DE2518179A1

DE2518179A1 - Zerkleinerungsvorrichtung fuer im ansaugstrom einer fluessigkeitspumpe mitgefuehrte schmutz- und/oder feststoffe

Info

Publication number: DE2518179A1
Application number: DE19752518179
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Phys Berthold; Rudolf Ing Grad Krapf
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1975-04-24
Filing date: 1975-04-24
Publication date: 1976-11-04

Description

BBC

BROWN, BOVERI & CIE ■ AKTIENGESELLSCHAFT

MANNHEIM BROWN BOVERI

Mp.-Nr. 565/75 Mannheim, den 17. April 1975

ZFE/PI-Wg/Bt.

Zerkleinerungsvorrichtung für im Ansaugstrom einer Flüssigkeitspumpe mitgeführte Schmutz- und/oder Feststoffe.

Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung für im Ansaugstrom einer Flüssigkeitspumpe mitgeführte Schmutz- und/ oder Feststoffe mit wenigstens einem feststehenden Lochkörper und mindestens einem mit geringem Abstand zu den Öffnungen des Lochkörpers angeordnetem Schneidarm, der auf einer etwa zentrisch zum Lochkörper gelagerten Antriebswelle befestigt ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind der mit großen Öffnungen versehene Lochkörper und die Schneidarme in einem Gehäuse vorgesehen. Hierbei laufen die Schneidarme in Strömungstrichtung gesehen, hinter dem Lochkörper um. Das hat den Nachteil, daß in das Gehäuse eingesaugte und sich vor dem Lochkörper ansammelnde Schmutz- bzw. Feststoffe die Öffnungen des Lochkörpers verstopfen und somit die Funktion der Pumpe beeinträchtigen können. Um solche Verstopfungen bei der bekannten Pumpe entfernen zu können, ist ein erheblicher Aufwand erforderlich. Zudem sind die Öffnungen des Lochkörpers sehr weit, so daß verhältnismäßig lange Teile, die quer im Ansaugstrom mitgeführt werden, die Zerkleinerungsvorrichtung passieren können.

Pat 4 11 72 3500. KEi

ORIGINAL INSPECTED

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zerkleinerungsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile vermeidet und insbesondere eine Ansammlung von Schmutz- und/oder Feststoffen vor dem Lochkörper vermeidet. Die Zerkleinerungsvorrichtung soll hierbei im Aufbau robust und einfach sein, so daß sie über längere Zeiträume störungs- und wartungsfrei arbeitet.

Zur Lösung der Aufgabe wird bei einer Zerkleinerungsvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der mit seinen öffnungen auf die zulässige Durchlaßgröße von Schmutz- und/oder Feststoffen abgestimmte Lochkörper am pumpenfernen Ende des Ansaugkanals mit, in Strömungsrichtung gesehen, vorgeschaltetem Schneidarm angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, daß die an dem Lochkörper zurückgehaltenen Schmutz- und/oder Feststoffe von dem Schneidarm zerkleinert werden, so daß Verstopfungen der Öffnungen oder eine Beeinträchtigung des Ansaugstromes kaum möglich sind. Da hierbei der Schneidarm sozusagen am Ende des Ansaugkanals vorgesehen ist, werden im Ansaugstrom mitgeführte größere Feststoffe oder Festteile, die vom Schneidarm nicht zerkleinert werden können, durch fen umlaufenden Schneidarm von den Öffnungen weggedrängt. Der Ansaugkanal wird somit im Bereich des Flüssigkeitseintritts immer freigehalten und ein störungsfreier Pumpenbetrieb gewährleistet j Unter dem Begriff "Ansaugkanal" soll hier jede Art von offenen i oder geschlossenen Kanälen verstanden sein, über welche die Flüssigkeitspumpe die zu fördernde Flüssigkeit ansaugt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, i daß die Anzahl der Öffnungen und ihre Anordnung am Lochkörper sowie die Anzahl der Schneidarme und ihre Geschwindigkeit so

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festgelegt sind, daß die in der angesaugten Flüssigkeit mitgeführten, in die Öffnungen eintretenden und in Strömungsrichtung sich erstreckenden, stabförmigen Schmutz- und/oder Feststoffe auf eine vorbestimmte Länge zerkleinert werden. Die Länge der zerkleinerten Schmutz- und/oder Feststoffe ist somit genau im voraus bestimmbar. Das hat den Vorteil, daß die Länge der zerkleinerten Schmutz- und/oder Feststoffe auf die nachgeschaltete Pumpe abgestimmt werden kann. Hierdurch ist eine unnötig feine Zerkleinerung der Schmutz- und/oder Feststoffe vermieden und somit der Energiebedarf der Vorrichtung verringert.

Auch bewährte es sich, wenn der Lochkörper als ebene Scheibe im Ansaugkanal angeordnet ist und der Schneidarm, gegen die Strömungsrichtung gesehen, mit dem Ansaugkanal bündig endet. ; Diese Ausftihrungsform ist besonders einfach und bietet einen gewissen Schutz für den umlaufenden Schneidarm ohne seine Wirkung zu beeinträchtigen.

Eine weitere empfehlenswerte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Lochkörper als zylindrischer Ansaugkorb mit wenigstens einem winkelförmigen, den Ansaugkorb einseitig umgreifenden Schneidarm ausgebildet ist. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn nur der zylindrische Teil des Ansaugkorbes Öffnungen aufweist. Der umlaufende Schneidarm überstreicht hierbei ! sämtliche Öffnungen mit gleicher Geschwindigkeit, so daß die Abstimmung der Öffnungen auf die Umlaufgeschwindigkeit des

Schneidarms erleichtert ist. !

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht nun darin, j daß der Schneidarm im Querschnitt etwa die Form eines Trapezes aufweist, dessen längere Grundseite die Schneide bildet und

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dessen einer, dem.Lochkörper ferner Schenkel zum Lochkörper geneigt ist. Diese Ausführungsform ist besonders dann geeignet, wenn ein hoher Anteil von größeren Schmutz- und/oder Feststoffen in der angesaugten Flüssigkeit zu erwarten ist. Denn mit dem verdickten Teil des Schneidarmes werden solche Schmutz- und/oder Feststoffe sicher vom Ansaugbereich weggestoßen.

Soll die Zerkleinerungsvorrichtung dagegen mit besonders geringem Energieverlust betreibbar sein, so ist es empfehlenswert, wenn der Schneidarm im Querschnitt etwa die Form eines Tragflügels oder einer Halbkugel aufweist, deren Grundflächen dem Lochkörper zugewandt sind und deren günstigste Anströmkante die Schneide bildet.

Um den Antrieb der Zerkleinerungsvorrichtung bei einer Tauchpumpe in Kreiselbauart mit einem zur Pumpenwelle koaxial angeordneten Ansaugstutzen zu vereinfachen, ist in vorteilhafter Weise der Schneidarm über die Antriebswelle mit der Pumpenwelle gekuppelt.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschrei-l bung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor, welche folgendes schematisch zeigen: :

Fig. 1 das pumpenferne Ende des Ansaugkanals einer Flüssig- ! keitspumpe mit der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung, die mit einem scheibenförmigen Lochkörper und vier rechtwinklig zueinander angeordneten Schneidarmen gebildet ist, die im Ansaugkanal versenkt angeordnet sind,

Fig. 2 eine Ansicht des Gegenstandes der Figur 1 in Richtung des Pfeiles II der Figur 1,

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Fig. 3 einen Schnitt durch den Gegenstand der Figur 2 gemäß der Schnittlinie III - III der Figur 2 in größerem Maßstab, wobei hinter der Schnittlinie liegende Teile nicht dargestellt sind,

Fig. 4 eine Tauchpumpe, deren Ansaugkanal mit einem als Ansaugkorb ausgebildeten Lochkörper und mit Schneidarmen, die von der Pumpenwelle angetrieben sind und

Fig. 5 einen Schnitt durch den Gegenstand der Figur 4 gemäß der Schnittlinie V-V, wobei hinter der Schnittebene liegende Teile nicht dargestellt sind.

Gleiche Teile sind in den einzelnen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 ist der zur Pumpe führende Ansaugkanal 4 mit einem Rohr gebildet und endet in der anzusaugenden Flüssigkeit 15. Der Lochkörper 3, der Öffnungen 2 für den Durchtritt der anzusaugenden Flüssigkeit aufweist, ist im Ansaugkanal befestigt. In Strömungsrichtung gesehen vor dem Lochkörper 3 sind die Schneidarme 6 angeordnet, die auf einer Antriebswelle 9 gelagert sind. Die Antriebswelle durchdringt den Lochkörper und führt zu einem Antrieb 16, der als im Ansaugstrom über Stützen 18 am Rohr befestigter Elektromotor ausgebildet ist. Der Abstand zwischen Schneidarmen und Lochkörper ist so gewählt, daß eine Berührung der umlaufenden Schneidarme mit dem Lochkörper gerade vermieden ist. Die Schneid arme samt zugeordnetem Lochkörper sind soweit im Ansaugkanal 4 versenkt angeordnet, daß die Schneidarme 6 gerade nicht aus dem Ansaugkanal vorstehen.

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τ ία Ό ■' ο ι· ο

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Wie aus Figur 2 zu ersehen ist, welche eine Draufsicht auf das Ende des Ansaugkanals darstellt, sind auf der Antriebswelle 9 vier Schneidarme kreuzförmig angeordnet. Sie können an der Antriebswelle 9 einzeln befestigt sein, vorzugsweise sind sie jedoch zu einem einzigen, kreuzförmigen Schneidelement zusammengefaßt .

Figur 3 zeigt im wesentlichen den Querschnitt durch einen Schneidarm gemäß der Schnittlinie III - III der Figur 2. Danach hat der Schneidarm 6 etwa ein trapezförmiges Profil, dessen längere Grundseite 10 die Schneide des Schneidarmes mitbildet und dessen Schenkel 11 zum Lochkörper geneigt ist. Die Umlaufrichtung des Schneidarmes ist - wie in allen anderen Figuren auch - durch Pfeile angedeutet. Die Grundseite 10, welche die Schneide mitbildet, trägt an ihrem lochkörpernahen Ende einen Einsatz 17 aus Hartmetall, um den Verschleiß zu verringern.

Die Anzahl und gegebenenfalls Größe der Öffnungen 2 des Lochkörpers und ihrer Anordnung am Lochkörper 3 sind so mit der Anzahl der Schneidarme und ihrer Umlaufgeschwindigkeit abgestimmt, daß stabförmige, in die Öffnungen 2 eintretende Schmutz· und/oder Feststoffe, die in der angesaugten Flüssigkeit enthalten sind, auf eine vorbestimmte Länge zerkleinert werden. Die Länge 1st hierbei so gewählt, daß die Feststoffe in der nachgeschalteten Flüssigkeitspumpe nicht stören und andererseits der Energieaufwand für das Zerkleinern der Schmutz- und/ oder Feststoffe nicht unnötig groß ist. Hierbei ist es günstig, wenn die Ansauggeschwindigkeit bei gleicher Pumpenleistung mit oder ohne Schneidarme etwa gleich ist.

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Während des Betriebes werden die Schneidarme 6 über den Antrieb \ 16 und die Antriebswelle 9 vor den Öffnungen 2 in Umlauf gebracht. Hierbei zerkleinern sie vom Lochkörper 3 zurückgehaltene I ι
\ Schmutz- und/oder Feststoffe. Lange, stabförmige Feststoffe,

! welche in die Öffnungen 2 eindringen, werden von den Schneidarmen mindestens auf die vorbestimmte Länge zerhackt und größere Schmutz- und/oder Schwebstoffe von den umlaufenden Schneidarmen in die zu fördernde Flüssigkeit 15 zurückgedrängt, so daß der Bereich des Ansaugens immer frei ist. Da die Schneidarme gerade vom Ansaugkanal aufgenommen sind, sind sie zwar weitgehend geschützt, das Abdrängen der Fest- und/oder Schmutzstoffe ist i jedoch nicht oder kaum behindert. Die Zerkleinerungsvorrichtung wird man selbstverständlich nur dann in Betrieb nehmen,

j wenn über den Ansaugkanal 4 Flüssigkeit angesaugt wird, d.h. i
man wird sie nur zusammen mit der nachgeschalteten Pumpe in

Betrieb nehmen.

In den Figuren 4 und 5 ist eine als Tauchpumpe in Kreiselbauform ausgebildete Flüssigkeitspumpe 1 dargestellt. Ihr Ansaugkanal 4 ist mit einem als Lochkörper dienenden Ansaugkorb 7 verschlossen^ Dieser Ansaugkorb ist etwa topfförmig ausgebildet und mit seinem! offenen Ende an der Pumpe 1 befestigt. Die Öffnungen 2 sind hierbei nur im zylindrischen Teil des Ansaugkorbes vorgesehen, der Boden weißt außer der Durchtrittsöffnung für die Antriebswelle 9 keine weiteren Öffnungen auf. Die Schneidarme 13 sind winkelförmig ausgebildet, sie gehen von der den Boden des AnsaugJ-korbes etwa zentrisch durchdringenden Welle aus und umgreifen j den Ansaugkorb halbseitig. Es können mehrere Schneidarme 13 vorgesehen sein, vorzugsweise jedoch zwei in einer Ebene liegende und zu einer Einheit zusammengefaßte Schneidarme 13. Die Antriebs welle 9 führt in Richtung Pumpe und ist mit der Pumpenwelle !gekuppelt, so daß der Pumpenmotor als Antrieb für die Schneidarme 13 dient.

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In Figur 5 sind zwei verschiedene Querschnittsformen für die
Schneidarme dargestellt. Der linke Schneidarm 13 hat hierbei \ im Querschnitt etwa die Form eines Halbkreises. Seine Form wird ! man wählen, wenn eine gute Abweiswirkung für große Schmutz- und/'; oder Feststoffe sowie geringer Strömungswiderstand gleichzeitig i erwünscht ist. Der auf der rechten Seite der Figur 5 dargestell-i te Schneidarm 13 hat einen Querschnitt, der etwa einem Trag- ! flügelprofil entspricht. Die beim Umlauf angeströmte Vorder- ! seite bildet hierbei die Schneide. Diese Ausführungsform wird j man dann wählen, wenn besonderer Wert auf geringsten Strömungs- ■ widerstand der umlaufenden Schneidarme gelegt wird. In den \ meisten Fällen wird man nur Schneidarme einer Ausführungsform
an einer Zerkleinerungsvorrichtung verwenden, ihre gemischte ^! Verwendung ist jedoch in Sonderfällen nicht ausgeschlossen.

Die Ausführungen über die Funktion der Zerkleinerungsvorrichtung, wie sie zu den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren
1 und 2 gemacht wurden, gelten entsprechend auch hier, so
daß sich weiteres erübrigt.

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Claims

Patentansprüche

Zerkleinerungsvorrichtung für im Ansaugstrom einer Flüssigkeitspumpe mitgeführte Schmutz- und/oder Feststoffe mit wenigstens einem feststehenden Lochkörper und mindestens einem mit geringem Abstand zu den Öffnungen des Lochkörpers angeordneten Schneidarm, der auf einer etwa zentrisch zum Lochkörper gelagerten Antriebswelle befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit seinen Öffnungen (2) auf die zulässige Durchlaßgröße von Schmutz- und/oder Feststoffen abgestimmte Lochkörper (3; 7) am pumpenfernen Ende des Ansaugkanals (4) mit, in Strömungsrichtung gesehen, vorgeschaltetem Schneidarm (6j 13) angeordnet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Öffnungen (2) und ihre Anordnung am Lochkörper (3j 7) sowie die Anzahl der Schneidarme (6; 13) und ihre Geschwindigkeit so festgelegt sind, daß die in der angesaugten Flüssigkeit mitgeführten, in die Öffnungen (2) eintretenden und in Strömungsrichtung sich erstreckenden, stabförmigen Schmutz- und/oder Feststoffe auf eine vorbestimmte Länge zerkleinert werden.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochkörper als ebene Scheibe (3) im Ansaugkanal (4) angeordnet ist und der Schneidarm (6), gegen die Strömungsrichtung gesehen, mit dem Ansaugkanal (4) etwa bündig endet. (Figur 1)

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochkörper als etwa zylindrischer Ansaugkorb (7) mit wenigstens einem winkelförmigen, den Ansaugkorb einseitig umgreifenden Schneidarm (13) ausgebildet ist. (Figur 4 und 5)

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P.-if : (b'O ICu j. KE)

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur der zylindrische Teil des Ansaugkorbes (7) mit Öffnungen (2) versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidarm im Querschnitt etwa die Form eines Trapezes aufweist, dessen längere Grundseite (10) die Schneide bildet und dessen einer, dem Lochkörper (3) ferner Schenkel (11) zum Lochkörper geneigt ist. (Figur 3)

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidarm im Querschnitt etwa die Form eines Tragflügels oder einer Halbkugel aufweist, deren Grundflächen (H) dem Lochkörper (3) zugewandt sind und deren günstigste Anströmkante die Schneide bildet. (Figur 5)

8. Für eine Tauchpumpe in Kreiselbauart mit zur Pumpenwelle koaxial angeordnetem Ansaugstutzen vorgesehene Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidarm über die Antriebswelle (9) mit der Pumpenwelle (12) gekuppelt ist. (Figur 4)

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