DE19638080A1 - Pumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine durch Vorbenutzung bekannte, gattungsgemäße Pumpe [DRP 4000 E, Hersteller U.T.S. Umwelt-Technik-Süd GmbH] umfaßt ein torusförmiges Pumpengehäuse und ein schneckenförmiges, etwa koaxial zum Pumpen­ gehäuse liegendes Pumpenlaufrad. Das Pumpenlaufrad ragt mit einem in­ neren Laufradteil in das Pumpengehäuse hinein und steht mit einem äuße­ ren Laufradteil aus dem Pumpengehäuse heraus. Bei einer Laufraddrehung werden somit von der Schneckenform des äußeren Laufradteils erfaßbare Materialien in die Laufradöffnung des Pumpengehäuses als Pumpenein­ gang befördert. Das Pumpenlaufrad ist mit einer koaxialen angetriebenen Pumpenwelle verbunden.

Das innere Laufradteil im Pumpengehäuse weist flügelartige Fortsätze auf, die zu pumpende Materialien im Pumpengehäuse weiterbewegen und aus einem etwa tangential verlaufenden Pumpenausgang aus dem torusförmi­ gen Pumpengehäuse ausschieben. Je nach den Gegebenheiten ist die To­ rusform nicht kreisrund, sondern mit etwas größer werdendem Radius zum Pumpenausgang hin erweitert.

Im Abstand zum Pumpengehäuse liegt ein Wellenlager der Pumpenwelle. Das Pumpengehäuse und das Wellenlager sind über zwei, gegenüberlie­ gende und seitlich zur Achsrichtung versetzte bügelförmige Verbindungs­ arme miteinander verbunden, wobei zwischen diesen Verbindungsarmen das äußere Laufradteil dreht. An jedem Verbindungsarm ist jeweils eine zum Laufrad hin gerichtete Schlagleiste mit einer Schlagleistenkante ange­ bracht.

Die Schneckenumfangskante läuft hier in einem geringen Abstand jeweils an einer Schlagleistenkante vorbei, wobei die Schlagleistenkanten in einer Ebene mit der Laufradachse liegen. Bei der bekannten Pumpe verjüngt sich die Schneckenform des Laufrads zumindest im Bereich des äußeren Laufradteils konisch vom Pumpengehäuse weg, so daß die Sehlagleisten­ kanten entsprechend der Konusneigung ebenfalls geneigt angeordnet sind.

Die Schlagleistenkanten und die daran vorbeilaufende Schneckenumfangs­ kante sind mit einer Hartmetallaufschweißung in der Art einer Hartmetall­ raupe mit rauher Oberfläche versehen. Abgesehen von der relativ geringen Rauhigkeit der Aufschweißung gehen die Schlagleistenkanten und entspre­ chend die Sehneckenumfangskante ohne weitere Struktur linienförmig ge­ rade durch. Durch die Schlagleisten und die vorbeidrehende Schneckenum­ fangskante werden Feststoffverunreinigungen zerkleinert.

Die Anordnung der beiden Verbindungsarme in Verbindung mit den Schlagleisten bestimmt im wesentlichen die Größe und Gestalt zweier Laufradöffnungen als Pumpeneingänge.

Diese Pumpe wird für die Förderung industrieller und landwirtschaftlicher Abwässer eingesetzt, die in gewissem jedoch relativ geringem Umfang fest­ stoffbelastet sind, insbesondere mit verzopfenden Materialien, wie sie bei­ spielsweise in Kläranlagen auftreten. Aufgrund dieses Einsatzbereichs sind solche Pumpen in erster Linie zur Förderung der flüssigen Anteile der Ab­ wässer geeignet und bestimmt.

Der Einsatz der bekannten Pumpe ist zur Verarbeitung von Materialien mit höherer Feststoffbelastung, wie beispielsweise zur Verarbeitung von biolo­ gischen Reststoffen auch bei Zugabe von Flüssigkeit nur bedingt geeignet. Größere, stabilere Feststoffteile, insbesondere auch längeres Stroh werden an den beiden Pumpeneingängen von der durch die Verbindungsarme zum Teil abgedeckte Schnecke des Pumpenlaufrads nicht richtig erfaßt und damit nicht eingezogen. Wenn jedoch solche größeren Teile erfaßt werden, führt dies regelmäßig zu Verstopfungen an den beiden Pumpeneingängen, wodurch die Pump- und Förderwirkung ausfällt. Zudem besteht die Gefahr einer Blockierung mit der Gefahr von Beschädigungen und Überlastungen an den Pumpenteilen und dem Antriebsmotor.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Pumpe so weiterzubil­ den, daß sie zum Zerkleinern, Rühren und Fördern stark feststoffbelasteter Flüssigkeiten und Schlämme, insbesondere für mit Flüssigkeit versetzte, biologische Reststoffe besser geeignet ist.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist die feste Verbindung zwischen dem Pumpengehäuse und dem Wellenlager über nur einen seitlich zur Achsrichtung versetzten Verbindungsarm hergestellt. Dadurch liegt das äußere Laufradteil und da­ mit der Pumpeneingang weitgehend frei. Im Bereich dieses Verbindungs­ armes dreht das äußere Laufradteil und am Verbindungsarm ist mit Rich­ tung zur Pumpenachse wenigstens eine Schlagleiste angebracht.

Durch das im Pumpmedium weitgehend freiliegende äußere Laufradteil mit der Förderschnecke und dem weit offenen, nahezu unbehinderten zugäng­ lichen Pumpeneingang ist gegenüber der Pumpe aus dem Stand der Tech­ nik ein Einsatz mit guter Funktion auch in wesentlich stärker feststoffbela­ steten Abwässern möglich. Es können auch größere Feststoffteile erfaßt und zerkleinert werden, wobei die Gefahr einer Verstopfung oder Blockie­ rung wesentlich reduziert ist. Insbesondere ist die Pumpe auch für eine Zerkleinerung biologischer Reststoffe bei einer flüssigen Aufschwemmung In Verbindung mit einer Verwertung in einer Biogasanlage ebenso wie für stark feststoffhaltige landwirtschaftliche Abwässer, z. B. stark mit Stroh versetzter Gülle, mit überraschend guten Ergebnissen geeignet.

In einer vorteilhaften, konkreten Ausführungsform weist das Pumpenge­ häuse einen oberen lösbaren Ring auf, der einteilig über den Verbindungs­ arm mit einer Lagerbuchse des Wellenlagers verbunden ist. Damit wird ein einfach herstellbarer, einfach montierbarer und wartungsfreundlicher Auf­ bau erreicht.

Eine stabile Befestigung des Verbindungsarms kann auf einfache Weise nach Anspruch 3 durch Schweißen erreicht werden.

Insbesondere für die Erhöhung der Steifigkeit in einer solchen einarmigen Verbindung ist es vorteilhaft, den Verbindungsarm nach Anspruch 4 kon­ kav, etwa schalenförmig auszubilden. Die Wirkungsgradsteigerung durch den einarmigen Aufbau wird noch wesentlich erreicht, wenn das äußere Laufradteil durch den Verbindungsarm über einen Winkel von weniger als 60° umfaßt wird. Diese konkave Form kann fertigungstechnisch einfach gemäß Anspruch 5 durch winkelig zueinander angestellte, ebene Platten­ teile erreicht werden, wobei eine besonders gute Funktion nach Anspruch 6 dann erreicht wird, wenn die Schlagleiste längsverlaufend etwa in der Längsmitte der Kohkavform angebracht ist.

Der Aufbau mit einem einseitig angebrachten Verbindungsarm kann ge­ mäß Anspruch 7 auch so durchgeführt sein, daß der Verbindungsarm aus mehreren parallelen Armteilen besteht, wobei geringe Spalte zwischen die­ sen Armteilen die Wirkung nicht beeinflussen.

Für eine Verbesserung der Zerkleinerungsfunktion wird mit den Ansprü­ chen 8 bis 11 eine geeignete Strukturierung der Schlagleistenkante und/oder der Schneckenumfangskante beansprucht.

Die Schlagleistenanordnung kann variiert werden. Insbesondere kann eine Schlagleiste federnd gelagert oder drehangetrieben sein, wobei auch meh­ rere Schlagleisten am Verbindungsarm angebracht sein können.

Anhand einer Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit weiteren Einzelheiten, Merkmalen und Vorteilen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Pumpe,

Fig. 2 eine perspektivische Seitenansicht einer Pumpe, und

Fig. 3 eine um die Langsachse um 90° verdrehte Ansicht entsprechend Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine Pumpe 1 als Druck-Reißmixpumpe dargestellt mit einem waagrecht liegenden, torusförmigen Pumpengehäuse 2, einem schnecken­ förmigen Pumpenlaufrad 3, einer antreibbaren Pumpenwelle 4 mit einem oberen Lagerteil 5 und einem unteren Lagerteil 6 eines Wellenlagers.

Das Pumpenlaufrad 3 ragt mit einem inneren Laufradteil 7 koaxial in das Pumpengehäuse 2 hinein. Mit einem äußeren Laufradteil 8 steht es nach oben aus dem Pumpengehäuse 2 vor. Das Pumpenlaufrad 3 und entspre­ chend die Schneckenumfangskante 9 sind insgesamt nach oben hin ko­ nisch zulaufend ausgeführt. Die Pumpenwelle 4 ist mit dem Pumpen­ laufrad 3 für einen Drehantrieb fest verbunden.

Etwa tangential am Pumpengehäuse 2 ist ein Pumpenausgangsstutzen 10 angeformt. Das Pumpengehäuse 2 ist über einen Verbindungsarm 11 mit dem unteren Lagerteil 6 des Wellenlagers verbunden. Die gesamte Pumpe 1 hängt somit am Pumpenrohr 13 und kann von oben her in einen Behälter 14 eingetaucht werden.

Der Verbindungsarm ist einseitig und zur Pumpenachse versetzt ange­ bracht, so daß das äußere Laufradteil 8 mit der Schnecke unbehindert frei liegt.

Am Verbindungsarm 11 ist zur Pumpenachse 12 hin gerichtet eine Schlag­ leiste 15 mit einer Schlagleistenkanten 17, angebracht. Diese ist zumindest an der Kantenaußenseite aus Hartmetall hergestellt und hat eine rechen- oder kammartige Kantenstruktur mit Vertiefungen 19 und/oder Erhebun­ gen 20. Zudem sind an der Schneckenumfangskante 9 im Bereich des äußeren Laufradteils 8 ebenfalls entsprechende Vertiefungen 21 und Erhe­ bungen 22 angeformt, die den Strukturen 19, 20 an der Schlagleiste 15 zu­ geordnet sind.

In den perspektivischen Darstellungen einer konkret ausgeführten Pumpe 1 gemäß den Fig. 2 und 3 ist entsprechend Fig. 1 der Aufbau mit einem to­ rusförmigen Pumpengehäuse 2, einem Pumpenlaufrad 3 mit einem Inneren Laufradteil 7 und einem äußeren Laufradteil 8, einem unteren Lagerteil 6 eines Wellenlagers, einem Verbindungsarm 11 und einem Pumpenaus­ gangsstutzen 10 zu erkennen. Am Oberteil des Pumpengehäuses 2 ist ein über Verschraubungen 23 gehaltener, horizontaler Ring 24 angebracht, der über den Verbindungsarm 11 mit einer unteren Lagerbuchse 25 des Lager­ teils 6 verbunden ist, wobei der Verbindungsarm 11 beidseitig ange­ schweißt ist.

Der Verbindungsarm 11 Ist schalenförmig, konkav geformt und umfaßt in einem Abstand das äußere Laufradteil 8 in einem Winkel von ca. 60°.

Der Verbindungsarm 11 ist dabei aus zwei länglichen Plattentellen 26, 27 gebildet, die winkelig zueinander angestellt sind.

In der Längsmitte des Verbindungsarms 11, dort wo die beiden Plattentelle 26, 27 aneinander angrenzen, ist die längsverlaufende Schlagleiste 15 [durch das Plattenteil 26 verdeckt und somit strichliert eingezeichnet] ein­ geschweißt. Die Schlagleisteiikante 17 ist dabei mit einem geringen Spalt zur Schneckenumfangskante 9 angebracht. Die Schneckenumfangskante 9 und die Schlagleistenkante 17 sind in dieser Ausführungsform gerade durchlaufend und nicht strukturiert.

Die dargestellte Pumpe 1 hat folgende Funktion:
Zu verarbeitende Materialien, beispielsweise mit Flüssigkeit versetzte bio­ logische Reststoffe werden der Pumpe 1 im Bereich des äußeren Laufrad­ teils 8 zugeführt [Pfeil 28]. Die Materialien werden durch das weitgehend freiliegende äußere Laufradteil 8 gut erfaßt und enthaltene Feststoffe durch die Schneckenform des Laufrads 3 an der Schlagleistenkante 17 vorbeige­ drängt und daran zerrissen und zerkleinert, wobei zusätzlich eine Kanten­ struktur an der Schneckenumfangskante beim formschlüssigen Durchgang durch die Schlagleistenkantenstruktur das Abscheren und Zerquetschen von Feststoffteilen fördert. Anschließend wird das zu fördernde Material durch die Laufradschnecke in das Pumpengehäuse 2 transportiert und von dort durch den Pumpenausgangsstutzen 10 ausgeschoben.

Claims (12)

1. Pumpe,
mit einem torusförmigen Pumpengehäuse (2),
mit einem schneckenförmigen, etwa koaxial zum Pumpengehäuse (2) liegenden Pumpenlaufrad (3), das mit einem Inneren Laufradteil (7) in das Pumpengehäuse (2) hineinragt und mit einem äußeren Laufradteil (8) aus dem Pumpengehäuse (2) herausragt, so daß bei einer Laufrad­ drehung von der Schneckenform des äußeren Laufrads (8) erfaßbare Materialien in die Laufradöffnung des Pumpengehäuses (2) als Pum­ peneingang gezogen und gedrängt werden,
mit einem etwa tangentialen Pumpenausgang (10) am torusförmigen Pumpengehäuse (2),
mit wenigstens einer Schlagleiste (15), mit einer Schlagleistenkante (17) im Vorbeigangsbereich der Schneckenumfangskante (9) des äußeren Laufradteils (8) für eine Zerkleinerung von Feststoffen in zu pumpenden Materialien,
mit einer antreibbaren Pumpenwelle (4), die koaxial mit dem äußeren Laufradteil (8) verbunden ist, und
mit einem Wellenlager (6) der Pumpenwelle (4), das im Abstand und koaxial zum Pumpengehäuse (2) angeordnet ist, wobei das Wellenla­ ger (6) und das Pumpengehäuse (2) fest miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die fest Verbindung zwischen dem Pumpengehäuse (2) und dem Wellenlager (5) über nur einen, seitlich zur Achsrichtung versetzten verbindungsarm (11) hergestellt ist, so daß das äußere Laufradteil (8) und der Pumpeneingang weitgehend freiliegen, und
daß im Bereich dieses Verbindungsarmes (11) daß äußere Laufradteil (8) dreht und am Verbindungsarm (11) mit Richtung zur Pumpen­ achse die wenigstens eine Schlagleiste (15) angebracht ist.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Oberteil des Pumpengehäuses (2) aus einem lösbaren Ring (24) besteht und das Wellenlager (6) eine Lagerbuchse (25) aufweist, und
daß der Ring (24) und die Lagerbuchse (25) über den Verbindungsarm (11) zu einem Bauteil verbunden sind.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsarm (11) beidseitig angeschweißt ist.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsarm (11) konkav geformt das äußere Laufradteil (8) über einen Winkelbereich von weniger als 60° und in einem Ab­ stand zur Schneckenumfangskante (9) umfaßt.

5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Form durch wenigstens zwei winkelig zueinander angestellte, ebene Plattenteile (26, 27) gebildet wird.

6. Pumpe nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleiste (15) längsverlaufend etwa in der Längsmitte der Konkavform angebracht ist.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der einseitig angebrachte Verbindungsarm (11) aus mehreren, pa­ rallelen Armteilen besteht.

8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleistenkante (17) und/oder die Schneckenumfangskante (9) Vertiefungen (19; 21) und/oder Erhebungen (20; 22) aufweist als Hindernis für die Zerkleinerung von durch das äußere Laufradteil (8) vorbeibewegter Feststoffe.

9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefun­ gen (19; 21) und/oder Erhebungen (20; 22) über die Länge der Schlag­ leistenkante (17) und/oder Schneckenumfangskante (9) aneinanderge­ reiht liegen, so daß eine gezackte, rechen- oder kammartige Kanten­ struktur gebildet ist.

10. Pumpe nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur (19, 20) an der Schlagleistenkante (17) der Struktur (21, 22) an der Schneckenumfangskante (9) entspricht, dergestalt daß beide Strukturen beim Vorbeigang der Schneckenumfangskante (9) mit einem Spalt ineinandergreifen.

11. Pumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (19; 21) und/oder Erhebungen (20; 21) aus har­ ten Materialien, bevorzugt aus Hartmetall ausgeführt oder damit überzogen sind.

12. Pumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagleiste (15) federn gelagert ist.