DE4413940A1 - Schlammpumpe - Google Patents
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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.
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Also Published As
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