[0001] Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einer dem Pumpenlaufrad vorgeschalteten
Zerkleinerungseinrichtung für faserige oder stückige Beimengungen in der Förderflüssigkeit,
wobei die Zerkleinerungseinrichtung durch einen mit dem Pumpenlaufrad umlaufenden,
mit mehreren Schneidkanten versehenen Schneidkopf und einen mit dem Schneidkopf zusammenwirkenden,
im Gehäuse der Kreiselpumpe feststehend angeordneten Schneideinsatz gebildet wird,
wobei der Schneidkopf mit mehreren, im we- sentlichen axial verlaufenden, durch Stege
begrenzten Ausnehmungen versehen ist, wobei an der saugseitigen Stirnseite des Schneidkopfes
ein oder mehrere Schaufeln angeordnet sind.
[0002] Eine derartige Kreiselpumpe ist bekannt durch die
EP 1 344 944 B1. Die dort gelehrte Pumpe besitzt einen Schneidkopf, dessen mit Schneidkanten ausgestatteten
Stege die Eintrittskanten der Schaufeln des Laufrades abdecken und einen stufenlosen
Übergang zu der Kontur der Schaufeln besitzen, während die Ausnehmungen einen stufenlosen
Übergang zu den Kanälen des Laufrades besitzen. Zur Vermeidung einer Ablagerung von
Beimengungen der Förderflüssigkeit am Behälterboden, ist der Schneidkopf an seiner
Stirnseite mit ein oder mehreren rippenförmigen Schaufeln ausgestattet. Diese Rippen
am Schneidkopf erzeugen eine Teilströmung, die in Richtung des Behälterbodens wirkt
und dort ein Aufwirbeln sich absetzender Beimengungen verursacht. Die Beimengungen
werden dadurch von der zum Laufrad gerichteten Hauptströmung erfasst und schließlich
der im wesentlichen durch den Schneidkopf und den Schneideinsatz gebildeten Zerkleinerungs-
oder Schneideinrichtung zugeführt, dort zerkleinert und von den Schaufeln des Laufrades
gefördert.
[0003] Die senkrecht auf dem Schneidkopf stehenden Rippen erzielen nur in Verbindung mit
dem Schneidkopf und dessen Anordnung seiner Stege und seinen konkaven Ausnehmungen
zu den Schaufelkanälen ihre gewünschte Wirkung. Die Gestaltung der Schaufeln als Rippen
verursacht ein Verfangen oder Verspinnen von langfaserigen Förderbestandteilen am
Schneidkopf. Dies führt zu einer massiven Beeinträchtigung des Schneid- und Fördervorganges,
was unter Umständen zur Verstopfung und einem damit verbundenen Ausfall der Pumpanlage
führt.
[0004] Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine Kreiselpumpe der eingangs genannten
Art zu schaffen, deren Schneideinrichtung das Förderverhalten einer Kreiselpumpe verbessert
und insbesondere bei langfaserigen Förderbestandteilen ein Verstopfen wirksam verhindert.
[0005] Die Lösung des Problems sieht vor, dass an der saugseitigen Stirnseite des Schneidkopfes
ein Aufsatz angeordnet ist, der Aufsatz einen rotationssymmetrischen Grundkörper aufweist,
von dem ausgehend die Schaufeln ausgebildet sind, wobei mindestens eine Schaufel als
ein profilierter Flügel gestaltet ist.
[0006] Die Schaufeln oder Flügel erheben sich aus einem Grundkörper, der beispielsweise
zylindrisch, kegelstumpfartig und/oder pilzförmig gestaltet oder eine Kombination
aus diesen sein kann, womit eine Vielzahl an einfach herzustellenden und robusten
Flügelaufsätzen oder -vorsätzen gestaltbar ist. Die Schaufeln oder Flügel erstrecken
sich ausgehend vom Grundkörper bis zum Außendurchmesser des Auf- oder Vorsatzes in
radialer Richtung. Die profilierten Flügel bestehen aus einem in Drehrichtung des
Aufsatzes betrachtet voreilenden, also drehrichtungszugewandten, vorderen und einem
in Drehrichtung des Aufsatzes betrachtet nacheilenden, also drehrichtungsabgewandten,
hinteren Flügelabschnitt. Durch deren unterschiedliche strömungstechnische Gestaltung
oder Ausbildung steht eine Vielzahl an entstehenden Profilierungen zur Verfügung.
[0007] Durch die profilierten Flügel gelingt es, die Strömung durch den Vorsatz nur insoweit
zu beeinflussen wie es für einen jeweiligen Schneidkopf und/oder Anwendungsfall erforderlich
ist. Dadurch ist eine Optimierung zwischen einer in eine Strömung einzubringende Wirkung
einerseits und einer unerwünschten Beeinflussung der Hauptströmung andererseits gegeben.
Eine solche Schaufelgestaltung wirkt sich günstig auf die Leistungsbilanz der Kreiselpumpe
aus.
[0008] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung nimmt zumindest die Profilstärke eines drehrichtungszugewandten
Flügelabschnittes des mindestens einen Flügels radial nach außen hin ab. Dadurch,
dass die Profilierung des in Drehrichtung betrachtet voreilenden Flügelabschnittes
oder der vorderen Flügelseite nach außen hin abnimmt, ist durch die Außenkontur des
Vorsatzes oder des Flügelaufsatzes eine geeignete Strömungsbeeinflussung erreicht.
Dadurch wird ein Anhaften eines langfaserigen Förderbestandteils, wie ein Lappen,
oder von zu einem Verzopfen neigenden Beimengungen wirksam verhindert.
[0009] Durch einen - in der Draufsicht eines Aufsatzes betrachtet - geringer werdenden Abstand
der Flügelkontur des der Drehrichtung zugewandten Flügelabschnitts oder -seite von
einer Normalen auf die Drehachse des Aufsatzes, die den Flügel an dessen Außendurchmesser
mittig teilt, nachfolgend Flügelnormale genannt, wird die Strömungsbeeinflussung des
Flügels von dessen Erhebung aus dem Grundkörper bis zum Aussendurchmesser des Aufsatzes
vergleichmäßigt. Abrupte Übergänge, die zu einem Anhaften oder Aufspießen eines lappenartigen
Fördergutes führen könnten, sind somit vermieden. Vielmehr werden solche Beimengungen
vorm Passieren der Schneideinrichtung immer wieder durch die Flügelform und die resultierende
Strömungsbeinflussung entzopft und/oder vor der Schneideinrichtung aufgerichtet, um
deren Eintritt in die Schneideinrichtung und deren Zuführung zu der Schneideinrichtung
zu verbessern.
[0010] Versuche haben gezeigt, dass es besonders zweckmäßig ist, wenn - in der Draufsicht
betrachtet - die Tangenten an die Flügelkontur zumindest des drehrichtungszugewandten
Flügelabschnitts mit der Flügelnormalen mindestens einen minimalen Winkel einschließen.
Der minimale Winkel kann vom Verhältnis des Radius des Aufsatzes zum Radius des Grundkörpers
und/oder von der Profilstärke des Flügels am Außendurchmesser des Aufsatzes abhängig
sein. Es hat sich darüber hinaus als zweckmäßig erwiesen, wenn die Tangenten an die
Flügelkontur zumindest des drehrichtungszugewandten Flügelabschnitts mit der Flügelnormalen
einen Winkel von mindestens 10 Grad einschließen.
[0011] Vorteilhafterweise erfolgt der Übergang der drehrichtungszugewandten Flügelkontur
auf den Grundkörper des Vorsatzes tangential.
[0012] Dabei kann die drehrichtungszugewandte Flügelkontur gerade verlaufen und/oder die
drehrichtungszugewandte Flügelkontur kann einen Krümmungsradius aufweisen. Dieser
kann vom Radius des Grundkörpers abhängig sein.
[0013] Von Vorteil ist es, dass - in der Draufsicht betrachtet - ein Radialstrahl von dem
Mittelpunkt des Aufsatzes durch einen Ansatzpunkt des Flügels am Grundkörper mit einem
Radialstrahl von dem Mittelpunkt des Aufsatzes durch einen äußersten der Drehrichtung
zugewandten Flügelkonturpunkt einen minimalen Winkel einschließt, wobei der minimale
Winkel vom Verhältnis des Radius des Aufsatzes zum Radius des Grundkörpers abhängig
ist.
[0014] Eine für besondere Zwecke vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, die Außenkontur des
Aufsatzes mit seinen Flügeln an den Schneidkopf anzupassen. Obwohl auch nicht angepasste
Aufsätze zufriedenstellende Ergebnisse erzielen, ist es im Hinblick auf eine gute
Wirkung von Vorteil, einen Aufsatz auf eine verwendete Schneidkopfkontur anzupassen.
Beispielsweise kann ein Aufsatz einem Schneidkopf mit konkaven Ausnehmungen oder einem
Schneidkopf mit konvexen und/oder konkav-konvexen Ausnehmungen entsprechend gestaltet
sein.
[0015] Nach einer anderen Ausgestaltung weist die Flügelkontur eines drehrichtungsabgewandten
Flügelabschnittes eine Abreißkante und/oder eine Hinterschneidung auf. Dadurch erzeugt
der Aufsatz bei dessen Rotation Wirbel, die sich von der Abreißkante und/oder einer
Hinterschneidkante ablösen. Die Wirbelbildung unterstützt zusätzlich das Lösen von
eventuell entstandenen Verzopfungen.
[0016] Dies wird zusätzlich begünstigt, wenn die Flügel zum Außendurchmesser des Aufsatzes
oder des Schneidkopfes hin einen abfallenden Verlauf mit einer stärker werdenden Krümmung
und/oder ein oder mehreren senkrecht verlaufenden Abschnitten aufweisen.
[0017] Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Flügelstärke am Außendurchmesser des
Aufsatzes gleich oder kleiner der Breite der Stege des Schneidkopfes auf dessen Stirnseite
ist.
[0018] Ebenfalls ist vorgesehen, dass der Aufsatz mit seinen Flügeln derart auf dem Schneidkopf
angeordnet ist, dass die Flügel in etwa deckungsgleich zu ein oder mehreren Schneidkopfstegen
angeordnet sind, wobei die Flügel die Schneidkanten nicht abdecken. Die Schneidkanten
werden so in ihrer Wirkung nicht beeinträchtigt - bei gleichzeitig guter Wirksamkeit
der Flügel.
[0019] Vorteilhafterweise sind die Kanten und/oder Übergänge, insbesondere auf der drehrichtungszugewandten
Seite der Flügel abgerundet und/oder mit Übergangsradien versehen.
[0020] Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Flügelkontur des drehrichtungsabgewandten
Flügelabschnitts einen Ansatz aufweist. Ein solcher Ansatz kann auf verschiedene Arten
gestaltet sein. Vorgesehen ist beispielsweise ein Ansatz der nur in einem äußeren
Bereich eines Flügels angesetzt ist. Der Ansatz kann ebenfalls mit scharfkantigen
Abreißkanten ausgeführt sein und eine lokale Wirbelbildung hervorrufen.
[0021] Der Ansatz kann sich auch über einen größeren Abschnitt entlang eines Aufsatzes erstrecken
und so einen mehr oder weniger großen Durchtrittsquerschnitt zwischen Schneidkopf
und Schneidring abdecken. Weiterhin ist vorgesehen, dass ein oder mehrere Durchtrittskanäle
zwischen Schneidkopf und Schneidring komplett abgedeckt werden, beispielsweise können
zwei gegenüberliegende, zwischen jeweils zwei Stegen des Schneidkopfes ausgebildete
Durchtrittskanäle von Ansätzen überdeckt werden. Die Abdeckung des wirksamen Durchtrittsquerschnittes
führt zu einer Verschiebung der Förderkennlinie der Pumpe. Der Aufsatz kann also gleichermaßen
zur Beeinflussung einer Pumpenkennlinie benutzt werden.
[0022] Erfindungsgemäß ist es ebenfalls vorgesehen, dass die Schaufeln an einem Aufsatz
ausgebildet sind, wobei die Schaufeln gegebenenfalls als profilierte Flügel gestaltet
sind, wobei der Aufsatz mit dem Schneidkopf formschlüssig in Eingriff bringbar ist
und mit dem Schneidkopf verbindbar ist.
[0023] Idealerweise ist dabei der Aufsatz auswechselbar gestaltet. Damit ergibt sich der
zusätzliche Vorteil einer einfachen Austauschbarkeit eines Aufsatzes durch einen anderen
Aufsatz mit unterschiedlicher Wirkcharakteristik. Des Weiteren kann der Aufsatz unabhängig
vom Schneidkopf hergestellt werden. Der Aufsatz kann aus einem anderen Material gefertigt
sein, das im Vergleich zum Material des Schneidkopfes geringere Anforderungen, beispielsweise
an die Werkstoffhärte, hat. Ein weiterer Vorteil ist die Wiederverwendbarkeit des
Aufsatzes über die Lebensdauer eines Schneidwerkes hinaus. Der Schneidkopf ist ein
Verschleißteil und kann unabhängig vom Aufsatz getauscht werden.
[0024] Für unterschiedliche Einsatzzwecke können unterschiedliche Aufsätze verwendet werden.
Aufsätze, die eine gute Lappenförderbarkeit durch eine lokale Entzopfungswirkung erreichen,
können beispielsweise mit Aufsätzen gewechselt werden, die eher eine saugseitige Behälterdurchmischung
fördern und/oder einer Schwimmdeckenbildung entgegenwirken. Bei einer Änderung der
Betriebsbedingungen kann durch einfaches Aufsetzen oder Austauschen eines Aufsatzes
eine Anpassung der Wirkcharakteristik erfolgen.
[0025] Ein entscheidender Vorteil ist die flexible Nachrüstbarkeit von bestehenden Kreiselpumpen
mit Zerkleinerungseinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Aufsatz.
[0026] In einer Doppel- und/oder Mehrpumpenanlage kann sogar mit verschiedenen Aufsätzen
ein - insbesondere intermittierender - Betrieb mit verschiedenen Wirkcharakteristiken
durchgeführt werden.
[0027] Nach einer Ausgestaltung weist der Aufsatz einen mit einer Bohrung versehenen Grundkörper
auf, ist der Aufsatz auf dessen Unterseite der stirnseitigen Kontur des Schneidkopfes
angepasst, und/oder weist einen Zapfen auf, der in eine Aufnahme am Schneidkopf einpassbar
ist.
[0028] Mittels eines Verbindungsmittels, welches in die Bohrung des Grundkörpers und/oder
durch eine Bohrung am Schneidkopf einbringbar ist, kann der Aufsatz am Schneidkopf
bzw. können der Aufsatz und der Schneidkopf an einer Laufradtragscheibe befestigt
werden. Somit ist der Vor- oder Aufsatz in einfacher Art und Weise mit dem Schneidkopf
verbindbar. Das Verbindungsmittel kann dazu schraub- oder steckbar gestaltet sein.
Alternativ ist es vorgesehen, den Aufsatz auf den Schneidkopf zu kleben und/oder den
Aufsatz mittels magnetischer Kräfte an den Schneidkopf zu koppeln.
[0029] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden
im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen die
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße Kreiselpumpe in Schnittdarstellung; die
- Fig. 2, 3
- eine perspektivische Darstellung eines Schneidkopfes mit einem Flügelaufsatz in aufgesetzter
Position und getrennt; die
- Fig. 4
- einen anderen, zweiflügligen Aufsatz in perspektivischer Darstellung; die
- Fig. 5, 6
- den zweiflügligen Aufsatz in dessen Draufsicht und dessen Schnittdarstellung; die
- Fig. 7
- einen anderen Flügelaufsatz mit asymmetrisch gestalteten Flügeln in perspektivischer
Darstellung; die
- Fig. 8, 9
- denselben Flügelaufsatz in dessen Draufsicht und dessen Schnittdarstellung; die
- Fig. 10
- einen weiteren, vierflügligen, asymmetrisch gestalteten Aufsatz in perspektivischer
Darstellung und die
- Fig. 11
- eine Abwandlung dieses Aufsatzes in der Draufsicht.
[0030] Die durch einen Elektromotor 1 angetriebene Kreiselpumpe 2 der Fig. 1 besitzt ein
in einem Gehäuse 3 auf einer Welle 4 angeordnetes Laufrad 5. Saugseitig zum Laufrad
5 ist eine Zerkleinerungseinrichtung, bestehend aus einem Schneidkopf 6 und einem
Schneideinsatz 7, angeordnet. Der Schneideinsatz 7 ist über Schrauben 8 mit dem Gehäuse
3 verbunden. An der saugseitigen Stirnseite des Schneidkopfes 6 ist ein Vorsatz oder
Aufsatz 9 angeordnet, von dem ausgehend Schaufeln 10 ausgebildet sind. Sowohl der
Aufsatz 9 als auch der Schneidkopf 6 weisen zentrale Bohrungen 12 und 13 auf. Mittels
eines Verbindungsmittels 14, hier als eine Schraube dargestellt, sind der Aufsatz
9 und der Schneidkopf 6 mit dem Laufrad 5 verbunden bzw. an diesem befestigt.
[0031] Fig. 2 zeigt den Schneidkopf 6 und den auf diesem angeordneten Flügelaufsatz 9 in
perspektivischer Darstellung. Der Schneidkopf 6 weist zwischen seinen Stegen 21 konvexartige
Ausnehmungen 22 auf. Diese bilden mit dem - hier nicht dargestellten - Schneideinsatz
7 ringförmige Segmente aus, die Durchtrittskanäle für ein mit faserigen oder stückigen
Beimengungen versehenem Fördermedium darstellen. Der Flügelaufsatz 9 weist einen rotationssymmetrischen
Grundkörper 23, der hier aus einer Kombination eines Kegelstumpfs 24 und eines Zylinders
25 gebildet ist, auf. Der Aufsatz 9 weist mehrere symmetrische Schaufeln auf, die
als profilierte Flügel 10 gestaltet sind und sich ausgehend von dem Grundkörper 23
in radialer Richtung erstrecken. Die Profilstärke der Flügel 10 nimmt radial zum Außendurchmesser
des Aufsatzes 9 hin ab.
[0032] Flügelkonturen 29 und 31 sind gegenüber den Flügelnormalen angeschrägt ausgeführt.
Dabei sind die Flügelnormalen Normalen auf die Drehachse des Aufsatzes, die die Flügel
an deren Außendurchmesser mittig durchlaufen. Durch die profilierten Flügel 10 gelingt
es, die Strömung durch den Vorsatz 9 bei dessen Rotation mit dem Schneidkopf in Pfeilrichtung
nur in so weit zu beeinflussen, wie es für eine einzubringende Wirkung erforderlich
ist. Die Flügel 10 des Schneidkopfes 6 weisen einen zum Außendurchmesser des Schneidkopfes
6 hin abfallenden Verlauf auf, der am Ende senkrecht verlaufende Abschnitte 27 aufweist.
Die Außenkontur des Aufsatzes 9 ist in dieser Darstellung an den Schneidkopf 6 angepasst.
Die Flügelstärke am Außendurchmesser des Aufsatzes 9 entspricht in etwa der Breite
der Stege 21 des Schneidkopfes an dessen Stirnseite. Die Flügel sind in etwa deckungsgleich
zu ein oder mehreren Schneidkopfstegen 21 mit deren Schneidkanten 28 angeordnet. Entscheidend
ist, dass die Flügel 10 die Schneidkanten 28 bei einem Betrieb der Kreiselpumpe nicht
abdecken. Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen sowohl die drehrichtungszugewandte
Flügelkontur 29, also die Flügelkontur eines der Drehrichtung zugewandten Flügelabschnitts
30 als auch die drehrichtungsabgewandte Flügelkontur 31 einen Krümmungsradius 32 auf.
[0033] Ein - hier nicht dargestelltes - Verbindungsmittel kann in die Bohrung 12 eingebracht
werden, um den Aufsatz 9 und den Schneidkopf 6 am Laufrad 5 zu befestigen.
[0034] Fig. 3 zeigt den Schneidkopf 6 und den Aufsatz 9 voneinander getrennt, wodurch der
Aufsatz 9 in perspektivischer Unteransicht sichtbar ist. Die Unterseite des Aufsatzes
9 ist an die.saugseitige Kontur des Schneidkopfes 6 angepasst. Ein Zapfen 33 dient
zum Einpassen in eine Aufnahme 34 am Schneidkopf 6.
[0035] Fig. 4 zeigt einen anderen, zweiflügligen Flügelaufsatz 41 in perspektivischer Darstellung.
Der Flügelaufsatz 41 weist einen ähnlich dem Grundkörper 23 der Fig. 2 gestalteten
kegelstumpf-/zylinderförmigen Grundkörper 42 auf, von dem ausgehend zwei Flügel 43
ausgebildet sind. Wiederum weist der Aufsatz 41 eine Bohrung 12 auf und dessen Unterseite
ist der stirnseitigen Kontur eines Schneidkopfes angepasst. Außerdem weist der Flügelaufsatz
41 einen Zapfen 33 auf, der in eine - hier nicht dargestellte Aufnahme - eines Schneidkopfes
einpassbar ist.
[0036] Fig. 5 zeigt den gleichen Flügelaufsatz 41 in der Draufsicht. Hier ist der Grundkörper
42 durch eine Kreislinie 44 verdeutlicht. Die Flügelstärke der Flügel 43 nimmt in
radialer Richtung nach außen hin ab. Der Flügelaufsatz 41 ist symmetrisch gestaltet.
Der Übergang der Flügelkonturen 45, 46 auf den Grundkörper 42 des Aufsatzes 41 erfolgt
tangential dergestalt, dass die Flügelkonturen 45, 46 vom Grundkörper 42 bis zum Außendurchmesser
gerade verlaufen. Durch einen geringer werdenden Abstand der Flügelkontur von einer
Flügelnormalen 47 wird die Strömungsbeeinflussung eines Flügels 43 von dessen Erhebung
aus dem Grundkörper 42 bis zum Außendurchmesser des Aufsatzes 41 vergleichmäßigt.
Beimengungen werden durch den Aufsatz 41 vorm Passieren der Schneideinrichtung immer
wieder entzopft und/oder vor der Schneideinrichtung aufgerichtet, um deren Eintritt
in die Schneideinrichtung bzw. deren Zuführung zu der Schneideinrichtung zu verbessern.
[0037] In der Draufsicht der Fig. 5 ist ebenfalls erkennbar, dass die Tangenten an die Flügelkonturen
45, 46 mit der Flügelnormalen 47 des Aufsatzes 41 jeweils Winkel 48 einschließen,
die gleich oder größer als ein minimaler Winkel sind. Der minimale Winkel kann vom
Verhältnis des Radius des Aufsatzes 41 zum Radius des Grundkörpers 42 und/oder von
der Profilstärke der Flügel 43 am Außendurchmesser des Aufsatzes 41 abhängig sein.
Als zweckmäßig hat sich erwiesen, dass die Tangenten an die Flügelkonturen 45, 46
mit der Flügelnormalen 47 einen Winkel von mindestens 10 Grad einschließen.
[0038] In Fig. 6 ist der Flügelaufsatz 41 in Schnittdarstellung gezeigt. Durch die zentrale
Bohrung 12 des Grundkörpers 42 beziehungsweise des Aufsatzes 41 ist in einfacher Art
und Weise eine Möglichkeit geschaffen, den Aufsatz 41 und einen Schneidkopf an einem
Laufrad beziehungsweise einer Laufradtragscheibe zu befestigen. Dazu ist der Aufsatz
41 auf dessen Unterseite 49 der stirnseitigen Kontur eines Schneidkopfes angepasst
und weist einen Zapfen 33 auf, der in eine Aufnahme am Schneidkopf einpassbar ist.
[0039] Fig. 7 zeigt einen anderen Flügelaufsatz 51 mit asymmetrisch gestalteten Flügeln
52 in perspektivischer Darstellung. Der Aufsatz 51 weist einen pilzförmigen Grundkörper
57 auf. Der Aufsatz 51 ist mit Flügeln 52 ausgestattet, die jeweils einen der Drehrichtung
zugewandten Flügelabschnitt 53 und einen der Drehrichtung abgewandten Flügelabschnitt
54 aufweisen. Der Aufsatz 51 besitzt in Übergangsbereichen seiner Konturen zum Teil
abgerundete Kanten 59.
[0040] Fig. 8 zeigt den Flügelaufsatz 51 in der Draufsicht. Die Flügel 52 des Flügelaufsatzes
51 sind erfindungsgemäß profiliert gestaltet. Im Unterschied zu den anderen Ausführungsformen
nimmt die Profilstärke im wesentlichen nur beim drehrichtungszugewandten Flügelabschnitt
53 radial nach außen hin ab. Wiederum schließen die Tangenten an die Flügelkontur
55 des drehrichtungszugewandten Flügelabschnitts 53 mit der Flügelnormalen 47 einen
Winkel größer oder gleich einem minimalen Winkel ein. Der Übergang der drehrichtungszugewandten
Flügelkontur 55 auf den Grundkörper 57 des Aufsatzes 51 erfolgt tangential mit einer
zum Außendurchmesser des Aufsatzes 51 gerade verlaufenden Flügelkontur 55. Statt einer
gerade verlaufenden Flügelkontur kann die Flügelkontur auch einen Krümmungsradius
aufweisen. Zusätzlich weist die Flügelkontur 55 im Bereich des Außendurchmessers des
Aufsatzes 51 einen Abrundradius 60 auf.
[0041] Im Gegensatz dazu weist eine Flügelkontur 56 des drehrichtungsabgewandten Flügelabschnittes
54 eine Abreißkante 58, die hier gerade verläuft, auf. Gegenüber einer ursprünglichen
Flügelform, die sich aus dem Grundkörper 57 zum Außendurchmesser des Aufsatzes 51
hin tangential erstreckt, ergibt sich die Flügelform des drehrichtungsabgewandten
Flügelabschnitts 54 durch eine Ausnehmung. Durch die Abreißkante 58, die auch in abgewandelter
Form als Hinterschneidung ausgeführt sein kann, erzeugt der Aufsatz 51 bei dessen
Rotation Wirbel, die sich von der Abreißkante 58 und/oder einer Hinterschneidkante
ablösen. Die Wirbelbildung unterstützt das Lösen von entstandenen Verzopfungen.
[0042] Dies wird zusätzlich durch die besondere Gestaltung der Flügel 52 unterstützt, was
aus der Schnittdarstellung des Aufsatzes 51 in Fig. 9 ersichtlich ist. Der Grundkörper
56 des Aufsatzes 51 ist pilzförmig ausgebildet. Die Flügel 52 weisen einen zum Außendurchmesser
des Aufsatzes 51 hin abfallenden Verlauf mit einer stärker werdenden Krümmung auf,
der im Bereich des Außendurchmessers in einen senkrecht verlaufenden Abschnitt 27
mündet.
[0043] Fig. 10 zeigt einen aus dem Aufsatz 51 ableitbaren, vierflügligen Aufsatz 61 mit
asymmetrisch gestalteten Flügeln 62 in perspektivischer Darstellung.
[0044] Fig. 11 zeigt in der Draufsicht als eine weitere Abwandlung einen Aufsatz 65, der
aus dem Aufsatz 61 dadurch entsteht, dass bei zwei gegenüberliegenden Flügeln 63 die
drehrichtungsabgewandten Flügelabschnitte jeweils mit einem Ansatz 64 versehen sind.
Ein solcher Ansatz kann in verschiedener Art und Weise gestaltet sein kann. Vorgesehen
ist beispielsweise ein Ansatz, der nur in einem äußeren Bereich eines Flügels angesetzt
ist. Dieser kann ebenfalls mit scharfkantigen Abreißkanten ausgeführt sein und eine
lokale Wirbelbildung unterstützen. Zur Beeinflussung einer Pumpenkennlinie ist es
sinnvoll, den Ansatz über einen größeren Abschnitt entlang des Aufsatzes zu erstrecken.
Dadurch wird ein mehr oder weniger großer Durchtrittsquerschnitt zwischen Schneidkopf
und Schneidring abgedeckt. Eine Abdeckung des wirksamen Durchtrittsquerschnittes führt
zu einer Veränderung der Förderkennlinie der Pumpe.
[0045] Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Aufsätze jeweils auswechselbar
gestaltet. Daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile. Die Erfindung ist aber
nicht darauf beschränkt, sondern schließt auch mit dem Schneidkopf stoffschlüssig
verbundene Aufsätze ein.
[0046] Durch Kombinationen und Abwandlungen der beschriebenen Flügelaufsätze sind weitere
erfindungsgemäße Ausführungsformen ableitbar.
1. Kreiselpumpe mit einer dem Pumpenlaufrad vorgeschalteten Zerkleinerungseinrichtung
für faserige oder stückige Beimengungen in der Förderflüssigkeit, wobei die Zerkleinerungseinrichtung
durch einen mit dem Pumpenlaufrad umlaufenden, mit mehreren Schneidkanten versehenen
Schneidkopf und einen mit dem Schneidkopf zusammenwirkenden, im Gehäuse der Kreiselpumpe
feststehend angeordneten Schneideinsatz gebildet wird, wobei der Schneidkopf mit mehreren,
im wesentlichen axial verlaufenden, durch Stege begrenzten Ausnehmungen versehen ist,
wobei an der saugseitigen Stirnseite des Schneidkopfes ein oder mehrere Schaufeln
angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der saugseitigen Stirnseite des Schneidkopfes (6) ein Aufsatz (9, 41, 51, 61,
65) angeordnet ist, der Aufsatz (9, 41, 51, 61, 65) einen rotationssymmetrischen Grundkörper
(23, 42, 57) aufweist, von dem ausgehend die Schaufeln ausgebildet sind, wobei mindestens
eine Schaufel als ein profilierter Flügel (10, 43, 52, 62, 63) gestaltet ist.
2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Profilstärke eines drehrichtungszugewandten Flügelabschnitts (30, 53)
des mindestens einen Flügels (10, 43, 52, 62, 63) radial nach außen hin abnimmt.
3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - in der Draufsicht betrachtet - die Tangenten an die Flügelkontur (29, 31, 45, 46,
55, 56) zumindest des drehrichtungszugewandten Flügelabschnitts (30, 53) mit einer
Flügelnormalen (47) mindestens einen minimalen Winkel einschließen.
4. Kreiselpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass - in der Draufsicht betrachtet - die Tangenten an die Flügelkontur (29, 31, 45, 46,
55, 56) zumindest des drehrichtungszugewandten Flügelabschnitts (30, 53) mit einer
Flügelnormalen (47) einen Winkel von mindestens 10 Grad einschließen.
5. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
- in der Draufsicht betrachtet - der Übergang der drehrichtungszugewandten Flügelkontur
(29, 45, 55) auf den Grundkörper (23, 42, 57) des Aufsatzes (9, 41, 51, 61, 65) tangential
erfolgt.
6. Kreiselpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die drehrichtungszugewandte Flügelkontur (29, 45, 55) gerade verläuft.
7. Kreiselpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die drehrichtungszugewandte Flügelkontur (29, 45, 55) einen Krümmungsradius (32)
aufweist.
8. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Aufsatzes (9, 41, 51, 61, 65) an den Schneidkopf (6) angepasst
ist.
9. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelkontur (31, 46, 56) eines drehrichtungsabgewandten Flügelabschnittes (54)
eine Abreißkante (58) und/oder eine Hinterschneidung aufweist.
10. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (10, 43, 52, 62, 63) zum Außendurchmesser des Aufsatzes (9, 41, 51, 61,
65) hin einen abfallenden Verlauf mit einer stärker werdenden Krümmung und/oder ein
oder mehreren senkrecht verlaufenden Abschnitten (27) aufweisen.
11. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelstärke am Außendurchmesser des Aufsatzes (9, 41, 51, 61, 65) gleich oder
kleiner der Breite der Stege des Schneidkopfes (6) auf dessen Stirnseite ist.
12. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz (9, 41, 51, 61, 65) mit seinen Flügeln (10, 43, 52, 62, 63) derart auf
dem Schneidkopf (6) angeordnet ist, dass die Flügel (10, 43, 52, 62, 63) in etwa deckungsgleich
zu ein oder mehreren Schneidkopfstegen (21) angeordnet sind, wobei die Flügel (10,
43, 52, 62, 63) die Schneidkanten (28) nicht abdecken.
13. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelkontur (31, 46, 56) des drehrichtungsabgewandten Flügelabschnitts (54)
einen Ansatz (64) aufweist.
14. Kreiselpumpe mit einer dem Pumpenlaufrad vorgeschalteten Zerkleinerungseinrichtung
für faserige oder stückige Beimengungen in der Förderflüssigkeit, wobei die Zerkleinerungseinrichtung
durch einen mit dem Pumpenlaufrad umlaufenden, mit mehreren Schneidkanten versehenen
Schneidkopf und einen mit dem Schneidkopf zusammenwirkenden, im Gehäuse der Kreiselpumpe
feststehend angeordneten Schneideinsatz gebildet wird, wobei der Schneidkopf mit mehreren,
im wesentlichen axial verlaufenden, durch Stege begrenzten Ausnehmungen versehen ist,
wobei an der saugseitigen Stirnseite des Schneidkopfes ein oder mehrere Schaufeln
angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln an einem Aufsatz (9, 41, 51, 61, 65) ausgebildet sind, wobei die Schaufeln
gegebenenfalls als profilierte Flügel (10, 43, 52, 62, 63) gestaltet sind, wobei der
Aufsatz (9, 41, 51, 61, 65) mit dem Schneidkopf (6) formschlüssig in Eingriff bringbar
ist und mit dem Schneidkopf (6) verbindbar ist.
15. Kreiselpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz (9, 41, 51, 61, 65) auswechselbar gestaltet ist.
16. Kreiselpumpe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz (9, 41, 51, 61, 65) einen mit einer Bohrung (12) versehenen Grundkörper
(23, 42, 57) aufweist, auf dessen Unterseite (49) der stirnseitigen Kontur des Schneidkopfes
(6) angepasst ist und/oder einen Zapfen (33) aufweist, der in eine Aufnahme (34) am
Schneidkopf (6) einpassbar ist.