EP1297260B1 - Zerkleinerungspumpe - Google Patents

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EP1297260B1
EP1297260B1 EP01951434A EP01951434A EP1297260B1 EP 1297260 B1 EP1297260 B1 EP 1297260B1 EP 01951434 A EP01951434 A EP 01951434A EP 01951434 A EP01951434 A EP 01951434A EP 1297260 B1 EP1297260 B1 EP 1297260B1
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pump
cutting
comminutor
passages
rotating
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Werner Arnswald
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C13/00—Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
    • F04C13/001—Pumps for particular liquids

Definitions

  • the invention relates to a comminution pump for conveying of waste water containing solids, as a rotating displacement pump, with an electric motor, with a pump housing, with a fixed pump stator and an eccentrically mounted one Rotor and with a shredding device from at least one fixed and at least one rotating knife, the crushing device over the end remote from the drive shaft of the electric motor of the pump rotor is driven, the blades as one above the other Discs formed with cutting passages the cutting passages are circular or crescent-shaped Form cutting edges and at least two cutting passages in at least one angular position of the rotating Knife overlap at least partially.
  • Such a comminution pump is known from DE 198 02 025 C1 known.
  • This pump ensures the greatest possible freedom from blockages and undisturbed operation even when you are present of long-fiber and solid components in the medium.
  • a shredding device as described in DE 198 02 025 C1 is, not without exception, all long-fibrous contained in the waste water Components crushed satisfactorily.
  • Nylon stockings tend to be between the open spaces the knife to be pulled and around the pump rotor or to wrap it around the rotating knife and wind it up. This does not necessarily result in a blockage of the pump or constipation, the mode of operation the pump is limited.
  • the invention is therefore based on the object of the comminution device a pump of the type mentioned continue with regard to freedom from constipation and interference Presence of long-fiber and solid components in the To improve the medium.
  • Edge sections leading in the direction of rotation of the rotating knife the cutting passages each have a free space between undercut the knives.
  • a further significant improvement in the shredding performance the pump according to the invention is achieved in that in the fixed knife only one in relation to the central longitudinal axis of the pump housing offset or eccentrically arranged Cutting passage is provided.
  • the shredding pump according to DE 198 02 025 C1 were in contrast to this several cutting passages designed as circular holes provided on a concentric to the center of the Slices running circular arc are arranged.
  • the shredding performance of the invention Pump again increased significantly.
  • the cutting passage in the fixed knife slightly larger than those is in the rotating knife.
  • the rotating knife are preferably two cutting passages are provided.
  • the diameter of the rotating knife forming disc smaller than or equal to Half of the diameter of the knife forming the fixed knife Disc is.
  • the undercuts are preferably designed so that the Cutting edges of the cutting passages in the direction of rotation leading areas are interrupted. These areas are anyway passive during a cutting process. Such a geometry of the rotating knife has proven to be in almost every way proven optimal. It can be seen that the Passage area slightly increased through the cutting passages becomes.
  • the rotating knife is expediently in the conveying direction of the medium to be pumped arranged downstream.
  • the pump according to the invention consists of an electric motor, drive shaft, Coupling rod, joints, pump housing 1, pump stator 2 and pump rotor 3 and is known as an eccentric screw pump executed.
  • the Pump rotor 3 is in a known manner within the Pump stator 2 via the shaft of an electric motor a coupling rod attached to two joints. As a result, the pump rotor 3 takes place within the pump housing 1 a rotating and slightly radial movement.
  • Fig. 1 the suction side of the pump is shown, wherein in a funnel-shaped suction nozzle 4 a fixed knife 5 and a rotating knife 6 are arranged, both as circular discs are formed.
  • the suction nozzle 4 and the end of the pump housing 1 remote from the electric motor is coupled to one another by a flange connection 7.
  • the rotating knife 6 is non-rotatably on a knife shaft 8 attached, which in turn with a threaded pin 9 in the Front of the pump rotor 3 is screwed, so that a Rotary movement of the eccentrically mounted pump rotor 3 both a rotation as well as a radial deflection of the rotating Knife 6 causes.
  • the rotating knife 6 and / or the knife shaft 8 can be adjusted axially with the pump rotor 3 be connected to a setting of the game between the Allow knives 5 and 6.
  • the gap adjustment enables also an adjustment of the knives in case of wear.
  • the knives 5, 6 provided with cutting passages 10, 11, with 11 the Cutting passages in the rotating knife are designated and at 10 a single cutting passage in the fixed Knife 5 is designated.
  • At least the cutting passage 10 in the fixed knife is designed as a circular hole, that tapers downstream of the medium to be pumped and thus forms a peripheral cutting edge 12a.
  • the through that Center of the cutting passage 10 leading imaginary longitudinal axis 13 is laterally offset from the central longitudinal axis 14 of the pump housing 1 arranged so that there is an eccentric arrangement of the cutting passage 10 on the as fixed Knife 5 results.
  • the Cutting passages 11 on the one hand and the cutting passage 10 on the other hand are approximately in superimposed radius areas arranged so that the cutting passages 10, 11 in certain angular positions of the knives 5, 6 are permeable, i.e. overlap.
  • Form holes based on the geometry the cutting passages 10, 11 are each arc-shaped or sickle-shaped cutting edges 12a, 12b.
  • the cutting passages 11 in the rotating knife 6 taper upstream of the medium to be conveyed, such as this in particular Fig. 1 can be seen, these are only partially form circumferential cutting edges 12b.
  • the direction of rotation of the rotating knife 6 (indicated by arrow 18) to the right, i.e. from the in Fig. 2 selected viewing direction clockwise, the Term leading to a single cutting passage 11 is related.
  • the recesses forming the undercuts 15 reduce the open spaces of the superimposed ones Knives 5, 6, which reduces friction and wear as well as preventive blockages.
  • the recesses 15 can, for example, of the fixed Knife 5 facing side of the rotating knife 6 have been sunk out in such a way that how this turns out a combination of FIGS. 3 and 5 can be seen on the opposite side of the cutting edge 12b still preserved results in a paragraph 16 in the rotating knife 6, which extends approximately radially.
  • This kind of sinking the material of the rotating disc is going through the cutting passages 11 are slightly enlarged.
  • the one in the direction of rotation of the rotating knife 6 leading edge area of the Cutting passages 11 is reduced in thickness so that there is no cutting edge.
  • the cutting passages form 10, 11 in certain angular positions of the rotating Knife 6 a passage for the medium to be conveyed and about solids contained in this.
  • This passage has one approximately elliptical contour, which changes during the rotation of the Knife 6 draws in a sickle or arc, a pulling Cut to any solids contained in the medium to be pumped exercising.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungspumpe zur Förderung von Feststoffe enthaltendem Abwasser, als rotierende Verdrängerpumpe, mit einem Elektromotor, mit einem Pumpengehäuse, mit einem feststehenden Pumpenstator und einem exzentrisch gelagerten Rotor sowie mit einer Zerkleinerungseinrichtung bestehend aus wenigstens einem feststehenden und wenigstens einem rotierenden Messer, wobei die Zerkleinerungseinrichtung über das von der Antriebswelle des Elektromotors abliegende Ende des Pumpenrotors angetrieben wird, die Messer als übereinanderliegende Scheiben mit Schneiddurchtritten ausgebildet sind, die Schneiddurchtritte kreisbogenförmige oder sichelförmige Schneidkanten bilden und sich wenigstens zwei Schneiddurchtritte in wenigstens einer Winkelstellung des rotierenden Messers wenigstens teilweise überlappen.
Eine solche Zerkleinerungspumpe ist aus der DE 198 02 025 C1 bekannt. Diese Pumpe gewährleistet weitestgehend Verstopfungsfreiheit und einen ungestörten Betrieb auch bei Anwesenheit von langfaserigen und festen Bestandteilen im Fördermedium. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass eine solche Zerkleinerungseinrichtung, wie sie in der DE 198 02 025 C1 beschrieben ist, nicht ausnahmslos alle im Abwasser enthaltenen langfaserigen Bestandteile zufriedenstellend zerkleinert. Beispielsweise Nylon-Damenstrümpfe neigen dazu, zwischen die Freiflächen der Messer gezogen zu werden und sich um den Pumpenrotor oder um das rotierende Messer herumzuschlingen und aufzuwikkeln. Hierbei kommt es nicht notwendigerweise zu einer Blokkierung der Pumpe oder zu einer Verstopfung, die Wirkungsweise der Pumpe ist jedoch eingeschränkt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Zerkleinerungseinrichtung einer Pumpe der eingangs genannten Art weiterhin hinsichtlich Verstopfungs- und Störungsfreiheit bei Anwesenheit von langfaserigen und festen Bestandteilen im Fördermedium zu verbessern.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die in Drehrichtung des rotierenden Messers voreilenden Randabschnitte der Schneiddurchtritte jeweils einen Freiraum zwischen den Messern bildend hinterschnitten sind.
Hierdurch wird der Wirkungsgrad der Zerkleinerungseinrichtung überraschenderweise deutlich gesteigert. Langfaserige, feste Bestandteile im Fördermedium, wie beispielsweise Nylon-Damenstrümpfe werden zuverlässung zerkleinert. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen eine Reduzierung der Freiflächen zwischen den Messern erzielt wird, wodurch letztendlich eine Verringerung der Reibung zwischen Freifläche und zu zerkleinerndem Material erreicht wird. Dies wirkt sich sowohl verschleißmindernd als auch leistungserhöhend aus.
Eine weiterhin deutliche Verbesserung der Zerkleinerungsleistung der Pumpe gemäß der Erfindung wird dadurch erzielt, dass in dem feststehenden Messer nur ein in Bezug auf die Mittellängsachse des Pumpengehäuses versetzt bzw. exzentrisch angeordneter Schneiddurchtritt vorgesehen ist. Bei der Zerkleinerungspumpe gemäß DE 198 02 025 C1 waren im Gegensatz hierzu mehrere als kreisrunde Löcher ausgebildete Schneiddurchtritte vorgesehen, die auf einem konzentrisch zum Mittelpunkt der Scheiben verlaufenden Kreisbogen angeordnet sind. Durch die Maßnahme, demgegenüber nur einen einzigen Schneiddurchtritt vorzusehen, wird die Zerkleinerungsleistung der erfindungsgemäßen Pumpe nochmals deutlich erhöht.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Schneiddurchtritt in dem feststehenden Messer geringfügig größer als diejenigen in dem rotierenden Messer ist. In dem rotierenden Messer sind vorzugsweise zwei Schneiddurchtritte vorgesehen.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der Durchmesser der das rotierende Messer bildenden Scheibe kleiner oder gleich der Hälfte des Durchmessers der das feststehende Messer bildenden Scheibe ist. Hierdurch wird weiterhin die Freifläche zwischen den Messern verringert, was letztendlich verschleiß- und reibungsmindernd sowie leistungserhöhend wirkt.
Die Hinterschnitte sind vorzugsweise so ausgebildet, dass die Schneidkanten der Schneiddurchtritte in den in Drehrichtung voreilenden Bereichen unterbrochen sind. Diese Bereiche sind ohnehin bei einem Schneidvorgang passiv. Eine solche Geometrie des rotierenden Messers hat sich als in nahezu jeder Hinsicht optimal erwiesen. Es ist ersichtlich, dass hierdurch auch die Durchtrittsfläche durch die Schneiddurchtritte leicht erhöht wird.
Zweckmäßigerweise ist das rotierende Messer in Förderrichtung des zu pumpenden Mediums stromabwärts angeordnet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn sich der Schneiddurchtritt des feststehenden Messers stromabwärts verjüngt und eine umlaufende abgeschrägte Schneidkante bildet.
Zweckmäßigerweise erweitern sich die Schneiddurchtritte des rotierenden Messers stromabwärts.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
eine Teilansicht des Pumpengehäuses im Bereich der Saugseite mit einer darin angeordneten Zerkleinerungseinrichtung im Schnitt,
Fig. 2
einen Schnitt entlang der Linien II-II in Fig. 1,
Fig. 3
einen Schnitt entlang der Linien III-III in Fig. 1,
Fig. 4
eine Ansicht in Richtung des mit IV bezeichneten Pfeils in Fig. 3 und
Fig. 5
eine Ansicht in Richtung des mit V bezeichneten Pfeils in Fig. 3.
Die Pumpe gemäß der Erfindung besteht aus Elektromotor, Antriebswelle, Kuppelstange, Gelenken, Pumpengehäuse 1, Pumpenstator 2 und Pumpenrotor 3 und ist als bekannte Exzenterschneckenpumpe ausgeführt. Der Einfachheit halber ist die Pumpe, die bis auf das Zerkleinerungswerk von herkömmlicher Bauart ist, in den Figuren nicht vollständig dargestellt. Der Pumpenrotor 3 wird auf bekannte Art und Weise innerhalb des Pumpenstators 2 über die Welle eines Elektromotors mittels einer an zwei Gelenken befestigten Kuppelstange angetrieben. Hierdurch vollzieht der Pumpenrotor 3 innerhalb des Pumpengehäuses 1 einen drehende und leicht radiale Bewegung.
In Fig. 1 ist die Saugseite der Pumpe dargestellt, wobei in einem trichterförmigen Saugstutzen 4 ein feststehendes Messer 5 und ein rotierenden Messer 6 angeordnet sind, die beide als kreisrunde Scheiben ausgebildet sind. Der Saugstutzen 4 und das von dem Elektromotor abliegende Ende des Pumpengehäuses 1 ist durch eine Flanschverbindung 7 aneinander gekoppelt.
Das rotierende Messer 6 ist drehfest an einer Messerwelle 8 befestigt, die wiederum mit einem Gewindezapfen 9 in der Stirnseite des Pumpenrotors 3 verschraubt ist, so dass eine Drehbewegung des exzentrisch gelagerten Pumpenrotors 3 sowohl eine Rotation als auch eine radiale Auslenkung des rotierenden Messers 6 bewirkt. Das rotierende Messer 6 und/oder die Messerwelle 8 können axial verstellbar mit dem Pumpenrotor 3 verbunden sein, um eine Einstellung des Spiels zwischen den Messern 5 und 6 zu ermöglichen. Auch können das rotierende Messer 6 und/oder die Messerwelle 8 axial nachgiebig mit dem Pumpenrotor 3 verbunden sein, wie dies beispielsweise in der DE 198 02 025 C1 beschrieben ist, um eine elastische Spalteinstellung zwischen dem feststehenden Messer 5 und dem rotierenden Messer 6 zu gewährleisten. Die Spaltverstellung ermöglicht auch ein Nachstellen der Messer bei Verschleiß.
Wie dies den Fig. 2 bis 5 zu entnehmen ist, sind die Messer 5, 6 mit Schneiddurchtritten 10, 11 versehen, wobei mit 11 die Schneiddurchtritte in dem rotierenden Messer bezeichnet sind und mit 10 ein einziger Schneiddurchtritt in dem feststehenden Messer 5 bezeichnet ist. Zumindest der Schneiddurchtritt 10 in dem feststehenden Messer ist als kreisrundes Loch ausgeführt, das sich stromabwärts des zu fördernden Mediums verjüngt und so eine umlaufende Schneidkante 12a ausbildet. Die durch das Zentrum des Schneiddurchtritts 10 führende gedachte Längsachse 13 ist seitlich versetzt zu der Mittellängsachse 14 des Pumpengehäuses 1 angeordnet, so dass sich eine exzentrische Anordnung des Schneiddurchtritts 10 auf dem als feststehenden Messer 5 ergibt.
In dem rotierenden Messer 6 sind insgesamt zwei Schneiddurchtritte 11 angeordnet, und zwar im Winkelabstand von 180°. Die Schneiddurchtritte 11 einerseits und der Schneiddurchtritt 10 andererseits sind etwa in übereinanderliegenden Halbmesser-Bereichen angeordnet, so dass die Schneiddurchtritte 10, 11 in bestimmten Winkelstellungen der Messer 5, 6 durchlässig sind, d.h. sich überlappen. Auf Grund der Geometrie der Löcher bilden die Schneiddurchtritte 10, 11 jeweils kreisbogenförmige bzw. sichelförmige Schneidkanten 12a, 12b aus. Die Schneiddurchtritte 11 in dem rotierenden Messer 6 verjüngen sich stromaufwärts des zur fördernden Mediums, wie dies insbesondere Fig. 1 zu entnehmen ist, wobei diese die nur teilweise umlaufenden Schneidkanten 12b ausbilden.
Die Unterbrechung der Schneidkanten 12b des rotierenden Messers 6, dessen Durchmesser etwa dem halben Durchmesser oder weniger des feststehenden Messers 5 entspricht, sind auf in dem rotierenden Messer 6 auf dessen dem feststehenden Messer 5 zugewandter Seite vorgesehene Ausnehmungen 15 zurückzuführen, die jeweils Hinterschneidungen der Schneiddurchtritte 11 bilden, und zwar in den in Drehrichtung des rotierenden Messers 6 voreilenden Randabschnitten 17. Wie dies Fig. 2 zu entnehmen ist, ist die Drehrichtung des rotierenden Messers 6 (durch den Pfeil 18 angedeutet) rechts herum, d.h. aus der in Fig. 2 gewählten Blickrichtung im Uhrzeigersinn, wobei der Begriff voreilend auf einen einzigen Schneiddurchtritt 11 bezogen ist. Die die Hinterschneidungen bildenden Ausnehmungen 15 reduzieren die Freiflächen der übereinanderliegend angeordneten Messer 5, 6, was sich reibungs- und verschleißmindernd sowie Verstopfungen vorbeugend auswirkt.
Die Ausnehmungen 15 können beispielsweise von der dem feststehenden Messer 5 zugewandten Seite des rotierenden Messers 6 aus eingesenkt worden sein, derart, dass sich, wie dies aus einer Kombination der Fig. 3 und 5 ersichtlich ist, auf der der noch erhaltenen Schneidkante 12b gegenüberliegenden Seite in dem rotierenden Messer 6 jeweils einen Absatz 16 ergibt, der sich etwa radial erstreckt. Durch diese Art der Einsenkung des Materials der rotierenden Scheibe wird der Durchgang durch die Schneiddurchtritte 11 geringfügig vergrößert. Der in Drehrichtung des rotierenden Messers 6 voreilende Randbereich der Schneiddurchtritte 11 ist in seiner Dicke so verringert, dass dort keine Schneidkante vorhanden ist.
Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schneiddurchtritte 11 des rotierenden Messers 6 an ihrem Außenumfang dort, wo sie mit dem Außenumfang des rotierenden Messers 6 zusammentreffen, durchbrochen. Solche Durchbrechungen müssen nicht notwendigerweise vorgesehen sein, vielmehr kann der Durchmesser des rotierenden Messers 6 so gewählt sein, dass die Schneiddurchtritte 11 umfänglich geschlossen sind.
Wie dies Fig. 2 zu entnehmen ist, bilden die Schneiddurchtritte 10, 11 in bestimmten Winkelstellungen des rotierenden Messers 6 einen Durchgang für das zu fördernde Medium und etwa in diesem enthaltenen Feststoffen. Dieser Durchgang hat eine etwa elliptische Kontur, die sich während der Drehbewegung des Messers 6 sichel- oder bogenförmig zuzieht, einen ziehenden Schnitt auf etwa in dem zu fördernden Medium enthaltene Feststoffe ausübend.
Zerkleinerungspumpe Bezugszeichenliste
1
Pumpengehäuse
2
Pumpenstator
3
Pumpenrotor
4
Saugstutzen
5
feststehendes Messer
6
rotierendes Messer
7
Flanschverbindung
8
Messerwelle
9
Gewindezapfen
10
Schneiddurchtritte
11
Schneiddurchtritte
12a
Schneidkanten
12b
Schneidkanten
13
Längsachse
14
Mittellängsachse des Pumpengehäuses
15
Ausnehmungen
16
Absatz
17
Randabschnitte
18
Pfeil

Claims (7)

  1. Zerkleinerungspumpe zur Förderung von Feststoffe enthaltendem Abwasser, als rotierende verdrängerpumpe, mit einem Elektromotor, mit einem Pumpengehäuse, mit einem feststehenden Pumpenstator und einem exzentrisch gelagerten Rotor sowie mit einer Zerkleinerungseinrichtung bestehend aus wenigstens einem feststehenden und wenigstens einem rotierenden Messer, wobei die Zerkleinerungseinrichtung über das von der Antriebswelle des Elektromotors abliegende Ende des Pumpenrotors angetrieben wird, wobei die Messer als übereinanderliegende Scheiben mit Schneiddurchtritten ausgebildet sind, die Schneiddurchtritte kreisbogenförmige oder sichelförmige Schneidkanten bilden und sich wenigstens zwei Schneiddurchtritte in wenigstens einer Winkelstellung des rotierenden Messers wenigstens teilweise überlappen, dadurch gekennzeichnet, dass die in Drehrichtung des rotierenden Messers (6) voreilenden Randabschnitte der Schneiddurchtritte jeweils einen Freiraum zwischen den Messern (5, 6) bildend hinterschnitten sind.
  2. Zerkleinerungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem feststehenden Messer (5) nur ein einziger in Bezug auf die Mittellängsachse (14) des Pumpengehäuses (1) versetzt bzw. exzentrisch angeordneter Schneiddurchtritt (10) vorgesehen ist.
  3. Zerkleinerungspumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneiddurchtritt (10) in dem feststehenden Messer (5) größer als diejenigen in dem rotierenden Messer (6) ist.
  4. Zerkleinerungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der das rotierende Messer (6) bildenden Scheibe kleiner oder gleich der Hälfte des Durchmessers der das feststehende Messer (5) bildenden Scheibe ist.
  5. Zerkleinerungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschnitte so ausgebildet sind, dass die Schneidkanten (12b) der Schneiddurchtritte (11) des rotierenden Messers (6) in den in Drehrichtung voreilenden Bereichen unterbrochen sind.
  6. Zerkleinerungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schneiddurchtritt (10) des feststehenden Messers (5) stromabwärts verjüngt und eine umlaufende abgeschrägte Schneidkante (12a) bildet.
  7. Zerkleinerungspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schneiddurchtritte (11) des rotierenden Messers (6) stromabwärts erweitern und jeweils eine teilweise umlaufende abgeschrägte Schneidkante (12b) bilden.
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