CN110121600A - 具有切碎***的离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有离心泵和切碎***的设备。所述切碎***连接在叶轮（8）之前。所述切碎***具有旋转的元件（13）和固定的元件（15）。所述切碎***用来切碎在输送介质中存在的固体的掺杂物。所述固定的元件（15）具有外部的部件（20）和内部的部件（21），其中所述外部的部件（20）至少部分地包围内部的部件（21）。

Description

具有切碎***的离心泵

技术领域

本发明涉及一种具有离心泵和切碎***的设备，所述切碎***连接在叶轮前，其中所述切碎***具有环绕的元件，所述环绕的元件与固定的元件一起作用，用来切碎在输送介质中的固体的掺杂物。

背景技术

已知的是，用于输送被固体污染的流体的离心泵这样地构造，使得该离心泵将固体如此程度地切碎，以使得不仅在泵本身而且在后接的管线中不出现堵塞。为此在已知的实施方式中，泵轮设置有切削件，所述切削件与紧固在壳体上的配合件一起工作。为了补偿所产生的磨损，叶轮经常被可调节地支承。

所述实施例具有的缺点是，由于在废水中含有的硬的物质、例如金属件、石头等等而可能损坏所述切碎元件，并且泵可能由此被卡住。由此出现运行故障。此外可能需要更换所述切碎元件。

CH 423 489 描述了一种离心泵，该离心泵在叶轮的注入开口之前具有切削环，所述切削环与弹性地压抵它的切削件共同作用。所述切削环可以构造成平面的、锥形的或者也可以构造成柱形的部件。在切削环的柱形的构造方案的情况下，所述切削件布置在柱的内侧或者外侧上。切削件的功能对于所有的实施例是共同的：被离心泵的吸力朝着切削环的开口施加的固体被引导至切削件并且在那里被切碎。但是如果固体件这样地坚硬或者这样大，以至于其不能在第一切削过程中被切碎，那么它被这样经常地或者这样长时间地供应至切削件，直到它被减小到低于切削环的开口大小的尺度。为了保护切削件不被固体物质损坏，所述切削件被可移动地悬挂。因此切削件被所有的不能在第一轮中被切碎的掺杂物从切削件的正常位置举起。这会导致，较大的裂片覆盖所述切削环，并且由于在极端情况下整个开口的待担心的关闭而堵塞离心泵的注入口。

同样已知下述的切碎装置，其作为连接在离心泵的叶轮之前的切削-或者碾碎机构起作用。DE26 12 910在此示例性地提及大量这样的装置。对于所有的这样的装置共同的是以下情况：它们限制叶轮的抽吸口。所述装置的运行要求高的扭矩并且因此要求强的驱动马达，以便通过所述装置输送所切碎的物体。此外在实际情况中已经被证明的是，作为切削-和碾碎机构起作用的切碎装置易于由输送流体的固体的掺杂物形成辫索（Zoepfe），这又会导致出水口的阻塞。

DE 37 03 647 C2描述了一种具有切削插件的泵，所述切削插件设置有多个齿，所述多个齿位于由旋转的部件的切削棱边所扫过的区域中。叶轮的安置在切碎装置下游的轮叶的进入棱边是自由的，就像在配备了这样的切碎装置的离心泵时经常是这种情况。在不利的情况下，掺杂物可能积聚在进入棱边上，掺杂物在经过所述切碎装置之后虽然具有被减小的伸展长度，但是该伸展长度还是足够大到能被进入棱边所固持。积聚导致了所涉及的离心泵的输送特性变差；在极端情况下，它可能导致阻塞并且因此导致严重的损害。

在EP 1 344 044 B1中描述了一种离心泵，其具有连接在泵叶轮之前的、用于在输送流体中的纤维状的或者块状的掺杂物的切碎装置。所述切碎装置具有以泵轮环绕的元件，所述元件构造成具有多个切削棱边的切削头。所述环绕的元件与固定的元件共同作用。所述固定的元件涉及布置在离心泵壳体中的切削插件。

在根据现有技术的传统的设备中，这样的切碎***的环绕的以及固定的元件由金属构造。对非常脆的冷硬铸件的加工是非常耗时并且费用高的。因此在将固定的元件简单地旋到泵壳体上时必要的是：准备相应的安装面。对固定的部件的接触面的加工特别地是非常昂贵的并且费用高的。接触面的质量缺陷导致***的切碎特性变差并且有时也可能带来不密封性。

发明内容

本发明的任务是，提供一种设备，该设备避免了之前解释的缺点。所述设备的特征应该是廉价的制造并且保证可靠的运行方式。此外，所述设备应该可靠地切碎在介质中的固体的掺杂物，以至于有效地阻止在离心泵和后接的管道中的阻塞。

该任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的离心泵得到解决。优选的构造方案能够从从属权利要求、说明书以及附图得出。

根据本发明，切碎***的固定的元件具有外部的部件，所述外部的部件至少部分地包围内部的部件。将固定的元件分成外部的部件和内部的部件带来了显著的优点。因此可以由不同的材料制造这两个部件。优选地，外部的部件由塑料制成。内部的部件优选地由金属制造。在此被证明是特别有利的是，所述固定的元件实施成金属-塑料复合件。为此，优选地给冷硬铸件在结构上设置具有突出部的外部面。

此外被证明是有利的是，所述内部的部件具有切削棱边，所述内部的部件优选由冷硬铸件制成。那么在装入固定的元件之前仅仅只需加工内部的部件的切削棱边。金属的内部的部件优选地被包围在塑料铸件中。

固定的元件实施成具有由金属制成的内部的部件以及由塑料制成的外部的部件的复合构件，使得以下情况成为可能：在安装切碎装置的该固定的元件时仅仅还只需加工软得多的外部的塑料件，用来制造需要的配合部或者用来安装需要的紧固元件。为了加工该软的外部的部件，例如带入钻孔或者相应地准备用于接收的配合部。

优选地，切碎装置的固定的元件的内部的部件和/或外部的部件环状地构造。在此被证明是有利的是，外部的部件形成环，所述环完全包围环形地构造的内部的部件。内部的部件优选地涉及切削环，其中被证明是有利的是，该切削环由冷硬铸件制造。外部的部件优选地涉及塑料环。根据本发明，所述内部的部件比外部的部件具有更大的硬度。

固定的元件的内部的部件（可以构造成冷硬铸件-切削环）优选地由具有高的碳含量的铸铁制成。在此，内部的部件的材料优选地具有大于6g/cm³的、优选地大于7g/cm³的密度。

固定的构件的外部的部件优选地由热固性塑料制成，所述外部的部件形成用于内部的部件的接收部。在此已被证明是有利的是，使用下述塑料，所述塑料在其硬化之后不再能够通过加热或者另外的措施而变形。优选地使用具有硬的、无定形的、不能溶解的聚合物的材料。在此，塑料的大分子通过共价键以细网孔的方式交联，这导致塑料的大分子在加热时缺少软化。

用于外部的部件的优选材料涉及聚氨酯，其中PUR199特别地已经被证明是有利的。

在本发明的特别有利的实施方案中，在固定的切碎元件的外部的部件和其内部的部件之间存在形状配合的连接。在此被证明是有利的是，内部的部件具有突出部，所述突出部在将内部的部件注入外部的部件之后形成形状配合。为此，内部的部件例如可以具有齿状的外部面。内部的部件的向外伸出的突出部被塑料铸件所包围并且由此形成形状配合的连接。

固定的切碎元件的内部的部件优选地设置有多个齿。所述齿优选地伸入到抽吸口中并且具有切削棱边。在切碎装置的环绕的元件旋转时，该切削棱边有助于切碎在输送介质中的固体的掺杂物。

被证明是特别有利的是，切碎装置的环绕的元件具有用于使介质流入至叶轮的开口。优选地，在此涉及径向开口。环绕的部件被紧固在抽吸侧的壳体上的固定的部件所包围，所述固定的部件设置有多个齿。所述齿位于由环绕的部件的开口所扫过的区域中。在输送介质中的掺杂物由叶轮的吸力所抽吸并且到达由切削设备的固定的元件和环绕的元件所形成的区域中。在此，固定的掺杂物首先被固定的元件所固持并且通过环绕的元件的开口的以及固定的元件的齿的、共同作用的棱边被分解成小块。这通过以下方式发生：捕获到达环绕的元件的开口中的固体件并且以拉动的切削方式来分离。

优选地，旋转的元件的开口圆形地构造。但是所述开口也可以椭圆形地、菱形地或者槽缝形地构造。

固定的元件的齿优选地由冷硬铸件、烧结金属或者硬化的工具钢构造。

附图说明

本发明的另外的优点和特征由借助于附图对于实施例的说明以及由附图本身得出。

在此示出了：

图1 具有离心泵的废水提升设备的分解图，所述废水提升设备具有切碎***，

图2 穿过在图1中示出的切碎***的固定的元件的剖面图，

图3 在图2中示出的固定的元件的透视图，

图4 在图1中示出的废水提升设备被装配的变型方案。

具体实施方式

图1 以分解图的形式示出了具有离心泵的设备，离心泵集成到废水提升设备中。所述废水提升设备包括容器1。在实施例中，所述容器1由塑料制成。所述容器构造成用于无压力地运行的收集容器。废水被暂存并且接着输送到废水通道中。被证明是特别有利的是，容器1的额定体积为小于500 l，优选地小于300 l，特别地小于100 l。在实施例中，容器1的额定容积大约为50 l。

所述容器1具有在其结构高度上更高地构造的区域（带有至少一个注入口2）以及在结构高度方面更低地构造的区域（在其中布置了实施成机组的离心泵）。

此外，容器1具有排空接口3。

所述容器1在其上侧上设置有检查孔，所述检查孔被盖罩4关闭。在容器1中布置了用于检测所述填充水平的传感器。在此例如使用浮子开关。此外，所述容器1具有排气接口5。通过布置在容器1上的排出口将在容器1中收集的污水输送出去。

在所述容器1的在其结构高度方面更低的部分中形状配合地集成了离心泵的壳体部件6。在实施例中，所述壳体部件6涉及离心泵的螺旋壳体。所述螺旋壳体由铸造材料制成。所述壳体部件6被由塑料制造的容器1的壁7形状配合地包围。包围壳体部件6的壁7与剩下的容器1一体地构造。所述壳体部件6嵌入到容器1中。在实施例中，这通过旋转烧结来实现。在该方法中执行以下步骤：

-将壳体部件6紧固在旋转模具中，

-借助于合适的加热鼓风机预热所述旋转模具和壳体部件6，

-装入塑料微粒并且关闭模具，

-在保持温度的情况下执行旋转过程，

-轻微地冷却并且及早地最终成形塑料-金属复合件，

-通过合适的设备支撑壳体部件，

-完全地冷却该***，

-机械地再加工。

为了壳体部件6的旋转进入，将其首先借助于合适的连接而紧固在旋转模具上。

所述壳体部件6和模具被预热并且在整个旋转过程期间借助于加热设备受控地调温。温度在此匹配于所使用的塑料。

在实施例中，热塑性塑料被用作塑料颗粒。在此优选地涉及聚乙烯（PE-LLD）。通过旋转过程和熔化以及凝固，形成具有希望的壁7的容器1。通过使用旋转烧结，容器1的壁7这样地包围壳体部件6，以至于不再需要附加的密封。

通过塑料微粒的借助于旋转运动的熔化、贴靠和凝固，完成壳体部件6和壳体1的单元，其中壳体部件6至少部分地被容器1的壁7所包围，其中完成形状配合的连接，以至于壳体部件6与壳体1形成结构单元。

除了构造成螺旋壳体的壳体部件6之外，离心泵还包括叶轮8，所述叶轮与轴9抗扭地连接，所述轴由马达10驱动。所述马达10包括转子11和定子12。马达机组垂直地从容器1伸出。

在运行时，流体通过注入口2流入到容器1中。在填充水平的上极限值情况下，接通信号触发指令“接通泵”。泵然后通过控制装置被接通。因此，在容器1中的流体水平下降。一旦达到填充水平的下极限值，离心泵就又被切断。

所述***优选地布置在壅水倒流平面之下。废水由离心泵通过流出口输送到废水通道中。

离心泵的叶轮8优选地涉及一种敞开的径向轮，所述径向轮不具有抽吸侧的盖盘。在实施例中，所述叶轮8构造成涡流工作轮（Freistromrad）。所述叶轮8具有轮叶，在轮叶之间形成通道。所述轮叶布置在叶轮8的压出侧的支撑盘上。

在叶轮8之前的抽吸侧布置有切碎***的旋转的元件13，所述旋转的元件在实施例中抗扭地与轴9连接。旋转的元件13具有径向的开口14。

除了旋转的元件13之外，所述切碎***具有固定的元件15。所述固定的元件15环形地构造并且在运行中至少部分地包围所述旋转的元件13。所述固定的元件15设置有多个齿16。所述齿16在抽吸侧伸入到离心泵的壳体部件6的抽吸口17中。所述齿16在此布置在由旋转的元件13的开口14所扫过的区域中。

在离心泵运行时，位于介质中的固体微粒被叶轮8的吸力所抽吸并且因此到达由固定的元件15和旋转的元件13所形成的切碎装置的区域中。固体微粒首先由固定的元件15固持并且通过开口14的和齿16的棱边的共同作用而分解成小块。这通过以下方式发生：捕获固体的到达开口14中的部分并且以拉动的切削方式来分离。所述开口14在实施例中圆形地构造。

固定的元件15根据本发明布置在壳体部件6的内侧上。所述固定的元件15具有比抽吸口17的最窄部位更大的尺寸。所述固定的元件15置放在壳体部件6的支承部18上。所述支承部18在实施例中构造成环绕的凸肩。所述固定的元件15安装在壳体部件6的内侧19上。

在实施例中，切碎***的固定的元件15从上方被放入到离心泵的壳体部件6中，以至于能够从上方进行对于切碎装置的维护。这在实施例中是必要的，因为壳体部件6形状配合地集成到容器1中并且因此不能从下方接近所述切碎装置。

图2示出了切碎***的固定的元件15的优选的构造方案。所述固定的元件15具有外部的部件20和内部的部件21，它们由不同的材料制成。外部的部件20环形地构造并且完全包围内部的部件21。所述内部的部件21由金属材料制成，其中在实施例中涉及冷硬铸件。所述内部的部件21构造成环并且具有齿16，所述齿设置有切削棱边22。

所述固定的元件15在其外部的半径上具有支承面21，固定的元件15利用该支承面置放在壳体部件6的支承部18上。

图3示出了切碎***的固定的元件15的透视图。固定的元件15的内部的部件21在其外部的半径上具有突出部24，所述突出部用作在外部的部件20和内部的部件21之间的形状配合的连接部。固定的部件15在实施例中涉及金属-塑料复合件，其中内部的部件由金属制造，并且外部的部件由塑料制造。固定的元件15的制造通过将金属的内部的部件注入外部的塑料部件中来完成。在此使用无压力的塑料铸造方法。在实施例中，外部的部件20由热固性塑料制成，其中优选地使用PUR199。该材料具有足够的稳定性和高的耐磨性以及针对位于废水中的物质的高的化学抗性。

通过内部的部件21的突出部24，在外部的部件20的塑料铸件凝固之后完成内部的部件21和外部的部件20之间的形状配合的连接。

在将固定的元件15装入到离心泵的壳体部件6中之前，在根据本发明的、具有由金属制成的硬的内部的部件21和由塑料制成的软的外部的部件20的实施方案中，现在仅仅还须加工软得多的外部的部件20。例如将钻孔25带入到固定的元件15的外部的部件20中，以便借助连接元件将固定的元件15紧固在壳体部件6上。此外，在加工时设置配合部，以便在壳体部件6上接收所述固定的元件15。

图4示出了在装配的状态中的、在图1中以分解图的形式示出的设备。可以看出，固定的元件15在壳体部件6的内侧上置放在壳体部件6的支承部18上，并且因此布置在壳体部件6之内。所述固定的元件15具有比抽吸口17的最窄部位更大的直径，所述抽吸口由壳体部件6形成。流体从下方通过开口15流向叶轮8并且然后被叶轮8径向向外输送，并且进入到螺旋通道26中，所述螺旋通道被壳体部件6所包围。离心泵然后将介质经过套管从容器1输送出去。

Claims (13)

1.具有离心泵和切碎***的设备，所述切碎***连接在叶轮（8）之前，其中所述切碎***具有旋转的元件（13），所述旋转的元件与固定的元件（15）共同作用，用来切碎在输送介质中的固体的掺杂物，

其特征在于，

所述固体的元件（15）具有外部的部件（20），所述外部的部件至少部分地包围内部的部件（21）。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述外部的部件（20）由塑料制成。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述内部的部件（21）由金属制成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述内部的部件（21）环形地构造。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述外部的部件（20）环形地构造。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述内部的部件（21）相对于所述外部的部件（20）具有更大的硬度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，在所述外部的部件（20）和所述内部的部件（21）之间存在形状配合的连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，所述内部的部件（21）被注入到所述外部的部件（20）中。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，所述内部的部件（21）在其径向的外侧上具有突出部（24），用来形成形状配合的连接。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其特征在于，所述内部的部件（21）具有齿（16），所述齿优选地具有切削棱边（22）。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，其特征在于，所述旋转的元件（13）具有开口（14），用来使介质流入至所述叶轮（8）。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，其特征在于，所述内部的部件（21）具有切削棱边（22）。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述外部的部件（20）和所述内部的部件（21）由不同的材料制成。