DE19834815A1

DE19834815A1 - Pumpe mit einer Schneideinrichtung zum Fördern eines mit festen Bestandteilen vermischten Fördermediums

Info

Publication number: DE19834815A1
Application number: DE1998134815
Authority: DE
Inventors: Achim Nitsche; Harald Radke; Joachim Gonter
Original assignee: ORPU GmbH
Current assignee: ORPU GmbH
Priority date: 1998-08-01
Filing date: 1998-08-01
Publication date: 2000-02-10

Abstract

Eine Pumpe mit einer Schneideinrichtung (3) zum Fördern eines mit festen Bestandteilen vermischten Fördermediums und mit einem drehangetriebenen Pumpenlaufrad (2), das mit einer Schneide (4), die einen Schneidspalt (5) zur ortsfesten Gegenschneide (6) bildet, aufweist, ist der Aufgabe unterstellt, eine Kreiselpumpe derart zu gestalten, daß bei großer Fördermengen und Korngrößen gleichzeitig Fest- und Faserbestandteile zerschnitten werden können. DOLLAR A Hierzu wird vorgeschlagen, daß unmittelbar am Pumpenzulauf (7) eine radial fest im Pumpengehäuse (1) angeordnete Schneidplatte (8) vorgesehen ist, deren mittige Zulauföffnung (8a) etwa der Öffnungsweite (2a) des Pumpenlaufrades (2) entspricht und mehrere über den Umfang gleichmäßig verteilte Einzel-Schneiden (8b) angeordnet sind, die in einer Ebene am inneren Schneidplatten-Öffnungsrand (8c) liegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einer Schneideinrichtung zum Fördern eines mit festen Bestandteilen vermischten Fördermediums gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs im Patentanspruch 1.

Derartige Pumpen werden als Kreiselpumpen (mit Einkanal- oder Mehrkanallaufrä dern) für große Fördermengen und große feste Bestandteile und als Schneid radpumpen, z. B. für die Druckentwässerung, mit relativ kleinen Fördermengen je doch großen Förderhöhen gebaut.

Eine bekannte, auf dem Markt angebotene Kanalrad-Kreiselpumpe zum Fördern ungereinigter Abwässer besitzt eine Faserschneideinrichtung, die eine Verschleiß platte mit harter unbearbeiteter Oberfläche und Schneidkante am Laufrad aufweist. Dadurch soll aufgrund einer Spiralbodenplatte mit Scherwelleneinlauf und dem offe nen Einkanalrad mit 20 mm freiem Durchgang, ein Blockieren des Laufrades bei ei nem erhöhten Anteil von Fest- und Faserstoffen im Schmutzwasser verhindert wer den. Eine solche Pumpe erzielt jedoch nur kleine Fördermengen wegen des relativ kleinen Pumpenzulaufs und schafft auch nur sehr kleine feste Bestandteile oder Fa sern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe derart zu gestalten, daß bei großen Fördermengen und Korngrößen gleichzeitig Fest- und Faserbestand teile zerschnitten werden können.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeich nenden Teils im Patentanspruch 1 gelöst. Die flache Schneidplatte in unmittelbarer Nähe des Pumpenzulaufs setzt einer großvolumigen Strömung nur wenig Wider stand entgegen, so daß große Wassermengen hindurchströmen können. Die Anord nung der Einzelschneiden am inneren Rand der Strömungsöffnung gestattet, auch große Festbestandteile oder lange Fasern entsprechend klein zu schneiden. Gleich zeitig wird durch die Wirkung der Kreiselpumpe eine große Förderhöhe erzielt.

Nach weiteren Merkmalen wird vorgeschlagen, daß die Einzelschneiden am inneren Schneidplatten-Öffnungsrand der Schneidplatte einen abschnittsweise sich wieder holenden kurvenförmigen Verlauf aufweisen. Dadurch wird die Schneidwirkung in der Nähe des Pumpenzulaufs erheblich verbessert.

Die Schneidwirkung kann ferner dadurch zusätzlich erhöht werden, daß die kurven förmigen Einzelschneiden jeweils mit einer Anschrägung versehen sind, die von in nen nach außen in der Dicke der Schneidplatte ansteigt.

Nach einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die kurvenförmigen Einzel schneiden etwa halbkreisförmig sind. Dadurch ergibt sich eine rosettenartige Innen form.

Herstellung, Lagerung im Pumpengehäuse und die Einführung weiterer Funktionen ergeben sich dadurch, daß die Schneidplatte eine kreisförmige, zylindrische Außen form aufweist.

Die Funktionen des Schneidens und der Erzeugung einer großen Fördermenge können dahingehend gestaltet sein, daß das der Schneidplatte mit Schneidspalt ge genüberliegende Pumpenlaufrad einen etwa auf den Durchmesser der kurvenförmi gen Einzelschneiden abgestimmten Kopf eines Laufradstegs aufweist, der,innen beginnend mit dem Kopf etwa spiralförmig bis zum Außenumfang des Pumpen laufrades weiter verläuft.

Die Standzeit der Schneideinrichtung wird außerdem dadurch erhöht, daß der Laufradsteg am Kopf mit einem die Kopfform bildenden Schneidstück aus schneid fähigem Werkstoff bestückt ist. Diese Gestaltung dient dem Verschleißschutz und gestattet auch einen späteren Austausch eines verschlissenen Kopfes gegen einen neuen.

Eine andere Lösung für die Gestaltung des Kopfes am Laufradsteg sieht vor, daß der Laufradsteg am Kopf mit einem eingesetzten Schneidstift versehen ist, der etwa die Höhe des Laufradsteges einnimmt. Auch hier ist ein späterer Austausch des ver schlissenen Kopfes oder zumindest ein Nachstellen, um die Schnittfläche nachzu schleifen, möglich.

Entsprechend der Form des inneren Schneidplatten-Öffnungsrandes ist der Kopf in Schneidrichtung im Grundriß halbkreisförmig geformt. Dadurch ergibt sich während der Umdrehung des Pumpenlaufrades eine kurzeitige Überdeckung mit der rosetten förmigen Schneidenform der Schneidplatte. Die Schneidwirkung kann deshalb er höht werden, weil die Grundform einer Einzelschneide mit einem höheren Radius als die Grundform des Kopfes am Laufradsteg ausgebildet ist.

Vorteilhaft ist außerdem, daß zumindest zwei Schneidstücke im Kopf des Laufrad stegs nebeneinanderliegend vorgesehen sind, zwischen denen eine Laufradaus buchtung angeordnet ist.

Um eine Maßänderung beim Nachschleifen der Schneidplatte oder durch den Ver schleiß aufzufangen, ist es vorteilhaft, daß die Schneidplatte gegenüber der Schnei de des Pumpenlaufrades zur Einstellung des Schneidspaltes axial justierbar ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch eine senkrecht arbeitende Kreiselpumpe,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schneidplatte, in Strömungsrichtung gesehen,

Fig. 3 die Draufsicht zu Fig. 2 in vergrößertem Maßstab mit der Überdeckung durch das Laufrad,

Fig. 4 einen ausschnittsweisen Querschnitt durch das Laufrad und die Schneidplatte im Bereich des Schneidspaltes,

Fig. 5 eine Vorderansicht eines Pumpen-Einkanallaufrades in einer ersten Ausfüh rungsform mit Schneidstück,

Fig. 6 den zu Fig. 5 gehörenden axialen Querschnitt des Pumpenlaufrades,

Fig. 7 eine weitere Vorderansicht des Pumpenlaufrades in einer zweiten Ausführungsform mit einem Schneidstift und

Fig. 8 den zu Fig. 7 gehörenden axialen Querschnitt des Pumpenlaufrades und

Fig. 9 eine zusätzliche Ausführungsform als Teilschnitt durch den Laufradsteg als Abwicklung.

Die Pumpe zum Fördern eines mit festen Bestandteilen vermischten Fördermediums (z. B. Schmutzwasser) besitzt ein Pumpengehäuse 1 und ist mit einem drehangetrie benen Pumpenlaufrad 2 ausgestattet, das mittels einer motorgetriebenen Antriebs welle 21, die in Wälzlagern 22 drehgelagert ist, in Umdrehung (Schneidrichtung 11) versetzt wird.

Die Befestigung und die Lagerung der Antriebswelle 21 sind im Pumpengehäuse 1 in üblicher Art und Weise abgedichtet, wobei ölgeschmierte Wellendichtungslager bzw. Gleitringdichtungen eingesetzt werden.

Das Pumpenlaufrad 2 ist mit einer Schneideinrichtung 3 kombiniert. Eine Schneide 4 bildet mit einer Gegenschneide 6 einen Schneidspalt 5.

Unmittelbar am Pumpenzulauf 7 (der senkrecht zu einem Pumpenablauf 7a verläuft), ist eine radial fest im Pumpengehäuse 1 angeordnete Schneidplatte 8 eingebaut, deren mittige Zulauföffnung 8a etwa einer Öffnungsweite 2a des Pumpenlaufrades 2 entspricht und mehrere über den Umfang gleichmäßig verteilte Einzel-Schneiden 8b aufweist, die in einer Ebene am inneren Schneidplatten-Öffnungsrand 8c liegen (Fig. 1 und 3).

Die Einzelschneiden 8b (Fig. 2) besitzen am inneren Schneidplatten-Öffnungsrand 8c der Schneidplatte 8 einen abschnittsweise sich wiederholenden kurvenförmigen Verlauf 8d, der in den folgenden Verlauf der folgenden Einzelschneide übergeht. Die kurvenförmigen Einzelschneiden 8b sind jeweils mit einer Anschrägung 8e versehen, die von innen nach außen in der Dicke 8f der Schneidplatte 8 bis zur Außenform 8g ansteigt. Die kurvenförmige Einzelschneiden 8b sind im Ausführungsbeispiel (Fig. 2 und 3) etwa halbkreisförmig. Die Schneidplatte 8 ist mit ihrer kreisförmigen, zylin drischen Außenform 8g nahe der äußeren Begrenzung des Pumpengehäuses 1 in die Wandung eingelassen und befestigt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist das der Schneidplatte 8 mit dem Schneidspalt 5 (Fig. 4) gegenüberliegende Pumpenlaufrad 2 einen auf den mittleren Durchmesser der kurvenförmigen Einzelschneide 8b abgestimmten Kopf 2b eines Laufradstegs 2c auf, der - wie gezeichnet - innen beginnend mit dem Kopf 2b etwa spiralförmig bis zum Außenumfang 2d des Pumpenlaufrades 2 weiter geführt ist und dort endet. Der Laufradsteg 2c am Kopf 2b ist mit einem die Kopfaußenfläche bildenden Schneid stück 9 aus einem schneidfähigen Werkstoff in einer ersten Ausführungsform be stückt (Fig. 5 und 6). In einer zweiten Ausführungsform (Fig. 7 und 8) besitzt der Laufradsteg 2c am Kopf 2b einen eingesetzten Schneidstift 10, der etwa die Höhe des Laufradstegs 2c einnimmt. Die Höhe des Laufradstegs 2c bedeutet, daß der Schneidstift 10 in seiner Laufradstegvorderkontur mit seiner gesamten Länge dem Verschleiß entgegenwirkt.

In einer weiteren Ausführungsform (Fig. 9) sind zumindest zwei Schneidstücke 9 im Kopf 2b des Laufradstegs 2c nebeneinanderliegend eingesetzt und befestigt wobei die Überdeckung zu den Einzelschneiden 8b ebenfalls gewährleistet ist. Zwischen den Schneidstücken 9 ist eine Laufradeinbuchtung 2e angeordnet. Dadurch wird die Schneidwirkung erheblich verbessert.

Zur Minderung des Verschleißes, der durch die festen Bestandteile im Fördermedi um eintreten könnte, wirkt auch, daß der Kopf 2b in der Schneidrichtung 11 im Grundriß halbkreisförmig ausgebildet ist.

Die Einzelschneide 8b ist im übrigen stets mit einem größeren Radius ausgestattet als der Radius des Kopfes 2b.

Zusätzlich kann die Schneidplatte 8 gegenüber der Schneide 4 des Pumpen laufrades 2 zur Einstellung des Schneidspaltes 5 axial justierbar sein.

Das Schneidstück 9 bzw. der Schneidstift 10 sind auch in Kombination mit der Schneidplatte 8 in anderen Ausführungsarten eines Kreiselpumpenlaufrades an wendbar. Das Ausführungsbeispiel stellt ein Pumpen-Einkanallaufrad dar. Die Erfindung kann jedoch vorteilhaft auch bei Pumpen-Mehrkanallaufrädern eingesetzt wer den.

Bezugszeichenliste

1

Pumpengehäuse

2

Pumpenlaufrad

2

a Öffnungsweite d. Pumpenlaufrades

2

b Kopf

2

c Laufradsteg

2

d Außenumfang

2

e Laufradausbuchtung

3

Schneideinrichtung

4

Schneide d. Einkanallaufrades

5

Schneidspalt

6

Gegenschneide

7

Pumpenzulauf

7

a Pumpenablauf (Druckstutzen)

8

Schneidplatte

8

a Zulauföffnung

8

b Einzelschneide

8

c Schneidplatten-Öffnungsrand

8

d kurvenförmiger Verlauf

8

e Anschrägung

8

f Dicke

8

g Außenform

9

Schneidstück

10

Schneidstift

11

Schneidrichtung

21

Antriebswelle

22

Wälzlager

Claims

1. Pumpe mit einer Schneideinrichtung zum Fördern eines mit festen Bestandtei len vermischten Fördermediums und mit einem drehangetriebenen Pumpen laufrad, das mit einer Schneide, die einen Schneidspalt zur ortsfesten Gegen schneide bildet, versehen ist, dadurch gekennzeichnet daß unmittelbar am Pumpenzulauf (7) eine radial fest im Pumpengehäuse (1) angeordnete Schneidplatte (8) vorgesehen ist, deren mittige Zulauföffnung (8a) etwa der Öffnungsweite (2a) des Pumpenlaufrades (2) entspricht und mehrere über den Umfang gleichmäßig verteilte Einzel-Schneiden (8b), die in einer Ebene am inneren Schneidplatten-Öffnungsrand (8c) liegen, bildet.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelschneiden (8b) am inneren Schneidplatten-Öffnungsrand (8c) der Schneidplatte (8) einen abschnittsweise sich wiederholenden kurvenför migen Verlauf (8d) aufweisen.

3. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kurvenförmigen Einzelschneiden (8b) jeweils mit einer Anschrägung (8e) versehen sind, die von innen nach außen in der Dicke (8f) der Schneidplatte (8) ansteigt.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die kurvenförmigen Einzelschneiden (8b) etwa halbkreisförmig sind.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Schneidplatte (8) eine kreisförmige, zylindrische Außenform (8g) auf weist.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß das der Schneidplatte (8) mit Schneidspalt (5) gegenüberliegende Pum penlaufrad (2) einen etwa auf den Durchmesser der kurvenförmigen Einzel schneiden (8b) abgestimmten Kopf (2b) eines Laufradsteges (2c) aufweist, der, innen beginnend mit dem Kopf (2b) etwa spiralförmig bis zum Außenum fang (2d) des Pumpenlaufrades (2) weiter verläuft.

7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufradsteg (2c) am Kopf (2b) mit einem die Kopfform bildenden Schneidstück (9) aus schneidfähigem Werkstoff bestückt ist.

8. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufradsteg (3c) am Kopf (2b) mit einem eingesetzten Schneidstift (10) versehen ist, der etwa die Höhe des Laufradsteges (2c) einnimmt.

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß der Kopf (2b) in Schneidrichtung (11) im Grundriß halbkreisförmig ge formt ist.

10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß zumindest zwei Schneidstücke (9) im Kopf (2b) des Laufradstegs (2c) nebeneinanderliegend vorgesehen sind, zwischen denen eine Laufradein buchtung (2e) angeordnet ist.

11. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß die Schneidplatte (8) gegenüber der Schneide (4) des Pumpenlaufrades (2) zur Einstellung des Schneidspaltes (5) axial justierbar ist.