DE4438841C2

DE4438841C2 - Pumpe mit einer Schneideinrichtung

Info

Publication number: DE4438841C2
Application number: DE19944438841
Authority: DE
Inventors: Max Prof Dr Ing Ludewig; Achim Dipl Ing Nitsche
Original assignee: ORPU GmbH
Current assignee: ORPU GmbH
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 1999-05-27
Anticipated expiration: 2014-11-03
Also published as: DE4438841C1; CZ268095A3; CZ285668B6

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einer Schneid einrichtung zum Fördern eines Fördermediums, nach dem Oberbegriff des Patentan spruches 1.

Derartige Fördermedien führen ohne Zerkleinerung von festen oder verdichteten Bestandteilen vor dem Pumpenlaufrad zu einer Verstopfung des Saugmundes oder sogar zur Verstopfung des gesamten Strömungs kanals innerhalb der Pumpe.

Es sind Pumpen mit einer Schneideinrichtung be kannt (DE 23 52 884 C2; DE-AS 14 03 857), die teils mit Halbscheiben oder mit Zerkleinerungsrotoren arbeiten. Diesen bekannten Pumpen mit einer Schneideinrich tung ist gemeinsam, daß nur dann eine ungestörte Medi umförderung stattfindet, wenn eine vollständige Zer kleinerung im Schneidwerk erfolgt, wenn der Pumpen laufradquerschnitt und die Pumpenlaufradhöhe einen ungestörten Weitertransport des Fördergutes zulassen. In dem anderen Fall tritt eine unerwünschte Verstop fung ein.

Es ist eine Kreiselpumpe für verunreinigte Flüssigkei ten bekannt (DE 37 03 647 C2), bei der ein mit der Welle umlaufendes Teil hohl ist. Jedoch wird der Innenraum wiederum teilweise durch die Pumpenlaufradnabe so wie durch die Welle belegt. Der als wertvollster Raum des mit Verunreinigungen belasteten Fördermediums zu betrachtende Raum kann daher vom Fördermedium nicht durchströmt werden. Ein Problem stellt dieser Zu strömraum dar. Die bekannte Gestaltung sieht einen mit Zähnen versehenen Ring vor. Der Antrieb des dortigen umlaufenden Teils ist von der Welle über eine Hülse abgeleitet. Die Zuströmung kann daher nur über relativ enge Öffnungen im umlaufenden Teil bewirkt werden. Somit ist mit keinem großen Fördervolumen zu rechnen und eine Verstopfungsgefahr ist ziemlich groß.

Ebenso enge Ansaugöffnungen ergeben sich bei einer anderen bekannten Unterwasser-Kreiselpumpe, bei der vor dem Pumpeneinlauf ein Flügelrad mit kleinen An saugöffnungen vorgesehen ist (DE 36 40 813 A1).

Auch bei einer weiteren bekannten Bauart (DE 25 53 823 C3) ist das rotierende Messer auf der Welle oder einer verlängerten Nabe angeordnet. Da durch besteht die Gefahr, daß sich das geschnittene För dergut doch noch um die Welle oder die Nabe wickelt und dadurch Verstopfungen der Pumpe verursacht wer den, wie aus der Praxis hinreichend bekannt ist. Zu sol chen Wirkungen tragen gerade Spiral- oder Reibplatten bei, die die Ansaugöffnung umgeben.

Eine Bauweise mit einem sog. offenen Pumpenlaufrad zeigt außerdem die DE-OS 14 03 263. Auch hier kann wegen der Belegung des Ansaugraums durch eine Werte eine Verstopfung nicht ausgeschlossen werden.

Die eingangs bezeichnete Pumpe mit einer Schneid einrichtung ist aus der EP 0 395 604 A1 bekannt. Auch mit dieser Bauweise setzt sich eine zentrisch angeordne te Welle mit der Nabe fort, die die Ansaugöffnung er heblich verkleinert, so daß durch Verstopfung gefährde te einzelne kleine Ansaugöffnungen entstehen. Diese bekannte Bauart löst somit ebenfalls nicht das allgemei ne Problem der Zuordnung einer Schneideinrichtung zu einem Pumpeneinlauf, ohne daß die Schneidmesser die Pumpenansaugöffnung verkleinern, so daß zwar eine gute Schneidwirkung vorhanden ist, jedoch der notwen dige Strömungsquerschnitt für das mit Verunreinigun gen belastete Fördermedium fehlt.

Ein besonderes Problem bilden hierbei die Zuström verhältnisse zum Pumpenlaufrad und eine verlängerte Pumpenwelle, die als Antriebswelle für die Schneidein richtung dient.

Aus der CH-PS 423 489 ist eine Pumpe mit Schneideinrichtung für mit Dickstoffen belastete Fördermedien bekannt. In dem Pumpengehäuse ist das rotierende Pum penlaufrad drehgelagert und abgedichtet geführt. Dem Pumpenlaufrad sind ebenfalls ein oder mehrere Schneidmesser der Schneideinrichtung zugeordnet, wobei Schneidmesser und Pumpenlaufrad zusammen angetrieben sind. Anstelle eines se paraten, ebenen Schneidrings kann ein separater zylindrischer Schneidring verwen det werden, um eine vergrößerte Schneid- und Flüssigkeitsdurchtrittsfläche zu schaffen, wobei sich ein einzelnes, ortsfestes Schneidstück außen zum Zylinderraum bewegen muß. Die Schneidfläche ist daher gering. Bei einem außen angeordneten Schneidstück hat dieses eine unbegrenzte Ausweichmöglichkeit gegenüber Dickstücken.

Weiterhin ist eine Pumpe mit Schneideinrichtung aus der DE 33 40 295 A1 bekannt, die ebenfalls außerhalb des Messergehäuses rotierende, mit dem rotierenden Teil der Pumpe verbundene Schneidmesser besitzt. Der Pumpeneinlauf ist trogför mig mit in der Trogwandung eingelassenen Durchlaßöffnungen, vor denen ebenfalls auf einem Kegelmantel angeordnete einzelne Schneidmesser an rotierenden Armen befestigt sind. Die Ausbildung des Pumpenlaufrades ist nicht gezeigt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Ausbildung der Schneideinrichtung und die Zuström verhältnisse zum Pumpenlaufrad zu verbessern.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent anspruches 1 gelöst.

Nach weiteren Merkmalen ist vorgesehen, daß das Pumpenlaufrad mit einem oder mehreren Schneidmes sern offen oder geschlossen ausgeführt ist. Dementspre chend werden geschlossene oder offene Strömungska näle gebildet.

In Ausgestaltung der Erfindung ist weiter vorgesehen, daß die feststehenden Gegenmesser zwecks Verände rung des Schneidspaltes zu dem Pumpengehäuse ein stellbar sind. Eine dementsprechende Einstellvorrich tung ist vorteilhaft auf die Größe des zu zerschneiden den Gutes abstimmbar.

Eine weitere Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß die rotierenden Schneidmesser und die Ge genmesser an Öffnungskanten im Pumpenlaufrad und in einem feststehenden Messergehäuse vor gesehen sind. Hierbei können die Öffnungen nach An zahl und Form bzw. Größe an den Schneidmessern und/ oder an den Gegenmessern unterschiedlich sein.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Schneidkanten der Schneidmesser und/oder der Gegenmesser eine oder mehrere Profilierungen aufweisen. Eine sol che Profilierung ermöglicht ein Zerreißen grober Fest stoffe und eine bessere Zuführung zur Schneideinrich tung. Das äußere Schneidmesser und das Gegenmesser erleichtern dadurch, das Schneid gut vor dem Eintritt in die innere Schneidengeometrie zu erfassen, zu zerreißen, zu zerfasern und begünstigt damit die Zuführung auch grober Feststoffe zur Schneideinrichtung.

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

Es zeigen

Fig. 1a einen axialen Querschnitt durch die Pumpe mit Schneideinrichtung mit innenliegendem Schneid messer und kronischer Ausbildung der Schneidengeo metrie bei aufgesetzter Schneideinrichtung auf ein offe nes Pumpenlaufrad.

Fig. 1b denselben Querschnitt wie Fig. 1a für ein ge schlossenes Pumpenlaufrad.

Fig. 2a denselben Querschnitt wie die Fig. 1a, 1b mit einer zylindrischen Ausbildung der Schneidengeometrie bei aufgesetzter Schneideinrichtung auf ein offenes Ein schaufelpumpenrad.

Fig. 2b denselben Querschnitt wie Fig. 2a für ein ge schlossenes Einschaufelpumpenrad.

Fig. 3 einen axialen Querschnitt durch eine Pumpe mit einer Schneideinrichtung, die innen- und außenlie gende Schneidmesser aufweist und

Fig. 4 eine axialsymmetrische Halbdarstellung mit ei nem nach unten gerichteten glockenförmigen Pumpen laufrad, einem feststehenden Gegenmesser und einem rotierenden zusätzlichen Schneidmesser.

Die Pumpe weist ein Pumpengehäuse 1 auf mit einem Pumpenlaufrad 2 und einer Schneideinrichtung 3 zum Fördern eines Fördermediums, das durch feste oder flüssig-zähe Verunreinigungen, Dickstoffe und dgl. bela stet ist. Das Pumpenlaufrad 2 ist in dem Pumpengehäuse 1 drehgelagert und abgedichtet geführt. Die Schneidein richtung 3 besteht aus einem relativ zu einem Gegen messer 5 bewegten Schneidmesser 4, wobei beide aus einem oder mehreren über den Umfang verteilten Ein zelmessern gebildet sind.

Eines oder mehrere Schneidmesser 4 der Schneidein richtung 3 sind an dem rotierenden Pumpenlaufrad 2 angeordnet. Das Schneidmesser 4 und das Pumpenlauf rad 2 werden zusammen angetrieben und die Gegen messer 5 sind feststehend um den Umfang des Pumpen laufrades 2 herum verteilt angeordnet. Gemäß den Fig. 1a, 1b bzw. 2a, 2b ist das jeweilige Pum penlaufrad 2 offen oder geschlossen ausgeführt.

Gemäß denselben Figuren weist das Pumpenlaufrad 2 einen hohlgeformten, im Innern 2a die Mediumströ mung führenden, nach außen vorstehenden, rotations förmig symmetrischen Aufbau 10 auf, an dem oder in dem die mitrotierenden Schneidmesser 4 angebracht sind. Das Pumpenlaufrad 2 weist einen Pumpenlauf rad-Zulauf 6, eine Pumpenlaufradnabe 7 mit Welle 7a sowie einen Pumpensaugmund 8 an einem Pumpenein lauf 9 auf.

Der Aufbau 10 ist hohlkegelförmig (Fig. 1a, 1b), oder hohlzylin drisch (Fig. 2a, 2b) ausgebildet.

Die feststehenden Gegenmesser 5 sind zwecks Ver änderung eines Schneidspalts 11 zu dem Pumpengehäu se 1 einstellbar. Die rotierenden Schneidmesser 4 und die Gegenmesser 5 sind an Öffnungskanten 12 als Schneidkanten 12a im Pumpenlaufrad 2 und in einem feststehenden Messergehäuse 13 vorgesehen.

Das feststehende Messergehäuse 13 ist von einem zusätzlichen Gegenmesser 14 umgeben, das mit dem am Pumpenlaufrad 2 angeordneten mitrotierenden Schneidmesser 4 mittels eines Mitnehmers 15 verbun den ist. Das zusätzliche rotierende Gegenmesser 14 ist durch den Mitnehmer 15 in seinem Schneidspalt 11 und oder in seiner Umfangslage einstellbar. Die Schneidkan ten 12a der Schneidmesser 4 und/oder der Gegenmes ser 5 weisen Profilierungen 12b auf.

Ein zweiter Aufbau 16, gegenüberliegend zum fest stehenden Gegenmesser 5 mit Öffnungen 17, wie die rotierenden Schneidmesser 4, besitzt einen nach unten ragenden, etwa topfförmigen Querschnitt 18, in den die feststehenden Gegenmesser 5 hineinragen. Die Schneidmesser 4 sind an dem rotierenden Pumpenlauf rad 2 angeformt.

Bezugszeichenliste

1

Pumpengehäuse

2

Pumpenlaufrad

2

aInneres des Pumpenlaufrades

3

Schneideinrichtung

4

Schneidmesser

5

Gegenmesser

6

Pumpenlaufrad-Zulauf

7

Pumpenlaufradnabe

7

aWelle

8

Pumpensaugmund

9

Pumpeneinlauf

10

erster Aufbau

11

Schneidspalt

12

Öffnungskanten

12

aSchneidkanten

12

bProfilierungen

13

Messergehäuse

14

zusätzliches Gegenmesser

15

Mitnehmer

16

zweiter Aufbau

17

Öffnungen

18

etwa topfförmiger Querschnitt

Claims

1. Pumpe mit einer Schneideinrichtung zum Fördern eines Fördermediums, das durch Verunreinigungen, Dickstoffe u. dgl. belastet ist, mit einem in einem Pumpengehäuse dreh gelagerten und abgedichtet geführten, rotierenden Pum penlaufrad, an dem ein oder mehrere Schneidmesser der Schneideinrichtung angeordnet sind, Schneidmesser und Pumpenlaufrad zusammen angetrieben sind und mit einem, mit dem Pumpengehäuse verbundenen Messergehäuse, an dem Gegenmesser der Schneideinrichtung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenlaufrad (2) auf seiner Zulaufseite einen nach außen vorstehenden, rotationsförmig symmetrischen, hohl geformten, mit dem Pumpenlaufrad (2) einstückig ausgebildeten Aufbau (10) aufweist, der im Inneren von Pumpen- und Wellenbauteilen freigehalten ist und die Medienströmung führt, daß der Aufbau (10) eine oder meh rere Öffnungen aufweist, die den Pumpenlaufrad-Zulauf (6) bilden, an denen oder in denen die mitrotierenden Schneidmesser (4) angeformt sind, daß das Messergehäuse (13) den Aufbau (10) zum Fördergut hin umschließt und den Pumpeneinlauf (9) bildende Öffnungen aufweist, an denen oder in denen die Gegenmesser (5) vorgesehen sind.

2. Pumpe mit einer Schneideinrichtung nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pum penlaufrad (2) mit einem oder mehreren Schneid messern (4) offen oder geschlossen ausgeführt ist.

3. Pumpe mit einer Schneideinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Gegenmesser (5) zwecks Veränderung des Schneidspaltes (11) zu dem Pum pengehäuse (1) einstellbar sind.

4. Pumpe mit einer Schneideinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Schneidmesser (4) und die Ge genmesser (5) an Öffnungskanten (12) im Pumpen laufrad (2) und in einem feststehenden Messerge häuse (13) vorgesehen sind.

5. Pumpe mit einer Schneideinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten (12a) der Schneidmesser (4) und/oder der Gegenmesser (5) eine oder mehrere Profilierungen (12b) aufweisen.