Pumpe mit einer Schneideinrichtung

Abstract

 Eine Pumpe mit einer Schneideinrichtung (3) dient zum Fördern eines Fördermediums, das durch Verunreinigungen, Dickstoffe u. dgl. belastet ist, mit einem in einem Pumpengehäuse (1) drehgelagerten und abgedichtet geführten, rotierenden Pumpenlaufrad (2), an dem ein oder mehrere Schneidmesser (4) angeordnet sind, Schneidmesser (4) und Pumpenlaufrad (2) zusammen angetrieben sind und das Pumpenlaufrad (2) einen hohl geformten, im Inneren (2a) die Medienströmung führenden, nach außen in das Medium hineinragenden rotationsförmig symmetrischen Aufbau (8) aufweist, an dem oder in dem die mitrotierenden Schneidmesser (4) angebracht sind.
Die Anordnung, die Wirkung und die Wartung der Schneideinrichtung (3) können dadurch verbessert werden, daß die in der kegelförmigen Fläche (6a) der feststehenden Gegenmesserhaube (6) liegenden Gegenschneidmesser (5) durch radial auf der Konusfläche (6a) verlaufende Ausnehmungen (9) gebildet sind und daß die Schneidmesser (4) am Pumpenlaufrad (2) unter einem Winkel (10) zur Drehrichtung (11) und mit zunehmendem Radialabstand (12) vom Zentrum (13) nach außen, in Drehrichtung (11) zurückbleibend geformt sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einer Schneideinrichtung zum Fördern eines Fördermediums, das durch Verunreinigungen, Dickstoffe u. dgl. belastet ist, mit einem in einem Pumpengehäuse drehgelagerten und abgedichtet geführten, rotierenden Pumpenlaufrad, an dem ein oder mehrere Schneidmesser der Schneideinrichtung angeordnet sind, Schneidmesser und Pumpenlaufrad zusammen angetrieben sind und das Pumpenlaufrad einen hohl geformten, im Inneren die Medienströmung führenden, nach außen in das Medium hineinragenden rotationsförmig symmetrischen Aufbau aufweist, an dem oder in dem die mitrotierenden Schneidmesser angebracht sind.

[0002] Eine derartige Pumpe (DE 44 38 841 C1) gestattet, die Zerkleinerung von Stückgut oder die Verdünnung von zähe Stoffe enthaltenden Flüssigkeiten schon am Eintritt. Das oder die rotierenden Schneidmesser sind formschlüssig oder kraftschlüssig mit dem Pumpenlaufrad verbunden und können als Fortbildung des Pumpenlaufrad-Einlaufes verstanden werden. Der Antrieb und die Drehgeschwindigkeit des Pumpenlaufrades und der Schneidmesser sind somit gleich. Hierbei treten keine Verengungen im Pumpenlaufrad-Zulauf auf und es besteht kein störender Einfluß durch eine Antriebswelle. Das Fördergut bzw. Fördermedium kann hinter dem rotierenden Schneidmesser ungehindert dem Pumpenlaufrad zuströmen und eine Umschlingung einer Welle oder einer verlängerten Pumpenlaufradnabe entfällt.

[0003] Dennoch ist die Anordnung, die Wirkung und die Wartung der Schneideinrichtung Voraussetzung für einen störungsfreien Lauf der Pumpe.

[0004] Es ist ferner bekannt ( CH - 423 489), einem in Strömungsrichtung mit Schneidkanälen versehenen Pumpenlaufrad ein Schneidstück vorzuordnen, das federnd angedrückt wird und damit bei einem ungünstig zu schneidenden Stückgut ausweichen kann. Die Schneidkanäle lassen jedoch eine größtmögliche Strömung nicht zu und das vorgeordnete Schneidstück deckt die Öffnungen der Schneidkanäle nur noch weiter ab und trägt nicht zu einer Vergrößerung der Volumenströme bei.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Pumpenlaufrad, das einen in das anzusaugende Medium ragenden Aufbau besitzt, die Anordnung, die Wirkung und die Wartung der Schneideinrichtung zu verbessern.

[0006] Die gestellte Aufgabe wird bei der eingangs zugrundegelegten Ausbildung dadurch gelöst, daß die in der kegelförmigen Fläche der feststehenden Gegenmesserhaube liegenden Gegenschneidmesser durch radial auf der Konusfläche verlaufende Ausnehmungen in der kegelförmigen Gegenmesserhaube gebildet sind und daß die Schneidmesser am Pumpenlaufrad unter einem Winkel zur Drehrichtung und mit zunehmendem Radialabstand vom Zentrum nach außen, in Drehrichtung zurückbleibend geformt sind. Ein Hauptvorteil dieser Ausbildung besteht in der Nachschleifmöglichkeit von Schneidmesser und Gegenschneidmesser ohne eine nachteilige Schneidspaltvergrößerung. Sodann wird durch die innenliegenden Messerschneiden die Saugwirkung des Pumpeneinlaufs verstärkt. Ferner wird um die Schneideinrichtung eine rotierende Strömung bewirkt, die zu einer Verwirbelung des Fördergutes führt, was sich positiv auf das Aufbrechen einer vorhandenen Schwimmschlammdecke, z.B. in Hebeanlagen, auswirkt.

[0007] Eine dem Volumenstrom entgegenkommende Vergrößerung des Pumpeneinlaufs wird nach weiteren Merkmalen dadurch erzielt, daß die Ausnehmungen etwa rechteckförmig sind und konisch zur Richtung der Mittellängsachse der Pumpe verlaufen.

[0008] Ferner können Breite und Länge der Ausnehmungen auf die Größe des entstehenden Schneidgutes abgestimmt sein. Die Ausbildung des Pumpenlaufrades als nach außen in das Medium ragenden Aufbau bietet hierzu einen Spielraum, der bei bekannten Schneideinrichtungen nicht vorhanden ist.

[0009] Zusätzlich ist vorgesehen, daß Breite und Länge bzw. Form der Ausnehmungen auf die angestrebte Strömungsgeschwindigkeit abgestimmt sind.

[0010] Nach eingehenden Versuchen wurde ermittelt, daß der Winkel der Schneidmesser am Pumpenlaufrad gemessen an einer Tangente und der Schneidkante einer Ausnehmung etwa 18 - 40° beträgt und damit günstige Werte für die Strömungsführung, den Volumenstrom und die Zerkleinerung von Stückgut erbringt.

[0011] Hierbei ist es weiter vorteilhaft, daß die auf dem Kegelmantel des Pumpenlaufrades liegenden Schneidmesser gebogen geformt sind. Diese Maßnahme trägt ebenfalls zu einem Drehimpuls auf die Strömung bei, wodurch die Saugwirkung des Pumpenlaufrades verstärkt wird und die um die Schneideinrichtung rotierende Strömung entstehen läßt.

[0012] Die angestrebte Rotationswirkung in der Strömung wird z.B. dadurch erzeugt, daß die Bogenform der Schneidmesser etwa dem Verlauf von Zähnen bei Spiralkegelrädern entspricht.

[0013] Um eine völlig gleichbleibende Schneidbewegung der Messer zu vermeiden, ist weiterhin vorgesehen, daß der Abstand am Umfang aufeinanderfolgender Schneidmesser ungleich groß ist.

[0014] Eine ungleiche Schneidabstandszeit, die in Takten wirkt, wird außerdem dadurch erzielt, indem jeweils zwei oder mehr aufeinanderfolgende Schneidmesser eine Gruppe bilden, die einen kleineren Abstand unter sich einhalten als der Abstand zur nächsten Gruppe beträgt.

[0015] Die Bildung einer für den Schneidvorgang geeigneten Führung für die Strömung kann ferner dadurch verbessert werden, daß bei einem nach unten ragenden Pumpenlaufrad und einer nach unten ragenden, feststehenden Gegenmesserhaube an dem Pumpengehäuse eine Schneidglocke mit Befestigungsflansch für eine Anschlußrohrleitung vorgesehen ist, die die feststehende Gegenmesserhaube umgibt und einen strömungsgünstigen Einlauf an der Gegenmesserhaube bildet.

[0016] In Weiterbildung ist der Befestigungsflansch Teil eines geschlossenen Rohrleitungssystems.

[0017] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

[0018] Es zeigen:

Fig. 1

einen axialen Querschnitt durch eine Pumpe mit Schneideinrichtung und

Fig. 2

eine Abwicklung einer Kegelmantelfläche mit feststehender Gegenmesserhaube und rotierenden, innen liegenden Gegenschneidmessern.

[0019] In einem Pumpengehäuse 1 ist im Innern 2a ein rotierendes Pumpenlaufrad 2 drehgelagert und abgedichtet geführt. Eine Schneideinrichtung 3 besteht aus am Pumpenlaufrad 2 befestigten Schneidmessern 4, deren Gegenschneidmesser 5 an einer feststehenden Gegenmesserhaube 6 gebildet sind.

[0020] Die Schneidmesser 4 und das Pumpenlaufrad 2 sind gemeinsam über eine Welle 7 angetrieben. Das Pumpenlaufrad 2 sowie die feststehende Gegenmesserhaube 6 bilden mit einem inneren Schneidspaltabstand einen hohl geformten, im Inneren 2a die Medienströmung führenden, nach außen in das Medium hineinragenden rotationsförmig symmetrischen Aufbau 8.

[0021] In der kegelförmigen Fläche 6a der feststehenden Gegenmesserhaube 6 sind Gegenschneidmesser 5 durch radial auf der Konusfläche 6a verlaufende Ausnehmungen 9 in der Wanddicke der kegelförmigen Gegenmesserhaube 6 gebildet und die Schneidmesser 4 sind am Pumpenlaufrad 2 unter einem Winkel 10 zur Drehrichtung 11 und mit zunehmendem Radialabstand 12 vom Zentrum 13 nach außen, in Drehrichtung 11 zurückbleibend geformt. Die Ausnehmungen 9 sind etwa rechteckförmig ausgeschnitten und verlaufen konisch zur Richtung der Mittellängsachse 14. Die Breite 15 und die Länge 16 der Ausnehmungen, sowie ihre äußere Form, sind auf die Größe des entstehenden Schneidgutes abgestimmt. Ebenso sind Breite 15, Länge 16 bzw. die Form der Ausnehmungen 9 auf die angestrebte Strömungsgeschwindigkeit abgestimmt.

[0022] Der Winkel 10 der Schneidmesser 4 am Pumpenlaufrad 2 beträgt gemessen zwischen einer Tangente 17 und der Schneidkante 9a einer Ausnehmung 9 etwa 18 bis 40°.

[0023] Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die auf dem Kegelmantel 2b des Pumpenlaufrades 2 liegenden Schneidmesser 4 gebogen geformt, d.h. sie weisen eine Bogenform 18 auf, die z.B. etwa dem Verlauf von Zähnen bei Spiralkegelzahnrädern entsprechen könnte. Der Abstand 19 am Umfang aufeinanderfolgender Schneidmesser 4 ist ersichtlich ungleich groß. Jeweils zwei oder mehr aufeinanderfolgende Schneidmesser 4 bilden eine Gruppe 20 und halten einen kleineren Abstand 19 unter sich ein als der Abstand 21 zur nächsten Gruppe 23 beträgt.

[0024] Bei einem nach unten ragenden Pumpenlaufrad 2 (Fig. 1) und einer nach unten ragenden, feststehenden Gegenmesserhaube 6 ist an dem Pumpengehäuse 1 eine Schneidglocke 24 mit Befestigungsflansch 25 für eine Anschlußrohrleitung 26 vorgesehen, die die feststehende Gegenmesserhaube 6 umgibt und damit einen strömungsgünstigen Einlauf 27 an der Gegenmesserhaube 6 bildet.

[0025] Der Befestigungsflansch 25 kann Teil eines geschlossenen Rohrleitungssystems (nicht dargestellt) sein.

Bezugszeichenliste:

[0026] 

1

Pumpengehäuse

2

Pumpenlaufrad

2a

Pumpenlaufrad-Inneres

2b

Kegelmantel

3

Schneideinrichtung

4

Schneidmesser

5

Gegenschneidmesser

6

Gegenmesserhaube

6a

kegelförmige Fläche

7

Welle

8

Aufbau

9

Ausnehmungen

9a

Schneidkante

10

Winkel

11

Drehrichtung

12

Radialabstand

13

Zentrum

14

Mittellängsachse

15

Breite

16

Länge

17

Tangente

18

Bogenform

19

Abstand

20

Gruppe

21

Abstand

22

--

23

nächste Gruppe

24

Schneidglocke

25

Befestigungsflansch

26

Anschlußrohrleitung

27

Einlauf

Ansprüche

1. Pumpe mit einer Schneideinrichtung zum Fördern eines Fördermediums, das durch Verunreinigungen, Dickstoffe u. dgl. belastet ist, mit einem in einem Pumpengehäuse drehgelagerten und abgedichtet geführten, rotierenden Pumpenlaufrad, an dem ein oder mehrere Schneidmesser der Schneideinrichtung angeordnet sind, Schneidmesser und Pumpenlaufrad zusammen angetrieben sind und das Pumpenlaufrad einen hohl geformten, im Inneren die Medienströmung führenden, nach außen in das Medium hineinragenden rotationsförmig symmetrischen Aufbau aufweist, an dem oder in dem die mitrotierenden Schneidmesser angebracht sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in der kegelförmigen Fläche (6a) der feststehenden Gegenmesserhaube (6) liegenden Gegenschneidmesser (5) durch radial auf der Konusfläche (6a) verlaufende Ausnehmungen (9) in der kegelförmigen Gegenmesserhaube (6) gebildet sind und daß die Schneidmesser (4) am Pumpenlaufrad (2) unter einem Winkel (10) zur Drehrichtung (11) und mit zunehmendem Radialabstand (12) vom Zentrum (13) nach außen, in Drehrichtung (11) zurückbleibend geformt sind.

2. Pumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmungen (9) etwa rechteckförmig sind und konisch zur Richtung der Mittellängsachse (14) der Pumpe verlaufen.

3. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß Breite (15) und Länge (16) der Ausnehmungen (9) auf die Größe des entstehenden Schneidgutes abgestimmt sind.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß Breite (15) und Länge (16) bzw. Form der Ausnehmungen (9) auf die angestrebte Strömungsgeschwindigkeit abgestimmt sind.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel (10) der Schneidmesser (4) am Pumpenlaufrad (2) gemessen an einer Tangente (17) und der Schneidkante (9a) einer Ausnehmung (9) etwa 18-40° beträgt.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf dem Kegelmantel (2b) des Pumpenlaufrades (2) liegenden Schneidmesser (4) gebogen geformt sind.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bogenform (18) der Schneidmesser (4) etwa dem Verlauf von Zähnen bei Spiralkegelzahnrädern entspricht.

8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand (19) am Umfang aufeinanderfolgender Schneidmesser (4) ungleich groß ist.

9. Pumpe nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils zwei oder mehr aufeinanderfolgende Schneidmesser (4) eine Gruppe (20) bilden, die einen kleineren Abstand (19) unter sich einhalten als der Abstand (21) zur nächsten Gruppe (23) beträgt.

10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem nach unten ragenden Pumpenlaufrad (2) und einer nach unten ragenden feststehenden Gegenmesserhaube (6) an dem Pumpengehäuse (1) eine Schneidglocke (24) mit Befestigungsflansch (25) für eine Anschlußrohrleitung (26) vorgesehen ist, die die feststehende Gegenmesserhaube (6) umgibt und einen strömungsgünstigen Einlauf (27) an der Gegenmesserhaube (6) bildet.

11. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Befestigungsflansch (25) Teil eines geschlossenen Rohrleitungssystems ist.

Zeichnung