DE4413940A1 - Schlammpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlammpumpe, die von einem Tauchelektromotor gebildet ist, auf dessen Achse einerseits eine Einspindelpumpe und anderseits ein Desintegrator, z. B. eine Schlagbolzenmühle, gelagert ist, der vor der Einspindelpumpe zum Zerschlagen der festen Bestandteile aus den geförderten Schlämmen vorgesehen ist.

Zur Förderung von dickflüssigen Substanzen, die darüberhinaus üblicherweise kleinere feste Teilchen enthalten, benützt man Pumpenaggregate, die durch einen gewöhnlich wasserdicht verschlossenen Tauchelektromotor gebildet sind, an welche eine Einspindelpumpe angeschlossen ist. Trotzdem es um die Art einer Volumenpumpe geht, die geeignet ist, auch Stoffe mit einem Inhalt von kleinen festen Beimischungen zu fördern, ist es erforderlich zu sichern, daß aus dem ausgepumpten Raum auch relativ größere Teilchen oder feste Ansammlungen entfernt werden, die zum Beispiel in Abwässern enthalten sind. Zu diesem Zwecke wird auf der gemeinsamen Welle, unmittelbar vor dem Eingang in die Einspindelpumpe ein Desintegrator angeordnet, welcher eine mechanische rotierende Einrichtung ist, die mit einem System von festen und rotierenden Messern versehen ist, die vor allem die Zertrümmerung, allenfalls Zerspaltung dieser Teilchen sichert. Nach diesem Schritt wird die entstandene breiartige Mischung unmittelbar zum Einsaugen in die Einspindelpumpe geleitet, bevor sie durch die Pumpe angesaugt wird.

Da für Einspindelpumpen typisch ist, daß die Drehachse ihres Rotors hinsichtlich der Achse ihres Stators exzentrisch ist, jedoch gleichzeitig die begreifliche Notwendigkeit besteht, daß bei der erwähnten Anwendung ihr Rotor auf der gleichen Elektromotorwelle angeordnet ist, auf der auch der rotierende Teil des Desintegrators angeordnet ist, werden für die Konstruktion der erwähnten Art Schlammpumpen verwendet, deren Rotor direkt auf der gemeinsamen Achse des Elektromotors angeordnet sein kann, auf welcher auch der Rotor des Desintegrators angeordnet ist. Das erwähnte Erfordernis erfüllen sogenannte Einspindelpumpen mit schwingendem Stator. Bei diesen Bauarten wird der Rotor hinsichtlich der Drehachse des Elektromotors zwar exzentrisch gelagert, kann jedoch mit ihr fest verbunden sein. Der Stator wird dann aus elastischem Werkstoff ausgeführt, dessen innerer Hohlraum ein erforderliches Profil und eine erforderliche Form hat, aber im Pumpengehäuse durch sein eines Ende elastisch gelagert ist, so daß er die aufgezwungene erforderliche gegenseitige exzentrische Rotorbewegung ausführt.

Die erwähnte, bisher verwendete Konstruktionsvariante der Schlammpumpe erfüllt zwar die erforderlichen Anforderungen, hat jedoch gewisse Betriebsnachteile. So zum Beispiel bei Förderung von Flüssigkeiten mit einem Inhalt von festen Teilchen, wie Sand und allfälligem Gehalt von weiteren, durch einen Desintergator zerkleinerten Teilchen, kommt es im Betrieb zur Absetzung dieser Teilchen in Funktionshohlräumen des schwingenden Stators. Bereits nach kurzer Zeit des Betriebes kommt es zur Verstopfung dieser Hohlräume und nachfolgend zur vollständigen Außerbetriebstellung der Einspindelpumpe. Im Falle, daß auf der Pumpendruckseite eine anders betrieblich bedingte mechanische Stopfbuchse erforderlich ist, ist ihre Lebensdauer durch die erwähnten Abrasivteilchen wesentlich verkürzt. Die Verwendung der konstruktiv einfacheren und betrieblich vorteilhafteren Einspindelpumpe mit festem Stator ist beim üblichen Aufbau nicht möglich, da eine solche Pumpe für den Antrieb ihres Rotors den besonderen Anschluß mit der Welle des verwendeten Elektromotors erfordert, der seine erforderliche exzentrische Bewegung möglich macht. Auf den schwingenden Rotor ist es dann nicht möglich, die Übertragung der rotierenden Bewegung auf das entsprechende Element des Desintegrators anzukoppeln.

Die vorgeschlagene Verwendung der Einspindelpumpe mit festem Stator für Schlammpumpenkonstruktion der beschriebenen Art wird durch den vorliegenden Erfindungsgegenstand ermöglicht, der eine Schlammpumpe ist, die einen Tauchelektromotor aufweist, auf dessen Achse einerseits eine Einspindelpumpe und anderseits ein Desintegrator angeordnet sind, der vor der Einspindelpumpe zur Zerkleinerung der festen Komponenten der geförderten Schlämme angeordnet ist.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der Tauchelektromotor mit beiderseitig ausragender Welle ausgeführt ist und daß die Einspindelpumpe einerseits durch eine Pumpe mit festem Stator gebildet ist, die auf einer Seite des Tauchelektromotors angeordnet und mit diesem mittels eines Saugstückes verbunden ist, anderseits durch einen Desintegrator, der auf der gegenüberliegenden Seite des Tauchelektromotors angeordnet ist und deren Ausgang mit einem Zwischenstück versehen ist, welches mit dem Saugstück der Einspindelpumpe hydraulisch verbunden ist.

In vorteilhafter Weise ist im Saugstück der Einspindelpumpe ein Saugstutzen und im Zwischenstück des Desintegrators ein Austrittsstutzen vorgesehen, der über eine Umlenkleitung mit dem Saugstutzen der Einspindelpumpe verbunden ist.

Die Schlammpumpe kann gemäß der Erfindung weiters so ausgeführt sein, daß das Saugstück der Einspindelpumpe und das Zwischenstück des Desintegrators durch Zylindergehäuse gebildet sind, welche mit einem System von Ausschnitten versehen sind und die mit dem ihrem einem Ende an Flanschen des Tauchelektromotors anliegen, wobei ihre zweiten Enden mit Stirnteilen ausgestattet sind, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Tauchelektromotors, und die miteinander durch einen Zylindermantel wasserdicht verbunden sind.

Der Erfindungsgegenstand ermöglicht die Verwendung einer herstellungstechnisch einfacheren und daher auch zuverlässigeren Bauart der Einspindelpumpe und die Anwendung von einfacheren Stopfbuchsenarten bzw. das Abdichten der Wellenenden auf beiden Seiten des Tauchelektromotors. Insgesamt bedeutet dies die Verwirklichung einer betrieblich vorteilhafteren Konstruktion von Schlammpumpen.

Beispielhafte Ausführungen der Schlammpumpe gemäß der Erfindung sind in den beiliegenden Zeichnungen schematisch dargestellt, in welchen in Fig. 1 ein axialer Schnitt durch die Schlammpumpe mit einer Umlenkleitung, in Fig. 2 ein Detail des Desintegrators gemäß Fig. 1 in axialem Schnitt, in Fig. 3 ein Teilschnitt A-A nach Fig. 2 und in Fig. 4 ein axialer Teilschnitt durch die Schlammpumpe mit einem als Umlenkleitung dienenden Mantel veranschaulicht sind.

Die Schlammpumpe gemäß Fig. 1 besteht aus einem Tauchelektromotor 10 mit einem Rotor 11 und einer Achse 100, welcher Rotor 11 auf einer Seite durch einen oberen Flansch 101 geschlossen ist, an den ein Saugstück 21 mit einem Saugstutzen 210 und durch diesen dann eine Einspindelpumpe 20 angeschlossen sind. Auf der gegenüberliegenden Seite ist der Tauchelektromotor 10 durch einen unteren Flansch 122 geschlossen, an den ein Zwischenstück 32 mit einem Druckstutzen 320 und durch diesen ein Desintegrator, z. B. eine Schlagbolzenmühle 30 angeschlossen sind. Die Welle 10 des Tauchelektromotors ist so ausgeführt, daß sie auf beiden seinen Seiten desselben hinausragt. Auf der der Einspindelpumpe 20 zugekehrten Seite ist das obere Ende 110 der Welle über eine Dichtung 14 hinausgeführt, die in üblicher Weise mit Hilfe eines Guferopaars 140 hergestellt ist. Auf der zweiten Seite ist das untere Ende 12 der Welle wieder in bekannter Weise über eine mechanische Stopfbuchse 130 zum Desintegrator 30 hinausgeführt.

Die Einspindelpumpe 20 der üblichen Bauart mit einer Achse 200, die mit der Achse 100 des Tauchelektromotors 10 übereinstimmt, wird durch einen Stator 201 und einen Rotor 202 gebildet, dessen Achse 220 zur Achse 100 des Tauchelektromotors 10 exzentrisch mit einer Exzentrizität 221 gelagert ist. Die Pumpe ist durch ein Druckstück 22 abgeschlossen, welches an den Stator 202 coaxial zu seiner Achse 200 anschließt und an eine nicht dargestellte Rohrleitung angeschlossen ist. Wie aus dem Prinzip der Funktion von Einspindelpumpen mit festem Stator bekannt ist, muß der Antrieb des exzentrisch gelagerten Rotors 202 mittels einer schwingenden Welle 203 erfolgen, die mit ihren Enden mittels bekannter Arten von Kupplungen 204 einerseits an das obere Ende 110 der Welle, anderseits an den Rotor 202 angeschlossen sind.

Der Desintegrator 30 wird gemäß den Fig. 1 bis 3 durch ein Zylindergehäuse 31 gebildet, in dem ein festes Messer 33 gelagert ist, das mit einem System von festen Schneiden 330 ausgebildet ist, die ringförmig in Form einer Verzahnung angeordnet sind. Am unteren Ende 12 der Welle des Tauchelektromotors 10 ist ein rotierendes Messer 34 gelagert, welches durch vier Arme 342 gebildet ist, die radial auf einer gemeinsamen Nabe 340 angeordnet sind, wobei ihre Endteile in den Bereich der festen Schneiden 330 eingreifen und an den ihnen zugekehrten Flächen mit Schneiden 342 ausgestattet sind. Die Nabe 340 ist am Absatz 120 des unteren Wellenendes 12 gelagert, an ihm mittels Schrauben 37 angeschlossen und mit ihm weiters durch eine Feder 36 zur Übertragung des Drehmoments verbunden. Zwischen der Nabe 340 und dem unteren Wellenende 12 sind einige Distanzscheiben 35 eingelegt, so daß zwischen den Schneiden 342 des rotierenden Messers 34 und der ihnen zugekehrten Fläche der festen Schneiden 330 des festen Messers 33 ein enger Spalt 350 entsteht.

Der Saugstutzen 210 des Saugstückes 21 und der Druckstutzen 320 des Zwischenstücks 32 werden dann durch eine Umlenkleitung 40 mit einer Achse 400 verbunden, so daß der Auslauf des Desintegrators 30 mit dem Sauger der Einspindelpumpe 20 verbunden wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Es geht um eine Konstruktionsvariante, bei der an den oberen Flansch 121 des Tauchelektromotors 10 ein Saugstück 60 angeschlossen ist, das durch ein Zylindergehäuse gebildet ist, in dem eine Reihe von Ausschnitten 62 vorgesehen ist, über welchen eine flache Stirnwand 61 angeordnet ist. Die angeschlossene Lagerung der Einspindelpumpe 20 und die Abdichtung des oberen Endes 110 der Welle wird in üblicher Weise durchgeführt und ist in Fig. 4 nicht dargestellt. Ähnlich ist an den unteren Flansch 122 des Tauchelektromotors 10 das Zwischenstück 50 angeschlossen, welches durch einen Zylinderkörper gebildet ist, in dem eine Reihe von Ausschnitten 52 ausgeführt ist, unter welchen eine flache Stirnwand 51 angeordnet ist. Diese wird dann mit der flachen Stirnwand 61 des Saugstückes 60 durch einen Zylindermantel 41 wasserdicht verbunden, so daß zwischen seiner inneren Oberfläche und der Außenoberfläche des Tauchelektromotors 10 ein geschlossener ringförmiger Raum 410 gestaltet wird, der die Ausschnitte 52 des Zwischenstückes 50 mit den Ausschnitten 62 des Saugstückes 60 verbindet um erfindungsgemäß die erforderliche Umlenkleitung zu bilden.

Die Funktion der Schlammpumpe gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 ist wie folgt: Die Schlammpumpe wird in die Förderflüssigkeit zumindest so tief eingetaucht, daß sich die Einspindelpumpe 20 unter ihrem Wasserspiegel 7 befindet. Dadurch wird das System des Desintegrators 30 und der wesentliche Teil des hydraulisch wirksamen Raumes der Tauchpumpe, einschließlich der Umlenkleitung 40 und des dazu angeschlossenen Saugstückes 21 und des Druckstückes 22 bewässert. Nach dem Anlauf des Tauchelektromotors 10 der Schlammpumpe gemäß den Fig. 1 bis 3 wird die Förderflüssigkeit in Pfeilrichtung R laut Fig. 1 durch den Desintegrator 30 und die Umlenkleitung 40 in Pfeilrichtung S in die Einspindelpumpe 20 angesaugt und durch sie dann mittels der Druckstücke 22 in Pfeilrichtung T in die nicht dargestellte Druckrohrleitung verdrängt. Beim Eingang in den Desintegrator 30 geht die Förderflüssigkeit durch das System der festen Schneiden 330 zum rotierenden Messer 34, dessen Arme 341 zum Beispiel in Pfeilrichtung U gem. Fig. 3 rotieren. Die Schneiden 342 des rotierenden Messern 34 bewirken im Zusammenhang mit der Wirkung der feststehenden Schneiden 330 die Zerhackung der etwaigen festen Teilchen, wie zum Beispiel von Zweigen und ähnl. Die geförderte Mischung von Flüssigkeit und zerhackten festen Teilchen geht nachfolgend durch den Raum der Arme 341 des rotierenden Messer 34, wo es noch zu der feinsten Zermahlung der unerwünschten festen Stoffe, eventuell der Ansammlung von Verdickungen in der Förderflüssigkeit kommt. Die so entstandene Mischung wird dann durch die Umlenkleitung 40 von der Einspindelpumpe 20 angesaugt.

Wie verständlich, wird dank des Gebrauches der Umlenkleitung 40 die Verwendung der Einspindelpumpe 20 mit festem Stator ermöglicht und gleichzeitig die gewünschte Aufeinanderfolge des Anschlusses des Desintegrators 30 und der Einspindelpumpe 20 erhalten, ohne die Notwendigkeit die zu diesem Zweck ungeeignete Konstruktion von Spindelpumpen mit schwingendem Stator, die bisher bei Schlammpumpen der beschreibenden Konstruktion verwendet wurden, zu verwenden. Damit wird auch beim Anschluß des Tauchelektromotors 10 mit der Einspindelpumpe 20, die es ermöglicht eine einfache Stopfbuchsenkonstruktion mit Guffero zu verwenden, ermöglicht, was die Herstellung und auch die Instandhaltung der Schlammpumpe gemäß der Erfindung merklich vereinfacht.

Die Tätigkeit der Schlammpumpe gemäß Fig. 4 ist grundsätzlich die gleiche. Der Unterschied besteht nur in der Konstruktion der Umlenkleitung, die in diesem Fall durch den Ringraum 410 gebildet wird, der zwischen der Oberfläche des Tauchelektromotors 10 und dem Zylindermantel 41 gebildet wird. Die Förderflüssigkeit strömt nach der Zerkleinerung im nicht dargestellten Desintegrator durch die Ausschnitte 52 des Zwischenstücks 50, den Ringraum 410 und endlich durch die Ausschnitte 62 des Saugstücks 60 zu der nicht dargestellten Einspindelpumpe, wie durch die Richtungspfeile V, Y und Z angedeutet ist. Bei dieser Konstruktionsvariante wird der Tauchelektromotor 10 vorteilhafterweise durch die ihn umströmende Förderflüssigkeit gekühlt.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele können ohne die Erfindung zu verlassen, abgeändert werden. So ist es z. B. möglich, die Umlenkleitung 40 durch ein System von einigen selbsttätigen Rohrumlenkleitungen zu gestalten, was dann vorteilhaft ist, wenn unter Berücksichtigung der Förderflüssigkeit eine Verstopfung einer der Umlenkleitung durch Zweige zu erwarten ist. Auch für die Gestaltung der Stopfbuchsen auf beiden Seiten des Tauchelektromotors 10 ist es grundsätzlich möglich, jede beliebige Art der Dichtung oder der Stopfbuchse, die hinsichtlich der Konsistenz und des Charakters der Förderflüssigkeit nach ihrer Zerkleinerung beim Eingang in die Schlammpumpe gewählt wurde, zu benützen.

Die Schlammpumpe gemäß der Erfindung ermöglicht es in der Serienfertigung herstellungs- und auch betriebsgünstige Schlammpumpen zu verwenden.

Claims (3)

1. Schlammpumpe, die von einem Tauchelektromotor gebildet ist, auf dessen Achse einerseits eine Einspindelpumpe und anderseits ein Desintegrator, z. B. eine Schlagbolzenmühle, gelagert ist, der vor der Einspindelpumpe zum Zerschlagen der festen Bestandteile aus den geförderten Schlämmen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchelektromotor (10) mit einer beiderseits ausragenden Welle ausgeführt ist, und daß einerseits die Einspindelpumpe (20) durch eine Pumpe mit einem festen Stator (201) ausgebildet ist, die auf einer Seite des Tauchelektromotors (10) gelagert ist, und mit diesem mittels eines Saugstückes (21) verbunden ist, anderseits der Desintegrator bzw. die Schlagbolzenmühle (30), die auf der gegenüberliegenden Seite des Tauchmotors (10) gelagert ist, an seinem Ausgang mit einem Zwischenstück (32) versehen ist, welches hydraulisch an das Saugstück (21) der Einspindelpumpe (20) angeschlossen ist.

2. Schlammpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Saugstück (21) der Einspindelpumpe (20) ein Saugstutzen (210) und im Zwischenstück (32) des Desintegrators bzw. der Schlagbolzenmühle (30) ein Austrittsstutzen (320) vorgesehen sind, der durch eine Umlenkleitung (40) an den Saugstutzen (210) der Einspindelpumpe (20) angeschlossen ist.

3. Schlammpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Saugstück (60) der Einspindelpumpe (20) und ein Zwischenstück (50) des Desintegrators bzw. der Schlagbolzen­ mühle (30) durch Zylindergehäuse gebildet wird, die mit einem System von Ausschnitten (52, 62) versehen sind und die mit ihrem einen Ende an Flanschen (121, 122) des Tauchelektro­ motors (10) anliegen, wobei ihre zweiten Enden mit Stirnwänden (51, 61) ausgestattet sind, deren Durchmesser größer als der Außendurchmesser des Tauchelektromotors (10) ist und die gegenseitig durch Zylindermantel (41) wasserdicht verbunden sind.