LU102840B1 - Cutting ring for a pump liquid loaded with solids - Google Patents
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein Schneidring (2) für mit Feststoff belastete Flüssigkeit einer Pumpe, mit einem eine Öffnung (17) ausbildenden Schneidringgrundkörper (18) zum Zusammenwirken mit einem Schneidkopf (1), welcher Schneidring (2) mit der Pumpe in axialer Verlängerung eines Laufrades (3) der Pumpe ortsfest verbindbar ist, wobei an dem Schneidringgrundkörper (18) um die Öffnung (17) herum eine Mehrzahl Schneidzähne (16) mit jeweiligen wenigstens äußeren in Richtung einer Saugseite (5) der Pumpe weg von dem Laufrad (3) orientierten Schneidkanten (19) vorgesehen sind, sich die Schneidzähne (16) von dem Schneidringgrundkörper (18) axial weg wenigstens in Richtung der Saugseite (5) nach außen erstrecken, und wenigstens in den sich nach außen erstreckenden Schneidzähnen (16) jeweils eine sich radial nach außen erstreckende Materialaussparung (20) eingebracht ist, und/oder in einem Tal (21) zwischen zwei sich wenigstens nach außen erstreckenden Schneidzähnen (16) eine sich radial nach außen erstreckende axiale Vertiefung (22) in den Schneidringgrundkörper (18) eingebracht ist.The subject matter of the invention is a cutting ring (2) for a pump liquid loaded with solids, with a cutting ring base body (18) forming an opening (17) for cooperation with a cutting head (1), which cutting ring (2) with the pump in the axial extension of a Impeller (3) of the pump can be connected in a stationary manner, with a plurality of cutting teeth (16) on the cutting ring base body (18) around the opening (17) with respective at least outer teeth in the direction of a suction side (5) of the pump away from the impeller (3) oriented cutting edges (19) are provided, the cutting teeth (16) extend axially away from the cutting ring base body (18) outwards at least in the direction of the suction side (5), and at least in the outwardly extending cutting teeth (16) one each radially outwardly extending material recess (20) is introduced, and / or in a valley (21) between two at least outwardly extending cutting teeth (16) a radially na ch outwardly extending axial recess (22) is introduced into the cutting ring body (18).
Description
' LU102840 Schneidring für mit Feststoff belastete Flüssigkeit einer Pumpe Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft einen Schneidring für mit Feststoff belastete Flüssigkeit einer Pumpe, mit einem eine Öffnung ausbildenden Schneidringgrundkörper zum Zusammen- wirken mit einem Schneidkopf, welcher Schneidring mit der Pumpe in axialer Verlänge- rung eines Laufrades der Pumpe ortsfest verbindbar ist, wobei an dem Schneidring um die Öffnung herum eine Mehrzahl Schneidzähne mit jeweiligen wenigstens äußeren in Richtung einer Saugseite der Pumpe weg von dem Laufrad orientierten Schneidkanten vorgesehen sind, und sich die Schneidzähne von dem Schneidringgrundkörper axial weg wenigstens in Richtung der Saugseite nach außen erstrecken.' LU102840 Cutting ring for solid-loaded liquid of a pump Technical field The invention relates to a cutting ring for solid-loaded liquid of a pump, with a cutting ring base body forming an opening for interaction with a cutting head, which cutting ring with the pump in axial extension of a impeller of the pump can be connected in a stationary manner, with a plurality of cutting teeth being provided on the cutting ring around the opening, each with at least outer cutting edges oriented in the direction of a suction side of the pump away from the impeller, and the cutting teeth extending axially away from the cutting ring base body at least in the direction of the Suction side extend outwards.
Hintergrund der Erfindung Beimengungen von Feststoffen in Flüssigkeiten wie Abwasser können Pumpen oder Rohrleitungen verstopfen. Um solche Verstopfungen zu verhindern, werden sogenannte Schneidwerke eingesetzt, welche sich vor einem Ansaugbereich der Pumpen befinden, um die in der Flüssigkeit enthaltenen Feststoffe zu zerkleinern. Aus dem Stand der Technik bekannte Schneidwerke weisen oftmals einen feststehenden Teil, Schneidfläche oder Schneidelement genannt, und einem rotierenden Teil auf, Schneidkopf genannt. Je nach Einsatzgebiet des Schneidwerks können kreisförmige, ke- gelförmige oder zylindrische Schneidflächen eingesetzt werden. Die Schneidflächen, auch Schneidsieb genannt, weisen Öffnungen auf, durch die die Flüssigkeit hin zu einem Laufrad der Pumpe strômt. Bei ebener oder kegelfôrmiger Ausprägung der Schneidfläche spricht man von einer Schneidplatte. Eine zylindrische Ausprägung der Schneidfläche wird als Schneidring bezeichnet.Background of the invention Admixtures of solids in liquids such as sewage can clog pumps or pipelines. In order to prevent such blockages, so-called cutters are used, which are located in front of a suction area of the pump, in order to comminute the solids contained in the liquid. Cutting units known from the prior art often have a fixed part, called the cutting surface or cutting element, and a rotating part, called the cutting head. Depending on the area of application of the cutter, circular, conical or cylindrical cutting surfaces can be used. The cutting surfaces, also called cutting screen, have openings through which the liquid flows towards an impeller of the pump. When the cutting surface is flat or conical, it is called a cutting insert. A cylindrical shape of the cutting surface is called a cutting ring.
Während die Schneidwirkung solche Schneidwerke jedenfalls im Neuzustand gut ist, können die Schneidwerke selbst verstopfen, durch die Feststoffe blockiert werden oder es können sich Feststoffe vor dem Ansaugbereich der Pumpe festsetzen und dadurch denWhile the cutting effect of such cutters is good, at least when new, the cutters themselves can become blocked by the solids or solids can get stuck in front of the suction area of the pump and thus cause the
; 2 LU102840 Ansaugbereich verschließen. Zudem wirkt sich ein der Pumpe vorgeschaltete Schneid- werk aufgrund der Beeinflussung der Zuströmung in die Pumpe in der Regel negativ auf den Wirkungsgrad und die Kennlinie der Pumpe aus.; 2 LU102840 Close the intake area. In addition, a cutting system upstream of the pump usually has a negative effect on the efficiency and the characteristic curve of the pump due to the influencing of the inflow into the pump.
Beschreibung der Erfindung Ausgehend von dieser Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schneidring für mit Feststoff belastete Flüssigkeit einer Pumpe bereitzustellen, welcher gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen betriebssicherer ist, ei- nen Wartungsaufwand reduziert und zugleich einen hohen hydraulischen Wirkungsgrad der Pumpe ermöglicht.Description of the invention Based on this situation, it is an object of the present invention to provide a cutting ring for solid-loaded liquid of a pump, which is more reliable than the solutions known from the prior art, reduces the maintenance effort and at the same time has a high hydraulic efficiency the pump allows.
Demnach wird die Aufgabe gelöst durch einen Schneidring für mit Feststoff belastete ı5 Flüssigkeit einer Pumpe, mit einem eine Öffnung ausbildenden Schneidringgrundkörper zum Zusammenwirken mit einem Schneidkopf, welcher Schneidring mit der Pumpe in axialer Verlängerung eines Laufrades der Pumpe ortsfest verbindbar ist, wobei an dem Schneidringgrundkörper um die Öffnung herum eine Mehrzahl Schneid- zähne mit jeweiligen vorzugsweise inneren axial in Richtung des Laufrades und wenigs- tens äußeren in Richtung einer Saugseite der Pumpe weg von dem Laufrad orientierten Schneidkanten vorgesehen sind, sich die Schneidzähne von dem Schneidringgrundkörper axial weg vorzugsweise teils in Richtung des Laufrades nach innen und teils wenigstens in Richtung der Saugseite nach außen erstrecken, und wenigstens in den sich nach außen erstreckenden Schneidzähnen jeweils eine sich radial nach außen erstreckende Materialaussparung eingebracht ist, und/oder in einem Tal zwischen zwei sich wenigstens nach außen erstreckenden Schneid- zähnen eine sich radial nach außen erstreckende axiale Vertiefung in den Schneidring- grundkörper eingebracht ist.Accordingly, the object is achieved by a cutting ring for solid-loaded ı5 liquid of a pump, with a cutting ring base body forming an opening for interaction with a cutting head, which cutting ring can be stationarily connected to the pump in the axial extension of an impeller of the pump, with the cutting ring base body being around the opening a plurality of cutting teeth are provided with respective preferably inner cutting edges oriented axially in the direction of the impeller and at least outer in the direction of a suction side of the pump away from the impeller, the cutting teeth axially away from the cutting ring base body preferably partly in the direction of the Impeller inwards and partly outwards at least in the direction of the suction side, and at least in the outwardly extending cutting teeth a radially outwardly extending material recess is introduced, and/or in a valley between two at least externally extending cutting teeth, a radially outwardly extending axial indentation is made in the cutting ring base body.
Ein wesentlicher Punkt der vorgeschlagenen Lösung liegt darin, eine sich radial nach außen erstreckende Materialaussparung vorzusehen und/oder eine sich radial nach außen erstreckende axiale Vertiefung vorzusehen. Durch diese Maßnahmen erfahren Feststoffe, welche sich eventuell am Außendurchmesser des Schneidkopfes festsetzen und im Be-An essential point of the proposed solution is to provide a material recess that extends radially outwards and/or to provide an axial depression that extends radially outwards. As a result of these measures, solids that may settle on the outer diameter of the cutting head and in the
; 3 LU102840 trieb mitrotieren, in jeder axialen Ebene des durch Schneidkopf und Schneidring gebilde- ten Schneidwerkes eine Schneidwirkung. Insbesondere durch die Materialaussparung wird die Schneidfläche verringert, wodurch die Reibung verringert wird, so dass weniger Drehmoment benötigt wird und sich die Pumpe betriebssicherer sowohl im Anlauf wie auch im regulären Betrieb betreiben lässt. Diese Durchdringung der Schneidkanten ins- besondere wird durch die vorzugsweise taschenartig gestaltete sich außen erstreckende axiale Vertiefung erreicht, welche sich radial nach außen in den Schneidringgrundkörper eingebracht ist. Die Taschen sind bevorzugt jeweils zwischen den Schneidzähnen und in Form von axialen Vertiefungen ausgeprägt. Im Betrieb können derart die Schneidkopf schneidkanten des rotierenden Schneidkopfes an einer zylindrischen Umfangsfläche an den Schneidkanten des stehenden Schneidrings vorbeistreichen. Zusammengefasst wird durch den vorgeschlagenen Schneidring eine bessere und ungehinderte Zuströmung zum Pumpeneintritt und eine höhere Filterwirkung erreicht.; 3 LU102840 drive, a cutting effect in each axial plane of the cutting mechanism formed by the cutting head and cutting ring. In particular, the material cutout reduces the cutting surface, which reduces friction, so that less torque is required and the pump can be operated more reliably both at start-up and in regular operation. This penetration of the cutting edges, in particular, is achieved by the axial indentation, which is preferably designed like a pocket and extends outwards, which is introduced radially outwards into the cutting ring base body. The pockets are preferably each formed between the cutting teeth and in the form of axial indentations. During operation, the cutting head cutting edges of the rotating cutting head can sweep past the cutting edges of the stationary cutting ring on a cylindrical peripheral surface. In summary, the proposed cutting ring achieves a better and unhindered inflow to the pump inlet and a higher filter effect.
ı5 Als Pumpe wird im Allgemeinen eine Strömungsmaschine bezeichnet, die eine Drehbe- wegung und dynamische Kräfte zur Förderung überwiegend von Flüssigkeiten als Medi- um nutzt. Bevorzugt ist die Pumpe als Kreiselpumpe ausgestaltet. Bei einer Kreiselpum- pe wird neben einer tangentialen Beschleunigung der Flüssigkeit, des Mediums, in radia- ler Strömung auftretende Fliehkraft zur Förderung genutzt, so dass solche Pumpen eben- so als Zentrifugalpumpen bezeichnet werden. Bevorzugt lässt sich die Pumpe für eine hydraulische Anlage eines Gebäudes verwenden, beispielsweise als Abwasserpumpe. Im regulären Betrieb der Pumpe kann ein Gehäuse eines Motors der Pumpe oberhalb eines Pumpengehäuses angeordnet sein, in welchem das von dem Motor über die Mo- torwelle angetriebenes Laufrad zum Fördern des Fluid vorgesehen ist, wobei das Gehäu- se des Motors mit dem Pumpengehäuse ortsfest verbunden und/oder einteilig gestaltet sein kann. Bevorzugt ragt die Motorwelle an einer Antriebsseite aus dem Gehäuse des Motors in das Pumpengehäuse hinein und/oder ist an der Antriebsseite das Laufrad orts- fest mit der Motorwelle verbunden.ı5 A pump is generally referred to as a turbomachine that uses a rotary movement and dynamic forces to convey liquids as the medium. The pump is preferably designed as a centrifugal pump. In a centrifugal pump, in addition to a tangential acceleration of the liquid, the medium, centrifugal force occurring in radial flow is used for delivery, so that such pumps are also referred to as centrifugal pumps. The pump can preferably be used for a hydraulic system in a building, for example as a waste water pump. During regular operation of the pump, a housing of a motor of the pump can be arranged above a pump housing in which the impeller driven by the motor via the motor shaft is provided for conveying the fluid, the housing of the motor being stationarily connected to the pump housing and/or can be designed in one piece. The motor shaft preferably protrudes from the housing of the motor into the pump housing on a drive side and/or the impeller is stationarily connected to the motor shaft on the drive side.
Die Flüssigkeit umfasst bevorzugt Wasser oder ein sonstiges flüssiges Medium wie bei- spielsweise Abwasser. Das Fluid kann Feststoffe wie beispielsweise Verunreinigungen jeglicher Art, insbesondere Fäkalien, Sedimente, Dreck, Sand, oder auch kleinere Holz-, ZeThe liquid preferably includes water or another liquid medium such as waste water. The fluid can solids such as impurities of any kind, especially feces, sediments, dirt, sand, or smaller wood, Ze
' 4 LU102840 Gestriipp-, Textilien- oder Lappenteile oder dergleichen umfassen. Bevorzugt ist das Ge- häuse des Motors und/oder das Pumpengehäuse aus Metall, insbesondere aus Gusseisen oder konturEdelstahl, und/oder aus Kunststoff gestaltet.' 4 LU102840 include tufted, textile or rag parts or the like. The housing of the motor and/or the pump housing is preferably made of metal, in particular cast iron or contoured stainless steel, and/or plastic.
Der Schneidringgrundkôrper ist bevorzugt ringartig und/oder aus Metall, insbesondere aus einem Hartmetall gestaltet. In die insbesondere kreisrunde Offnung ist der Schneid- kopf einsetzbar, sodass durch Rotieren des Schneidkopfes Schneidkopfschneidkanten mit Schneidkanten des Schneidrings zum Zerkleinern des Feststoff zusammenwirken kén- nen. Bevorzugt sind die Mehrzahl Schneidzähne mit jeweiligen inneren axial in Richtung des Laufrades und/oder äußeren in Richtung der Saugseite der Pumpe weg von dem Laufrad orientierten Schneidkanten vorgesehen, wobei sich die Schneidzähne von dem Schneidringgrundkôrper axial weg teils in Richtung des Laufrades nach innen und teils in Richtung der Saugseite nach außen erstrecken. Die Schneidzähne gruppieren sich bevor- zugt zylinderartig um die Offnung herum. Die Materialaussparung und/oder die Vertie- fung kann nachträglich eingearbeitet werden, beispielsweise durch Fräsen, oder bereits beim Herstellen des Schneidrings, beispielsweise mittels einer entsprechend gestalteten Gussform, eingebracht werden. Bevorzugt ist ein Innendurchmesser im Bereich der Ma- terialaussparung größer als in dem Bereich, in dem keine Materialaussparung vorgesehen ist. Die Schneidkanten sind bevorzugt frei von der Materialaussparung ausgebildet. Wei- ter bevorzugt folgt eine Kontur der Materialaussparung insbesondere parallel einer Kon- tur der Schneidkante. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßig breite und damit auch gleichmäßig stabile Schneidfläche. Ferner kann innenseitig an den Schneidring ein Schneidringbund vorgesehen sein, der von den Schneidringgrundkörper sich axial ver- jüngend in die inneren Schneidzähne übergeht. Bevorzugt ist in allen Schneidzähnen eine sich radial nach außen erstreckende Materialaussparung eingebracht, und/oder ist in allen Tälern jeweils eine sich radial nach außen erstreckende axiale Vertiefung eingebracht. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Schneidring die Materialaussparung auf, wobei die Materialaussparung in Drehrichtung des Laufrades hinter der Schneidkan- te vorgesehen ist. Bevorzugt ist die Schneidkante ohne Materialaussparung gebildet und derart entsprechend stabil und widerstandsfähig auch hinsichtlich größerer Feststoffe. Andererseits lässt sich durch die Materialaussparung in dem Bereich des Schneidzahns inThe basic body of the cutting ring is preferably designed in the form of a ring and/or made of metal, in particular of a hard metal. The cutting head can be inserted into the in particular circular opening, so that by rotating the cutting head, cutting head cutting edges can interact with cutting edges of the cutting ring for comminuting the solid. Preferably, the plurality of cutting teeth are provided with respective inner cutting edges oriented axially towards the impeller and/or outer towards the suction side of the pump away from the impeller, the cutting teeth extending axially away from the cutting ring body partly inwards towards the impeller and partly inwards Extend towards the suction side to the outside. The cutting teeth are preferably grouped around the opening in the manner of a cylinder. The material recess and/or the indentation can be worked in later, for example by milling, or can already be introduced during manufacture of the cutting ring, for example by means of a correspondingly designed casting mold. An inner diameter in the area of the material cutout is preferably larger than in the area in which no material cutout is provided. The cutting edges are preferably formed free of the material recess. More preferably, a contour of the material recess follows, in particular parallel to a contour of the cutting edge. This results in a uniformly wide and thus uniformly stable cutting surface. Furthermore, a cutting ring collar can be provided on the inside of the cutting ring, which collar transitions from the cutting ring base body into the inner cutting teeth in an axially tapering manner. A material recess extending radially outwards is preferably introduced in all cutting teeth, and/or an axial recess extending radially outwards is introduced in each of the valleys. According to a preferred development, the cutting ring has the material cutout, with the material cutout being provided behind the cutting edge in the direction of rotation of the impeller. The cutting edge is preferably formed without any material cutout and in this way is correspondingly stable and resistant, even with regard to relatively large solids. On the other hand, the material cut-out in the area of the cutting tooth in
; 5 LU102840 Drehrichtung hinter der Schneidkante der Schneidzahn materialoptimiert und insofern kostengünstig gestalten. Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung sind innere und äußere Schneidzähne vorgesehen und überlappen sich die äußere Schneidkante eines Tals zwischen zwei sich nach außen erstreckenden Schneidzähnen und die innere Schneidkante eines Tals zwi- schen zwei sich nach innen erstreckenden Schneidzähnen axial. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist an einer durch die Schneidkanten gebildeten Schneidfläche des Schneidrings kein radial umlaufender Bund ausgebildet, der nicht von einer Schneidkan- te unterbrochen ist. Feststoffe, welche sich am Außendurchmesser des Schneidkopfes festsetzen und im Betrieb mitrotieren, erfahren dadurch in jeder axialen Ebene des durch Schneidring und Schneidkopf gebildeten Schneidwerkes eine Schneidwirkung. Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung sind innere und äußere Schneidzähne vorgesehen und erstrecken sich die inneren und äußeren Schneidkanten axial wellenartig oder sinusartig um die Öffnung herum und/oder ist der Schneidringgrundkörper in dem Tal radial nach außen abgeflacht. Dazu erstrecken sich die inneren und äußeren Schneid- kanten bevorzugt in Richtung der Normalen des Schneidringgrundkörpers jeweils nach innen und außen. Bevorzugt korrespondiert jedes Tal axial zu einem entgegengesetzt an dem Schneidringgrundkörper vorgesehenen Schneidzahn und/oder einer Aussparung, sodass beispielsweise an den Schneidringgrundkörper innen ein Tal und/oder eine Aus- sparung vorgesehen ist und außen sich ein Schneidzahn erstreckt. Bevorzugt ist der Schneidringgrundkörper an der Seite in dem Tal radial nach außen abgeflacht, an welcher das Tal zwischen zwei benachbarten Schneidzähnen eingefasst ist.; 5 LU102840 Direction of rotation behind the cutting edge of the cutting tooth material-optimized and therefore cost-effective. According to another advantageous development, inner and outer cutting teeth are provided and the outer cutting edge of a valley between two cutting teeth extending outwards and the inner cutting edge of a valley between two cutting teeth extending inwards overlap axially. In such a configuration, no radially circumferential collar that is not interrupted by a cutting edge is formed on a cutting surface of the cutting ring formed by the cutting edges. Solids that stick to the outer diameter of the cutting head and rotate during operation experience a cutting effect in every axial plane of the cutting mechanism formed by the cutting ring and cutting head. According to another preferred development, inner and outer cutting teeth are provided and the inner and outer cutting edges extend axially in a wavy or sinusoidal manner around the opening and/or the cutting ring body is flattened radially outwards in the valley. For this purpose, the inner and outer cutting edges preferably extend inwards and outwards in the direction of the normal of the cutting ring base body. Each valley preferably corresponds axially to a cutting tooth and/or a recess provided oppositely on the cutting ring base body, so that, for example, a valley and/or a recess is provided on the inside of the cutting ring base body and a cutting tooth extends on the outside. The cutting ring base body is preferably flattened radially outwards in the valley on the side on which the valley is bordered between two adjacent cutting teeth.
Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung sind innere und äußere Schneidzähne vorgesehen und ist in axialer Erstreckung zwischen einer Spitze eines äußeren Schneidzahns und einer Spitze eines inneren Schneidzahns um die Öffnung herum je- weils die innere Schneidkante und die äußere Schneidkante ausgebildet. Die Öffnung kann umlaufend durch eine Schneidkante eingefasst sein. Bevorzugt erstrecken sich die innere Schneidzähne im eingebauten Zustand axial bis über einen zylindrischen Bund am Schneidkopf.According to another advantageous development, inner and outer cutting teeth are provided and the inner cutting edge and the outer cutting edge are each formed in the axial extension between a tip of an outer cutting tooth and a tip of an inner cutting tooth around the opening. The opening can be bordered all around by a cutting edge. When installed, the inner cutting teeth preferably extend axially beyond a cylindrical collar on the cutting head.
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; 6 LU102840 Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung flacht sich in Drehrichtung des Laufra- des eine Steigung der Schneidkante von dem Schneidringgrundkörper nach außen hin zu einer Spitze des Schneidzahns ab. Mit anderen Worten sind insbesondere außenliegenden Schneidzähne bevorzugt derart gestaltet, dass der Schnittwinkel nach außen hin stets fla- cher wird. Grobe Feststoffe erfahren dadurch zwar eine gewisse Schnittwirkung am Ende der Zähne, können jedoch ungehindert wieder abgleiten. Kleinere beziehungsweise aus- reichend vorzerkleinerte Feststoffe dringen hingegen tiefer in das durch Schneidring und Schneidkopf gebildete Schneidwerk ein und werden durch den steiler werdenden Schnittwinkel zuverlässig zerkleinert und passieren das Schneidwerk in Richtung Lauf- rad. Innere und äußere Schneidzähne können gleiche oder unterschiedliche Schnittwinkel aufweisen. Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung sind innere und äußere Schneidzähne vorgesehen und sind zwei, drei, vier, sechs oder acht Schneidzähne vorgesehen, die ab- ı5 wechselnd nach außen und innen orientiert sind. Ebenso können mehr Schneidzähne vor- gesehen sein. Bevorzugt korrespondiert die Anzahl der nach außen gerichteten Schneid- zähne mit der Anzahl sich in diesem Bereich erstreckende Schneidsegmente des Schneidwerk, wobei jedoch ebenso andere Verhältnisse möglich sind.; 6 LU102840 According to another preferred refinement, in the direction of rotation of the impeller, the slope of the cutting edge flattens out from the cutting ring base body outwards to a tip of the cutting tooth. In other words, cutting teeth on the outside in particular are preferably designed in such a way that the cutting angle is always flatter towards the outside. Although coarse solids experience a certain cutting effect at the end of the teeth, they can slide off again unhindered. On the other hand, smaller or sufficiently pre-shredded solids penetrate deeper into the cutting mechanism formed by the cutting ring and cutting head and are reliably shredded by the increasing cutting angle and pass the cutting mechanism in the direction of the impeller. Inner and outer cutting teeth can have the same or different cutting angles. According to another advantageous development, inner and outer cutting teeth are provided and two, three, four, six or eight cutting teeth are provided, which are oriented alternately outwards and inwards. Likewise, more cutting teeth can be provided. The number of outwardly directed cutting teeth preferably corresponds to the number of cutting segments of the cutting mechanism extending in this area, although other ratios are also possible.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist der Schneidringgrundkörper schei- benartig gestaltet und erstrecken sich die Schneidzähne von der Grundfläche axial weg. Bevorzugt ist der Schneidring aus einem Metall, insbesondere einem Hartmetall gestaltet. Die Schneidkanten können verstärkt ausgeführt sein. Ebenso ist denkbar, dass die Schneidkanten und/oder die Schneidzähne auswechselbar gestaltet sind, sodass nach Verschleiß derselben diese austauschbar sind.According to another preferred development, the cutting ring base body is designed in the manner of a disk and the cutting teeth extend axially away from the base. The cutting ring is preferably made of a metal, in particular a hard metal. The cutting edges can be reinforced. It is also conceivable that the cutting edges and/or the cutting teeth are designed to be exchangeable, so that they can be exchanged once they have worn out.
Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist die Steigung der Schneidkante in Drehrichtung des Laufrades steiler als die Steigung entgegen der Drehrichtung, so dass die Steigung der Schneidkante, die mit dem Schneidkopf zusammenwirkt, flacher ist. In Drehrichtung des Laufrades ist die Steigung der Schneidkante bevorzugt außen 20° und innen 10°. Die Steigung und der ein Schnittwinkel der äußeren Schneidkanten beträgt entgegen der Drehrichtung, also an der mit dem Schneidkopf zusammenwirkenden Seite, bevorzugt 55°, während der Schnittwinkel der inneren Schneidkanten demgegenüberAccording to another advantageous development, the slope of the cutting edge in the direction of rotation of the impeller is steeper than the slope opposite to the direction of rotation, so that the slope of the cutting edge, which interacts with the cutting head, is flatter. In the direction of rotation of the impeller, the pitch of the cutting edge is preferably 20° on the outside and 10° on the inside. The pitch and the one cutting angle of the outer cutting edges are counter to the direction of rotation, ie on the side interacting with the cutting head, preferably 55°, while the cutting angle of the inner cutting edges is opposite
; 7 LU102840 bevorzugt 52,5° beträgt. In radialer Seitansicht ist jeder Schneidzahn derart bevorzugt dreieckartig gestaltet. Bevorzugt ragt jeder Schneidzahn wenigstens 17 mm nach außen. Die Schneidzähne können ferner radial ‚angeschärft‘ sein, beispielsweise außen mit 37° und innen mit 33° gegenüber dem scheibenartigen Schneidringgrundkörper zur Öffnung hin abgeflacht sein. Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung erstreckt sich der innere Schneidzahn weiter als der äußere Schneidzahn axial von dem Schneidringgrund- körper weg. Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst durch eine Pumpe mit einem Schneid- ring wie zuvor beschrieben und mit einem mit dem Laufrad drehfest verbundenen Schneidkopf mit einer Mehrzahl Schneidkopfschneidzähnen, welche mit den Schneid- kanten zum Zerkleinern des erfassten Feststoffes zusammenwirken. Eine solche Pumpe ermöglicht eine bessere Anströmung im Eintrittsbereich des Laufra- des, woraus eine höhere Pumpenkennlinie resultiert, da gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Ausgestaltungen eine Störung der Anströmung zwischen den Schau- feln bzw. den durch diesen gebildeten Schaufelkanälen reduziert wird. Durch den vorge- schlagenen Schneidring erfahren Feststoffe, die sich am Außendurchmesser des Schneid- kopfes festsetzen und im Betrieb mitrotieren, in jeder axialen Ebene des Schneidwerkes eine Schneidwirkung, so dass ein besseres Schneidergebnis und eine geringere Verstop- fungsgefahr erreicht wird.; 7 LU102840 is preferably 52.5°. In a radial side view, each cutting tooth is preferably designed in a triangular manner. Preferably, each cutting tooth projects at least 17 mm outwards. The cutting teeth can also be radially 'sharpened', for example flattened towards the opening at 37° on the outside and 33° on the inside in relation to the disc-like cutting ring base body. According to another preferred development, the inner cutting tooth extends further than the outer cutting tooth, axially away from the basic body of the cutting ring. The object of the invention is further achieved by a pump with a cutting ring as described above and with a cutting head non-rotatably connected to the impeller with a plurality of cutting head cutting teeth, which interact with the cutting edges for comminuting the collected solids. Such a pump enables a better inflow in the inlet area of the impeller, which results in a higher pump characteristic curve, since interference in the inflow between the blades or the blade channels formed by them is reduced compared to designs known from the prior art. With the proposed cutting ring, solids that stick to the outer diameter of the cutting head and rotate during operation experience a cutting effect in every axial plane of the cutting mechanism, so that a better cutting result and a lower risk of clogging is achieved.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen ; Fig. 1 eine Pumpe in einer Teilschnittansicht gemäß einem bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung, ee ——BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is explained in more detail below with reference to the attached drawings using preferred exemplary embodiments. In the drawings show ; 1 shows a pump in a partial sectional view according to a preferred embodiment of the invention, ee ——
; 8 LU102840 Fig. 2 einen Schneidkopf der Pumpe in zwei perspektivischen Ansichten gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3 einen Schneidring der Pumpe in zwei perspektivischen Ansichten (oben) sowie in einer Schnittansicht (unten) gemäß dem bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 4 ein Laufrad und den Schneidkopf der Pumpe in einer perspektivischen Ansicht (links) und in einer Draufsicht (rechts) gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.; 8 LU102840 Fig. 2 shows a cutting head of the pump in two perspective views according to the preferred embodiment of the invention, Fig. 3 shows a cutting ring of the pump in two perspective views (top) and in a sectional view (bottom) according to the preferred embodiment of the invention, and FIG. 4 shows an impeller and the cutting head of the pump in a perspective view (left) and in a plan view (right) according to the preferred exemplary embodiment of the invention.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele ı5 Fig. 1 zeigt eine Pumpe in einer Teilschnittansicht gemäß einem bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung.DETAILED DESCRIPTION OF THE EXEMPLARY EMBODIMENTS FIG. 1 shows a pump in a partial sectional view according to a preferred exemplary embodiment of the invention.
Die Pumpe, ausgeführt als Abwasser-Tauchmotorpumpe, weist ein einem Laufrad 3 vorgeschaltetes Schneidwerk umfassend einen Schneidkopf 1 und einen Schneidring 2 auf, die in Figs. 2 bis 4 gezeigt sind.The pump, designed as a submersible sewage motor pump, has a cutting mechanism upstream of an impeller 3, comprising a cutting head 1 and a cutting ring 2, which are shown in Figs. 2 to 4 are shown.
Schneidkopf 1, Schneidring 2 und Laufrad 3 der Pumpe müssen nicht notwendigerweise wie nachfolgend beschrie- ben gestaltet sein.Cutting head 1, cutting ring 2 and impeller 3 of the pump do not necessarily have to be designed as described below.
Das bedeutet, dass die Pumpe beispielsweise den nachfolgend be- schriebenen Schneidkopf 1 aufweisen kann, jedoch Schneidring 2 und Laufrad 3 anders als nachfolgend beschrieben gestaltet sein können.This means that the pump can have, for example, the cutting head 1 described below, but the cutting ring 2 and impeller 3 can be designed differently than described below.
Analoges gilt für den Schneidring 2 und das Laufrad 3. Insofern muss bei Ausgestaltung beispielsweise des Schneidrings 2 wie nachfolgend beschrieben der Schneidkopf 1 nicht wie nachfolgend beschrieben ge- staltet sein, was jedoch durchaus möglich ist.The same applies to the cutting ring 2 and the impeller 3. In this respect, when the cutting ring 2 is configured as described below, for example, the cutting head 1 does not have to be configured as described below, which is, however, entirely possible.
Die Teilschnittansicht der Fig. 1 zeigt einen Teil eines Pumpengehäuses 4 der Pumpe, oberhalb welchem im regulären Betrieb der Pumpe ein nicht gezeigtes Gehäuse für einen Motor der Pumpe vorsehen ist.The partial sectional view of FIG. 1 shows part of a pump housing 4 of the pump, above which a housing (not shown) for a motor of the pump is provided during regular operation of the pump.
Der Motor treibt über eine nicht gezeigte Motorwelle das Laufrad 3 an, durch welches mit Feststoff belastete Flüssigkeit von einer unterhalb des Pumpengehäuses 4 ausgebildeten Saugseite 5 ansaugbar ist.The motor drives the impeller 3 via a motor shaft (not shown), through which liquid loaded with solids can be sucked in from a suction side 5 formed below the pump housing 4 .
Insofern sind die nachfol- gend verwendeten Begriffe axial und radial jeweils auf die axiale Erstreckung der Mo- torwelle bezogen. ee ——————————— EE ——In this respect, the terms axial and radial used below are each related to the axial extent of the motor shaft. EE ——————————— EE ——
; 9 LU102840 Der Schneidkopf 1 ist ortsfest insbesondere kraft- und/oder formschlüssig mittels einer Schneidkopfschraube 6 mit dem Laufrad 3 verbunden, und dreht sich während des Be- triebs der Pumpe entsprechend mit dem Laufrad 3 mit. Der zylinderartige, den Schneid- kopf 1 einfassenden Schneidring 2 ist demgegenüber ortsfest mit dem Pumpengehäuse 4 mittels einer Mehrzahl Schneidringschrauben 7 verbunden. Zwischen Schneidring 2 und Laufrad 3 ist eine radiale Abdichtung vorgesehen. Der Schneidkopf 1 ragt in die Saugsei- te 5 hinein, so dass angesaugte Flüssigkeit von der Saugseite 5 zunächst durch einen zwi- schen Schneidkopf 1 und Schneidring 2 vorgesehen Spalt strömt, um danach durch das Laufrad 3 gefördert zu werden. Durch die Drehbewegung des Schneidkopfes 1 relativ zu dem Schneidring 2 werden in der Flüssigkeit enthaltene Feststoffe zerkleinert werden, bevor diese das Laufrad 3 erreichen.; 9 LU102840 The cutting head 1 is connected to the impeller 3 in a stationary manner, particularly in a non-positive and/or positive manner by means of a cutting head screw 6, and rotates accordingly with the impeller 3 during operation of the pump. In contrast, the cylindrical cutting ring 2 enclosing the cutting head 1 is connected in a stationary manner to the pump housing 4 by means of a plurality of cutting ring screws 7 . A radial seal is provided between the cutting ring 2 and the impeller 3 . The cutting head 1 protrudes into the suction side 5 so that liquid drawn in from the suction side 5 first flows through a gap provided between the cutting head 1 and the cutting ring 2 in order to then be conveyed through the impeller 3 . The rotary movement of the cutting head 1 relative to the cutting ring 2 causes solids contained in the liquid to be crushed before they reach the impeller 3 .
Fig. 2 zeigt den Schneidkopf 1 der Pumpe in zwei perspektivischen Ansichten gemäß dem bevorzugten Ausfithrungsbeispiel der Erfindung. Links ist der Schneidkopf 1 in per- spektivischer Draufsicht von der der Saugseite 5 gezeigt, während rechts der Schneid- kopf 1 in perspektivischer Draufsicht von der dem Laufrad 3 zugeordneter Seite gezeigt ist. Der Schneidkopf 1 weist einen zylinderartigen, rotationssymmetrischen Schneid- kopfgrundkôrper 8 aus Metall auf, durch den sich axial eine Bohrung 9 zur Aufnahme der Schneidkopfschraube 6 zur Befestigung an dem Laufrad 3 erstreckt.FIG. 2 shows the cutting head 1 of the pump in two perspective views according to the preferred embodiment of the invention. On the left, the cutting head 1 is shown in a perspective top view from the suction side 5, while on the right the cutting head 1 is shown in a perspective top view from the side associated with the impeller 3. The cutting head 1 has a cylindrical, rotationally symmetrical cutting head base body 8 made of metal, through which a bore 9 for receiving the cutting head screw 6 for attachment to the impeller 3 extends axially.
An der Umfangsfläche 10 des Schneidkopfgrundkôrpers 8 sind vier in regelmäßigen Ab- ständen angeordnete Schneidsegmente 11 vorgesehen, die einstückig mit dem Schneid- kopfgrundkôrper 8 gestaltet sind. Die Schneidsegmente 11 erstrecken sich jeweils radial von dem Schneidkopfgrundkôrper 8 weg. Ferner erstrecken sich alle Schneidkopfgrund- kôrper 8 von einer dem Laufrad 3 gegenüberliegenden der Saugseite 5 zugewandten Flüssigkeitseintrittsseite 12 des Schneidkopfes 1 axial in Richtung des Laufrades 3 und bilden derart axial verlaufende Schneidkopfschneidkanten 13 aus.On the peripheral surface 10 of the cutter head body 8 four regularly spaced cutting segments 11 are provided which are designed in one piece with the cutter head body 8 . The cutting segments 11 each extend radially away from the cutter head body 8 . Furthermore, all cutter head base bodies 8 extend axially from a liquid inlet side 12 of cutter head 1 opposite impeller 3 and facing suction side 5 in the direction of impeller 3 and thus form axially running cutter head cutting edges 13 .
Während sich die in der linken Figur links und rechts um 180° gegenüberliegend ange- ordneten Schneidsegmente 11 bzw. deren Schneidkopfschneidkanten 13 axial gleich lang erstrecken, nämlich von der der Saugseite 5 zugewandten Flüssigkeitseintrittsseite 12 des Schneidkopfes 1 bis im Wesentlichen hin zu der gegenüberliegenden dem Laufrad 3 zu- re ESWhile the cutting segments 11, which are arranged 180° opposite one another on the left and right in the left-hand figure, or their cutting head cutting edges 13, extend axially with the same length, namely from the liquid inlet side 12 of the cutting head 1 facing the suction side 5 to essentially the opposite side of the impeller 3 to right ES
) 10 LU102840 gewandten Seite 14, erstrecken sich die beiden im Abstand von 90° dazwischen angeord- neten Schneidsegmente 11 bzw. deren Schneidkopfschneidkanten 13 axial von der Fliis- sigkeitseintrittsseite 12 nicht bis hin zu der Seite 14. Mit anderen Worten weisen jeweils zwei Schneidkopfschneidkanten 13 gegenüber den beiden anderen Schneidkopfschneid- kanten 13 eine unterschiedlich lange axiale Erstreckung auf, da sich ein erster Teil der Schneidkopfschneidkanten 13 von der Flüssigkeitseintrittsseite 14 im Wesentlichen oder über die gesamte axiale Erstreckung des Schneidkopfes 1 erstreckt und sich ein zweiter Teil der Schneidkopfschneidkanten 13 von der Flüssigkeitseintrittsseite14 nur über einen Teil der gesamten axialen Erstreckung des Schneidkopfes 1 erstreckt.) 10 LU102840 facing side 14, the two cutting segments 11 arranged at a distance of 90° between them, or their cutting head cutting edges 13, do not extend axially from the liquid inlet side 12 to side 14. In other words, two cutting head cutting edges 13 compared to the two other cutting head cutting edges 13, because a first part of the cutting head cutting edges 13 extends from the liquid entry side 14 essentially or over the entire axial extent of the cutting head 1 and a second part of the cutting head cutting edges 13 extends from the liquid entry side 14 extends only over part of the entire axial extent of the cutting head 1.
Mit noch anderen Worten ist der zweite Teil der Schneidsegmente 11 gegenüber dem ersten Teil etwa um die Hälfte eingekürzt, wobei die sich gegenliegend angeordneten Schneidsegmente 11 jeweils identisch ausgeführt sind. Der eingekürzte Teil der Schneidsegmente 11 der axialen Erstreckung ist frei von Schneidkopfschneidkanten 13 ausgeführt. Die eingekürzten Schneidsegmente 11 weisen bis etwas zur Hälfte der axia- len Erstreckung des Schneidkopfes 1 einen gleichbleibenden radialen Durchmesser auf und verjüngen sich dann hin zu der dem Laufrad 3 zugewandten Seite 14 in ihrem Durchmesser tropfenférmig. An seiner axial dem Laufrad 3 zugewandten Seite 14 weist der Schneidkopf 1 einen umlaufenden zylinderatigen Bund 15 auf, der einteilig mit dem Schneidkopfgrundkôrper 8 ausgeführt ist und hinsichtlich seines radialen AuBendurch- messers bündig mit den Schneidkopfschneidkanten 13 abschließt. Der Bund 15 verjüngt sich in seinem Durchmesser von der Seite 14 in Richtung Flüssigkeitseintrittsseite 12 in den Schneidkopfgrundkôrper 8 gleichmäßig übergehend.In other words, the second part of the cutting segments 11 is shortened by about half compared to the first part, with the cutting segments 11 arranged opposite one another being identical in design. The shortened part of the cutting segments 11 of the axial extent is designed without cutting edges 13 of the cutting head. The shortened cutting segments 11 have a constant radial diameter up to about half of the axial extension of the cutting head 1 and then taper in diameter in the form of a droplet towards the side 14 facing the impeller 3 . On its side 14 axially facing the impeller 3, the cutting head 1 has a circumferential cylindrical collar 15 which is designed in one piece with the cutting head base body 8 and terminates flush with the cutting head cutting edges 13 with regard to its radial outer diameter. The collar 15 tapers in its diameter from the side 14 in the direction of the liquid inlet side 12 into the cutting head base body 8 .
Der Drehrichtung des Schneidkopf 1 zugewandt erstrecken sich die Schneidsegmente 11 von dem Schneidkopfgrundkärper 8 konkav radial weg hin zu der jeweiligen Schneid- kopfschneidkante 13. Demgegenüber in Drehrichtung des Schneidkopfes 1 abgewandt erstrecken sich die Schneidsegmente 11 linear radial von dem Schneidkopfgrundkärper 8 weg zu der Schneidkopfschneidkante 13. Analoges gilt für die tropfenformig Verjüngung der eingekürzten Schneidsegmente 11.Facing the direction of rotation of the cutting head 1, the cutting segments 11 extend concavely radially away from the cutting head body 8 towards the respective cutting head cutting edge 13. In contrast, facing away from the direction of rotation of the cutting head 1, the cutting segments 11 extend linearly radially from the cutting head body 8 away to the cutting head cutting edge 13 The same applies to the drop-shaped taper of the shortened cutting segments 11.
Zur weiteren Strômungsoptimierung sind die Schneidsegmente 11 und die Schneidkopf- schneidkanten 13 an der dem Laufrad 3 gegenüberliegenden Flüssigkeitseintrittsseite 12 —_—_—_—_—_—_—_—_—_—_— — —————For further flow optimization, the cutting segments 11 and the cutting head cutting edges 13 are on the liquid inlet side 12 opposite the impeller 3 —_—_—_—_—_—_—_—_—_—_— — —————
’ 11 LU102840 des Schneidkopfes 1 abgeschrägt, wie aus Fig. 2 zu erkennen ist. Zum Zerkleinern des erfassten Feststoffes kann der vorbeschriebene Schneidkopf 1 mit seinen Schneidkopf- schneidkanten 13 mit dem ortsfest an der Pumpe vorgesehenen Schneidring 2 aufweisend eine Mehrzahl Schneidzähne 16 wie nachfolgend beschrieben zusammenwirken.’ 11 LU102840 of the cutting head 1 bevelled, as can be seen in Fig. 2. In order to comminute the collected solid, the cutting head 1 described above can interact with its cutting head cutting edges 13 with the cutting ring 2 provided stationary on the pump, having a plurality of cutting teeth 16 as described below.
Fig. 3 zeigt einen Schneidring 2 der Pumpe in zwei perspektivischen Ansichten (oben) sowie in einer Schnittansicht (unten) gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Schneidring 2 weist einen eine Öffnung 17 ausbildenden ringartigen Schneidringgrundkôrper 18 auf. Im in Fig. 1 gezeigten eingebauten Zustand ist Schneid- kopf 1 durch die Öffnung 17 hindurch geführt. Wie zuvor beschrieben, ist der Schneid- ring 2 mittels drei um die Offnung 17 herum gruppierter Schneidringschrauben 7 in axia- ler Verlängerung des Laufrades 3 mit dem Pumpengehäuse 4 der Pumpe ortsfest fixiert. In regelmäBigen Abständen sind an dem rotationssymmetrischen Schneidringgrundkôr- per 18 um die Öffnung 17 herum eine Mehrzahl Schneidzähne 16 mit jeweiligen inneren axial in Richtung des Laufrades 3 und äußeren in Richtung der Saugseite 5 der Pumpe weg von dem Laufrad 3 orientierten Schneidkanten 19 vorgesehen, wobei die Schneid- kanten 19 beim Drehen des Schneidkopfes 1 mit den Schneidkopfschneidkanten 13 des- selben zusammenwirken.3 shows a cutting ring 2 of the pump in two perspective views (top) and in a sectional view (bottom) according to the preferred embodiment of the invention. The cutting ring 2 has a ring-like cutting ring base body 18 forming an opening 17 . In the installed state shown in FIG. 1, the cutting head 1 is passed through the opening 17. As described above, the cutting ring 2 is fixed in place in an axial extension of the impeller 3 to the pump housing 4 of the pump by means of three cutting ring screws 7 grouped around the opening 17 . A plurality of cutting teeth 16 with inner cutting edges 19 oriented axially in the direction of the impeller 3 and outer in the direction of the suction side 5 of the pump away from the impeller 3 are provided at regular intervals on the rotationally symmetrical cutting ring base body 18 around the opening 17, the When rotating the cutting head 1, the cutting edges 19 interact with the cutting head cutting edges 13 of the same.
Jeweils drei Schneidzähne 16 erstrecken sich von dem Schneidringgrundkôrper 18 axial weg in Richtung des Laufrades 3 nach innen in das Pumpengehäuse 4 hinein und jeweils drei Schneidzähne 16 erstrecken sich in Richtung der Saugseite 5 nach außen aus dem Pumpengehäuse 4 heraus, wie auch in Fig. 1 angedeutet. Ebenso können vier, acht, zwôlf oder mehr Schneidzähne 16 vorgesehen sind, die abwechselnd nach außen und innen orientiert sind. In axialer Erstreckung ist zwischen einer Spitze eines äußeren Schneidzahns 16 und einer Spitze eines inneren Schneidzahns 16 um die Öffnung 17 herum jeweils eine innere Schneidkante 19 und eine äußere Schneidkante 17 ausgebildet.Three cutting teeth 16 each extend axially away from the cutting ring base body 18 in the direction of the impeller 3 inward into the pump housing 4 and three cutting teeth 16 each extend outward in the direction of the suction side 5 out of the pump housing 4, as also in Fig. 1 implied. Likewise, there may be four, eight, twelve or more cutting teeth 16 oriented alternately outwards and inwards. An inner cutting edge 19 and an outer cutting edge 17 are formed between a tip of an outer cutting tooth 16 and a tip of an inner cutting tooth 16 in the axial extension around the opening 17 .
Die sich nach außen erstreckenden Schneidzähne 16 sind in der Schnittansicht unten in der Fig. 3 unterhalb des scheibenartigen Schneidringgrundkôrpers 18 dargestellt, wäh- rend die sich nach innen erstreckenden Schneidzähne 16 in der Schnittansicht oberhalb des Schneidringgrundkôrpers 18 dargestellt sind. Die perspektivische Abbildung oben —— "ee AZThe outwardly extending cutting teeth 16 are shown below the disc-like cutter ring body 18 in the sectional view at the bottom of FIG. 3, while the inwardly extending cutting teeth 16 are shown in the sectional view above the cutter ring body 18. The perspective illustration above —— "ee AZ
' 12 LU102840 rechts in Fig. 3 korrespondiert zu dieser Darstellung und zeigt die Ansicht auf den Schneidring 2 von der Saugseite 5 aus gesehen, während die perspektivische Abbildung oben links die Ansicht auf den Schneidring 2 vom Pumpengehäuse 4 aus gesehen zeigt.'12 LU102840 on the right in FIG. 3 corresponds to this illustration and shows the view of the cutting ring 2 seen from the suction side 5, while the perspective illustration at the top left shows the view of the cutting ring 2 seen from the pump housing 4.
Wenigstens in den sich nach außen erstreckenden Schneidzähnen 16 ist jeweils eine sich radial nach auBen erstreckende Materialaussparung 20 in Drehrichtung des Laufrades 4 hinter der Schneidkante 19 eingebracht. Eine solche Materialaussparung 20 ist ebenso in den sich nach innen erstreckenden Schneidzähnen 16 eingebracht. Das bedeutet, dass der AuBendurchmesser der sich in Draufsicht ringfôrmig um die Öffnung 17 wellenartig bzw. sinusartig um die Öffnung herum erstrecken erstreckenden Schneidzähne 16 gleich ist, während der Innendurchmesser im Bereich der Materialaussparung 20 gegenüber einem Bereich der Schneidzähne 16 ohne Materialaussparung vergrößert ist.At least in the outwardly extending cutting teeth 16 there is a radially outwardly extending material cutout 20 behind the cutting edge 19 in the direction of rotation of the impeller 4 . Such a material recess 20 is also made in the inwardly extending cutting teeth 16 . This means that the outer diameter of the cutting teeth 16, which extend annularly around the opening 17 in a wave-like or sinusoidal manner around the opening in a top view, is the same, while the inner diameter in the area of the material recess 20 is increased compared to an area of the cutting teeth 16 without material recess.
Alternativ oder zusätzlich ist in einem Tal 21 zwischen wenigstens zwei sich nach außen erstreckenden Schneidzähnen 16 eine sich radial nach außen erstreckende taschenartige axiale Vertiefung 22 in den Schneidringgrundkôrper 18 eingebracht. Vorliegend sind taschenartige axiale Vertiefungen 22 sowohl in den Tälern 21 zwischen den nach außen als auch den nach innen erstreckenden Schneidzähnen 16 eingebracht. Die Vertiefungen 22 erstrecken sich von der Talsohle radial nach außen vertiefend, so dass der Schneidringgrundkörper 18 in dem Tal 21 radial nach außen abgeflacht ist. Die Material- aussparungen 20 und Täler 21 sind an allen Schneidzähnen 16 bzw. zwischen diesen vorgesehen und können durch Fräsen oder durch eine entsprechende Gussform eines me- tallenen Schneidrings 2 hergestellt werden.Alternatively or additionally, in a valley 21 between at least two cutting teeth 16 extending outwards, a pocket-like axial recess 22 extending radially outwards is made in the cutting ring base body 18 . In the present case, pocket-like axial indentations 22 are introduced both in the valleys 21 between the cutting teeth 16 extending outwards and inwards. The indentations 22 extend radially outwards from the bottom of the valley, deepening so that the cutting ring base body 18 is flattened radially outwards in the valley 21 . The material recesses 20 and valleys 21 are provided on all cutting teeth 16 or between them and can be produced by milling or by a corresponding casting of a metal cutting ring 2 .
Wie insbesondere aus der Abbildung unten in Fig. 3 zu erkennen, überlappen sich die äußere Schneidkante 19 eines Tals 21 zwischen zwei sich nach außen erstreckenden Schneidzähnen 16 und die innere Schneidkante 19 eines Tals 21 zwischen zwei sich nach innen erstreckenden Schneidzähnen 16 in axialer Richtung. Derart ist an einer durch die Schneidkanten 19 ausgebildeten Schneidfläche des Schneidrings 2 kein radial umlaufen- der Bund vorhanden, der nicht von einer Schneidkante 19 unterbrochen ist. In Drehrich- tung des Laufrades 3 flacht ein Schnittwinkel der Schneidkante 19 von dem Schneidring- grundkörper 18 nach außen hin zu einer Spitze des Schneidzahns 16 ab. —-——""—""""——3, the outer cutting edge 19 of a valley 21 between two outwardly extending cutting teeth 16 and the inner cutting edge 19 of a valley 21 between two inwardly extending cutting teeth 16 overlap in the axial direction. In this way, on a cutting surface of the cutting ring 2 formed by the cutting edges 19 , there is no radially circumferential collar that is not interrupted by a cutting edge 19 . In the direction of rotation of the impeller 3 , a cutting angle of the cutting edge 19 flattens out from the cutting ring base body 18 outwards towards a tip of the cutting tooth 16 . —-——""—""""——
' 13 LU102840 Ein Schnittwinkel der äußeren Schneidzähne 16 bzw. der äußeren Schneidkanten 19, den Schneidkopfschneidkanten 13 zugewandt, beträgt 55°, wobei der Schnittwinkel der inne- ren Schneidzähne 16 demgegenüber 52,5° beträgt.A cutting angle of the outer cutting teeth 16 or the outer cutting edges 19 facing the cutting head cutting edges 13 is 55°, the cutting angle of the inner cutting teeth 16 being 52.5° in comparison.
In Drehrichtung des Laufrades 3 ist der Schnittwinkel flacher und beträgt außen 20° und innen 10°. Jeder Schneidzahn 16 ragt von dem Schneidringgrundkôrper 18 wenigstens 17 mm nach außen, wobei sich die inneren Schneidzähne 16 weiter als die äußeren Schneidzähne 16 axial von dem Schneidringgrundkôrper 16 weg erstrecken.In the direction of rotation of the impeller 3, the cutting angle is flatter and is 20° on the outside and 10° on the inside. Each cutting tooth 16 projects outwardly from the cutter ring body 18 at least 17 mm, with the inner cutting teeth 16 extending further axially away from the cutter ring body 16 than do the outer cutting teeth 16 .
Die Schneidzähne 16 sind ferner radial ,an- geschärft‘, nämlich außen mit 37° und innen mit 33° gegenüber dem scheibenartigen Schneidringgrundkôrper 16 zur Offnung 17 hin abgeflacht.The cutting teeth 16 are also radially "sharpened", namely flattened towards the opening 17 at an angle of 37° on the outside and 33° on the inside in relation to the disk-like cutting ring base body 16 .
Daneben sind andere Schneidwinkel und Dimensionen denkbar.In addition, other cutting angles and dimensions are conceivable.
Fig. 4 zeigt ein geschlossenes zwei-Kanal Laufrad 3 und den Schneidkopf 1 der Pumpe in einer perspektivischen halbgeäffneten Ansicht links und in einer halbgeäôffneten Draufsicht rechts gemäB dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.4 shows a closed two-channel impeller 3 and the cutting head 1 of the pump in a perspective half-open view on the left and in a half-open plan view on the right according to the preferred embodiment of the invention.
Der Schneidkopf 1 ist weiterhin mit dem in Fig. 4 nicht gezeigten Laufrad 3 ortsfest in axialer Verlängerung desselben zum Zusammenwirken mit dem ebenso in Fig. 4 nicht gezeigten Schneidring 2 verbunden.The cutting head 1 is also stationarily connected to the impeller 3, not shown in FIG. 4, in an axial extension of the impeller for interaction with the cutting ring 2, also not shown in FIG.
Der Schneidkopf 1 ist wie zuvor beschrieben mit Schneid- kopfgrundkärper 8 mit der Mehrzahl Schneidsegmente 11 mit insbesondere jeweils axial verlaufenden Schneidkopfschneidkanten 13 zum Zerkleinern des Feststoffes gestaltet, wobei sich Schneidkopfschneidkanten 13 von dem Schneidkopfgrundkôrper 8 radial weg erstrecken.The cutter head 1 is designed as previously described with a cutter head base body 8 with the plurality of cutting segments 11 with in particular respectively axially running cutter head cutting edges 13 for comminuting the solid material, the cutter head cutting edges 13 extending radially away from the cutter head base body 8 .
Das scheibenartige Laufrad 3 weist nach gängiger Art zwei schneckenartig verlaufende Schaufeln 23 auf, die sich jeweils von einer dem Schneidkopf 1 an einer zentralen Lauf- radôffnung 25 zugewandten Eintrittskante 24 bis hin zum äußeren radialen Rand des Laufrades erstrecken, wie in Fig. 4 insbesondere rechts zu erkennen ist.The disc-like impeller 3 has two snail-like running blades 23, which each extend from a leading edge 24 facing the cutting head 1 at a central impeller opening 25 to the outer radial edge of the impeller, as in FIG. 4 in particular on the right can be seen.
Die Schaufeln 23 sind axial einerseits durch eine motorseitige sich radial erstreckende Tragscheibe 26 mit einer nicht gezeigten Nabe zum Aufnehmen der Motorwelle der Pumpe sowie anderer- seits saugseitig durch sich radial erstreckende Deckscheibe 27 eingefasst, so dass die sich axial erstreckenden Schaufeln 23 zwischen den parallel zueinander angeordneten Trag- scheibe 26 und Deckscheibe 27 vorgesehen sind.The blades 23 are axially bordered on the one hand by a radially extending support disk 26 on the motor side with a hub (not shown) for accommodating the motor shaft of the pump and on the other hand on the suction side by a radially extending cover disk 27, so that the axially extending blades 23 between the parallel arranged support disk 26 and cover disk 27 are provided.
An dem radial äußeren Rand ist das Laufrad 3 radial zwischen Tragscheibe 26, Deckscheibe 27 und zwei benachbarten Schaufeln 23 in seitlicher Draufsicht rechteckartig geôffnet. ————"""—————————On the radially outer edge, the impeller 3 is open radially between the support disk 26, the cover disk 27 and two adjacent blades 23 in a rectangular shape in a lateral plan view. ————"""—————————
; 14 LU102840 Wie insbesondere aus Fig. 4 links zu erkennen, sind die Schneidkopfschneidkanten 13 beanstandet zu den Eintrittskanten 24 angeordnet. Ferner sind die Eintrittskanten 24 von dem inneren Rand der Laufradöffnung 25 radial nach außen beabstandet vorgesehen. Zudem sind die Schneidkopfschneidkanten 13 in Drehrichtung des Laufrades 3 radial vorauseilend zu den Eintrittskanten 24 angeordnet, wie durch den Winkel a in Fig. 4 rechts angedeutet. Mit anderen Worten liegen die Eintrittskanten 24 des Laufrades 3 und Schneidkopfschneidkanten 13 nicht auf einer radialen Linie, Der Winkel a beträgt bei- spielsweise < 2,5°, 5° oder 10°. Die Schneidkopfschneidkanten 13 und die Eintrittskan- ten 24 erstrecken sich parallel zueinander. Vorliegend sind wie zuvor ausgeführt zwei Schaufeln 23 vorgesehen, während der durch die Laufradöffnung 25 hin durchgeführte Schneidkopf 1 vier Schneidkopfschneidkanten 13 aufweist. Von den vier Schneidkopfschneidkanten 13 wirken jedoch nur die Schneid- kopfschneidkanten 13 der nicht verkürzten Schneidsegmente 11 mit den Schaufeln 23 zusammen. In axialer Richtung sind die verkürzten Schneidsegmente 11 saugseitig vor den Schaufeln 23 vorgesehen, so dass keine Übertragung der Schneidkopfschneidkanten 13 der verkürzten Schneidsegmente 11 mit den Schaufeln 23 gegeben ist. Sofern in alter- nativer Ausgestaltung beispielsweise acht Schneidsegmente 11 vorgesehen sind, weißt das Laufrad 3 zweckmäßigerweise vier Schaufeln 23 auf. Zur radialen Abdichtung des Laufrades 3 ist zwischen der Saugseite 5 des Laufrades 3 und dem Pumpengehäuse 4 ein nicht gezeigter zylindrischer Dichtspalt vorgesehen. Eine weitere Abdichtung wird aus- gebildet, in dem der Schneidring 2 das Laufrad 2 zur Ausbildung eines konischer Dicht- spalt wenigstens teilweise umschließt.; 14 LU102840 As can be seen in particular from FIG. 4 on the left, the cutting head cutting edges 13 are arranged at a distance from the leading edges 24. Furthermore, the leading edges 24 are spaced radially outwards from the inner edge of the impeller opening 25 . In addition, the cutting head cutting edges 13 are arranged radially ahead of the leading edges 24 in the direction of rotation of the impeller 3, as indicated by the angle a in FIG. 4 on the right. In other words, the leading edges 24 of the impeller 3 and the cutting head cutting edges 13 do not lie on a radial line. The angle a is, for example, <2.5°, 5° or 10°. The cutting head cutting edges 13 and the leading edges 24 extend parallel to one another. As previously explained, two blades 23 are provided here, while the cutting head 1 passed through the impeller opening 25 has four cutting head cutting edges 13 . Of the four cutter head cutting edges 13 , however, only the cutter head cutting edges 13 of the non-shortened cutting segments 11 interact with the blades 23 . In the axial direction, the shortened cutting segments 11 are provided in front of the blades 23 on the suction side, so that the cutting head cutting edges 13 of the shortened cutting segments 11 are not transferred to the blades 23 . If, for example, eight cutting segments 11 are provided in an alternative embodiment, the impeller 3 expediently has four blades 23 . A cylindrical sealing gap (not shown) is provided between the suction side 5 of the impeller 3 and the pump housing 4 for the radial sealing of the impeller 3 . A further seal is formed in that the cutting ring 2 at least partially encloses the impeller 2 to form a conical sealing gap.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiels sind lediglich Beispiele, die im Rahmen der Ansprüche auf vielfältige Weise modifiziert und/oder ergänzt werden können. Jedes Merkmal, das für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann eigen- ständig oder in Kombination mit anderen Merkmalen in einem beliebigen anderen Aus- fithrungsbeispiel genutzt werden. Jedes Merkmal, dass für ein Ausführungsbeispiel einer bestimmten Kategorie beschrieben wurde, kann auch in entsprechender Weise in einem Ausführungsbeispiel einer anderen Kategorie eingesetzt werden. ee —————————————————The exemplary embodiments described are merely examples that can be modified and/or supplemented in many ways within the scope of the claims. Each feature described for a particular embodiment can be used on its own or in combination with other features in any other embodiment. Each feature described for an embodiment of a particular category can also be used in a corresponding manner in an embodiment of another category. ee —————————————————
; 15 LU102840 Bezugszeichenliste Schneidkopf 1 Schneidring 2 Laufrad 3 Pumpengehäuse 4 Saugseite 5 Schneidkopfschraube 6 Schneidringschraube 7 Schneidkopfgrundkorper 8 Bohrung 9 Umfangsfläche 10 Schneidsegment 11 Flüssigkeitseintrittsseite 12 Schneidkopfschneidkante 13 Seite 14 Bund 15 Schneidzahn 16 Offnung 17 Schneidringgrundkôrper 18 Schneidkante 19 Materialaussparung 20 Tal 21 Vertiefung 22 Schaufel 23 Eintrittskante 24 Laufradôffnung 25 Tragscheibe 26 Deckscheibe 27; 15 LU102840 List of reference symbols Cutting head 1 Cutting ring 2 Impeller 3 Pump housing 4 Suction side 5 Cutting head screw 6 Cutting ring screw 7 Cutting head body 8 Bore 9 Peripheral surface 10 Cutting segment 11 Liquid inlet side 12 Cutting head cutting edge 13 Side 14 Collar 15 Cutting tooth 16 Opening 17 Cutting ring body 18 Cutting edge 19 Material recess 20 Valley 23 Inlet 22 24 Impeller opening 25 Carrier disc 26 Cover disc 27
| ee| hey
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