DE4423150C1

DE4423150C1 - Pump for waste water system

Info

Publication number: DE4423150C1
Application number: DE19944423150
Authority: DE
Inventors: Max Prof Dr Ing Ludewig; Rainer Stange
Original assignee: ORPU GmbH
Current assignee: ORPU GmbH
Priority date: 1994-07-04
Filing date: 1994-07-04
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: CZ287796B6; CZ174895A3

Abstract

The suction pipe which brings the conveyor medium charged with abrasive impurities into a pressure stage of a rotor wheel contains a cutting device whose cutting blades (17) and counter cutting blades (18) are mounted conically and at an angle alpha to the axis (19) of the rotor wheel shaft. The cutting blades can be mounted on a ring (20) and the counter blades on the wheel shaft on one or more discs (21). The rotating cutting blades can be removed axially from the fixed counter blades and reset at the cutting distance.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.The invention relates to a pump with the features of the preamble of claim 1.

In der Abwassertechnik werden Pumpen Zerkleinerungseinrichtungen zugeordnet. Hierbei werden für Schneideinrichtungen verschiedene Bauformen gewählt. Speziell beim Einsatz für die Druckentwässerung, die mit kleinen Querschnitten der Fördermedienleitungen arbeitet (z. B. nur 40 mm Durchmesser) sind derartige Schneid- oder Zerkleinerungseinrichtungen unentbehrlich. Hierbei stellen sich nicht selten als nachteilig die Verschleißanfälligkeit bei abrasiven Verunreinigungen des Fördermediums dar. Nachteilig sind auch kleine Querschnitte im Schneidkopf, woraus eine hohe Verstopfungsgefahr resultiert. Verstopfende Schneideinrichtungen führen außerdem zu einem ungünstigen Drehmomentverlauf des Antriebsmotors.In wastewater technology, pumps are shredding devices assigned. Here are different for cutting devices Designs selected. Especially when used for pressure drainage, those with small cross sections of the media lines works (e.g. only 40 mm diameter) such cutting or shredding equipment indispensable. Place here it is not uncommon for the susceptibility to wear to be disadvantageous abrasive contamination of the pumped medium. Disadvantages are also small cross-sections in the cutting head, resulting in a high risk of clogging results. Clogging cutters also lead to an unfavorable torque curve of the drive motor.

Eine solche Schneideinrichtung ist bekannt (DE-AS 14 03 857). Die bekannte Vorrichtung dient zum Zerkleinern und Fördern von mit Flüssigkeit durchsetzten Feststoffen, wie Abwässer, Dickstoffe, Früchten u. dgl. Hierbei wird ein Zerkleinerungsrotor aus einem schräg auf einer Welle sitzenden Rotor mit gezahntem Rand eingesetzt. Derartige Zerkleinerungseinrichtungen verstopfen jedoch häufig und können dann den Drehmomentverlauf stören und letztendlich den Betrieb.Such a cutting device is known (DE-AS 14 03 857). The known device is used for crushing and conveying with Liquid-permeated solids, such as waste water, thick matter, Fruits u. Like. Here, a comminution rotor from a rotor at an angle on a shaft with a toothed edge. Such crushing devices clog, however frequently and can then disrupt the torque curve and ultimately the company.

Derartige Pumpen, bei denen in dem Saugstutzen eine Schneideinrichtung, bestehend aus Schneid- und Gegenmesser, angeordnet ist, deren Antrieb von einer Laufradwelle abgeleitet ist, mit der das Laufrad verbunden ist, sind bekannt (DE-OS 28 13 617; DE-AS 14 03 263; DD-PS 79227).Pumps of this type, in which a cutting device, consisting of cutting and counter knife, is arranged, the drive of a Impeller shaft with which the impeller is connected are known (DE-OS 28 13 617; DE-AS 14 03 263; DD-PS 79227).

Eine dieser Bauarten (DE-OS 28 13 617) ordnet ein Schnitzelwerk/Mahlwerk im Pumpeneinlaß an, das einen Schneidring mit Zerkleinerungszähnen an seinem Innenumfang aufweist. Dadurch sollen Material oder Gegenstände durch die Zähne im Schneidring gedrückt werden. Diese Bauweise ist mit dem Nachteil verbunden, daß sich das zu zerkleinernde Material festsetzen kann. Außerdem verkleinert die Bauweise mit Schneidring die Eintrittsöffnung, so daß der Volumenstrom bei solchen Pumpen relativ klein bleibt und die Leistungsaufnahme des Motors mit sich verkleinerndem Strömungsquerschnitt unangenehm wächst.One of these types (DE-OS 28 13 617) assigns a shredder / grinder in Pump inlet on which has a cutting ring with shredding teeth on its Has inner circumference. This is supposed to cause material or objects through the teeth be pressed in the cutting ring. This construction method has the disadvantage that that the material to be shredded can get stuck. In addition, the Construction with cutting ring the inlet opening, so that the volume flow in such Pumping remains relatively small and the power consumption of the engine goes with it reducing flow cross-section grows uncomfortably.

Die weitere Bauart (DE-AS 14 03 263), eine Schneidfunktion vor der Saugöffnung einer Güllpumpe anzuordnen, benutzt eine vor drehende Messer geschaltete Rührvorrichtung, so daß die Messer über die Saugöffnung streichen. Auch bei dieser Bauweise begrenzen die schnell laufenden Schneidmesser den Volumenstrom ebenfalls, und es ergeben sich kleine Strömungsquerschnitte im Schneidkopf, woraus eine hohe Verstopfungsgefahr resultiert.The other type (DE-AS 14 03 263), a cutting function before Arranging the suction opening of a slurry pump uses a rotating knife switched stirring device so that the knives sweep over the suction opening. With this design too, the fast-running cutting knives limit the Volume flow also, and there are small flow cross sections in the Cutting head, which results in a high risk of clogging.

Eine Förder- und Schneideinrichtung an Dickstoff-Kreiselpumpen (DD-PS 79227) besitzt vor dem Pumpenlaufrad einen Vorsatz, in dessen Bohrung die Pumpenwelle ragt, auf der ein Spiralschneidmesser befestigt ist. Das Spiralschneidmesser weist Messer auf, die zum Saugmund des Laufrades ansteigen und Flüssigkeit fördern sollen. Die Schneidmesser bedecken aber derart die Pumpeneintrittsöffnung, daß der Eintrittsquerschnitt teils durch den Pumpenwellenquerschnitt, teils durch die schirmartig angeordneten Messer ebenfalls verkleinert wird.A conveyor and cutting device on thick matter centrifugal pumps (DD-PS 79227) has an attachment in front of the pump impeller, in the bore of which the pump shaft protrudes, on which a spiral cutting knife is attached. The spiral cutting knife points Knives that rise to the suction mouth of the impeller and convey liquid should. The cutting blades cover the pump inlet opening such that the inlet cross section partly through the pump shaft cross section, partly through the umbrella-like knife is also reduced.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Zusammenwirken einer Pumpe mit der Schneideinrichtung dahingehend zu verbessern, daß ohne wesentliche Verkleinerung der Pumpeneintrittsöffnung , d. h. bei einem möglichst großen Volumenstrom die Schneidmesser ihre Wirkung behalten oder noch erhöhen.The present invention is therefore based on the task of interacting a pump with the cutter to improve that without significantly reducing the pump inlet opening, d. H. at a volume flow, the cutting knives retain their effect or still increase.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schneidmesser und die Gegenmesser unter einem Winkel zur Laufradwellenachse und konisch angeordnet sind. Der Durchfluß des Fördermediums mit festen Anteilen wird dadurch begünstigt. Dabei kann die Schneideinrichtung unmittelbar auf der Laufradwelle angeordnet sein oder durch ein sich außerhalb befindliches Getriebe mit einer entsprechend betätigbaren Kupplung mit unterschiedlichen Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten. Vorteile ergeben sich insbesondere bei Anwendung einer Freistrompumpe. Dadurch entsteht eine größtmögliche Pumpeneintrittsöffnung bei gleicher Wirkung der Schneidmesser. The object is achieved in that the cutting knives and the counter knives are arranged at an angle to the impeller shaft axis and conically. The flow rate of the medium is fixed thereby favored. The cutting device can directly be arranged on the impeller shaft or by itself external gearbox with a correspondingly operable Coupling with different directions of rotation and speeds. There are particular advantages when used a free flow pump. This creates the largest possible pump inlet opening with the same effect of the cutting knife.

Der gewünschte freie Durchfluß durch die Pumpe und ein störungsfreier Pumpenbetrieb wird außerdem dadurch unterstützt, daß die Schneidmesser im Saugstutzen an einem Ring und die Gegenmesser auf der Laufradwelle an einer oder mehreren Scheiben (konisch) befestigt sind.The desired free flow through the pump and a trouble-free one Pump operation is also supported by the fact that Cutting knife in the suction nozzle on a ring and the counter knife on the impeller shaft on one or more discs (conical) are attached.

Relativ große Querschnitte ergeben sich außerdem durch die Art der Schneideinrichtung. Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, daß durch die Schneidengeometrie zwischen den feststehenden Gegenmessern und den rotierenden Schneidmessern ein konstanter Drehmomentverlauf des Antriebs der Laufradwelle erzielbar ist.Relatively large cross sections also result from the type of cutter. It is also advantageous that by the cutting geometry between the fixed Counter knives and the rotating cutting knives a constant Torque curve of the drive of the impeller shaft can be achieved.

Es kann zeitweise auch vorteilhaft sein, daß die Schneideinrichtung von der Laufradwellen-Bewegung drehrichtungsunabhängig betreibbar ist.It can also be advantageous at times for the cutting device can be operated independently of the direction of rotation by the impeller shaft movement is.

In seltenen Störungsfällen ist es vorteilhaft, daß die rotierenden Schneidmesser von den feststehenden Gegenmessern axial entfernbar und wieder auf Schneidabstand anstellbar sind.In rare malfunctions, it is advantageous that the rotating Cutting knife axially removable from the fixed counter knife and can be adjusted to the cutting distance again.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch eine Freistrompumpe mit Saug- und Druckstutzen, Fig. 1 is an axial cross section through a free-flow pump having suction and discharge ports,

Fig. 1A und 1B Details der in Fig. 1 gezeigten Pumpe und Fig. 1A and 1B, details of the pump shown in Fig. 1 and

Fig. 2 ein Diagramm des Drehmomentverlaufs über der Zeit einer mit einer Schneideinrichtung betriebenen Pumpe. Fig. 2 is a diagram of the torque curve over time of a pump operated with a cutting device.

Die Pumpe (Fig. 1) führt ein Fördermedium 1 durch einen Saugstutzen 2, der mit einem relativ kleinen Durchmesser das mit abrasiven Verunreinigungen belastete Fördermedium 1 in eine (erste) Druckstufe 3 eines Laufrades 4 einbringt. Die Pumpe weist ein oberes Gehäuseteil 5a und ein unteres Gehäuseteil 5b auf, in denen das Laufrad 4 mit Laufradschaufeln 6 über eine Laufradwelle 7 angetrieben und drehgelagert ist. Am unteren Gehäuseteil 5b ist ein Druckstutzen 8 an die Druckstufe 3 angeschlossen. Die Laufradwelle 7 ist in einem Drehlager 9 und mit einer Dichtungspackung 10 gegen das Innere 11 der Pumpe abgedichtet.The pump ( FIG. 1) feeds a conveying medium 1 through a suction port 2 which , with a relatively small diameter, introduces the conveying medium 1, which is loaded with abrasive contaminants, into a (first) pressure stage 3 of an impeller 4 . The pump has an upper housing part 5 a and a lower housing part 5 b, in which the impeller 4 with impeller blades 6 is driven via an impeller shaft 7 and is rotatably supported. At the lower housing part 5 b, a pressure port 8 is connected to the pressure stage 3 . The impeller shaft 7 is sealed in a rotary bearing 9 and with a packing 10 against the interior 11 of the pump.

In den Saugstutzen 2 ist in einem Schneidraum 12 eine Schneideinrichtung 13 angeordnet, deren Antrieb von der Laufradwelle 7 abgeleitet ist, mit der das Laufrad 4 drehfest verbunden ist. Der Schneidraum 12 mit der Schneideinrichtung 13 weist einen größeren Querschnitt 14 gegenüber einem normalen Saugstutzen- Querschnitt 15 auf, wie er dem Querschnitt 16 des Druckstutzens 8 entsprechen würde.In the suction port 2 , a cutting device 13 is arranged in a cutting space 12 , the drive of which is derived from the impeller shaft 7 , to which the impeller 4 is connected in a rotationally fixed manner. The cutting space 12 with the cutting device 13 has a larger cross section 14 compared to a normal suction port cross section 15 , as it would correspond to the cross section 16 of the pressure port 8 .

In der Schneideinrichtung 13 sind mehrere Schneidmesser 17 auf der Laufradwelle 7 und die zugehörigen Gegenmesser 18 im Saugstutzen 2 befestigt. Die Schneidmesser 17 und die Gegenmesser 18 sind unter einem Winkel alpha zur Laufradwellenachse 19 angeordnet. Die Schneidmesser 17 im Saugstutzen 2 sind z. B. an einem oder mehreren Ringen 20 und die Gegenmesser 18 auf der Laufradwellenachse 19 an einer oder mehreren Scheiben 21 (austauschbar) befestigt. In the cutting device 13 , a plurality of cutting knives 17 are fastened on the impeller shaft 7 and the associated counter knives 18 in the suction nozzle 2 . The cutting blades 17 and the counter blades 18 are arranged at an angle alpha to the impeller shaft axis 19 . The cutting knife 17 in the suction nozzle 2 are z. B. on one or more rings 20 and the counter knife 18 on the impeller shaft axis 19 on one or more disks 21 (replaceable) attached.

Durch die Schneidengeometrie zwischen den feststehenden Gegenmessern 18 und den rotierenden Schneidmessern 17 kann, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ein nahezu konstanter Drehmomentverlauf 22 des Antriebs für die Laufradwelle 7 erzielt werden.As a result of the cutting geometry between the fixed counter knives 18 and the rotating cutting knives 17 , an almost constant torque curve 22 of the drive for the impeller shaft 7 can be achieved, as shown in FIG. 2.

Die Schneideinrichtung 13 ist von der Laufradwellen-Bewegung drehrichtungsunabhängig betreibbar, indem ein außen befindliches Getriebe mit Kupplung, die entsprechend gesteuert wird, vorhanden ist.The cutting device 13 can be operated independently of the direction of rotation of the impeller shaft movement in that there is an external gear with a clutch, which is controlled accordingly.

Die rotierenden Schneidmesser 17 können von den feststehenden Gegenmessern 18 (oder umgekehrt) axial entfernt und nach Ausräumen von hemmenden Feststoffteilen wieder auf Schneidabstand angestellt werden. The rotating cutting knives 17 can be axially removed from the fixed counter knives 18 (or vice versa) and, after clearing out inhibiting solid parts, can be adjusted again to the cutting distance.

Bezugszeichenliste:Reference symbol list:

1 Fördermedien
2 Saugstutzen
3 Druckstufe
4 Laufrad
5a oberes Gehäuseteil
5b unteres Gehäuseteil
6 Laufradschaufel
7 Laufradwelle
8 Druckstutzen
9 Drehlager
10 Dichtungspackung
11 Inneres der Pumpe
12 Schneidraum
13 Schneideinrichtung
14 Querschnitt des Schneidraums
15 Querschnitt des Saugstutzens
16 Querschnitt des Druckstutzens
17 Schneidmesser
18 Gegenmesser
19 Laufradwellenachse
20 Ring
21 Scheiben
22 Drehmomentverlauf 1 media
2 suction ports
3 pressure level
4 impeller
5 a upper housing part
5 b lower housing part
6 impeller blade
7 impeller shaft
8 discharge ports
9 pivot bearings
10 sealing pack
11 Inside of the pump
12 cutting space
13 cutting device
14 cross section of the cutting space
15 Cross section of the suction nozzle
16 Cross-section of the pressure port
17 cutting knives
18 counter knives
19 impeller shaft axis
20 ring
21 slices
22 Torque curve

Claims

1.Pump with a suction port that introduces the medium to be conveyed, which, with a relatively small diameter, brings the conveying medium loaded with abrasive contaminants into a (first) pressure stage of an impeller, with a cutting device consisting of a cutting and counter knife, the drive of which is arranged in the suction port an impeller shaft with which the impeller is connected in a rotationally fixed manner, characterized in that the cutting knives ( 17 ) and the counter knives ( 18 ) are arranged at an angle (alpha) to the impeller shaft axis ( 19 ) and conically.

2. Pump according to claim 1, characterized in that the cutting knife ( 17 ) in the suction nozzle ( 2 ) on a ring ( 20 ) and the counter knife ( 18 ) on the impeller shaft ( 19 ) are attached to one or more discs ( 21 ).

3. Pump according to one of claims 1 or 2, characterized in that a constant torque curve of the drive of the impeller shaft ( 7 ) can be achieved by the cutting geometry between the fixed counter knives ( 18 ) and the rotating cutting knives ( 17 ).

4. Pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cutting device ( 13 ) can be operated independently of the direction of rotation of the impeller shaft movement.

5. Pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rotating cutting knives ( 17 ) from the fixed counter knives ( 18 ) are axially removable and adjustable again at the cutting distance.