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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Zerkleinerer für Sanitärzwecke
für eine
Anlage zur Hochpumpen von Abwässern
und von festen Abfällen
mit einem Behälter
zur Aufnahme des Wassers und einem Elektromotor, dessen Welle an
ihrem Ende eine Pumpe mit einem Rotor mit Blättern aufweist, und Zerkleinerungsmitteln,
welche einer zwischen dem Boden des Behälters und einer mit einer Eintrittsöffnung versehenen
Umfangswand definierten Zerkleinerungskammer zugewandt sind.
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Diese
Zerkleinerer für
Sanitärzwecke
sind im Allgemeinen hinter dem WC-Becken angeordnet. Sie können auch
Abwässer
aus anderen Sanitärgeräten aufnehmen.
Sie können
ferner in einer technischen Trennwand eingebaut sein.
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Bestimmte
Zerkleinerer für
Sanitärzwecke weisen
eine Schneide zur Zerkleinerung der Feststoffe auf, welche am Ende
einer Welle des Motors nahe dem Ausgang des WC-Beckens montiert
ist. Lediglich das Wasser und die ausreichend zerkleinerten Feststoffe
werden durch die Löcher
eines zylindrischen Siebs zu einem Speicher durchgelassen, wo sie
von einer Pumpe eingesaugt werden, die auf dem Boden des Behälters angeordnet
und an dem anderen Ende des Motors montiert ist.
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Dieser
Gerätetyp
weist eine gewisse Anzahl von Nachteilen auf: Faserige Produkte
wie Hygienetücher
oder Monatsbinden, welche schwer zu zerkleinern sind, neigen dazu,
sich im Inneren des Siebs zu sammeln, was schließlich das Gerät blockieren
kann. Das Ganze muss dann ausgebaut werden, um den Funktionszustand
wiederherzustellen.
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Es
sind auch Zerkleinerungspumpen bekannt, bei denen das Zerkleinerungssystem
in die Pumpe integriert ist. In einem ersten Fall ist das Zerkleinerungssystem
durch einige Schneiden gebildet, die auf dem Rotor im Inneren der
Kreiselpumpe montiert sind. Diese besitzt einen axialen Eingang
mit einem relativ geringen Durchmesser, um richtig zu funktionieren.
Es kommt jedoch vor, dass manche feste Abfälle wie Papierhandtücher oder
Monatsbinden oder -tampons, die in das WC-Becken geworfen werden,
am Eingang der Pumpe festgehalten werden und sich an dem Rotor verfangen,
wodurch dieser schließlich
auch blockiert wird.
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In
einem anderen Fall gemäß dem Patent
DE 4 128 281 weist die Zerkleinerungsvorrichtung
eine Schneide und eine Gegenschneide auf, welche an dem Eingang
der Pumpe angeordnet sind, wobei die eine von dem Rotor der Pumpe
drehangetrieben wird und die andere auf dem Umfang fest ist, um
scherenartig zu wirken.
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Die
Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass ein für den Benutzer störendes Reibungsgeräusch der
Schneiden sowie Risiken einer Blockierung, wenn zufällig harte
Gegenstände
eindringen, entstehen.
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Um
diese Probleme zu lösen,
ist ein Zerkleinerer für
Sanitärzwecke
anzugeben, bei dem das Verstopfen der Pumpe, die Ansammlung von
festen Abfällen,
das Blockieren des Pumpenmotors vermieden werden und dabei die Geräuschentwicklung
bei der Benutzung verringert wird.
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Gegenstand
der Erfindung ist hierzu ein Zerkleinerer für Sanitärzwecke für eine Anlage zum Hochpumpen
von Abwässern
und von festen Abfällen,
mit mindestens einem Kanal zur Zuführung des Wassers in einen
Behälter,
einem Elektromotor, dessen Welle an ihrem Ende eine Pumpe mit einem
Rotor mit Blättern
aufweist, und Zerkleinerungsmitteln, welche einer mit einer Eintrittsöffnung versehenen Zerkleinerungskammer
zugewandt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderseite des
Rotors im Wesentlichen flächig
ist und eine Vielzahl von Durchgängen
für das
Wasser aufweist, die im Wesentlichen radial angeordnet sind und
auf dem Umfang des Rotors münden,
und dass jeder Durchgang des Rotors durch einen Kanal verlängert wird,
welcher durch spiralförmige
Blätter
begrenzt ist, wobei der genannte Rotor in dem Körper der Pumpe derart aufgenommen ist,
dass seine Vorderseite sich zumindest im Wesentlichen in der Ebene
der Öffnung
des Pumpenkörpers
befindet, wobei Zerkleinerungsorgane in Bezug auf die genannte Vorderseite
axial vorspringend angeordnet sind.
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Die
Zerkleinerungsorgane werden durch eine kreisförmige Schneide ergänzt, die
in der Ebene der Öffnung
des Körpers
angeordnet ist und mit der Vorderseite des Rotors die Eingangsöffnung der Pumpe
definiert.
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Die
festen Abfälle,
die von der Bewegung des Wassers mitgerissen werden, das von der
Pumpe eingesaugt wird, gelangen somit vorteilhafterweise auf die
Vorderseite des Rotors, wo sie durch die Zerkleinerungsorgane geschnitten
und/oder zerkleinert werden, wobei sie gleichzeitig von dem Rotor weg
in einer Turbulenzbewegung aufgrund der aufeinanderfolgenden Stöße der vorspringenden
Zerkleinerungsorgane zurückgedrängt und
durch die Gesamtbewegung des Wassers angesaugt werden. Diese Turbulenzbewegung
wird durch den Schraubenrotor erzeugt, dessen spiralförmige Blätter das Wasser
gleichzeitig zum Umfang des Rotors durch die Zentrifugalkraft und
zu dem hinteren Bereich des Rotors aufgrund der Neigung der Blätter in
Bezug auf eine axiale Ebene treiben. Durch die von dem Rotor ausgeübte Zentrifugalkraft
werden die Reste zu der äußeren Schneide
mitgenommen.
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Die
Vorderseite des Rotors ist somit geschlossen mit Ausnahme des Durchgangs
oder der Durchgänge,
die auf der Vorderseite gebildet sind und in gerader oder gebogener
gestreckter Form und im Wesentlichen radial angeordnet auf dem Umfang der
Vorderseite des Rotors münden.
Die Breite dieser Durchgänge
liegt in einem Bereich von 2 bis 15 mm, wobei die Breite der Durchgänge vorzugsweise
konstant ist oder von dem Zentrum des Rotors zum Außenbereich
des Rotors hin zunimmt.
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Aufgrund
der begrenzten Breite der Durchgänge
wirken diese als Filter, sofern sie den Eingang der Pumpe für die Ansammlungen
von zu großen
festen Abfällen
sperren. Diese können
nur teilweise eindringen, wobei sie dann unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft
und des Wassers zum Außenbereich des
Rotors hin rutschen und dann der Wirkung einer kreisförmigen Schneide
ausgesetzt sind, die die außerhalb
des Rotors blockierten Teile von denjenigen trennt, die teilweise
eingedrungen sind.
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Die
Zerkleinerungsorgane sind axial um 1 bis 10 mm vorspringend auf
der Vorderseite des Rotors angeordnet. Diese Zerkleinerungsorgane
sind aus einem harten verschleißfesten
Material, wie beispielsweise einem Metall, hergestellt und derart
dimensioniert und ausgestaltet, dass sie die festen Abfälle schneiden
und/oder zerkleinern, ohne sie festzuhalten. Die Zerkleinerungsorgane
können
eine im Wesentlichen konische, gerade oder schräge Form aufweisen oder bevorzugt
flach und entweder sägezahnförmig oder
schneidenförmig
sein, sobald die Angriffsfläche
ausreichend geneigt ist, um zu vermeiden, dass die faserigen Stoffe
festgehalten und in einer Drehbewegung mitgenommen werden.
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Die
Zerkleinerungsorgane können
auf einem Einsatzteil angeordnet sind, an das der Rotor angeformt
ist, oder das genannte Einsatzteil, beispielsweise eine metallische
Platte, ist an die Vorderseite des Rotors angesetzt, wobei die metallische
Platte derart ausgeschnitten ist, dass die Durchgänge des
Rotors frei gelassen sind, wenn sie auf die Vorderseite des genannten
Rotors aufgelegt ist. Diese Zerkleinerungsorgane können auch
in Fächern
befestigt werden, die hierzu auf der Vorderseite des Rotors gebildet
sind.
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Wie
vorhergehend erwähnt,
ist die Öffnung des
Pumpenkörpers
mit einer kreisförmigen
Schneide versehen, deren Innendurchmesser den Außendurchmesser der Vorderseite
des Rotors leicht übersteigt.
Wenn somit die festen Abfälle,
die zu groß sind,
um in die auf der Vorderseite des Rotors definierten Durchgänge einzudringen,
nach außen
zurückgeworfen
werden, wirkt die am Umfang des Rotors vorhandene Schneide am Schneiden
und Zerkleinern der Abfälle
dadurch mit, dass sich der Rotor relativ in Bezug auf diese Schneide
bewegt.
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Um
die vorhergehend beschriebenen Schneide- und/oder Zerkleinerungsvorgänge, Vorgänge der
Selbstreinigung der Wasserdurchgänge und
des Pumpens zu verbessern, können
ebenfalls Zerkleinerungsorgane auf dem Boden der Zerkleinerungskammer
dem zentralen Bereich des Rotors zugewandt und/oder auf dem Umfang
der Öffnung
des Pumpenkörpers
angeordnet sein.
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Die
Zerkleinerungskammer ist zwischen der mit den Zerkleinerungsorganen
versehenen Vorderseite des Rotors, der Vorderseite des Pumpenkörpers, einem
Boden und einer Umfangswand definiert. Vorzugsweise ist diese nicht
geschlossene Umfangswand im Wesentlichen kreisförmig und weist eine Form auf,
welche das Wasser und die Feststoffe in einer Strudelbewegung zum
Zentrum des Rotors zurückführt. Die
genannte Umfangswand weist insbesondere ein Ende in Form eines gebogenen
Schnabels auf, der in Richtung der Drehachse des Rotors zeigt.
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Dieser
Schnabel ist angrenzend an dem Einlauf des Wassers und der Abfälle zu der
Zerkleinerungskammer derart angeordnet, dass die Richtung des Strudelstromes
im Wesentlichen wieder parallel und gleichgerichtet zu dem in die
Zerkleinerungskammer einlaufenden Strom gemacht wird.
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Der
Boden der Zerkleinerungskammer weist bevorzugt mindestens einen
Vorsprung auf, welcher in Bezug auf die Drehachse des Rotors exzentrisch angeordnet
ist. Dieser Vorsprung bzw. diese Vorsprünge helfen den Feststoffen,
sich zu dem Rotor und zu den Zerkleinerungsorganen hin in der in
der Zerkleinerungskammer erzeugten Strudelbewegung zu bewegen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind der Motor und die Pumpe sowie die elektrischen Bauteile
des Zerkleinerers in einem Fach aufgenommen, das gegenüber dem
Wasser eines Behälters,
in den es eingesetzt ist und der im Wesentlichen parallelepipedonförmig oder
zylinderförmig
ist, abgedichtet ist. Dieses abgedichtete Fach ist bevorzugt als
Kassette ausgebildet, welche in den Behälter einsteckbar ist und demontiert
werden kann, wobei die genannte Kassette insbesondere an das Ende
des genannten Behälters
angepasst werden kann, dessen Boden den Boden der Zerkleinerungskammer
bildet, wobei die Umfangswand ebenfalls die Zerkleinerungskammer
definiert. Da die Position der Kassette in Bezug auf die Verbindungsachse
des Beckens verschoben ist, kann die den Motor, die Pumpe und die
Zerkleinerungsorgane aufweisende Kassette ohne mühsamen Ausbau des Zerkleinerers
für Reparatur-
und Instandhaltungszwecke oder gar für einen Standardaustausch im
Fall eines Defekts entnommen werden.
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Ein
direkt hinter dem WC-Becken angeordneter Bereich des Behälters dient
als Ersatzkammer, welche ein schnelles Auffangen des Wassers aus dem
WC ermöglicht.
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Der
Kanal zur Zuführung
der Abwässer
kann die Form eines gebogenen Rohrs aufweisen, welches den Behälter durchquert
und das Wasser und die festen Abfälle am Ausgang des WC-Beckens
zu der Eintrittsöffnung
der Zerkleinerungskammer führt. Man
erreicht dadurch, dass die Feststoffe sofort eingesaugt und in der
Zerkleinerungskammer enthalten sind, während der Wasserüberschuss,
der nicht unmittelbar darin enthalten sein kann, zu der Ersatzkammer
abfließt,
welche in dem Behälter
gebildet ist und als Pufferbehälter
dient. Es wird somit eine Ansammlung von festen Abfällen in
dem Behälter
vermieden. Es ist auch denkbar, den Kanal zur Wasserzuführung durch
ein Trennwandsystem zu gestalten, welches die Beseitigung der Luftblasen
fördert,
bevor diese die Zerkleinerungskammer erreichen, wodurch sich die
erzeugten Geräusche
verringern lassen. Das Rohr zur Aufnahme der Abwässer kann im Übrigen direkt
auf dem Pump- und Zerkleinerungsorgan angeordnet sein.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Zerkleinerers (ohne seine
Abdeckungen);
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2 eine
perspektivische Ansicht des Behälters
des Zerkleinerers gemäß 1;
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3 eine
Draufsicht des Behälters
des Zerkleinerers gemäß 1;
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4 eine
perspektivische Ansicht von vorne eines Rotors des erfindungsgemäßen Zerkleinerers
mit Zerkleinerungsorganen;
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5 eine
perspektivische Ansicht von vorne des Rotors gemäß 4 in dem
Pumpenkörper;
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6 eine
perspektivische Seitenansicht eines anderen erfindungsgemäßen Rotors;
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7 eine
perspektivische Ansicht von unten eines Zerkleinerungseinsatzes
zum Einschließen in
einen Rotor.
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Wie
in den 1, 2 oder 3 dargestellt,
weist der Zerkleinerer für
Sanitärzwecke
für eine
Anlage zur Hochpumpen von Abwässern
und von festen Abfällen
gemäß einer
nicht einschränkenden
Ausführungsform
der Erfindung einen Behälter 1 zur
Aufnahme des Wassers, ein abgedichtetes Fach 2, welches
die elektrischen Bauteile E einschließt, sowie einen Elektromotor
M auf, welcher vertikal entlang einer Achse X angeordnet ist.
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An
seinem unteren Ende treibt dieser Motor M einen Rotor 5 mit
Blättern 6 einer
Pumpe zum Hochpumpen an. Der Rotor 5 ist mit Zerkleinerungsmitteln
versehen, die einer Zerkleinerungskammer 3 zugewandt sind,
welche zwischen dem Boden des Behälters 1 und einer
Umfangswand 4 mit einer Eintrittsöffnung 4a gebildet
ist.
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Wie
in den 1, 4, 5 und 6 dargestellt,
ist die Vorderseite 5a des Rotors 5 im Wesentlichen
flach und weist eine Vielzahl von Durchgängen 7 für das Wasser
auf, welche im Wesentlichen radial angeordnet sind und auf dem Umfang des
Rotors 5 münden.
Jedem Durchgang 7 entspricht ein spiralförmiges Blatt 6 des
Rotors 5.
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Der
Rotor 5 ist in dem Körper 8 der
Pumpe derart aufgenommen, dass seine Vorderseite 5a sich im
Wesentlichen in der Ebene der Öffnung
des Pumpenkörpers 8 befindet
(siehe 1) oder in Bezug auf diese Ebene leicht vorspringt
(siehe 5). Die Öffnung
des Pumpenkörpers 8 mit
einem Innendurchmesser, der den Außendurchmesser des Vorderteils 5a des
Rotors 5 übersteigt,
ist vorzugsweise durch eine kreisförmige Schneide 11 gekennzeichnet.
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Die
Zerkleinerungsmittel sind durch konische, in 4 und 5 schräge Organe 9 gebildet, welche
in Bezug auf die genannte Vorderseite 5a axial vorspringend
angeordnet sind.
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In
den 6 und 7 ist eine Ausführungsvariante
von Zerkleinerungsorganen 9 dargestellt. Diese sind auf
einem metallischen Einsatzteil 10 angeordnet, das danach
an die Vorderseite 5a des Rotors 5 angesetzt ist,
oder der Rotor kann an das genannte Einsatzteil 10 angeformt
sein. Das Einsatzteil ist in Form eines Sterns ausgebildet, dessen Arme 10' zwischen die
Wasserdurchgänge 7 greifen. Das
Ende des jeweiligen Arms 10 ist spitzenförmig ausgeschnitten
und diese Spitze ist umgeklappt, um ein Zerkleinerungsorgan 9 zu
bilden. Wenn das Einsatzteil 10 an die Vorderseite 5a des
Rotors 5 angesetzt wird, ist jede Spitze 9 in
der Nähe
eines Durchgangs 7 angeordnet.
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Der
Motor M und die Pumpe sowie die elektrischen Bauteile E sind in
einem abgedichteten Fach 2 aufgenommen, welches in Form
einer Kassette (siehe 1) ausgebildet ist, auf deren
Boden der Pumpenkörper 8 mit
dem Rotor 5 aufgenommen ist. Diese Kassette 2 ist
in den Behälter 1 derart
eingesetzt, dass der Rotor 5 dem Boden des Behälters 1 an
der von der Umfangswand 4 gebildeten Zerkleinerungskammer 3 zugewandt
ist.
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Diese
Umfangswand 4 ist im Wesentlichen kreisförmig und
begrenzt somit die Zerkleinerungskammer 3, die die Strudelbewegung
(gemäß Pfeil
C) des Wassers und die Feststoffe, die in die genannte Kammer 3 eindringen
(siehe 3), aufnimmt.
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Die
Umfangswand 4 weist ein Ende in Form eines gebogenen Schnabels 4b auf,
der im Wesentlichen in Richtung der Drehachse X des Rotors 5 zeigt.
Diese besondere Ausformung des Endes der Umfangswand fördert den
Eintritt der Abfälle
in die Zerkleinerungskammer 3, vermeidet aber auch den Austritt
dieser Abfälle,
da die Umlenkung des von diesem Schnabel 4b eingeführten Wassers
die Abfälle tendenziell
zum Zentrum der Zerkleinerungskammer 3 zurückführt.
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Um
ebenfalls die Verschiebung der Abfälle in der Kammer 3 zu
fördern,
kann der Boden des Behälters 1 in
der genannten Zerkleinerungskammer 3 erhabene Teile aufweisen,
die auf die Bewegung der Abfälle
derart wirken, dass der Zerkleinerungsprozess verbessert wird. Es
können
beispielsweise zwei beispielsweise konische Vorsprünge 12, 13 verwendet
werden, die in Bezug auf die Drehachse X des Rotors 5 exzentrisch
angeordnet sind. Einer der Vorsprünge 12 befindet sich
in der Nähe
der genannten Achse X des Rotors, während der andere Vorsprung 13 im
Wesentlichen an der Schnittstelle von einlaufendem Strom und Strudelstrom
in der Zerkleinerungskammer 3 angeordnet ist.
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Da
die Kassette 2 bevorzugt an einem Ende des Behälters 1 angeordnet
ist, ist der Ablauf der Abwässer
und der festen Abfälle
am Ausgang eines WC-Beckens beispielsweise nicht der Zerkleinerungskammer 3 zugewandt.
Um zu vermeiden, dass sich die schwimmenden Feststoffe in dem Pufferbereich
des Behälters
ansammeln, wird dann ein Kanal zur Zuführung des Wassers eingesetzt,
beispielsweise eine gebogene Leitung 14, die das Wasser
und die festen Abfälle
am Ausgang eines Ablaufs zur Öffnung 4a der
Zerkleinerungskammer 3 zuführt.
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Vorzugsweise
weist das Ende der Wand 4 ebenfalls einen im Wesentlichen
entgegengesetzt zur Richtung des Schnabels 4b gerichteten
Schnabel 4c auf, so dass dieser Schnabel 4c und
der Schnabel 4b am Ausgang der Leitung 14 die
festen Abfälle
zu dem Eintritt 4a der Zerkleinerungskammer 3 führen. Durch
den Schnabel 4c wird ebenfalls ein turbulenzfreier Bereich
für die
Erfassung der von einem Druckregler erfassten Wasserhöhe definiert.
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Die
festen Abfälle,
die von der Bewegung des Wassers mitgerissen werden, das von der
Pumpe eingesaugt wird, gelangen auf die Vorderseite des Rotors 5,
wo sie durch die Zerkleinerungsorgane 9 geschnitten und/oder
zerkleinert werden, wobei sie gleichzeitig von dem Rotor weg in
einer Turbulenzbewegung aufgrund der aufeinanderfolgenden Stöße der vorspringenden
Zerkleinerungsorgane 9 zurückgedrängt und durch die Gesamtbewegung
des Wassers angesaugt werden. Diese Turbulenzbewegung wird durch
den Schraubenrotor 5 erzeugt. Die spiralförmigen Blätter 6 treiben
das Wasser gleichzeitig zum Umfang des Rotors 5 durch die
Zentrifugalkraft und zu dem hinteren Bereich des Rotors 5 aufgrund der
Neigung der Blätter 6 in
Bezug auf eine axiale Ebene.
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Die
Kassette 2 weist einen Ausgang 15 des Pumpenkörpers 8 auf,
welcher durch den Sammler am Ausgang 15 an eine Ablaufleitung 16 anschließbar ist.
Diese Ablaufleitung wird vorzugsweise durch ein mit der Förderleitung
fest verbundenes Rückschlagventil
verlängert.
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Der
Behälter 1 weist
vorzugsweise Anschlüsse 20 für weitere
Wasser- und Abfallzuführungen
auf, so dass er an weitere Anlagen zum Hochpumpen von Abwässern wie
Waschbecken, Bidet, Dusche usw. anschließbar ist.
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Um
die Kühlung
des Motors bei intensiver Benutzung zu fördern, kann ein Haubensystem
zum Umschließen
des oberen, mit Flügelchen
versehenen Teils des Motors und zum Kanalisieren des Luftstroms
vorgesehen werden.