DE3609312C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung für eine Kreiselpumpe zum Fördern von mit stückigen oder faserigen Feststoffanteilen angereicherten oder verun­ reinigten Flüssigkeiten, mit einem Pumpengehäuse, das mit einem axialen Einlauf versehen ist, einem darin gela­ gerten, im wesentlichen radial durchströmten Laufrad, das saugseitig zu einem Ringkörper ausgebildet ist, in dem nach innen gerichtete Schneidmesser am Umfang vorgesehen sind, und wobei das Pumpengehäuse einen Ringvorsatz auf­ weist, in dem zumindest ein nach innen gerichtetes Gegen­ messer am Umfang vorgesehen ist.

Pumpen mit Schneidvorrichtungen dieser Art sind vor allem als Güllepumpen im Einsatz.

Aus der DE-GM 69 21 357 ist eine Abwasserpumpe mit einer Schneidvorrichtung der genannten Art bekannt, bei der jeweils im Vergleich mit dem Ansaugquerschnitt kurze Schneidmesser am Pumpenlaufrad und Gegenmesser an einem Ringvorsatz angeordnet sind, die jeweils eine asymmetrische trapezähnliche Form haben. Die Schneidkanten der Schneid­ messer einerseits und der Gegenmesser andererseits bilden einen geringen Winkel miteinander. Aufgrund des großen freien Ansaugquerschnittes im Vergleich mit der geringen Messerlänge ist mit einer Schneidvorrichtung dieser Art die gefürchtete Zopfbildung aus faserigen Teilen nicht zu vermeiden. Ebenso können große Teile wie Stöcke oder der­ gleichen ungehindert eintreten und zu Beschädigungen am Pumpenlaufrad führen.

Aus der DE-OS 25 18 179 ist es grundsätzlich bekannt, rotierenden Schneidmessern auf der der Schneidebene abgewandten Seite ein strömungsgünstiges Profil mit gerundeten Kanten zu geben, wobei dort auch bereits von 90° abweichende Winkel der Schneidkante gegenüber der Schneidebene dargestellt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneidvorrichtung für eine Kreiselpumpe der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß sie zum Zerklei­ nern und Verteilen von mit stückigen oder faserigen Be­ standteilen angereicherten oder verunreinigten Flüssig­ keiten geeignet ist und dabei einen einfachen konstruk­ tiven Aufbau zeigt, wobei die Gefahr eines Verstopfens oder einer Zopfbildung ausgeschlossen werden soll.

Die Lösung hierfür besteht in einer Schneidvorrichtung, die derart ausgestaltet ist, daß die Schneidmesser und Gegenmesser in Richtung der Drehachse gesehen die Form gestreckter Dreiecke oder Trapeze aufweisen, die mit ihrer Basis am Umfang des jeweiligen Ringkörpers angesetzt sind und in Querschnitten senkrecht zu ihrer radial verlau­ fenden Mittellinie Trapezflächen bilden, die in der Schneidebene gerade begrenzt und auf der Gegenseite abgerundet sind, daß die Schneidmesser untereinander unterschiedliche Längen aufweisen, wobei das längste über die Drehachse hinausragt, und daß zumindest ein Gegen­ messer mindestens so lang ist wie das längste Schneid­ messer. Hiermit ist eine Anordnung gegeben, bei der sichergestellt ist, daß zumindest einmal pro Umdrehung des Pumpenlaufrades ein Schnitt durch den gesamten Querschnitt des eintretenden Fördermediums gelegt wird. In Vereinfachung der genannten Ausgestaltung kann auch ein einziges radiales Gegenmesser am feststehenden Ringvorsatz vorgesehen sein, das in sinnvoller Weise zumindest so lang ist wie das längste Schneidmesser am rotierenden Ringkörper. Auch hiermit wird die Wirkung einer den gesamten Eintritts­ querschnitt überstreichenden wirksamen Schnittkante erzielt, wobei allerdings die Schnittfrequenz im äußeren Wirkbereich der kürzeren Schneidmesser reduziert wird. Durch diese Ausgestaltung ist je nach Anzahl und Form, insbesondere je nach Länge der verwendeten Messer eine effektive Schneidwirkung im Bereich des Pumpeneinlaufs sichergestellt, wobei jedoch andererseits der Bereich der Pumpenachse frei von drehsymmetrischen Teilen ist, an denen sich faserige Bestandteile aufwickeln könnten. Mit geeigneten Messerformen und Längen kann eine Zerstückelung längerer Fasern zwangsweise sichergestellt werden. Besonders vorteilhaft ist in jedem Fall die geringe Beeinträchtigung des Eintrittsquerschnitts und die einfache konstruktive Ausgestaltung der unabhängig von der Laufradgestaltung in den zylindrischen Teilen, d. h. dem Ringkörper und dem Ringvorsatz angeordneten Messer. Diese können beispielsweise unmittelbar angegossen sein oder einzeln eingeschweißt werden, wobei ein geeignetes Material ausgewählt werden kann. Besteht das Laufrad beispielsweise aus Grauguß, so können ohne weiteres aus Hartguß bestehende Messerkörper mit dem Ringkörper verschweißt werden. Gleiches gilt sinngemäß für den mit dem Gehäuse verbundenen Ringvorsatz und die daran ange­ formten bzw. anzubringenden Messerkörper.

Die Schneidmesser und Gegenmesser am Ringkörper und am Ringvorsatz weisen jeweils einander zugewandte ebene Flächen auf, die senkrecht oder nahezu senkrecht zur Drehachse der Pumpe liegen. Hierdurch lassen sich diese Flächen durch ebenes oder leicht konisches Überdrehen der jeweiligen Ringelemente herstellen, wodurch im Vergleich zu bekannten Lösungen die Herstellung wesentlich verein­ facht wird.

Die Schneidmesser und Gegenmesser weisen in Richtung der Drehachse der Pumpe gesehen die Form gestreckter, ins­ besondere gleichschenkeliger Dreiecke bzw. Trapeze auf, die mit ihrer Basis am Umfang des jeweiligen Ringkörpers angesetzt sind. Durch sinnvolle Auswahl der Winkel dieser Dreiecke bzw. Trapeze kann sichergestellt werden, daß die Schneidvorgänge nicht gleichzeitig auf der gesamten Länge der Schneidkante erfolgen, sondern daß bei sicherer Be­ festigungsmöglichkeit und einfacher Gestaltung der Schneidkörper ein scherenartiger Schneidvorgang mit nach außen oder nach innen laufendem Schnittpunkt zwischen feststehenden und rotierenden Messern möglich wird.

Die Schneidmesser und Gegenmesser haben in Querschnitten senkrecht zu ihrer radial verlaufenden Mittellinie eine einseitig durch die Schneidebene begrenzte gerade und auf der Gegenseite eine stark gerundete Umfangslinie, die insgesamt eine trapezähnliche Fläche bilden, wobei die Winkel an den Schneidkanten etwa 75° betragen können. Bei guter Stabilität wird hiermit eine strömungsgünstige Form der Schneidkörper angestrebt, die in bezug auf die rotie­ renden Schneidkörper gegebenenfalls durch asymmetrische Ausgestaltung noch verbessert werden kann. Durch den angegebenen Winkel wird eine gute Schnittwirkung erzielt.

Eine günstige Ausführung der Anordnung geht dahin, daß die Schneidkörper am rotierenden Ringkörper etwa gleichmäßig umfangsverteilt zu mehreren angeordnet sind, wobei die entsprechende Auswahl im Hinblick auf die Drehzahl und den Durchsatz unter dem Gesichtspunkt der Größe der faserigen oder festen Bestandteile auszuwählen ist. Eine etwa gleichmäßige Umfangsverteilung ist unter dem Gesichtspunkt der guten Auswuchtung anzustreben, aus schwingungs­ technischen Gründen kann ein geringes Abweichen der Schnittkantenabstände von einer gleichmäßigen Umfangs­ verteilung sinnvoll erscheinen.

Eine sinnvolle Ausgestaltung geht dahin, daß die Gegen­ messer in gleicher Anzahl und gleicher Umfangsverteilung wie die Schneidmesser vorgesehen sind. Je nach Werkstoff können die Schneid- und Gegenmesser zumindest an den Schneidkanten gehärtet sein. Bei besonders hohen Bela­ stungen, beispielsweise bei Sand und Schlammbeimengungen, können an den Schneidkanten auswechselbare Messerplatten eingesetzt werden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt eines Pumpeneinlaufs mit einer erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Pumpeneinlauf mit gegenüber Fig. 1 um 90° gedrehtem Laufrad.

Fig. 1 zeigt im Bereich des Pumpeneinlaufs einen zylin­ drischen rotierenden Ringkörper 1, der in ein nicht näher dargestelltes Laufrad einer Pumpe übergeht und dessen saugseitigen Teil bildet. Das Laufrad ist in einem eben­ falls nicht näher dargestellten Pumpengehäuse 2 geführt, in welches drehfest und bevorzugt axial verstellbar ein Ringvorsatz 3 eingesetzt ist. Der Ringkörper 1 ist im Bereich eines Gleitlagerringes 4 im Gehäuse 2 abgestützt. In dem Ringkörper 1 sind zwei mit diesem rotierende Schneidmesser 5 c, 5 d unterschiedlicher Länge fest ein­ gesetzt, wobei das Schneidmesser 5 c über die Mitte des Pumpeneinlaufs hinausragt. Die Schneidmesser haben stirn­ seitig eine ebene Schneidfläche 6. Im wesentlichen symme­ trisch zu einer durch diese Schneidfläche 6 bestimmten Schneidebene ist im Ringvorsatz 3 ein einziges Gegen­ messer 7 c angesetzt, dessen Länge mit dem Schneidmesser 5 c übereinstimmt und an dem eine entsprechende Schneidfläche 8 zu erkennen ist.

In Fig. 2 ist bei übereinstimmender Bezifferung iden­ tischer Teile im Vergleich zu Fig. 1 die Anordnung von drei Schneidmessern 5 c, 5 d, 5 e erkennbar, die im Innen­ zylinder 1′ des Ringkörpers 1 etwa gleichmäßig umfangsver­ teilt angeordnet sind, während in der Zylinderfläche 3′ des Ringvorsatzes das einzige Gegenmesser 7 c in Draufsicht erkennbar wird. Der Ringkörper 1 ist in dieser Darstellung gegenüber der Fig. 1a um 90° gedreht. Es wird erkennbar, daß sich die Schneid- und Gegenmesser 5 c und 7 c im Bereich ihrer Spitzen dauernd überdecken. Der Querschnitt der Messerkörper senkrecht zu ihrer radialen Mittellinie ist beispielhaft an den Schneid- und Gegenmessern 5 c und 7 c aufgezeigt, wobei der Schnittkantenwinkel von etwa 75° erkennbar wird.

Claims (8)

1. Schneidvorrichtung für eine Kreiselpumpe zum Fördern von mit stückigen oder faserigen Feststoffanteilen angereicherten oder verunreinigten Flüssigkeiten, mit einem Pumpengehäuse, das mit einem axialen Einlauf versehen ist, einem darin gelagerten, im wesentlichen radial durchströmten Laufrad, das saugseitig zu einem Ringkörper ausgebildet ist, in dem nach innen ge­ richtete Schneidmesser am Umfang vorgesehen sind, und wobei das Pumpengehäuse einen Ringvorsatz aufweist, in dem zumindest ein nach innen gerichtetes Gegenmesser am Umfang vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schneidmesser (5 c, d, e) und Gegenmesser (7 c) in Richtung der Drehachse gesehen die Form gestreckter Dreiecke und Trapeze aufweisen, die mit ihrer Basis am Umfang des jeweiligen Ringkörpers angesetzt sind und in Querschnitten senkrecht zu ihrer radial verlau­ fenden Mittellinie Trapezflächen bilden, die in der Schneidebene (6; 8) gerade begrenzt und auf der Gegenseite abgerundet sind,
daß die Schneidmesser (5 c, d, e) untereinander unter­ schiedliche Längen aufweisen, wobei das längste über die Drehachse hinausragt, und
daß zumindest ein Gegenmesser (7 c) mindestens so lang ist wie das längste Schneidmesser (5 c).

2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (5 c, d, e) und Gegenmesser (7 c) jeweils im Querschnitt einen Winkel an den Schneidkanten von etwa 75° zur Schneidebene aufweisen.

3. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (5 c, d, e) am rotierenden Ringkörper (1) etwa gleichmäßig umfangsverteilt an­ geordnet sind.

4. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schneidmesser (5 c, d, e) jeweils unter­ einander unterschiedliche Längen aufweisen.

5. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Gegenmesser in gleicher Anzahl und gleicher Umfangsverteilung wie die Schneidmesser vorgesehen sind.

6. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges radiales Gegenmesser (7 c) vor­ gesehen ist.

7. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneid- und Gegenmesser (5 c, d, e; 7 c) zumindest an den Schneidflächen (6; 8) gehärtet sind.

8. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneid- und Gegenmesser gehärtete, insbesondere lösbare Schneidplatten tragen.