umfangsrichtung sich mit fortlaufender Schnittbewegung, das heißt mit zunehmendem Überdeckungsgrad, verkleinert.
-
Die in 9 gezeigte Anordnung gibt die axiale Positionierung des Schneidkopfes 28 relativ zum Schneidring 29 im Einbauzustand wieder. Es ist erkennbar, dass zwischen den Stirnseiten der zweiten Schneidkörper 45 und dem Flanschabschnitt 32 des Schneidkopfes 28 ein axialer Spalt gebildet ist. Die axiale Ausrichtung der beiden Bauteile 28, 29 zueinander ergibt sich über die jeweilige Abstützung am zugehörigen Pumpenbauteil, das heißt an der Pumpenwelle 22 einerseits, an der der Schneidkopf 28 axial abgestützt ist, und an dem Pumpengehäuse 26 andererseits, an der der Schneidring 29 axial abgestützt ist.
-
Die 10 zeigt das Rücklaufventil 11 des Ablaufs 10 im Detail. Es ist ein Teil der Gehäusewandung 3 zu erkennen. Das Rücklaufventil 11 umfasst zwei einander gegenüberliegende Stege 50 (von denen nur einer sichtbar ist), entlang derer eine Kugel 51 in einen Aufnahmeraum 52 rollen kann, wenn Abwasser von der Pumpe 15 durch den Ablauf 10 in die angeschlossenen Abwasserrohre gepumpt wird. In der Offenposition des Rücklaufventils befindet sich die Kugel 51 in dem Aufnahmeraum 52, was durch die gestrichelte Linie der Kugel 51 dargestellt ist. Wenn die Pumpe 15 kein Abwasser fördert, rollt die Kugel 51 aufgrund der Schwerkraft zurück in die Schließposition, in der sie gegen einen entsprechenden Dichtungssitz 56 in Anlage kommt. Dabei drückt das in den Ablaufrohren stehende Wasser die Kugel in Richtung Dichtungssitz, so dass ein Rückfluss von Abwasser in das Gehäuse 3 verhindert wird. Das Kugelrücklaufventil 11 umfasst ferner eine Überwurfmutter 54, mit der das Rücklaufventil 11 an den Ablaufstutzen des Gehäuses 3 aufgeschraubt werden kann. Zwischen dem Lagersitz 56 für die Kugel und der Gehäusewandung 3 ist eine Ringdichtung 57 angeordnet. Die Achse B10 des Ablaufs 10 ist vertikal versetzt zur Achse A8 des Zulaufs 8 angeordnet, was zu einer kompakten Konstruktion beiträgt.
-
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Hebeanlage 2 ist, dass diese besonders kompakt baut und eine geringe Störanfälligkeit mit einer damit verbundenen langen Lebensdauer aufweist. Durch die spezielle Ausgestaltung der Pumpe 15 mit integriertem Schneidwerk 16 kann ein besonders hoher Zerkleinerungsgrad der im Abwasser gegebenenfalls enthaltenen Feststoffe erreicht werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- Hebeanlage
- 3
- Gehäuse
- 4
- Grundkörper
- 5
- Deckel
- 6
- Zulauf
- 7
- Zulauf
- 8
- Zulauf
- 9
- Rücklaufventil
- 10
- Ablauf
- 11
- Rücklaufventil
- 12
- erste Kammer
- 13
- Trennwand
- 14
- zweite Kammer
- 15
- Pumpe
- 16
- Schneidwerk
- 17
- Ventil
- 18
- Steuereinheit
- 19
- Kabel
- 20
- Zylinder
- 21
- Boden
- 22
- Pumpenwelle
- 23
- Motor
- 24
- Dichtungsanordnung
- 25
- Pumpenflügel
- 26
- Pumpengehäuse
- 27
- Pumpenkammer
- 28
- Schneidkopf
- 29
- Schneidring
- 30
- Hülsenabschnitt
- 31
- Öffnung
- 32
- Flanschabschnitt
- 33
- Verbindungsmittel
- 34, 34'
- Schneidbalken
- 35, 35'
- Drehschneide
- 36, 36'
- Strömungskanal
- 37
- Mantelfläche
- 38, 38'
- Freistich
- 39
- Ende
- 40
- Ringabschnitt
- 41
- Befestigungsmittel
- 42, 42'
- erster Schneidkörper (Hauptschneide)
- 43, 43'
- erste Gegenschneiden
- 44, 44'
- Zuführmulde
- 45, 45'
- zweiter Schneidkörper (Nebenschneide)
- 46, 46'
- zweite Gegenschneiden
- 47
- Abstand
- 48
- Eingriffsmittel
- 49
- Innenfläche
- 50
- Steg
- 51
- Kugel
- 52
- Aufnahmeraum
- 53
- Ablaufrohr
- 54
- Überwurfmutter
- 55
- Ablaufstutzen
- 56
- Dichtungssitz
- 57
- Ringdichtung
- A
- Drehachse
- B
- Achse
- D
- Durchmesser
- P
- Parallele
- T
- Tangente
- α
- Winkel
- β
- Schneidwinkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 4211806 A1 [0002]
- DE 102010022704 A1 [0003]
- DE 20114891 U1 [0004]
