LU102841B1 - Arrangement comprising an impeller and a cutting head for solid-loaded liquid of a pump - Google Patents
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung umfassend ein Laufrad (3) und einen Schneidkopf (l) für mit Feststoff belastete Flüssigkeit einer Pumpe, wobei der Schneidkopf (1) mit dem Laufrad (3) ortsfest in axialer Verlängerung desselben zum Zusammenwirken mit einem Schneidring (3) verbunden ist und einen Schneidkopfgrundkörper (8) mit einer Mehrzahl Schneidsegmente (11) mit Schneidkopfschneidkanten (13) zum Zerkleinern des Feststoffes aufweist, welche Schneidkopfschneidkanten (13) sich von dem Schneidkopfgrundkörper (8) radial weg erstrecken, das Laufrad (3) eine Mehrzahl Schaufeln (23) mit beabstandet zu den Schneidkopfschneidkanten (13) angeordneten und sich im Wesentlichen parallel zu den Schneidkopfschneidkanten (13) erstreckenden Eintrittskanten (24) aufweist, und die Schneidkopfschneidkanten (13) in Drehrichtung des Laufrades (3) radial vorauseilend zu den Eintrittskanten (24) angeordnet sind.The subject matter of the invention is an arrangement comprising an impeller (3) and a cutting head (l) for solid-loaded liquid of a pump, the cutting head (1) being stationary with the impeller (3) in an axial extension of the latter for cooperation with a cutting ring (3 ) and has a cutter head base body (8) with a plurality of cutting segments (11) with cutter head cutting edges (13) for crushing the solid, which cutter head cutting edges (13) extend radially away from the cutter head base body (8), the impeller (3) has a plurality blades (23) with leading edges (24) arranged at a distance from the cutting head cutting edges (13) and extending essentially parallel to the cutting head cutting edges (13), and the cutting head cutting edges (13) in the direction of rotation of the impeller (3) radially leading ahead of the leading edges ( 24) are arranged.
Description
' LU102841 Anordnung umfassend ein Laufrad und einen Schneidkopf fiir mit Feststoff belastete Flüssigkeit einer Pumpe Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft eine Anordnung umfassend ein Laufrad und einen Schneidkopf für mit Feststoff belastete Flüssigkeit einer Pumpe, wobei der Schneidkopf mit dem Laufrad ortsfest in axialer Verlängerung desselben zum Zusammenwirken mit einem Schneidring verbunden ist und einen Schneidkopfgrundkörper mit einer Mehrzahl Schneidsegmente mit Schneidkopfschneidkanten zum Zerkleinern des Feststoffes aufweist, welche Schneidkopf- schneidkanten sich von dem Schneidkopfgrundkörper radial weg erstrecken. Hintergrund der Erfindung Beimengungen von Feststoffen in Flüssigkeiten wie Abwasser können Pumpen oder Rohr- leitungen 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, kegel- formige oder zylindrische Schneidflächen eingesetzt werden. Die Schneidflächen, auch Schneidsieb genannt, weisen Öffnungen auf, durch die die Flüssigkeit hin zu einem Lauf- rad der Pumpe strömt. Bei ebener oder kegelförmiger Ausprägung der Schneidfläche spricht man von einer Schneidplatte. Eine zylindrische Ausprägung der Schneidfläche wird als Schneidring bezeichnet.The invention relates to an assembly comprising an impeller and a cutter head for solid-laden liquid of a pump, the cutter head being stationary with the impeller in an axial extension thereof for cooperation is connected to a cutting ring and has a cutter head body with a plurality of cutting segments with cutter head cutting edges for comminuting the solid, which cutter head cutting edges extend radially away from the cutter head body. Background of the invention Admixtures of solids in liquids such as waste water 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 known as the cutting sieve, have openings through which the liquid flows to an impeller of the pump. If the cutting surface is flat or conical, it is referred to as 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, kön- nen die Schneidwerke selbst verstopfen, durch die Feststoffe blockiert werden oder esWhile the cutting action of such cutters is good, at least when new, the cutters themselves can become clogged with solids or debris
' 2 LU102841 können sich Feststoffe vor dem Ansaugbereich der Pumpe festsetzen und dadurch den An- | saugbereich verschließen. Zudem wirkt sich ein der Pumpe vorgeschaltete Schneidwerk aufgrund der Beeinflussung der Zuströmung in die Pumpe in der Regel negativ auf den Wirkungsgrad und die Kennlinie der Pumpe aus.' 2 LU102841 Solids can accumulate in front of the suction area of the pump and thus prevent the | close the suction 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 influence on the inflow into the pump.
Beschreibung der Erfindung Ausgehend von dieser Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine An- ordnung umfassend ein Laufrad und einen Schneidkopf für mit Feststoff belastete Flüssig- keit einer Pumpe bereitzustellen, welche gegeniiber den aus dem Stand der Technik be- kannten Lösungen betriebssicherer ist, einen Wartungs- und/oder Montageaufwand redu- ziert und zugleich einen hohen hydraulischen Wirkungsgrad der Pumpe ermöglicht.DESCRIPTION OF THE INVENTION Proceeding from this situation, it is an object of the present invention to provide an arrangement comprising an impeller and a cutting head for liquid laden with solids of a pump, which is more reliable in operation than the solutions known from the prior art , A maintenance and / or installation effort reduced and at the same time allows a high hydraulic efficiency of the pump.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The object of the invention is solved by the features of the independent claims. Advantageous configurations are specified in the dependent claims.
Demnach wird die Aufgabe gelöst durch eine Anordnung umfassend ein Laufrad und einen Schneidkopf für mit Feststoff belastete Flüssigkeit einer Pumpe, wobei der Schneidkopf mit dem Laufrad ortsfest in axialer Verlängerung desselben zum Zusammenwirken mit einem Schneidring verbunden ist und einen Schneidkopfgrundkör- per mit einer Mehrzahl Schneidsegmente mit Schneidkopfschneidkanten zum Zerkleinern des Feststoffes aufweist, welche Schneidkopfschneidkanten sich von dem Schneidkopf- grundkörper radial weg erstrecken, das Laufrad eine Mehrzahl Schaufeln mit beabstandet zu den Schneidkopfschneid- kanten angeordneten und sich im Wesentlichen parallel zu den Schneidkopfschneidkanten erstreckenden Eintrittskanten aufweist und die Schneidkopfschneidkanten in Drehrichtung des Laufrades radial vorauseilend zu den Eintrittskanten angeordnet sind.Accordingly, the object is achieved by an arrangement comprising an impeller and a cutting head for solid-loaded liquid of a pump, the cutting head being stationarily connected to the impeller in an axial extension thereof for interaction with a cutting ring and having a cutting head base body with a plurality of cutting segments Has cutter head cutting edges for comminuting the solid, which cutter head cutting edges extend radially away from the cutter head main body, the impeller has a plurality of blades with leading edges arranged at a distance from the cutter head cutting edges and extending essentially parallel to the cutter head cutting edges, and the cutter head cutting edges in the direction of rotation of the impeller are arranged radially leading to the leading edges.
Ein wesentlicher Punkt der vorgeschlagenen Lösung liegt in den vorauseilenden Schneid- kopfschneidkanten, wodurch eine bessere Anströmung im Laufradbereich und derart eineAn essential point of the proposed solution lies in the leading cutting head cutting edges, which means a better flow in the impeller area and such a
| LU102841 höhere Pumpenkennlinie erreicht wird. Feststoffe, welche das aus Schneidring und Schneidkopf gebildete Schneidwerk passiert haben, treffen nicht direkt auf die Eintritts- kanten. Derart wird verhindert, dass sich fasrige Bestandteile um die Eintrittskanten legen und die Pumpe verstopfen. Im Wesentlichen parallel zu den Schneidkopfschneidkanten erstreckende Eintrittskanten bedeutet insbesondere, dass die Schneidkopfschneidkanten und die Eintrittskanten parallel oder um einen Winkel von < 2°, 5° oder 10° gegeniiber verschwenkt erstrecken. Als Pumpe wird im Allgemeinen eine Strômungsmaschine bezeichnet, die eine Drehbewe- gung und dynamische Kräfte zur Förderung überwiegend von Flüssigkeiten als Medium nutzt. Bevorzugt ist die Pumpe als Kreiselpumpe ausgestaltet. Bei einer Kreiselpumpe wird neben einer tangentialen Beschleunigung der Flüssigkeit, des Mediums, in radialer Strö- mung auftretende Fliehkraft zur Förderung genutzt, so dass solche Pumpen ebenso als Zentrifugalpumpen bezeichnet werden. Bevorzugt lässt sich die Pumpe für eine hydrauli- sche Anlage eines Gebäudes verwenden, beispielsweise als Abwasserpumpe.| LU102841 higher pump characteristic is achieved. Solids that have passed the cutting mechanism formed by the cutting ring and cutting head do not hit the leading edges directly. This prevents fibrous components from getting around the leading edges and clogging the pump. Leading edges extending essentially parallel to the cutting head cutting edges means in particular that the cutting head cutting edges and the leading edges extend parallel or pivoted by an angle of <2°, 5° or 10° with respect to one another. A pump is generally referred to as a flow machine 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.
Im regulären Betrieb der Pumpe kann ein Gehäuse eines Motors der Pumpe oberhalb eines Pumpengehäuses angeordnet, in welchem das von dem Motor über die Motorwelle ange- triebenes Laufrad zum Fördern des Fluid vorgesehen ist, wobei das Gehäuse des Motors mit dem Pumpengehäuse ortsfest verbunden und/oder einteilig gestaltet sein kann. Bevor- zugt ragt die Motorwelle an einer Antriebsseite aus dem Gehäuse des Motors in das Pum- pengehäuse hinein und/oder ist an der Antriebsseite das Laufrad ortsfest mit der Motorwel- le verbunden.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 connected to the motor shaft in a stationary manner 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-, Gestrüpp-, Textilien- oder Lappenteile oder dergleichen umfassen. Bevorzugt ist das Ge- häuse des Motors und/oder das Pumpengehäuse aus Metall, insbesondere aus Gusseisen oder Edelstahl, und/oder aus Kunststoff gestaltet.The liquid preferably includes water or another liquid medium such as waste water. The fluid can include solids such as impurities of any kind, in particular faeces, sediments, dirt, sand, or also smaller pieces of wood, undergrowth, textiles or rags or the like. The housing of the motor and/or the pump housing is preferably made of metal, in particular cast iron or stainless steel, and/or plastic.
; 4 LU102841 Bevorzugt ist der Schneidkopf beispielsweise mit dem Laufrad verschraubbar und derart an diesem fixierbar gestaltet, also Schneidkopf und Laufrad zweiteilig gestaltet.; 4 LU102841 Preferably, the cutting head can be screwed to the impeller, for example, and can be fixed to it in this way, ie the cutting head and impeller are designed in two parts.
Ebenso | kann der Schneidkopf mit dem Laufrad einstückig ausgeführt sein, beispielsweise aus ei- nem Metall oder einem Kunststoff.Likewise | For example, the cutting head can be made in one piece with the impeller, for example made of a metal or a plastic.
In Drehrichtung des Laufrades radial vorauseilend zu den Fintrittskanten bedeutet insbesondere, dass die Eintrittskanten und die Schneidkopf- schneidkanten nicht auf einer radialen Linie liegen, sondern in Drehrichtung davor fixiert angeordnet sind, beispielsweise um einige Grad bzw. mm.In the direction of rotation of the impeller, radially leading ahead of the fin entry edges means in particular that the entry edges and the cutter head cutting edges do not lie on a radial line, but are arranged fixed in front of them in the direction of rotation, for example by a few degrees or mm.
Die Schneidsegmente erstrecken sich bevorzugt radial von dem Schneidkopfgrundkôrper weg und/oder sind in regelmäßigen Abständen angeordnet und/oder einstiickig mit dem Schneidkopfgrundkôrper ausgestaltet.The cutting segments preferably extend radially from the cutter head body and/or are regularly spaced and/or formed integrally with the cutter head body.
Bevorzugt radial außen an den Schneidsegmenten sind die sich axial erstreckenden Schneidkopfschneidkanten vorgesehen, die zum Zerklei- nern des Feststoffes bevorzugt mit Schneidzähnen des Schneidrings zusammenwirken.The axially extending cutting head cutting edges are preferably provided radially on the outside of the cutting segments and preferably interact with cutting teeth of the cutting ring to comminute the solid.
Durch eine Rotationsbewegung der Motorwelle kann beispielsweise ein von der Schneid- kopfschneidkanten des Schneidkôrpers erfasstes Textil als Feststoff in Eingriff mit den Schneidzähnen gelangen, so dass das Textil zerkleinert wird und in der Folge die Pumpe nicht verstopfen kann.A rotational movement of the motor shaft can, for example, cause a solid textile gripped by the cutting head cutting edges of the cutting body to engage the cutting teeth, so that the textile is shredded and consequently cannot clog the pump.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung erstrecken sich die Schneidkopfschneidkanten je- weils im Wesentlichen axial.According to a preferred development, the cutting head cutting edges each extend essentially axially.
Im Wesentlichen axial bedeutet insbesondere, dass beispiels- weise eine Ausformschräge umfasst sein kann und/oder sich die Schneidkopfschneidkan- ten um < 3%, 5% oder 10% von der Axialen verschwenkt erstrecken können.Substantially axially means in particular that, for example, a draft bevel can be included and/or the cutting head cutting edges can extend pivoted by <3%, 5% or 10% from the axial line.
Ferner kann die Schneidkopfschneidkante in Form eines Wellenschliffs gestaltet sein.Furthermore, the cutting head cutting edge can be designed in the form of a serrated edge.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung sind die Schneidkopfschneidkanten um den Winkel a > 1,5°, 2,5°, 5° oder 10° vorauseilend zu den Eintrittskanten angeordnet.According to a preferred development, the cutting head cutting edges are arranged in advance of the leading edges by the angle α>1.5°, 2.5°, 5° or 10°.
Darüber hinaus sind auch Winkel von beispielsweise 15° oder 20° denkbar.In addition, angles of, for example, 15° or 20° are also conceivable.
Wie zuvor ausgeführt wird durch eine derartige Ausgestaltung eine bessere Anstrômung im Laufradbereich und eine verbesserte Pumpenkennlinie erreicht.As explained above, a better inflow in the impeller area and an improved pump characteristic are achieved by such a design.
Ferner treffen Feststoffe, die das aus Schneidring und Schneidkopf gebildete Schneidwerk passiert haben, nicht direkt auf die Eintrittskanten, sodass verhindert werden kann, dass sich fasrige Bestandteile der Feststoffe um die Ein- trittskanten legen und die Pumpe verstopfen. | meFurthermore, solids that have passed the cutting mechanism formed by the cutting ring and the cutting head do not hit the inlet edges directly, so that fibrous components of the solids can be prevented from laying around the inlet edges and clogging the pump. | me
’ 5 LU102841 Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Laufrad eine Öffnung auf, innert welcher der Schneidkopf angeordnet ist, und die Eintrittskanten von dem Rand der Öffnung radial nach außen beabstandet angeordnet sind. Bevorzugt beträgt der Abstand > 2,5, 10, 15 oder 20 mm. Eine derartige Beabstandung trägt ebenso zu einer besseren An- strömung im Laufradbereich und verbesserter Pumpenkennlinie bei. Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist die Anzahl Schneidkopfschneidkanten gleich, ungleich oder doppelt der Anzahl der Schaufeln und/oder der Eintrittskanten. Mit anderen Worten ist bevorzugt jedoch Eintrittskante eine Schneidkopfschneidkante zugeordnet. So- fern der Schneidkopf sich axial unterschiedlich lang erschreckende Schneidkopfschneid- kanten aufweist, korrespondieren bevorzugt die längeren Schneidkopfschneidkanten mit der Anzahl der Schaufeln, während die kürzeren Schneidkopfschneidkanten, axial betrach- tet, nicht an die Schaufeln heranreichen. In einem solchen Fall ist bevorzugt die Anzahl der längeren Schneidkopfschneidkanten gleich der Anzahl der Schaufeln und/oder der Ein- trittskanten. Die Eintrittskanten erstrecken sich bevorzugt in axialer Richtung. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Laufrad motorseitig eine Trag- | scheibe mit einer Nabe zur Aufnahme einer Motorwelle der Pumpe und saugseitig eine Deckscheibe mit Saugseite auf, wobei die Schaufeln zwischen der Tragscheibe und der Deckscheibe vorgesehen sind. Derart ist das Laufrad bevorzugt als geschlossenes zwei- kanaliges Laufrad gestaltet. Darüber hinaus kann das Laufrad auch als offenes Laufrad wie aus dem Stand der Technik bekannt gestaltet sein. Das Laufrad ist bevorzugt ortsfest kraft- und/oder formschlüssig mit der Motorwelle verbunden. Tragscheibe und/oder Deckscheibe sind bevorzugt kreisrund gestaltet und parallel zueinander angeordnet, während sich die Schaufeln axial und zwischen der Öffnung und einem äußeren Rand des Laufrades schne- ckenartig radial nach außen erstrecken. Sofern der Schneidkopf außenliegend vier Schneidsegmente mit Schneidkopfschneidkanten aufweist, wobei gegenüberliegende Seg- mente zurückgesetzt sind, ist die radiale Position des Schneidkopfes auf der Nabe bevor- zugt derart gewählt, dass die durchgängigen Schneidsegmente im Bereich der beiden Ein- trittskanten des Laufrades liegen.According to a further preferred embodiment, the impeller has an opening, within which the cutting head is arranged, and the leading edges are arranged spaced radially outwards from the edge of the opening. The distance is preferably >2.5, 10, 15 or 20 mm. Such a spacing also contributes to a better inflow in the impeller area and an improved pump characteristic. According to a preferred development, the number of cutter head cutting edges is equal, unequal or twice the number of blades and/or leading edges. In other words, however, a cutting head cutting edge is preferably assigned to the leading edge. If the cutter head has cutter head cutting edges of different axial lengths, the longer cutter head cutting edges preferably correspond to the number of blades, while the shorter cutter head cutting edges, viewed axially, do not reach the blades. In such a case, the number of longer cutting head cutting edges is preferably equal to the number of blades and/or leading edges. The leading edges preferably extend in the axial direction. According to a further preferred embodiment, the impeller has a support | disc with a hub for receiving a motor shaft of the pump and on the suction side a cover disc with suction side, the blades being provided between the support disc and the cover disc. In this way, the impeller is preferably designed as a closed two-channel impeller. In addition, the impeller can also be designed as an open impeller, as is known from the prior art. The impeller is preferably stationarily connected to the motor shaft in a non-positive and/or positive manner. The support disk and/or the cover disk are preferably circular in shape and arranged parallel to one another, while the blades extend axially and radially outwards between the opening and an outer edge of the impeller in the manner of a snail. If the cutting head has four cutting segments with cutting head cutting edges on the outside, with opposite segments set back, the radial position of the cutting head on the hub is preferably chosen such that the continuous cutting segments are in the area of the two leading edges of the impeller.
° 6 LU102841 Nach einer bevorzugten Weiterbildung weisen wenigstens zwei der Schneidkopfschneid- kanten unterschiedlich lange axiale Erstreckungen auf und die Schneidkopfschneidkante mit der längeren axialen Erstreckung ist beabstandet zu der Eintrittskante angeordnet.According to a preferred development, at least two of the cutting head cutting edges have axial extensions of different lengths and the cutting head cutting edge with the longer axial extension is arranged at a distance from the leading edge.
Durch die unterschiedlich langen Schneidkopfschneidkanten wird eine hôhere und derart bessere Pumpenkennlinie erreicht.Due to the different lengths of cutting head cutting edges, a higher and thus better pump characteristic is achieved.
Während die längere Schneidkopfschneidkante mit Schaufeln des Laufrades zusammenwirken kann, wirkt die kürzere Schneidkopfschneid- kante zusätzlich auf den Feststoff ein, wodurch ein besseres Schneidergebnis und eine ge- ringere Verstopfung der Pumpe erreicht wird.While the longer cutter head cutting edge can interact with the blades of the impeller, the shorter cutter head cutting edge also has an effect on the solid, resulting in a better cutting result and less clogging of the pump.
Ein noch besseres Schneidergebnis lässt sich erreichen, wenn beispielsweise ein Drittel der Schneidkopfschneidkanten länger zum Zu- sammenwirken mit den Schaufeln des Laufrades ausgeführt sind und zwei Drittel der Schneidkopfschneidkanten kürzer ausgeführt sind.An even better cutting result can be achieved if, for example, one third of the cutting head cutting edges are made longer for interaction with the blades of the impeller and two thirds of the cutting head cutting edges are made shorter.
Bevorzugt sind zur Ausbildung einer wenigstens zwei Schneidkopfschneidkanten kürzer ausgeführt und ein Vielfaches davon länger ausgeführt.In order to form at least two cutting head cutting edges, it is preferred to have a shorter design and a multiple thereof to be longer.
Weiter bevorzugt ist der Schneidkopf rotationssymmetrisch gestaltet.More preferably, the cutting head is designed to be rotationally symmetrical.
Ferner kann die Schneidkopfschneidkante in Form eines Wellenschliffs gestaltet sein.Furthermore, the cutting head cutting edge can be designed in the form of a serrated edge.
Be- vorzugt ist eine kürzere Schneidkopfschneidkante zwischen zwei längeren Schneidkopf- schneidkanten vorgesehen.A shorter cutting head cutting edge is preferably provided between two longer cutting head cutting edges.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelôst durch eine Pumpe mit einer Pumpenge- häuse und einer in dem Pumpengehäuse angeordneten Anordnung wie zuvor beschrieben, wobei zur radialen Abdichtung des Laufrades zwischen einer Saugseite des Laufrades und dem Pumpengehäuse ein zylindrischer Dichtspalt vorgesehen ist.The object of the invention is further achieved by a pump with a pump housing and an arrangement arranged in the pump housing as described above, a cylindrical sealing gap being provided between a suction side of the impeller and the pump housing for radial sealing of the impeller.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung weist die Pumpe einen ortsfest an der Pumpe vorgesehenen Schneidring oder den Schneidring und eine Anordnung wie zuvor beschrieben auf, wobei zur radialen Abdichtung der Schneidring das Laufrad zur Ausbildung eines konischer Dichtspalt we- nigstens teilweise umschließt.According to a preferred development, the pump has a stationary cutting ring provided on the pump or the cutting ring and an arrangement as described above, the cutting ring at least partially enclosing the impeller to form a conical sealing gap for radial sealing.
Durch die vorgeschlagenen Dichtspalten wird eine zuverläs- sige Abdichtung der Pumpe erreicht.The proposed sealing gaps ensure that the pump is sealed reliably.
In dem Dichtspalt kann einen Wellendichtring und/oder einen Spaltring vorgesehen sein.A shaft sealing ring and/or a split ring can be provided in the sealing gap.
Der Wellendichtring weist bevorzugt eine Dichtlippe auf, welche auf dem Laufrad aufliegt und vorzugsweise von einer Schlauchfe- der und/oder Wurmfeder radial auf das Laufrad gedrückt wird.The shaft sealing ring preferably has a sealing lip which rests on the impeller and is preferably pressed radially onto the impeller by a tubular spring and/or garter spring.
Der Wellendichtring kann mit festem Sitz in dem Pumpengehäuse eingebracht sein und/oder ist bevorzugt als radialer Wellendichtring ausgeführt.The shaft sealing ring can be introduced with a firm seat in the pump housing and/or is preferably designed as a radial shaft sealing ring.
Ebenso kann eine V-Ring-Dichtung bevorzugt aus Nitrilkaut- schuk vorgesehen sein.A V-ring seal, preferably made of nitrile rubber, can also be provided.
’ 7 LU102841 Nach einer bevorzugten Weiterbildung der vorbeschriebenen Pumpe und/oder des orstfest an der Pumpe vorgesehenen Schneidring und der zuvor beschriebenen Anordnung weist der Schneidring eine Mehrzahl mit den Schneidkopfschneidkanten zusammenwirkenden Schneidzähne zum Zerkleinern des erfassten Feststoffes auf.According to a preferred development of the pump described above and/or the cutting ring provided stationarily on the pump and the arrangement described above, the cutting ring has a plurality of cutting teeth interacting with the cutting edges of the cutting head for comminuting the solid matter collected.
Eine solche Pumpe ermög- licht eine bessere Anströmung im Eintrittsbereich des Laufrades, woraus eine höhere Pum- penkennlinie resultiert, da gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Ausgestaltun- gen eine Störung der Anströmung zwischen den Schaufeln bzw. den durch diesen gebilde- ten Schaufelkanälen reduziert wird.Such a pump enables a better inflow in the inlet area of the impeller, which results in a higher pump characteristic curve, since, compared to configurations known from the prior art, disruption of the inflow between the blades or the blade channels formed by them is reduced will.
Durch die zuvor beschriebenen unterschiedlich langen Schneidkopfschneidkanten werden Feststoffe größeren Durchmessers besser zurückgehal- ten, bis dass diese von dem außen liegenden Schneidring ausreichend zerkleinert sind, so dass ein besseres Schneidergebnis und eine geringere Verstopfungsgefahr erreicht wird.Due to the cutting head cutting edges of different lengths described above, solids with larger diameters are held back better until they are sufficiently comminuted by the cutting ring on the outside, so that a better cutting result and a lower risk of blockages are achieved.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen an- hand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is explained in more detail below with reference to the attached drawings using preferred exemplary embodiments.
In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 eine Pumpe in einer Teilschnittansicht gemäß einem bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung, 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 Ausführungs- beispiel der Erfindung, und DOG:1 shows a pump in a partial sectional view according to a preferred embodiment of the invention, 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 DOG:
; 8 LU102841 Fig. 4 ein Laufrad und den Schneidkopf der Pumpe in einer perspektivischen An- sicht (links) und in einer Draufsicht (rechts) gemäß dem bevorzugten Aus- führungsbeispiel der Erfindung.; 8 LU102841 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 embodiment of the invention.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele Fig. 1 zeigt eine Pumpe in einer Teilschnittansicht gemäß einem bevorzugten Ausfiih- rungsbeispiel der Erfindung. Die Pumpe, ausgefiihrt 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. Schneidkopf 1, Schneidring 2 und Laufrad 3 der Pumpe müssen nicht notwendigerweise wie nachfolgend beschrieben gestaltet sein. Das bedeutet, dass die Pumpe beispielsweise den nachfolgend beschriebenen Schneidkopf 1 aufweisen kann, jedoch Schneidring 2 und Laufrad 3 anders als nachfol- ı5 gend beschrieben gestaltet sein können. Analoges gilt für den Schneidring 2 und das Lauf- rad 3. Insofern muss bei Ausgestaltung beispielsweise des Schneidrings 2 wie nachfolgend beschrieben der Schneidkopf 1 nicht wie nachfolgend beschrieben gestaltet sein, was je- | doch durchaus möglich ist. Die Teilschnittansicht der Fig. 1 zeigt einen Teil eines Pumpengehäuses 4 der Pumpe, | oberhalb welchem im regulären Betrieb der Pumpe ein nicht gezeigtes Gehäuse fiir einen | Motor der Pumpe vorsehen ist. Der Motor treibt über eine nicht gezeigte Motorwelle das Laufrad 3 an, durch welches mit Feststoff belastete Fliissigkeit von einen unterhalb des Pumpengehäuses 4 ausgebildeten Saugseite 5 ansaugbar ist. Insofern sind die nachfolgend verwendeten Begriffe axial und radial jeweils auf die axiale Erstreckung der Motorwelle bezogen.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. 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. Cutting head 1, cutting ring 2 and impeller 3 of the pump do not necessarily have to be designed as described below. 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. 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 but it is quite possible. The partial sectional view of FIG. 1 shows part of a pump housing 4 of the pump, | above which, in regular operation of the pump, a housing (not shown) for a | Motor of the pump is provided. The motor drives the impeller 3 via a motor shaft (not shown), through which the liquid loaded with solids can be sucked in from a suction side 5 formed below the pump housing 4 . In this respect, the terms axial and radial used below are each related to the axial extent of the motor shaft.
Der Schneidkopf 1 ist ortsfest insbesondere kraft- und/oder formschlüssig mittels einer Schneidkopfschraube 6 mit dem Laufrad 3 verbunden, und dreht sich während des Betriebs der Pumpe entsprechend mit dem Laufrad 3 mit. Der zylinderartige, den Schneidkopf 1 | einfassenden Schneidring 2 ist demgegenüber ortsfest mit dem Pumpengehäuse 4 mittels einer Mehrzahl Schneidringschrauben 7 verbunden. Zwischen Schneidring 2 und Laufrad 3The cutting head 1 is stationary, in particular non-positively and/or positively connected to the impeller 3 by means of a cutting head screw 6 and rotates accordingly with the impeller 3 during operation of the pump. The cylinder-like cutting head 1 | enclosing cutting ring 2 is in contrast fixedly connected to the pump housing 4 by means of a plurality of cutting ring screws 7 . Between cutting ring 2 and impeller 3
' 9 LU102841 ist eine radiale Abdichtung vorgesehen. Der Schneidkopf 1 ragt in die Saugseite 5 hinein, so dass angesaugte Flüssigkeit von der Saugseite 5 zunächst durch einen zwischen Schneidkopf 1 und Schneidring 2 vorgesehen Spalt strömt, um danach durch das Laufrad 3 gefordert 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. Fig. 2 zeigt den Schneidkopf 1 der Pumpe in zwei perspektivischen Ansichten gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Links ist der Schneidkopf 1 in perspekti- vischer Draufsicht von der der Saugseite 5 gezeigt, während rechts der Schneidkopf 1 in perspektivischer Draufsicht von der dem Laufrad 3 zugeordneter Seite gezeigt ist. Der Schneidkopf 1 weist einen zylinderartigen, rotationssymmetrischen Schneidkopfgrundkôr- per 8 aus Metall auf, durch den sich axial eine Bohrung 9 zur Aufnahme der Schneidkopf- schraube 6 zur Befestigung an dem Laufrad 3 erstreckt.' 9 LU102841 a radial seal is provided. The cutting head 1 protrudes into the suction side 5 so that liquid sucked in flows from the suction side 5 first 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 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 regelmäBigen 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- körper 8 von einer dem Laufrad 3 gegenüberliegenden der Saugseite 5 zugewandten Flüs- sigkeitseintrittsseite 12 des Schneidkopfes 1 axial in Richtung des Laufrades 3 und bilden derart axial verlaufende Schneidkopfschneidkanten 13 aus. Während sich die in der linken Figur links und rechts um 180° gegeniiberliegend angeord- neten Schneidsegmente 11 bzw. deren Schneidkopfschneidkanten 13 axial gleich lang er- strecken, nämlich von der der Saugseite 5 zugewandten Flüssigkeitseintrittsseite 12 des Schneidkopfes 1 bis im Wesentlichen hin zu der gegeniiberliegenden dem Laufrad 3 zuge- wandten Seite 14, erstrecken sich die beiden im Abstand von 90° dazwischen angeordneten Schneidsegmente 11 bzw. deren Schneidkopfschneidkanten 13 axial von der Flüssig- | keitseintrittsseite 12 nicht bis hin zu der Seite 14. Mit anderen Worten weisen jeweils zwei Schneidkopfschneidkanten 13 gegenüber den beiden anderen Schneidkopfschneidkanten 13 eine unterschiedlich lange axiale Erstreckung auf, da sich ein erster Teil der Schneid-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 . While the cutting segments 11 arranged 180° opposite one another on the left and right in the left-hand figure and their cutting head cutting edges 13 extend axially of 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 On the side 14 facing the impeller 3, the two cutting segments 11 arranged between them at a distance of 90°, or their cutting head cutting edges 13, extend axially from the liquid | keitseingangsseite 12 not up to the page 14. In other words, each have two cutting head cutting edges 13 compared to the other two cutting head cutting edges 13 on a different length of axial extension, since a first part of the cutting
; 10 LU102841 kopfschneidkanten 13 von der Fliissigkeitseintrittsseite 14 im Wesentlichen oder über die gesamte axiale Erstreckung des Schneidkopfes 1 erstreckt und sich ein zweiter Teil der Schneidkopfschneidkanten 13 von der Fliissigkeitseintrittsseite14 nur über einen Teil der gesamten axialen Erstreckung des Schneidkopfes 1 erstreckt.; 10 LU102841 head cutting edges 13 from the liquid entry side 14 essentially or over the entire axial extension of the cutting head 1 and a second part of the cutting head cutting edges 13 from the liquid entry side 14 extends only over part of the entire axial extension of the cutting head 1.
Mit noch anderen Worten ist der zweite Teil der Schneidsegmente 11 gegeniiber dem ers- ten Teil etwa um die Hälfte eingekiirzt, 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 axialen Erstreckung des Schneidkopfes 1 einen gleichbleibenden radialen Durchmesser auf und verjiingen sich dann hin zu der dem Laufrad 3 zugewandten Seite 14 in ihrem Durchmesser tropfenformig. An seiner axial dem Laufrad 3 zugewandten Seite 14 weist der Schneidkopf 1 einen umlaufenden zylinderartigen Bund 15 auf, der einteilig mit dem Schneidkopf- ı5 grundkorper 8 ausgeführt ist und hinsichtlich seines radialen AuBendurchmessers bündig mit den Schneidkopfschneidkanten 13 abschließt. Der Bund 15 verjüngt sich in seinem Durchmesser von der Seite 14 in Richtung Flüssigkeitseintrittsseite 12 in den Schneid- kopfgrundkörper 8 gleichmäßig übergehend. Der Drehrichtung des Schneidkopf 1 zugewandt erstrecken sich die Schneidsegmente 11 von dem Schneidkopfgrundkörper 8 konkav radial weg hin zu der jeweiligen Schneidkopf- schneidkante 13. Demgegenüber in Drehrichtung des Schneidkopfes 1 abgewandt erstre- | cken sich die Schneidsegmente 11 linear radial von dem Schneidkopfgrundkôrper 8 weg zu der Schneidkopfschneidkante 13. Analoges gilt für die tropfenfôrmig Verjüngung der ein- gekiirzten Schneidsegmente 11. ‘ Zur weiteren Strômungsoptimierung sind die Schneidsegmente 11 und die Schneidkopf- schneidkanten 13 an der dem Laufrad 3 gegenüberliegenden Flüssigkeitseintrittsseite 12 des Schneidkopfes 1 abgeschrägt, wie aus Fig. 2 zu erkennen ist. Zum Zerkleinern des er- | fassten 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.In other words, the second part of the cutting segments 11 is approximately halved 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 extent of the cutting head 1 and then taper in their diameter in the form of a drop 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 is 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 body 8 . Facing the direction of rotation of the cutting head 1, the cutting segments 11 extend concavely radially away from the main body 8 of the cutting head towards the respective cutting edge 13 of the cutting head The cutting segments 11 move linearly radially away from the cutter head body 8 to the cutter head cutting edge 13. The same applies to the teardrop-shaped taper of the shortened cutting segments 11 Liquid inlet side 12 of the cutting head 1 bevelled, as can be seen from FIG. For crushing the | of the solid matter, the above-described cutting head 1 with its cutting head cutting edges 13 can interact with the cutting ring 2 provided stationary on the pump, having a plurality of cutting teeth 16 as described below.
; 11 LU102841 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 Schneidring 2 mittels drei um die Öffnung 17 herum gruppierter Schneidringschrauben 7 in axialer Verlängerung des Laufrades 3 mit dem Pumpengehäuse 4 der Pumpe ortsfest fixiert.; 11 LU102841 FIG. 3 shows a cutting ring 2 of the pump in two perspective views (above) and in a sectional view (below) 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 previously described, 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 .
In regelmäßigen Abständen sind an dem rotationssymmetrischen Schneidringgrundkôrper 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 Schneidkanten 19 beim Drehen des Schneidkopfes 1 mit den Schneidkopfschneidkanten 13 desselben zu- | sammenwirken. 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 Pumpengehiduse 4 heraus, wie auch in Fig. 1 angedeutet. Ebenso können vier, acht, zwölf oder mehr Schneidzähne 16 vorgesehen sind, die abwechselnd nach außen und innen ori- entiert sind. In axialer Erstreckung ist zwischen einer Spitze eines äußeren Schneidzahns 16 und einer Spitze eines inneren Schneidzahns 16 um die Offnung 17 herum jeweils eine innere Schneidkante 19 und eine äußere Schneidkante 17 ausgebildet.A plurality of cutting teeth 16 with respective 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 on the rotationally symmetrical cutting ring base body 18 around the opening 17 at regular intervals, the cutting edges 19 when rotating the cutting head 1 with the cutting head cutting edges 13 thereof to- | interact. 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, four, eight, twelve or more cutting teeth 16 can be provided, which are 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 around the opening 17 in the axial direction.
Die sich nach außen erstreckenden Schneidzähne 16 sind in der Schnittansicht unten in der Fig. 3 unterhalb des scheibenartigen Schneidringgrundkôrpers 18 dargestellt, während die sich nach innen erstreckenden Schneidzähne 16 in der Schnittansicht oberhalb des Schneidringgrundkôrpers 18 dargestellt sind. Die perspektivische Abbildung oben 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.The outwardly extending cutting teeth 16 are shown below the disc-type 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 at the top 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 .
' 12 LU102841 Wenigstens in den sich nach außen erstreckenden Schneidzähnen 16 ist jeweils eine sich radial nach außen 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 recess 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 ta- schenartige 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 Schneidring- grundkôrper 18 in dem Tal 21 radial nach außen abgeflacht ist. Die Materialaussparungen | und Täler 21 sind an allen Schneidzähnen 16 bzw. zwischen diesen vorgesehen und können durch Fräsen oder durch eine entsprechende Gussform eines metallenen 20 Schneidrings 2 hergestellt werden. Wie insbesondere aus der Abbildung unten in Fig. 3 zu erkennen, überlappen sich die äu- Bere Schneidkante 19 eines Tals 21 zwischen zwei sich nach außen erstreckenden Schneid- zähnen 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 umlaufender Bund vorhanden, der nicht von einer Schneidkante 19 unterbrochen ist. In Drehrichtung des Laufrades 3 flacht ein Schnittwinkel der Schneidkante 19 von dem Schneidringgrund- körper 18 nach außen hin zu einer Spitze des Schneidzahns 16 ab.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 depressions 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, so that the cutting ring body 18 is flattened radially outwards in the valley 21 . The material recesses | and valleys 21 are provided on and between all of the cutting teeth 16 and can be made by milling or by appropriate molding of a metal 20 cutting ring 2 . As can be seen in particular from the figure below in Fig. 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 basic body 18 of the cutting ring towards the tip of the cutting tooth 16 .
| Ein Schnittwinkel der äußeren Schneidzähne 16 bzw. der äußeren Schneidkanten 19, den Schneidkopfschneidkanten 13 zugewandt, beträgt 55°, wobei der Schnittwinkel der inneren| 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
° 13 LU102841 Schneidzähne 16 demgegenüber 52,5° beträgt. In Drehrichtung des Laufrades 3 ist der Schnittwinkel flacher und beträgt außen 20° und innen 10°. Jeder Schneidzahn 16 ragt von dem Schneidringgrundkorper 18 wenigstens 17 mm nach außen, wobei sich die inneren Schneidzähne 16 weiter als die äuBeren Schneidzähne 16 axial von dem Schneidring- grundkôrper 16 weg erstrecken. Die Schneidzähne 16 sind ferner radial ,angeschärft’, nämlich auBen mit 37° und innen mit 33° gegenüber dem scheibenartigen Schneidring- grundkôrper 16 zur Offnung 17 hin abgeflacht. Daneben sind andere Schneidwinkel und Dimensionen denkbar. Fig. 4 zeigt ein geschlossenes zwei-Kanal Laufrad 3 und den Schneidkopf 1 der Pumpe in einer perspektivischen halbgeôffneten Ansicht links und in einer halbgeôffneten Draufsicht rechts gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Schneidkopf 1 ist weiterhin mit dem in Fig. 4 nicht gezeigten Laufrad 3 ortsfest in axialer Verlängerung des- selben zum Zusammenwirken mit dem ebenso in Fig. 4 nicht gezeigten Schneidring 2 ver- bunden. Der Schneidkopf 1 ist wie zuvor beschrieben mit Schneidkopfgrundkôrper 8 mit der Mehrzahl Schneidsegmente 11 mit jeweils insbesondere axial verlaufenden Schneid- kopfschneidkanten 13 zum Zerkleinern des Feststoffes gestaltet, wobei sich Schneidkopf- schneidkanten 13 von dem Schneidkopfgrundkôrper 8 radial weg erstrecken. 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 Lauf- rades erstrecken, wie in Fig. 4 insbesondere rechts zu erkennen ist. 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 andererseits saug- seitig durch sich radial erstreckende Deckscheibe 27 eingefasst, so dass die sich axial er- streckenden Schaufeln 23 zwischen den parallel zueinander angeordneten Tragscheibe 26 und Deckscheibe 27 vorgesehen sind. An dem radial äußeren Rand ist das Laufrad 3 radial zwischen Tragscheibe 26, Deckscheibe 27 und zwei benachbarten Schaufeln 23 in seitli- cher Draufsicht rechteckartig geöffnet. |° 13 LU102841 cutting teeth 16 is 52.5°. 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 . 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 disc-like cutting ring base body 16 . In addition, other cutting angles and dimensions are conceivable. 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 top view on the right according to the preferred embodiment of the invention. The cutting head 1 is also stationarily connected to the impeller 3 (not shown in FIG. 4) in an axial extension of the same for interaction with the cutting ring 2 (also not shown in FIG. 4). The cutter head 1 is designed as previously described with the cutter head body 8 with the plurality of cutting segments 11 each with cutter head cutting edges 13 running in particular axially for comminuting the solid matter, the cutter head cutting edges 13 extending radially away from the cutter head body 8 . The disk-like impeller 3 has, in the usual manner, 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 can be seen in particular on the right. 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 receiving the motor shaft of the pump and on the other hand by a radially extending cover plate 27 on the suction side, so that the axially extending blades 23 are located between the parallel to each other arranged support disk 26 and cover disk 27 are provided. 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 side plan view. |
' 14 LU102841 Wie insbesondere aus Fig. 4 links zu erkennen, sind die Schneidkopfschneidkanten 13 be- anstandet zu den Eintrittskanten 24 angeordnet. Ferner sind die Eintrittskanten 24 von dem inneren Rand der Laufradoffnung 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 Schneidkopf- schneidkanten 13 nicht auf einer radialen Linie. Der Winkel a beträgt beispielsweise < 2,5°, 5° oder 10°. Die Schneidkopfschneidkanten 13 und die Eintrittskanten 24 erstrecken sich parallel zueinander.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 are not on a radial line. The angle a is <2.5°, 5° or 10°, for example. The cutting head cutting edges 13 and the leading edges 24 extend parallel to one another.
Vorliegend sind wie zuvor ausgeführt zwei Schaufeln 23 vorgesehen, während der durch die Laufradôffnung 25 hin durchgeführte Schneidkopf 1 vier Schneidkopfschneidkanten 13 aufweist. Von den vier Schneidkopfschneidkanten 13 wirken jedoch nur die Schneidkopf- schneidkanten 13 der nicht verkürzten Schneidsegmente 11 mit den Schaufeln 23 zusam- | men. In axialer Richtung sind die verkürzten Schneidsegmente 11 saugseitig vor den Schaufeln 23 vorgesehen, so dass keine Ubertragung der Schneidkopfschneidkanten 13 der verkiirzten Schneidsegmente 11 mit den Schaufeln 23 gegeben ist. Sofern in alternativer 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 ausgebildet, in dem der Schneidring 2 das Laufrad 2 zur Ausbildung eines konischer Dichtspalt wenigstens teil- weise umschließt. Die beschriebenen Ausführungsbeispiels sind lediglich Beispiele, die im Rahmen der An- sprüche auf vielfältige Weise modifiziert und/oder ergänzt werden können. Jedes Merkmal, das für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann eigenständig oder in Kombination mit anderen Merkmalen in einem beliebigen anderen Ausführungsbeispiel genutzt werden. Jedes Merkmal, dass für ein Ausführungsbeispiel einer bestimmten Kate- gorie beschrieben wurde, kann auch in entsprechender Weise in einem Ausführungsbei- spiel einer anderen Kategorie eingesetzt werden.In the present case two blades 23 are provided as previously stated, while the cutter head 1 passing through the impeller opening 25 has four cutter 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 men. In the axial direction, the shortened cutting segments 11 are provided in front of the blades 23 on the suction side, so that there is no transfer of the cutting head cutting edges 13 of the shortened cutting segments 11 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. The exemplary embodiments described are merely examples that can be modified and/or supplemented in a variety of 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 that has been described for an embodiment of a certain category can also be used in a corresponding manner in an embodiment of a different category.
‘ 15 | LU102841 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 Öffnung 17 Schneidringgrundkérper 18 Schneidkante 19 Materialaussparung 20 Tal 21 Vertiefung 22 Schaufel 23 Eintrittskante 24 Laufradöffnung 25 Tragscheibe 26 Deckscheibe 27' 15 | LU102841 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 21 Depression 22 Blade 23 Leading edge 22 Impeller opening 25 carrier disc 26 cover disc 27
Claims (10)
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