PL208769B1

PL208769B1 - Pump set with disintegrator

Info

Publication number: PL208769B1
Application number: PL360046A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Stachowicz; Krzysztof Wierzbicki; Kazimierz Dubicki
Original assignee: Inst Budownictwa Mech
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2011-06-30
Also published as: PL360046A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest układ pompowy z rozdrabniarką, zwłaszcza do pompowania ścieków z organicznymi zanieczyszczeniami stałymi.The subject of the invention is a pumping system with a grinder, in particular for pumping wastewater with solid organic pollutants.

Znane są pompy wyposażone w rozdrabniarkę organicznych części stałych, przedstawione w opisie patentowym nr 173633. W przypadku pomp ś rubowych istnieją trudnoś ci konstrukcyjne w umieszczeniu na wspólnym wale pompy zarówno wirnika pompy, jak i wirnika rozdrabniarki. Warunkiem ułatwiającym takie rozwiązanie jest wykonanie statora o podwójnych ściankach, jak to ma miejsce w opisie patentowym nr 173668. W opisie czeskiego patentu nr CZ 279333 przedstawiono pompę odmulającą zawierającą pompę wyporową osadzoną na jednym końcu osi silnika, na której drugim końcem jest osadzony wirnik rozdrabniarki. W przypadku zastosowania wału przegubowego do napędu wirnika pompy wyporowej, w którym na drugim końcu umocowano wirnik rozdrabniarki, konieczne jest wtedy wytworzenie dopływu cieczy do zespołu pompy wyporowej, która nie może pracować przez dłuższy okres czasu bez dopływu cieczy, co może wystąpić przy zapchaniu się rozdrabniarki.Pumps equipped with an organic solids crusher, as described in Patent No. 173633, are known. In the case of screw pumps, there are structural difficulties in arranging both the pump impeller and the crusher impeller to fit on a common pump shaft. A condition to facilitate this is the construction of a double-walled stator, as is the case in Patent No. 173668. Czech Patent No. CZ 279333 discloses a desludging pump having a positive displacement pump mounted at one end of the motor shaft, on the other end of which is a crusher rotor. If an articulated shaft is used to drive the displacement pump rotor, in which the crusher impeller is mounted at the other end, it is then necessary to create a liquid supply to the displacement pump assembly, which cannot operate for a long period of time without liquid supply, which may occur when the crusher clogs .

Według wynalazku układ pompowy z rozdrabniarką jest utworzony przez pompę wirową z wirnikiem o swobodnym przepływie oraz przez szeregowo z nią połączoną pompę wyporową, napędzanymi wspólnym napędowym silnikiem, którego wał napędowy jednym końcem jest połączony mechanicznie z wirnikiem pompy wirowej i z wirnikiem rozdrabniarki, a drugim końcem jest połączony mechanicznie z wirnikiem umieszczonym w statorze. Wirnik pompy wyporowej umieszczony w statorze o pojedynczej sztywnej ś ciance jest połączony z koń cem wał u napę dowego poprzez wał przegubowy, natomiast wirnik pompy wyporowej umieszczony w statorze o elastycznej ściance wewnętrznej jest połączony z końcem wału napędowego bezpośrednio. W innym wykonaniu wirnik pompy wyporowej umieszczony w statorze o elastycznej ściance wewnętrznej jest połączony z wałem napędowym poprzez wał przegubowy, przy czym wirnik pompy wyporowej może być umieszczony w statorze o pojedynczej sztywnej ściance umocowanej w metalowej obudowie. W jeszcze innym wykonaniu wirnik pompy wyporowej jest umieszczony w statorze o elastycznej ściance wewnętrznej, którego ścianka zewnętrzna jest umocowana w metalowej obudowie, a elastyczna ścianka wewnętrzna razem ze ścianką zewnętrzną tworzy komorę statora zamkniętą od strony komory wejściowej pompy wyporowej i połączoną hydraulicznie z komorą wylotową pompy wyporowej. Komora wylotowa pompy wirowej jest połączona poprzez rurę z komorą wejściową pompy wyporowej lub w innym wykonaniu komora wylotowa pompy wirowej jest połączona poprzez trójnik i rurę z komorą wejściową pompy wyporowej. Na trójniku jest umieszczony ejektor, przy czym dysza ejektora jest umieszczona w jego ścianie i jest połączona rurą z przestrzenią komory studzienki powyżej poziomu alarmowego ścieków, przy czym powierzchnia wewnętrzna końca rury umieszczonej w dyszy ejektora ma zarys śrubowy. Za komorą wylotową pompy wyporowej jest umieszczony zawór przeciążeniowy. Wydajność pompy wirowej powinna być większa niż wydajność pompy wyporowej. Korpus pompy wirowej i korpus pompy wyporowej są zamocowane na obudowie napędowego silnika. W układzie pompowym jest zastosowane sterowanie pływakowe uzależnione od poziomu ścieków w studzience. Ponadto układ jest wyposażony w stojak w postaci prętów rozstawionych ukośnie i połączonych obwodowo u dołu ze sobą, a u góry z korpusem pompy wirowej. Wirnik rozdrabniarki jest zamocowany na wale napę dowego silnika za pomocą kołków i śruby wkręconej osiowo do wału, a tarcza rozdrabniarki jest zamocowana do korpusu pompy wirowej śrubami rozmieszczonymi równolegle do osi symetrii wału napędowego silnika. Układ jest zaopatrzony w przetwornik ciśnienia przekazujący do układu sterującego napędowego silnika informację o ciśnieniu panującym w rurze łączącej pompę wirową i pompę wyporową. Rozwiązanie według wynalazku umożliwia zastosowanie rozdrabniarki umieszczonej na jednym końcu wału silnika napędowego, podczas gdy drugi koniec tego wału napędza pompę wyporową. Rozwiązanie to jest możliwe dzięki zastosowaniu dodatkowego wirnika pompy wirowej umieszczonego w odpowiednio ukształtowanej komorze, której wylot połączony jest z przewodem doprowadzającym ciecz do zespołu pompy wyporowej. Zastosowanie pompy z wirnikiem o swobodnym przepływie wywołuje degradację większych cząstek zawartych w cieczy. Ponadto zaletą tego typu rozwiązania jest wytwarzanie podciśnienia po wylotowej stronie rozdrabniarki dzięki umieszczeniu dodatkowych łopatek w wirniku pompy wirowej. Dzięki przyłączeniu pompy wirowej o większej wydajności niż chłonność pompy wyporowej, powstaje możliwość wykorzystania części tłoczonej cieczy do zasilania ejektora, który powoduje w trakcie pompowania napowietrzenie cieczy w zbiorniku pompowni. Napowietrzenie to powoduje jednoczesne zawirowanie cieczy na dnie zbiornika zapobiegające gromadzeniu się osadu. Napowietrzenie cieczy, jeśli to są ścieki, zmniejsza ich tendencję do gnicia zarówno w zbiorniku pompowni, jakAccording to the invention, the pumping system with the grinder is formed by a centrifugal pump with a free-flow impeller and a positive displacement pump connected in series with it, driven by a common drive motor, the drive shaft of which is mechanically connected at one end to the impeller of the centrifugal pump and to the grinder impeller, and the other end is mechanically connected to the rotor in the stator. A displacement pump rotor in a single rigid wall stator is connected to the end of the drive shaft via an articulated shaft, while a displacement pump rotor in a flexible inside wall stator is directly connected to the end of the propeller shaft. In another embodiment, a positive displacement pump rotor in a flexible internal wall stator is connected to a drive shaft via an articulated shaft, and the positive displacement pump rotor may be housed in a single rigid wall stator mounted in a metal casing. In yet another embodiment, the displacement pump rotor is housed in a stator with a flexible inner wall, the outer wall of which is fixed in a metal casing, and the flexible inner wall together with the outer wall forms a stator chamber closed on the inlet side of the positive displacement pump and hydraulically connected to the pump outlet chamber. displacement. The outlet chamber of the centrifugal pump is connected via a pipe to the inlet chamber of the displacement pump, or in another embodiment, the outlet chamber of the centrifugal pump is connected via a tee and a pipe to the inlet chamber of the displacement pump. An ejector is arranged on the tee, the ejector nozzle being placed in its wall and connected by a pipe to the space of the chamber chamber above the wastewater alarm level, the inner surface of the end of the pipe placed in the ejector nozzle having a helical profile. An overload valve is located downstream of the discharge chamber of the displacement pump. The capacity of the centrifugal pump should be greater than the capacity of the positive displacement pump. The centrifugal pump housing and the positive displacement pump housing are fixed on the drive housing of the motor. The pumping system uses a float control depending on the level of sewage in the sump. In addition, the system is equipped with a stand in the form of bars spaced diagonally and connected circumferentially at the bottom to each other and at the top to the body of the impeller pump. The shredder's rotor is fixed on the drive shaft of the motor by pins and a screw axially screwed into the shaft, and the shredder's disc is attached to the body of the centrifugal pump with screws arranged parallel to the axis of symmetry of the motor drive shaft. The system is equipped with a pressure transducer transmitting to the control system of the engine drive information about the pressure in the pipe connecting the centrifugal pump and the positive displacement pump. The solution according to the invention allows the use of a shredder arranged at one end of the shaft of the drive motor, while the other end of the shaft drives the positive displacement pump. This solution is possible thanks to the use of an additional impeller of a centrifugal pump placed in a suitably shaped chamber, the outlet of which is connected to the liquid supply line to the positive displacement pump unit. The use of a pump with a free-flow impeller causes the degradation of larger particles contained in the liquid. Moreover, the advantage of this type of solution is the creation of a negative pressure on the outlet side of the crusher due to the placement of additional blades in the impeller of the centrifugal pump. Due to the connection of an impeller pump with a higher capacity than the displacement pump capacity, it is possible to use a part of the pumped liquid to supply the ejector, which causes aeration of the liquid in the pumping station tank during pumping. This aeration causes the simultaneous swirling of the liquid at the bottom of the tank, preventing the accumulation of sediment. Aeration of the liquid, if it is sewage, reduces its tendency to rot, both in the pumping station tank and

PL 208 769 B1 i w przewodach ciś nieniowych współpracujących z pompami. Rozwiązanie według wynalazku zmniejsza ryzyko pracy pompy wyporowej bez cieczy w przypadku zablokowania rozdrabniarki częściami stałymi. W takiej sytuacji w przewodzie doprowadzającym ciecz do pompy wyporowej powstaje podciśnienie, a ciecz jest zasysana przez dyszę ejektora, przy czym podciśnienie poprzez przetwornik przesterowuje silnik.And in pressure lines associated with the pumps. The solution according to the invention reduces the risk of the displacement pump running without liquid in the event of blockage of the shredder with solid parts. In this situation, a negative pressure is created in the liquid supply line to the positive displacement pump, and the liquid is sucked through the ejector nozzle, the negative pressure through the transducer overrides the motor.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ pompowy z rozdrabniarką i pompą wyporową ze statorem o sztywnej ściance napędzaną poprzez wał przegubowy, umieszczony w studzience w częściowym przekroju osiowym, fig. 2 - układ pompowy z rozdrabniarką i pompą wyporową ze statorem o podwójnych ściankach napędzaną bezpośrednio wałem silnika napędowego w częściowym przekroju osiowym, fig. 3 - układ pompowy z rozdrabniarką i pompą wyporową ze statorem o podwójnych ściankach napędzaną poprzez wał przegubowy w częściowym przekroju osiowym, a fig. 4 - szczegół „a z fig. 3 w większej skali.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a pump system with a crusher and a displacement pump with a rigid wall stator driven by a PTO shaft, placed in the sump in a partial axial section, Fig. 2 - a pump system with a crusher and a displacement pump with a double wall stator driven directly by the shaft of the drive motor in partial axial section, Fig. 3 - a pumping system with a grinder and a displacement pump with a double wall stator driven by a PTO shaft in a partial axial section, and Fig. 4 - detail "az Figure 3 on a larger scale.

Układ pompowy z rozdrabniarką (fig. 1) jest utworzony przez pompę wirową, korzystnie z wirnikiem 2 o swobodnym przepływie oraz przez szeregowo z nią połączoną pompę wyporową 3 lub 4, napędzanymi wspólnym napędowym silnikiem 5, którego wał napędowy 6_jednym końcem jest połączony mechanicznie z wirnikiem 2 pompy wirowej 1i z wirnikiem 7 rozdrabniarki 8, a drugim końcem jest połączony mechanicznie z wirnikiem 9 pompy wyporowej 3 umieszczonym w statorze 10. Wirnik 9 pompy wyporowej 3 umieszczony w statorze 10 o sztywnej pojedynczej ściance 11 jest połączony z końcem wału napędowego 6 poprzez wał przegubowy 12. W odmianie wynalazku (fig. 2) wirnik 13 pompy wyporowej 4 umieszczony w statorze 14 o elastycznej ściance wewnętrznej 15 jest połączony z końcem wału napędowego 6 bezpośrednio. W jeszcze innym wykonaniu wynalazku (fig. 3) wirnik 13 pompy wyporowej 4 umieszczony w statorze 14 o elastycznej ściance wewnętrznej 15 jest połączony z wałem napędowym 6 poprzez wał przegubowy 12. Wspomniany wirnik 9 pompy wyporowej 3 może być umieszczony w statorze 10 o sztywnej pojedynczej ściance 11 umocowanej w metalowej obudowie 16, natomiast wirnik 13 pompy wyporowej 4_jest umieszczony w statorze 14 o elastycznej ściance wewnętrznej 15, którego ścianka zewnętrzna 17 jest umocowana w metalowej obudowie 18, a elastyczna ścianka wewnętrzna 15 razem ze ścianką zewnętrzną 17 tworzy komorę 19 statora 14 zamkniętą od strony komory wejściowej 20 pompy wyporowej 4 i połączoną hydraulicznie z komorą wylotową 21 pompy wyporowej 4. Komora wylotowa 22 pompy wirowej 1 jest połączona poprzez rurę 23 z komorą wejściową 20 pompy wyporowej 3 lub 4. W innym wykonaniu komora wylotowa 22 pompy wirowej 1 jest połączona poprzez trójnik 24 i rurę 23 z komorą wejściową 20 pompy wyporowej 3 lub 4, przy czym na trójniku 24 jest umieszczony ejektor 25, a dysza 26 ejektora 25 jest umieszczona w jego ścianie 27. Dysza 26 ejektora 25 jest połączona rurą 28 z przestrzenią 29 studzienki 30 powyżej poziomu alarmowego 31 ścieków 32. Za komorą wylotową 21 pompy wyporowej 3 lub 4 jest umieszczony zawór przeciążeniowy 33. Korzystnym jest, aby wydajność pompy wirowej 1 była większa niż pompy wyporowej 3 lub 4. Korpus 34 pompy wirowej 1 i korpus 35 lub 36 pompy wyporowej 3 lub 4 są zamocowane na obudowie 37 napędowego silnika 5. W układzie pompowym jest zastosowane sterowanie pływakowe uzależnione od poziomu ścieków 32 w studzience 30. Układ jest wyposażony w stojak 38 w postaci prętów 39 rozstawionych ukośnie i połączonych obwodowo u dołu ze sobą, a u góry z korpusem 34 pompy wirowej 1. Wirnik_7 rozdrabniarki 8 jest zamocowany na wale 6 napędowego silnika 5 za pomocą kołków 40 i śruby 41, wkręconej osiowo do wału 6, a tarcza 42 rozdrabniarki 8 jest zamocowana do korpusu 34 pompy wirowej 1 śrubami 43 rozmieszczonymi równolegle do osi symetrii 44 wału 6 napędowego silnika 5. Na rurze 23 łączącej pompę wirową 1 z pompą wyporową 3 lub 4 jest zainstalowany przetwornik ciśnienia 45 przekazujący sygnał do układu sterującego 46 pracą napędowego silnika_5, informujący, czy w rurze 23 nie pojawiło się podciśnienie. Tego typu sygnał wskazuje na brak dopływu ścieków 32 do pompy wirowej 1. W tej sytuacji następuje zassanie ścieków 32 przez dyszę 26 ejektora 25 do rury 23, chroniące pompę wyporową 3 lub 4 przed pracą na sucho, a po pewnym czasie nastąpi wyłączenie napędowego silnika 5. Powierzchnia wewnętrzna końca rury 28 umieszczonej w dyszy 26 ejektora 25 ma zarys śrubowy.The pumping system with a grinder (Fig. 1) is formed by an impeller pump, preferably with a free-flow impeller 2, and by a positive displacement pump 3 or 4 connected in series with it, driven by a common drive motor 5, the drive shaft 6 of which is mechanically connected to the impeller at one end. 2 of the impeller pump 1i with the impeller 7 of the crusher 8, and the other end is mechanically connected to the impeller 9 of the displacement pump 3 located in the stator 10. The rotor 9 of the displacement pump 3 located in the stator 10 with a single rigid wall 11 is connected to the end of the drive shaft 6 via a shaft an articulated joint 12. In a variant of the invention (FIG. 2), the rotor 13 of a positive displacement pump 4 located in the stator 14 with a flexible inner wall 15 is connected directly to the end of the drive shaft 6. In yet another embodiment of the invention (Fig. 3), the rotor 13 of the positive displacement pump 4 located in the stator 14 with a flexible inner wall 15 is connected to the drive shaft 6 via the universal drive shaft 12. Said rotor 9 of the positive displacement pump 3 can be housed in the single rigid stator 10. a wall 11 fixed in a metal casing 16, while the rotor 13 of a positive pump 4 is housed in a stator 14 with a flexible inner wall 15, the outer wall 17 of which is fastened in a metal casing 18, and the flexible inner wall 15 together with the outer wall 17 forms the stator chamber 19. closed at the inlet chamber 20 of the displacement pump 4 and hydraulically connected to the outlet chamber 21 of the displacement pump 4. The outlet chamber 22 of the displacement pump 1 is connected via a pipe 23 to the inlet chamber 20 of the displacement pump 3 or 4. In another embodiment, the outlet chamber 22 of the displacement pump 1 is connected via a tee 24 and a pipe 23 to the inlet chamber 20 of the positive displacement pump 3 or 4, with c In this case, the ejector 25 is placed on the tee 24, and the nozzle 26 of the ejector 25 is placed in its wall 27. The nozzle 26 of the ejector 25 is connected by a pipe 28 to the space 29 of the well 30 above the alarm level 31 of the sewage 32. Behind the outlet chamber 21 of the positive displacement pump 3 or 4 the overload valve 33 is arranged. It is preferable that the capacity of the centrifugal pump 1 is greater than the displacement pump 3 or 4. The body 34 of the impeller pump 1 and the body 35 or 36 of the displacement pump 3 or 4 are mounted on the housing 37 of the drive motor 5. In the a float control is used depending on the level of wastewater 32 in the sump 30. The system is equipped with a stand 38 in the form of bars 39 spaced diagonally and connected circumferentially at the bottom with each other and at the top with the body 34 of the impeller pump 1. The rotor 7 of the crusher 8 is mounted on the shaft 6 of the drive motor 5 by means of pins 40 and a screw 41, screwed axially into the shaft 6, and the disc 42 of the crusher 8 is attached to the body 34 of the impeller pump by 1 bolts 43 spaced parallel to the axis of symmetry 44 of the shaft 6 of the drive motor 5. A pressure transducer 45 is installed on the pipe 23 connecting the centrifugal pump 1 with the displacement pump 3 or 4, transmitting a signal to the control system 46 of the drive motor_5, informing whether the pipe 23 has not appeared underpressure. This type of signal indicates no inflow of sewage 32 to the centrifugal pump 1. In this situation, sewage 32 is sucked through the nozzle 26 of the ejector 25 into the pipe 23, protecting the displacement pump 3 or 4 from running dry, and after some time the drive motor 5 will be turned off. The inner surface of the end of the tube 28 placed in the nozzle 26 of the ejector 25 has a helical profile.

Claims

A pumping system with a grinder, in particular for pumping wastewater with solid organic pollutants, provided with a drive motor, at the end of the axis of which is mounted a displacement pump and on the other hand a grinder impeller, characterized by the fact that it is

By a centrifugal pump (1) with a free-flow impeller (2) and by a positive displacement pump (3) or (4) connected in series with it, driven by a common drive motor (5), the drive shaft (6) of which with one one end is mechanically connected to the rotor (2) of the centrifugal pump (1) and the rotor (7) of the crusher (8), and the other end is mechanically connected to the rotor (9) or (13) of the positive displacement pump (3) or (4) located in stator (10) or (14).

2. The system according to claim The method of claim 1, characterized in that the rotor (9) of the positive displacement pump (3) located in the rigid single wall stator (10) (11) is connected to the end of the drive shaft (6) via an articulated shaft (12).

3. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that the rotor (13) of the positive displacement pump (4) placed in the stator (14) with a flexible inner wall (15) is directly connected to the end of the drive shaft (6).

4. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that the rotor (13) of the positive displacement pump (4) located in the stator (14) with a flexible inner wall (15) is connected to the drive shaft (6) via a universal joint shaft (12).

5. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that the rotor (9) of the positive displacement pump (3) is housed in a stator (10) with a rigid single wall (11) fixed in a metal housing (16).

6. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that the rotor (13) of the positive displacement pump (4) is housed in a stator (14) with a flexible inner wall (15), the outer wall (17) of which is fastened in a metal casing (18) and the flexible inner wall ( 15) together with the outer wall (17) form a stator chamber (19) (14) closed at the inlet side (20) of the displacement pump (4) and hydraulically connected to the outlet chamber (21) of the displacement pump (4).

7. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that the outlet chamber (22) of the centrifugal pump (1) is connected via a pipe (23) to the inlet chamber (20) of the displacement pump (3) or (4).

8. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that the outlet chamber (22) of the centrifugal pump (1) is connected via a tee (24) and a pipe (23) to the inlet chamber (20) of the displacement pump (3) or (4).

The system according to p. A device as claimed in claim 8, characterized in that an ejector (25) is disposed on the tee (24).

10. The system according to p. The method of claim 9, characterized in that the nozzle (26) of the ejector (25) is disposed in its wall (27).

11. The system according to p. The method of claim 9, characterized in that the nozzle (26) of the ejector (25) is connected by a pipe (28) to the space (29) of the well (30) above the alarm level (31) of the sewage (32).

12. The system according to p. The method of claim 11, characterized in that the inner surface of the end of the tube (28) inserted in the nozzle (26) of the ejector (25) has a helical profile.

The system according to p. A pressure relief valve as claimed in claim 6, characterized in that an overload valve (33) is provided downstream of the outlet chamber (21) of the displacement pump (3) or (4).

14. The system according to p. The process of claim 1, characterized in that the efficiency of the centrifugal pump (1) is greater than that of the positive displacement pump (3) or (4).

15. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that the housing (34) of the centrifugal pump (1 and the housing (35) or (36) of the displacement pump (3) or (4) are mounted on the housing (37) of the drive motor (5).

16. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that it has a float control depending on the level of waste water (32) in the sump (30).

17. The system according to p. Device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a stand (38) in the form of bars (39) spaced diagonally and connected circumferentially at the bottom to each other and at the top to the body (34) of the centrifugal pump (1).

18. The system according to p. The method of claim 1, characterized in that the rotor (7) of the shredder (8) is mounted on the shaft (6) of the drive motor (5) by means of pins (40) and a screw (41) screwed axially to the shaft (6), and the disc (42) the crusher (8) is fixed to the body (34) of the centrifugal pump (1) by screws (43) arranged parallel to the axis of symmetry (44) of the shaft (6) of the drive motor (5).

19. The system according to p. A method as claimed in claim 1, characterized in that it is provided with a pressure transducer (45) transmitting to the control system (46) the operation of the drive motor (5) information about the pressure in the pipe (23) connecting the centrifugal pump (1) and the positive displacement pump (3) or ( 4).