DE2117641C3 - Vorrichtung zum Zerkleinern und Abpumpen von pumpbaren Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betraft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Gattung; eine Vorrichtung dieser Art ist aus der US-PS 34 17 929 bekannt.

Es gibt im wesentlichen zwei grundsätzliche Arten von Entsorgungssystemen von Haushalten, nämlich einmal Rohrleitungssysteme relativ großen Querschnittes, durch welche die üblicherweise in Abfallwasser mitgeschwemmten festen und größeren Abfallteile unzerkleinert abtransportiert werden, und Entsorgungssysteme der eingangs angesprochenen Art, bei welcher feste Abfälle zerschnitten werden und im Abfallwasser mit Druckpumpen befördert werden.
Aus der oben genannten US-PS ist eine Vorrichtung zum Zerkleinern und Abpumpen von pumpbaren Flüssigkeiten und darin mitgeschwemmten Abfällen bekannt, die so lange zuverlässig arbeitet, als zu zerkleinernde feste Abfallteile im wesentlichen teigige ίο Konsistenz haben. Die vorbekannte Anlage versagt, wenn relativ feste mitgeschwemmte Abfallbestandteile zerkleinert werden müssen, wenn man nicht einen unvernünftig hohen Kraftaufwand mittels eines sehr großen Motors in Kauf nehmen will. Die vorbekannte Anlage neigt insbesondere dann zu einem Festsitzen, wenn relativ große faserige Teile in den Abfällen vorliegen, insbesondere Papierwindeln und dergl.

Das Festsitzen von festen Abfallstoffen in der Schneideinrichtung läßt sich bei der bekannten Vorrichtung nicht mit hinreichender Sicherheit vermeiden, da die Ansaugrichtung der Zerkleinerungsvorrichtung im wesentlichen horizontal ist. Nach einem Festsitzen des Schneidwerkes hilft also das Abstellen der Anlage nichts; <ias nicht zu bewältigende Abfallstück bleibt zwischen den schneidenden Elementen des Schneidwerkes hängen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbekannte Vorrichtung derart weiter zu bilden bzw. auszugestalten, daß auch bei einem relativ großen Anfall relativ harten Abfalles und bei in den Abfallwässern zu verarbeitenden Windeln und dergl. eine Standzeit von durchschnittlich mindestens fünf bis zehn Jahren erreicht werden kann.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß die oben beschriebenen Nachteile der bekannten Vorrichtung darauf beruhen, daß beim Festsitzen des Schneidwerkes und dann folgendem Abschalten des Motors — was automatisch geschehen kann — das Schneidwerk nicht von den hemmenden und zu harten Abfallteilen befreit werden kann. Geht man aber nach der Erfindung vor, gem. welcher die Zerkleinerungsvorrichtung einen nach unten offenen Einlaßstutzen aufweis», durch den das in die Zerkleinerungsvorrichtung eintretende Gemisch im wesentlichen in lotrechter Richtung eingesogen wird, kann dieser entscheidende Nachteil nicht auftreten: Sollte das Schneidwerk einmal beispielsweise wegen des Einsaugens eines zu großen Abfallpartikels festsitzen, und wird es danach abgeschaltet, kann das Schwierigkeiten bereitende Abfallteil wieder nach unten fallen und wird beim nächsten Anlaufen der Pumpe wieder angesaugt, wobei im wesentlichen erreicht wird, daß von relativ großen Abfallstücken stets kleine Teilchen abgeschnipselt werden, deren weiterer Transport dann keine Schwierigkeiten bereitet. Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung keinerlei Schwierigkeiten mit der Verarbeitung insbesondere von Papierwindeln und ähnlichem Abfall hat. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sie auch dann nicht zum Verstopfen neigt, wenn sie mit solchen Feststoffen beaufschlagt wird, die sich aus technischen Gründen nicht zerkleinern lassen.

Die Unteransprüche beschreiben zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen vertikalen Axialschnitt durch die ganze

Vorrichtung;

Fig.2 vergrößert im Axialschnitt Einzelheiten des Zerkleinerers; und

F i g. 3 eine Draufsicht auf den Zerkleinerer derart, daß die Fig.2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der F i g. 3 darstellt.

Die ganze Vorrichtung ist zunächst in einem oben offenen Vorratsbehälter 1 aus Metall untergebracht, der oben einen nach außen weisenden Umfangsflansch aufweist Mit 3 ist der Boden des Tanks bezeichnet, die zylindrische Seitenwand mit 4, und ein Einlaßstutzen 5 in der Seitenwand nimmt ein z. B. eingeschweißtes Zuführungsrohr 6 auf. Das Einlabrohr 6 liefert also die Abwässer, deren feste Bestandteile auf entsprechende Größe zerkleinert und dann mit den Abwässern zusammen abgepumpt werden sollen. Ein ringförmiger Deckel 7 ist dicht unter Zwischenfügung einer nicht gezeigten Ringdichtung mit Schraubbolzen 8, 9 am kingflansch 2 des Behälters 1 befestigt.

In die mittige Öffnung des Deckels 7 ist über einen Ringfiansch ti ein einstückiges Steuergehäuse 10 verschweißt, so daß also dieses Steuergehäuse 10 und der Deckel eine feste Einheit bilden. Das Gehäuse 10 weist eine Öffnung auf, die durch einen mit Schrauben

13 befestigten Deckel 12 verschlossen ist. Das vom Deckel 7 nach unten abstehende Steuergehäuse 10 weist eine nach unten weisende Ringschulter

14 auf, die ein Rohr 15 aufnimmt, welches weiter nach unten absteht. Die Art der Verbindung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Rohr 15 ist dieselbe wie weiter unten hinsichtlich des unteren Endes des Rohre* 15 beschrieben wird. Ein Spannband 16 klemmt diese Verbindung zwischen dem Gehäuse 10 und dem Rohr 15 fest zusammen.

Das untere Ende des Rohres 15 mündet teleskopisch in einem zylindrischen Befestigungsabschnilt 17 eines Pumpenkopfes 18, wobei das Rohr 15 axial gegen eine nach oben weisende Ringschulter 19 am Pumpenkopf 18 anliegt. Ein Dichtungsring 20 ist zwischen dem Kupplungsabschnitt 17 und der daneben liegenden inneren Oberfläche des Rohres 15 vorgesehen. Der Verbindungsabschnitt 17 weist im Bereich der Verbindung mit dem Rohr 15 einen umlaufenden Vorsprung von dreieckigem Querschnitt auf, der in die Innenfläche des Rohres 15 eingedrückt ist. Das Rohr 15 besteht zweckmäßig aus einem Kunststoff, z. B. einem Polymer. Ein Spannband 22, — s.o. das zum Spannband 16 gesagte — drückt den im Querschnitt dreieckigen Dichtungsflansch 21 in den relativ weichen Kunststoff des Rohres 15 und stellt so eine dichter Verbindung her. Wie bereits oben angedeutet wurde, ist die Verbindung zwischen dem Rohr 15 und dem Gehäuse 10 in gleicher Weise hergestellt.

Das Gewicht und die auf den Pumpenkopf 18 wirkenden Kräfte werden von mehreren Spunnbolzen 23 aufgenommen, die über Gewinde in den Pumpenkopf 18 eingeschraubt sind und am oberen Ende mit Schraubenköpfen 24 auf dem mit dem Deckel 7 verbundenen Ringflansch aufliegen. Jedenfalls ist die Anordnung so getroffen, daß in F i g. 1 in vertikaler Richtung wirkende Kräfte zwischen dem Pumpenkopf und dem Deckel 7 im we^..:;:;-in.n von den Spannbolzen 23 aufgenommen werden, so daß man also das Rohr

15 aus einem relativ weichen Material herstellen kann. Auf diese Weise bilden der Deckel 7, das Gehäuse 10, die Deckplatte 12, das Rohr 15 und der Pumpenkopf 18 eine abgedichtete Kammer 25 zur Aufnahme eines Motors und der Mittel zur Motorsteuerung, worauf weiter unten eingegangen wird.

Zum Antrieb der Pumpe und der Zerkleinerungsvorrichtung dient der Elektromotor 26, der oben auf dem Pumpenkopf 18 befestigt ist. Die Spannbolzen 23 verlaufen also außerhalb des Motors, dessen eigentliches Gehäuse im unteren Bereich ausgeschnitten dargestellt ist Ein bekanntes Lager 27 und/oder eine Dichtungspackung 28 umgeben die Motorwelle 29 im Pumpenkopf 18, wodurch die Kammer 25 auch nach unten abgedichtet ist

Die Pumpe weist ein einstückiges Metallgehäuse 30 auf, welches fest unmittelbar unten an den Pumpenkopf durch Bolzen 31 angeschraubt ist. Ein Befestigungsflansch 32 für ein innerhalb des festen Gehäuses liegendes Gehäuse aus federnd-nachgiebigem Werkstoff ist an seinem Umfang zwischen entsprechenden Schultern am Pumpenkopf 18 und dem Pumpengehäuse 30 eingeklemmt. Eine äußere schlauchförmige Wand 33 des nachgiebigen Gehäuses führt vom Flansch 32 nach unten und von der Einlaßseite der Pumpe innerhalb des äußeren Teiles dieses nachgiebigen Schlauches zur Bildung eines inneren elastischen Schlauches 34 wieder nach oben. Die Abschnitte 32,33 und 34 sind einstückig ausgebildet und bestehen z. B. aus Gummi oder einem anderen Material entsprechender Eigenschaften. Die Innenoberfläche der Innenwand 34 weist eine schraubenlinienförmige Ausnehmung auf, die mit dem schraubenlinienförmig ausgebildeten Teil 35 auf der Motorwelle 29 zusammenwirkt, wodurch eine im Prinzip bekannte Pumpe gebildet ist.

Die Pumpe liefert Strömungsmittel nach oben in einen ringförmigen Auslaßraum 36, der im Pumpenkopf 18 um die Motorwelle 29 außerhalb der abgedichteten Kammer 25 gebildet ist Radial nach außen führt eine Auslaßöffnung 37 aus der Kammer 36 in einen Krümmer 38, der unter Zwischenklemmung eines Rückschlagventils 39 am Pumpenkopf 18 befestigt ist. Vom Krümmer 38 führt ein Auslaßrohr 40 in der gezeigten Weise neben dem Rohr 15 nach oben abgedichtet (Dichtung 41) durch den Deckel 7 der ganzen Anordnung.

Der Strom für den Motor 26 wird über die Anschlüsse 44 von einer Steuerschaltung 43 geliefert, die den Motor 26 in Betrieb setzt, wenn ein vorbestimmter Flüssigkeitsstand im Behälter 1 erreicht ist. Die Motorsteuerung 43 ist dabei in nicht gezeigter Weise in dem Steuergehäuse 10 befestigt. Zur Erfassung des Flüssigkeits-Pegels im Behälter oder Tank 1 führt von der Motorsteuerung 43 ein flexibler Schlauch 45 nach unten durch die abgedichtete Kammer 25, an deren Boden sie dicht in eine Durchführung 47 im Pumpenkopf in eine vertikale Verlängerung 48 führt. Diese Verlängerung 48 ist am Ende bei 49 etwa auf der Höhe der unteren Kante des Pumpengehäuses 30 offen. Das untere Ende des Rohres 48 ist am unteren Ende des Pumpengehäuses 30 in einem sich nach außen öffnenden, achsparallel verlaufenden Schlitz 50 an der Seitenwand des Pumpengehäuses 30 mittels eines Klemnbandes 51 gehalten. Dieses Klemmband 51 ist mit seinen Enden am Pumpengehäuse 30 befestigt.

Zur Entlüftung des Behälters 1 gegen die Atmosphäre weist das Steuergehäuse 10 ein Rohr auf, das unten in den Behälter 1 und oben oberhalb des Deckels 7 offen ist. Der Innenraum das Rohrs 52 steht natürlich nicht in Verbindung mit der abgedichteten Kammer 25.

Die eigentliche Zerkleinerungsvorrichtung weist eine nicht durchbrochene Scheibe 53 auf, die fest auf dem unteren Ende der Motorwelle 29 sitzt. Auf der nach

unten weisenden Oberfläche der Scheibe 53 sind mindestens zwei diametral gegenüberliegende und wie Turbinenschaufeln wirkende Blöcke 54 befestigt, so daß also von den Blöcken 54 erfaßtes Strömungsmittel bei Drehung der Scheibe nach außen geschleudert wird. Ein Leitring 55 ist zwischen aufeinander zuweisenden Schultern 56 und 57 eines ringförmigen Einlaßstutzens 58 und dem Pumpengehäuse 30 festgeklemmt. Der einstückig ausgebildete und aus einem Metall bestehende Einlaßstutzen 58 ist unmittelbar am unteren Ende des Pumpengehäuses 30 mittels Schrauben 59 befestigt. Der Einlaßstutzen 58 weist eine glatte Innenfläche 60 auf, die vom unteren Rand 61 nach oben und innen bis zur Schulter 56 reicht.

Wie Fig.2 zeigt, weist die Scheibe 53 eine Nabe 62 zum Zwecke der Verbindung mit der Motorwelle aul. Die wie Turbinenschaufeln und zugleich Schneidwerkzeuge wirkenden Blöcke 54 sind in radial verlaufenden Schlitzen 63 mittels Schrauben 64 befestigt. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Blöcke 54 einstückig an der Scheibe auszubilden oder sie anzuschweißen. Wie die Zeichnung deutlich zeigt, sind die Außenkanten eines jeden Blockes 54 axial fluchtend mit dem Umfang der Scheibe 53 angeordnet.

Der mit den Blöcken 54 zusammenwirkende Ring 55 der Zerkleinerungseinrichtung weist zunächst eine kontinuierlich glatte Innenfläche 65 auf, die im wesentlichen — was F i g. 1 zeigt — eine Fortsetzung der Innenfläche 60 des Ansaugstutzens bildet. Die Innenfläche 65 des Ringes 55 erstreckt sich ausgehend von der unteren Kante 66 des Ringes nach oben und ist nach außen erweitert, bis zu einer Übergangslinie 67. Oberhalb der Übergangslinie 67 ist bis zur Oberkante 68 des Ringes 55 eine Schneidfläche ausgebildet, die aus mehreren, am Innenumfang des Ringes mit gleichem Abstand angeordneten, und achsparallel verlaufenden halbkreisförmigen Schlitzen 69 besteht. Diese Schlitze, bzw. deren Kanten bilden zusammen mit den Blöcken 54 bzw. deren Kanten die eigentliche Zerkleinerungseinrichtung, die nach Art einer umlaufenden Schere wirkt. Aus F i g. 2 sieht man, daß die Schlitze 69 sich von einer Stelle unterhalb der Blöcke 54 nach oben über diese Blöcke hinaus bis etwa zur halben Höhe der Scheibe 53 erstrecken. Weiter ist zu sehen, daß die Innenfläche des Ringes 55 einschließlich der Oberfläche 65 und der Schneidfläche mit den Schlitzen 69 sich nach außen oder zumindest im wesentlichen axial fluchtend mit dem Umfang der Scheibe 63 erstrecken, so daß keine nach innen weisende Überlappung bestehen kann, in der sich geschnittenes Material, z. B. Stoffreste oder dgl. verhängen könnten. Diese Bauart stellt sicher, daß «-"sstiecr^sr oder Gewebe wieder nnch unten Sb¹⁷CStO-ßen werden, wenn derartige Gegenstände nicht zwischen der Scheibe 53 und dem Ring 55 nach oben gelangen können. Danach würde entsprechend abgewiesenes Material wieder nach oben gesogen werden, und wieder nach unten abgestoßen, bis es entweder vollständig bis zur Pumpe gelangt ist oder entsprechend zerkleinert wurde. Nicht zerkleinerbares Material fällt auf den Boden des Behälters 1 und bleibt dort liegen; auf diese Weise kann die Zerkleinerungseinrichtung nicht verstopft werden.

Es ist wichtig, daß die von den Schneidelementen des Zerkleineres auf Grund des bewegten Wassers erzeugte Belastung möglichst klein ist, um einen möglichst kleinen Motor verwenden zu können. Die Verwendung eines möglichst kleinen Motors ist deswegen wichtig, damit man die erfindungsgemäße Einrichtung in Haushalten und den vorhandenen Stromversorgungen verwenden kann. Die Schneidblöcke sollten möglichst wenig weit unterhalb des Pegels der Schneidscheibe sein, damit insoweit dazu beigetragen wird, die Belastungen klein zu halten. Andererseits hat sich herausgestellt, daß die Schneidklingen eine bestimmte Mindestgröße haben müssen, weil sonst die von der Scheibe erzeugte Verwirbelung der Flüssigkeit aufhört und mithin auch keine Strömung besteht, mit deren Hilfe die zu schneidenden Festkörper in die Schneideinrichtung eingezogen werden können. Dieser Gedanke ist besonders wichtig bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mit einer nicht durchbrochenen, die Schneidmesser tragenden Scheibe, um welche das nach oben gesaugte Material herumgeführt werden muß. Die Schneidkanten an den Blöcken 54 sollten bei der in F i g. 1 gezeigten Anordnung unterhalb der Ebene der Scheibe etwa 0,5 — 0,6 mm in vertikaler Richtung haben.

Bei der in F i g. 2 sichtbaren Anordnung, bei welcher die Blöcke 54 in Schlitzen an der Unterseite der Scheibe angeordnet sind, sollte dieses kritische Maß gleich der vertikalen Länge der Schneidklingen minus der Tiefe der Schlitze 63 sein, d. h. also, daß dieser Wert die tatsächliche Höhe der Schneidblöcke unterhalb der unteren Ebene der Scheibe darstellt. So könnte z. B. jede Schneidklinge eine Gesamthöhe von etwa 0,25 — 0,75 cm haben und die Strecke von der Mittellinie der Schraube 64 zur Außenkante des Blockes ist zweckmäßig etwa 1,25 cm, wobei die gesamte Radialerstreckung bei etwa 3 cm liegt und eine Umfangsbreite von ungefähr einem Zentimeter gegeben ist. Die dargestellte Abschrägung könnte etwa 15° zur Radialrichtung betragen. Die Scheibe 53 könnte ihrerseits einen Durchmesser von etwa 15,5 cm haben und die Dicke (ohne Nabe) könnte etwa 1,6 cm betragen. Die Tiefe der Schlitze 63 ist bei diesem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel etwa 0,25 cm. Es ist weiter zweckmäßig, daß die Schneidblöcke an ihren Außenflächen mit der Außenkante der Scheibe fluchten. Wenn diese Blöcke über den Umfang der Scheibe vorstehen würden, dann besteht die Gefahr, daß z. B. zu zerschneidende Stoff- oder Kunststoffteile sich um eine solche vorstehende Schneidklinge herumwickeln und dadurch den Betrieb beeinträchtigen. Wenn andererseits die Blöcke nicht radial bis zum Rand der Kante der Scheibe reichen, dann ist die Schneidwirkung sehr schlecht

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zerkleinern und Abpumpen von pumpbaren Flüssigkeiten und darin mitgeschwemmten Abfällen, bestehend aus einem dichten Sammeltank mit abnehmbarem Deckel, der einen Motor zum Antrieb einer Pump- und Zerkleinerungsvorrichtung trägt, die ihrerseits an der Unterseite des Deckels nach Art einer Tauchpumpe befestigt ist, wobei die unterhalb der Pumpe abgebildete Zerkleinerungsvorrichtung mit Abstand vom Boden des Tankes frei über diesem angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungsvorrichtung einen nach unten offenen Einlaßstutzen (58) aufweist, durch den das in die Zerkleinerungsvorrichtung eintretende Gemisch im wesentlichen in lotrechter Richtung eingesogen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eigentliche Zerkleinerungsvorrichtung (F i g. 2) eine am Rand einer veriikalachsig gedrehten Scheibe (53) angeordnete Schneidklinge (54) aufweist, die nach Art eines umlaufenden Messers mit einem gehäusefesten Schneidkantenkranz (69; F i g. 2 und 3) zusammen wirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schneidklinge am radial äußeren Ende eines blöckchenartigen Körpers (54) ausgebildet ist, der seinerseits an der Unterseite der Scheibe (5.1) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem abnehmbaren Deckel ein zum Tankinnenraum hin dichter Behälter (15) angeordnet ist. der den Motor (26) aufnimmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (33, 34, 35) unmittelbar am unteren Ende des zum Tankinnenraum dichten Behälters (15) angeordnet ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschluß des Behälters (15) von einem Gehäuseabschnitt (18) gebildet ist, der gleichzeitig das auslaßseitige Pumpengehäuse darstellt und zur dichten Herausführung der Motorwelle (29) aus dem Behälter in die Pumpe dient.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4—6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (15) von oben verschließbar zum Zwecke der Wartung des darin befindlichen Motors (26) zugänglich ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Pumpenauslaß abgehende Auslaßrohr (40) durch den Deckel (7) geführt ist.