DE102014004420A1

DE102014004420A1 - Kreiselpumpe mit Schneidvorrichtung

Info

Publication number: DE102014004420A1
Application number: DE102014004420.3A
Authority: DE
Inventors: Alfred J. Otto; Wolfgang Geier; Wolfgang Strößner
Original assignee: Wilo SE
Current assignee: Wilo SE
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2015-10-01
Also published as: PL3090185T3; WO2015144307A1; EP3090185B1; EP3090185A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe insbesondere Abwasser- oder Schmutzwasser-Motorpumpe mit einem Laufrad, dessen der Pumpensaugöffnung zugewandte Stirnseite eine Öffnung bildet und die der Saugöffnung abgewandte Laufrad-Stirnseite durch eine Tragscheibe bedeckt ist, an der die gekrümmten Schaufeln befestigt insbesondere angeformt sind, wobei in den Innenraum des Laufrades ein Schneideinsatz koaxial zur Laufradachse hineinragt, der mindestens eine Schneidkante aufweist, die mit mindestens einer Gegenschneidkante des Laufrades eine Schneidvorrichtung bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe insbesondere Abwasser- oder Schmutzwasser-Motorpumpe mit einem Laufrad, dessen der Pumpensaugöffnung zugewandte Stirnseite eine Öffnung bildet und die der Saugöffnung abgewandte Laufrad-Stirnseite durch eine Tragscheibe bedeckt ist, an der die gekrümmten Schaufeln befestigt insbesondere angeformt sind.
Aus der DE 33 40 858 und DE 10 2008 057 233 sind Kreiselpumpen bekannt, bei denen vor dem Laufrad eine Schneideinrichtung angeordnet ist, deren drehbares Schneidteil auf der Pumpenwelle sitzt. Ferner ist aus der DE 26 34 683 bekannt, die Vorderkanten der Schaufeln eines Laufrades als Schneidkanten auszubilden. Bei diesen bekannten Abwasserpumpen hat es sich gezeigt, dass bei groben Rohabfällen und insbesondere bei langfaserigen Textilrückständen es doch noch zu Verstopfungen kommt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kreiselpumpe der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass sie bei hoher Durchflussrate weitgehend verstopfungsfrei ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in den Innenraum des Laufrades ein Schneideinsatz koaxial zur Laufradachse hineinragt, der mindestens eine Schneidkante aufweist, die mit mindestens einer Gegenschneidkante des Laufrades eine Schneidvorrichtung bildet.
Durch das Anordnen des Schneideinsatzes innerhalb des Laufrades gelingt es, einen verhältnismäßig großen Innenraum mit einer entsprechend großen Saugöffnung zu schaffen, so dass eine hohe Durchflussrate erzielt wird und durch die großen Schneidblätter des Schneideinsatzes mit entsprechend großen Schneidkanten des Laufrades optimale Schneidleistungen erzielt werden. Zu dem weist die erfindungsgemäße Pumpe folgende Vorteile auf:

– eine hohe Schneidkraft insbesondere durch die günstigen Winkel der Schneidkanten und deren scherenden Wirkung,
– eine optimale Lagerung des Laufrades und des Schneideinsatzes,
– eine elastische Bauweise und Lagerung der Teile der Schneid-, bzw. Schervorrichtung,
– eine Justierung ist nicht erforderlich,
– eine lange Lebensdauer und eine Reduzierung der Wartungskosten
– eine einfache Konstruktion und Herstellung insbesondere Montage.

Eine optimale Strömungsführung und ein sehr großer Saugeingang wird dann erreicht, wenn der Schneideinsatz die dem Motor abgewandte Öffnung des Laufrades mit einem zylindrischen Bereich ausfüllt, der die Saugöffnung der Pumpe bildet. Hierzu wird auch vorgeschlagen, dass das Laufrad mit einem zylindrischen Ringbereich außen den zylindrischen Bereich des Schneideinsatzes als Lager umgibt.
Ein optimaler Halt des Schneideinsatzes in der Pumpe ist dann gegeben, wenn der Schneideinsatz aus der Öffnung des Laufrades herausragt und mit seinem herausragenden Bereich an dem Pumpengehäuse drehfest befestigt ist.
Eine sichere Lagerung des Schneidwerkes wird erreicht, wenn das Laufrad auf der der Pumpensaugöffnung abgewandten Seite ein Drehlager für das Schneidwerk bildet.
Sehr gute Schneidergebnisse werden erzielt, wenn der Schneideinsatz zwei bis vier insbesondere drei im Laufradinneren angeordnete gebogene Schneidblätter mit jeweils einer Schneidkante aufweist. Hierbei kann das Laufrad ein bis drei insbesondere zwei Gegenschneidkanten aufweisen. Auch ist es von Vorteil, wenn die Gegenschneidkanten des Laufrades von den inneren Endkanten der Laufradschaufeln gebildet sind. Die Schneidwirkung und Verstopfungsfreiheit wird noch dadurch verbessert, dass die Schaufeln des Laufrades zum Laufradinneren hin derart gekrümmt sind, dass die Erzeugenden der Laufradinnenfläche von einer Vielzahl von Geraden gebildet sind, die parallel zur Drehachse des Laufrades liegen. Hierbei sollte die innere Schneidkante jeder Schaufel als inneres Ende der Schaufel parallel zur Laufraddrehachse liegen.
Die Strömungsführung des Abwasser- oder Schmutzwassers wird dadurch verbessert, dass die Saugöffnung des Schneideinsatzes sich zum Pumpeneinlass hin konusförmig erweitert.
Eine optimale Lagerung, Führung und Arbeitsweise von Laufrad und Schneideinsatz ist gegeben, wenn im Bereich der Schaufeln das Laufrad teilzylindrische Wandteile aufweist, innerhalb derer der Schneideinsatz mit teilzylindrischen Außenflächen liegt, wobei der Innenradius des Laufrad-Wandteils gleich oder nur gering größer ist als der Außenradius der Schneidblatt-Außenflächen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 einen axialen Schnitt durch die Kreiselpumpe;
2 eine perspektivische Ansicht der Pumpe bei abgenommener Gehäusehälfte und ohne Tragscheibe und Innenplatte des Laufrades und des Schneideinsatzes;
3 eine Draufsicht auf die Teile, wie sie in 2 dargestellt sind.
Die Kreiselpumpe weist ein Pumpengehäuse 1 auf, das mit seinem Flansch 2 an dem Flansch eines nicht dargestellten Elektromotors befestigt wird und einen Pumpenraum bildet, in dem ein Laufrad 3 mit seinen zwei Schaufeln 4 gelagert ist. Das Laufrad besitzt einen Laufradkörper mit zwei teilzylindrischen (bzw. zylindersektorförmigen) Wandteilen 5, die jeweils in eine gewölbte Schaufel 4 übergehen, die sich nach außen erstreckt und jeweils eine Öffnung 6 im Laufrad teilweise überdeckt, durch die das Wasser vom Laufradinneren zum Pumpenauslass 7 strömt, wie 3 zeigt.
Die teilzylindrischen Wandteile 5 und die von den Wandteilen 5 sich nach außen erstreckenden Schaufeln 4 sind auf der dem Motor zugewandten Seite an einer zur Pumpenachse koaxialen kreisförmigen Tragscheibe 8 befestigt insbesondere angeformt, an der außenseitig eine Nabe 9 vorsteht, an der die Motorwelle befestigt wird. Auf der dem Motor abgewandten Seite gehen die Wandteile 5 in einen zur Pumpenachse koaxialen zylindrischen Ring 10 über, der den gleichen Innendurchmesser und Innenradius wie die Wandteile 5 besitzt und einen Schneideinsatz 13 und damit die Pumpensaugöffnung 11 umgibt. Somit weist der zylindrische Innenraum 12 des Rings 10 denselben Durchmesser D auf, wie der Innenabstand der Wandteile 5 voneinander.
Im Laufrad 3 liegt koaxial der Schneideinsatz 13 ein, der einen zylindrischen, teilweise durchbrochenen koaxialen Außenmantel 14 besitzt, der an seinem dem Motor abgewandten Ende einen zylindrischen Ringbereich 15 bildet. Der Ringbereich 15 liegt mit seinem zylindrischen Außenmantel in dem Ring 10 des Laufrades ein, wobei der Außendurchmesser des Ringbereichs nur geringfügig geringer ist als der Innendurchmesser D des Laufradrings 10, so dass das Laufrad 3 mit seinem Ring 10 auf dem Ringbereich 15 des Schneideinsatzes drehbar gelagert ist. Hierbei bildet das Innere des zylindrischen Ringbereichs 15 die Saugöffnung 11 der Pumpe. Eine konusförmige Erweiterung 17 am vorderen Ende des Ringbereichs 15 erleichtert den Zufluss und bildet die Befestigung des Schneideinsatzes 13 an dem Pumpengehäuse 1.
An dem Ringbereich 15 sind als Teil des Außenmantels 14 drei gekrümmte schmale fingerförmige Schneidblätter 18 angeformt, die sich vom Ringbereich 15 in Richtung des Motors erstrecken und dessen Außenflächen sich in der gedachten Zylinderfläche befinden, in dem auch die Außenfläche des Ringbereichs 15 liegt.
Hierbei sind die Enden der Schneidblätter 18 an einer zur Pumpenachse koaxialen Scheibe bzw. Innenplatte 19 fest, die an der Innenseite der Tragscheibe 8 angrenzt. Die an der Innenseite der Tragscheibe 8 angrenzende Innenplatte 19 bildet eine zweite Lagerstelle für das Schneidwerk.
Jedes feststehende Schneidblatt 18 des Schneideinsatzes bildet an einer den Laufradschaufeln 4 zugewandten gekrümmten Kante eine Schneidkante 21, die mit Gegenschneidkanten 22 zusammenwirken, die an den inneren Enden der Schaufeln 4 angeordnet sind. Beim Drehen des Laufrades 3 fahren die Gegenschneidkanten 22 des Laufrades über die Schneidkanten 21 der Schneidblätter, so dass zwischen diesen Schneidkanten geratene Festteile des Schmutzwassers abgeschert und zerkleinert werden.
Somit liegen die Außenflächen des Ringbereichs 15 und der Schneidblätter 18 in einem zur Pumpenachse koaxialen Zylindermantel, dessen Radius gleich, oder minimal kleiner ist als der Radius der zylindrischen Innenflächen des Rings 10 und der Wandteile 5 des Laufrades 3, so dass das Laufrad von der zylindrischen Außenfläche des Schneideinsatzes 13 geführt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3340858 [0002]
DE 102008057233 [0002]
DE 2634683 [0002]

Claims

Kreiselpumpe insbesondere Abwasser- oder Schmutzwasser-Motorpumpe mit einem Laufrad (3), dessen der Pumpensaugöffnung (16) zugewandte Stirnseite eine Öffnung bildet und die der Saugöffnung abgewandte Laufrad-Stirnseite durch eine Tragscheibe (8) bedeckt ist, an der die gekrümmten Schaufeln (4) befestigt insbesondere angeformt sind, dadurch gekennzeichnet, dass in den Innenraum des Laufrades (3) ein Schneideinsatz (13) koaxial zur Laufradachse hineinragt, der mindestens eine Schneidkante (21) aufweist, die mit mindestens einer Gegenschneidkante (22) des Laufrades (3) eine Schneidvorrichtung bildet.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (13) die dem Motor abgewandte Öffnung (10) des Laufrades (3) mit einem zylindrischen Bereich (15) ausfüllt, der die Saugöffnung (16) der Pumpe bildet.
Kreiselpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (3) mit einem zylindrischen Ringbereich (10) außen den zylindrischen Bereich (15) des Schneideinsatzes (13) als Lager umgibt.
Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (13) aus der Öffnung (10) des Laufrades (3) herausragt und mit seinem herausragenden Bereich (15) an dem Pumpengehäuse (1) drehfest befestigt ist.
Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragscheibe (8) ein Drehlager für den Schneideinsatz (13) bildet.
Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (13) zwei bis vier insbesondere drei im Laufradinneren angeordnete gebogene Schneidblätter (18) mit jeweils einer Schneidkante (21) aufweist.
Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (3) ein bis drei insbesondere zwei Gegenschneidkanten (22) aufweist.
Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenschneidkanten (22) des Laufrades (3) von den inneren Endkanten der Laufradschaufeln (4) gebildet sind.
Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (4) des Laufrades (3) zum Laufradinneren hin derart gekrümmt sind, dass die Erzeugenden der Laufradinnenfläche von einer Vielzahl von Geraden gebildet sind, die parallel zur Drehachse des Laufrades (3) liegen.
Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schneidkante (22) jeder Schaufel (4) als inneres Ende der Schaufel parallel zur Laufraddrehachse liegt.
Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugöffnung (16) des Schneideinsatzes (13) sich zum Pumpeneinlass hin konusförmig erweitert.
Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Schaufeln (4) das Laufrad (3) teilzylindrische Wandteile (5) aufweist, innerhalb derer der Schneideinsatz (13) mit teilzylindrischen Außenflächen (25) liegt, wobei der Innenradius (D) des Laufrad-Wandteils (5) gleich oder nur gering größer ist als der Außenradius der Schneidblatt-Außenflächen.