PatentDe  


Dokumentenidentifikation EP1716337 19.04.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001716337
Titel SCHNEIDWERK EINER KREISELPUMPE
Anmelder WILO AG, 44263 Dortmund, DE
Erfinder ZELDER, Manfred, 53129 Bonn, DE;
MÜLLER, Michael, 45239 Essen, DE
DE-Aktenzeichen 502005000456
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LI, LT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 11.01.2005
EP-Aktenzeichen 057007890
WO-Anmeldetag 11.01.2005
PCT-Aktenzeichen PCT/EP2005/000150
WO-Veröffentlichungsnummer 2005078286
WO-Veröffentlichungsdatum 25.08.2005
EP-Offenlegungsdatum 02.11.2006
EP date of grant 07.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.04.2007
IPC-Hauptklasse F04D 7/04(2006.01)A, F, I, 20061004, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F04D 29/22(2006.01)A, L, I, 20061004, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerk einer Kreiselpumpe für mit Feststoffen belastete Flüssigkeiten, wobei das Schneidwerk einen rotierenden Schneidkörper mit mindestens einer von der Flüssigkeit durchströmten, eine Schneide bildende Öffnung aufweist und der Schneidkörper mit einer Seitenfläche einer drehfesten Gegenfläche zugewandt ist, die gleichfalls mindestens eine von der Flüssigkeit durchströmte Öffnung aufweist.

Es ist bekannt, das Laufrad einer Kreiselpumpe eingangsseitig mit einem Schneidwerk zu versehen, um in der geförderten Flüssigkeit enthaltene Feststoffe zu zerkleinern, so dass die Pumpe und nachfolgende Rohre und Vorrichtungen nicht verstopfen können (siehe z.B. Dokument DE-4438841-C1). Bei diesen Kreiselpumpen ist die Laufradwelle üblicherweise nur im Bereich des Antriebsmotors gelagert, so dass das Schneidwerk bei der Zerkleinerungsarbeit um das Wellenlager schwingt, das dem Pumpenlaufrad nahe ist. Zusätzlich wirkt beim Betrieb von Kreiselpumpen eine radiale Kraft auf das Laufrad, welche die Laufradwelle auf Wechselbiegung belastet. Hierdurch kommt es zumindest zwischen der äußeren Seitenfläche des rotierenden Schneidkörpers und der Gegenfläche des anliegenden, drehfesten Körpers als auch häufig an der Peripherie zu Reibungen und damit zu einem vorzeitigen Verschleiß. An der der Reibstelle in Umfangsrichtung gegenüber liegenden Seite entsteht gleichzeitig eine Spaltvergrößerung und damit die erhöhte Gefahr von Verstopfung durch nicht zerschnittene Feststoffe.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schneidwerk einer Kreiselpumpe so zu verbessern, dass bei hoher Schneidleistung ein geringer Verschleiß auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die der Gegenfläche zugewandte Seitenfläche des Schneidkörpers konvex und die Gegenfläche entsprechend konkav gewölbt sind.

Ein solches Schneidwerk weist einen geringen Verschleiß auf, da die Flächen aneinander vorbei gleiten können. Hierbei ist auch sichergestellt, dass das Schneidwerk und die Pumpe nicht verstopfen und insbesondere längliche Fremdkörper sich nicht um den Schneidkörper und das Laufrad wickeln. Bei sicherer Lagerung sind ein solches Schneidwerk und eine damit versehene Kreiselpumpe einfach in Herstellung und Montage.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1
einen axialen Schnitt durch das Schneidwerk einer ersten Ausführung,
Fig. 2
eine Seitenansicht des rotierenden Schneidkörpers nach Fig. 1,
Fig. 3
eine perspektivische Ansicht des rotierenden Schneidkörpers in kleinerem Maßstab,
Fig. 4
eine Seitenansicht des drehfesten Körpers,
Fig. 5
eine perspektivische Ansicht des drehfesten Körpers in kleinerem Maßstab.
Fig. 6
einen axialen Schnitt durch das Schneidwerk einer zweiten Ausführung,
Fig. 7
eine Seitenansicht des rotierenden Schneidkörpers nach Fig. 6,
Fig. 8
eine perspektivische Ansicht des rotierenden Schneidkörpers nach Fig. 7,
Fig. 9
eine Seitenansicht des drehfesten Körpers der zweiten Ausführung,
Fig. 10
eine perspektivische Ansicht des drehfesten Körpers der zweiten Ausführung in kleinerem Maßstab.

Das Schneidwerk 1 einer Kreiselmotorpumpe weist einen rotierenden Schneidkörper 2 auf, der an der Seite des Pumpenlaufrades befestigt wird, die dem Elektromotor abgewandt ist. Der Schneidkörper 2 ist topfförmig ausgebildet und sein oberer Rand umgreift die buchsenförmige Eintrittsöffnung des Laufrades. Hierbei besitzt der obere Rand 3 vorzugsweise ein Innengewinde 4, oder eine Presspassung, mit dem es auf das Außengewinde oder zylindrische Aufnahme der Laufradeingangsöffnung aufschraubbar oder einpressbar ist.

Der Boden des Schneidkörpers 2 weist drei Eintrittsöffnungen 5 auf, die voneinander durch Stege 6 getrennt sind, an denen radiale Schneiden 7 befestigt, insbesondere angeformt sind. Die Schneiden 7 bilden damit miteinander Winkel von 120 Grad.

Die Eintrittsöffnungen 5 sind unter einem Winkel zur Drehrichtung und damit schräg zur Drehachse ausgebildet, so dass der Schneidkörper 2 als "axiales Laufrad" wirkt.

Die Unterseite und damit die dem Laufrad abgewandte Seite des Schneidkörpers 2 bildet eine konvex gewölbte Seitenfläche 8, wobei die Seitenfläche von einem Teil einer Kugelfläche gebildet wird, so dass der Schneidkörper 2 in dem dem Laufrad abgewandten Bereich eine Kugelkappe bzw. Kalotte bildet. In der Seitenfläche 8 liegen die Schneidkanten der Schneiden 7, so dass diese entsprechend gewölbt sind. Der Radius R der Seitenfläche 8 liegt mit seinem der Seitenfläche 8 abgewandten Ende auf der Achse der Pumpenwelle in Höhe des Pumpenwellenlagers, das dem Pumpenlaufrad benachbart ist.

Der in den Fig. 4 und 5 dargestellte drehfeste Körper 10 weist fünf sektorförmige Durchflussöffnungen 12 auf, die mit ihren Kanten mit den Schneiden 7 zusammenarbeiten. Die Querschnitte der Durchflussöffnungen 12 sind in der zweiten Ausführung auf der dem Laufrad abgewandten Seite größer als auf der dem Laufrad abgewandten Seite. Hierdurch wird eine sichere Förderung bauschiger Feststoffe insbesondere von Hygieneartikeln gewährleistet.

An der Seitenfläche 8 liegt eine Gegenfläche 9 eines drehfesten Körpers 10 an, wobei der Körper 10 eine konkave Ausnehmung bildet, die entsprechend der Seitenfläche 8 geformt ist und damit denselben Radius R besitzt, wenn ein üblicherweise geringfügiger Abstand zwischen den Flächen 8 und 9 vernachlässigt wird.

In der zweiten Ausführung ist der drehfeste Körper 10 mittig zwischen den Durchflussöffnungen 12 mit einer einer Rotorkappe ähnlichen, zur Saugseite vorstehenden Ansaugspitze 13 versehen (Fig. 6 und 7), die ein Verstopfen des Schneidwerks bereits vor der Schneidebene verhindert. Durch die Ansaugspitze werden Feststoffe insbesondere Textilien den Durchflussöffnungen zugeführt, anstatt sich im Zentrum zwischen den Durchflussöffnungen vor dem drehfesten Körper zu legen.

Der am Rand kreisrunde Körper 10 ist in einem ringförmigen Flansch 11 befestigt, der im Pumpengehäuse befestigt, insbesondere angeschraubt wird. Körper 10 und Flansch 11 können aber auch einteilig ausgeführt sein.


Anspruch[de]
Schneidwerk (1) einer Kreiselpumpe für mit Feststoffen belastete Flüssigkeiten, wobei das Schneidwerk einen rotierenden Schneidkörper (2) mit mindestens einer von der Flüssigkeit durchströmten, eine Schneide bildende Öffnung (5) aufweist und der Schneidkörper mit einer Seitenfläche (8) einer drehfesten Gegenfläche (9) zugewandt ist, die gleichfalls mindestens eine von der Flüssigkeit durchströmte Öffnung (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die der Gegenfläche (9) zugewandte Seitenfläche (8) des Schneidkörpers (2) konvex und die Gegenfläche (9) entsprechend konkav gewölbt sind. Schneidwerk nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung des Schneidkörpers (2) eine Kugelkappe (Kalotte) bildet. Schneidwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Radius (R) der Kugelkappe auf der Achse der Pumpenwelle in Höhe des Wellenlagers liegt, das dem Pumpenlaufrad nahe ist. Schneidwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Schneidkörper (2) mit seiner der Gegenfläche (9) abgewandten Seite am Pumpenlaufrad befestigbar ist. Schneidwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfläche (9) von einem feststehenden Körper (10) gebildet ist, der im oder am Pumpengehäuse befestigbar oder vom Pumpengehäuse gebildet ist. Schneidwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Durchflussöffnungen (12) in Fließrichtung verjüngen und damit nach außen hin erweitert sind. Schneidwerk nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende Körper (10) in einem ringförmigen Flansch (11) einliegt, der im oder am Pumpengehäuse befestigbar ist. Schneidwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Schneidkörper (2) zwei bis vier, vorzugsweise drei sektorförmige Öffnungen (5) aufweist. Schneidwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende Körper (10) vier bis sechs, vorzugsweise fünf sektorförmige Öffnungen (12) aufweist. Schneidwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (7) von den insbesondere radialen Stegen (6) zwischen den Öffnungen (5) des Schneidkörpers (2) gebildet oder getragen sind. Schneidwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine zur Ausgangsseite hin vorstehende Ansaugspitze (13) zwischen den sektorförmigen Öffnungen (12) des feststehenden Körpers aufweist. Schneidwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Schneidkörper (2) durch die Ausbildung der Eintrittsöffnungen 5 unter einem Winkel zur Drehrichtung als weiteres axiales Laufrad wirkt.
Anspruch[en]
Cutting mechanism (1) of a centrifugal pump for fluids laden with solids, in which case the cutting mechanism comprises a rotating cutting body (2) having at least one opening (5) through which the fluid flows and which forms a cutting edge, and a lateral surface (8) of said cutting body is turned towards a torque-resistant mating surface (9) which likewise has at least one opening (12) through which the fluid flows, characterized in that the lateral surface (8) of the cutting body (2) facing the mating surface (9) is convexly curved and the mating surface (9) is curved so as to have a correspondingly concave shape. Cutting mechanism according to Claim 1, characterized in that the curved shape of the cutting body (2) forms a spherical cap (calotte). Cutting mechanism according to Claim 2, characterized in that the end of the radius (R) of the spherical cap lies on the axis of the pump shaft at the level of the shaft bearing which is close to the pump impeller. Cutting mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that, at its side away from the mating surface (9), the rotating cutting body (2) can be attached to the pump impeller. Cutting mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that the mating surface (9) is formed by a stationary body (10) which can be fixed in or on the pump casing or is formed by the pump casing. Cutting mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that the through openings (12) taper off in direction of flow and thus are wider on the outside. Cutting mechanism according to Claim 5 or 6, characterized in that the stationary body (10) is located in an annular flange (11), which can be fixed in or on the pump casing. Cutting mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that the rotating cutting body (2) has two to four, and preferably three, sector-shaped openings (5). Cutting mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that the stationary body (10) has four to six, and preferably five, sector-shaped openings (12). Cutting mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting edges (7) are formed or carried especially by the radial webs (6) located between the openings (5) of the cutting body (2). Cutting mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that it has a suction point (13) disposed between the sector-shaped openings (12) of the stationary body and projecting towards the outlet side. Cutting mechanism according to one of the preceding claims, characterized in that the rotating cutting body (2) acts as an additional axial impeller due to the formation of the inlet openings (5) at an angle to the direction of rotation.
Anspruch[fr]
Outil de coupe (1) d'une pompe centrifuge pour des liquides chargés de corps solides, l'outil de coupe présentant un corps de coupe (2) rotatif avec au moins une ouverture (5), traversée par le liquide, formant un tranchant et le corps de coupe étant tourné par une surface latérale (8) vers une contre-surface (9) qui présente de même au moins une ouverture (12) traversée par le liquide,

caractérisé par le fait que la face latérale (9) tournée vers la contre-surface (9) du corps de coupe (2) est cintrée convexe et la contre-surface (9) concave en correspondance.
Outil de coupe selon la revendication 1;

caractérisé par le fait que le cintrage du corps de coupe (2) forme une coiffe sphérique (calotte).
Outil de coupe selon la revendication 2,

caractérisé par le fait que l'extrémité du rayon (R) de la coiffe sphérique se trouve sur l'axe de l'arbre de pompe à hauteur du palier d'arbre qui est proche de la roue mobile.
Outil de coupe selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé par le fait que le corps de coupe (2) rotatif peut être fixé à la roue mobile par sa face écartée de la contre-surface (9).
Outil de coupe selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé par le fait que la contre-surface (9) est formée par un corps (10) fixe qui peut être fixé dans ou sur le carter de pompe ou qui est formé par le carter de pompe.
Outil de coupe selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé par le fait que les ouvertures d'écoulement (12) se rétrécissent en direction d'écoulement et sont de ce fait élargie dans la direction de l'extérieur.
Outil de coupe selon la revendication 5 ou 6,

caractérisé par le fait que le corps (10) fixe est logé dans un flasque (11) annulaire qui peut être fixé dans ou sur le carter de pompe.
Outil de coupe selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé par le fait que le corps de coupe (2) rotatif présente de deux à quatre, de préférence trois, ouvertures (5) en forme de secteur.
Outil de coupe selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé par le fait que le corps (10) fixe présente de quatre à six, de préférence cinq, ouvertures (12) en forme de secteur.
Outil de coupe selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé par le fait que les tranchants (7) sont formés ou portés par les entretoises (6), en particulier radiales, entre les ouvertures (5) du corps de coupe (2).
Outil de coupe selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé par le fait qu'il présente une pointe d'aspiration (13) en saillie en direction du côté de sortie entre les ouvertures (12) en forme de secteur du corps fixe.
Outil de coupe selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé par le fait que le corps de coupe (2) rotatif agit en tant que roue mobile supplémentaire par la conformation des ouvertures d'entrée (5) selon un angle par rapport à la direction de rotation.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com