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EP2535590A2 - Kreiselpumpe mit integriertem Schneidwerk - Google Patents

Kreiselpumpe mit integriertem Schneidwerk Download PDF

Info

Publication number
EP2535590A2
EP2535590A2 EP12168834A EP12168834A EP2535590A2 EP 2535590 A2 EP2535590 A2 EP 2535590A2 EP 12168834 A EP12168834 A EP 12168834A EP 12168834 A EP12168834 A EP 12168834A EP 2535590 A2 EP2535590 A2 EP 2535590A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
impeller
cutting
centrifugal pump
motor
pump assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12168834A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2535590A3 (de
Inventor
Rolf Witzel
Christoph Jäger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KSB SE and Co KGaA
Original Assignee
KSB AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KSB AG filed Critical KSB AG
Publication of EP2535590A2 publication Critical patent/EP2535590A2/de
Publication of EP2535590A3 publication Critical patent/EP2535590A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2261—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
    • F04D29/2288—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures for comminuting, mixing or separating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/0084—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments specially adapted for disintegrating garbage, waste or sewage
    • B02C18/0092—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments specially adapted for disintegrating garbage, waste or sewage for waste water or for garbage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/04—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous
    • F04D7/045—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous with means for comminuting, mixing stirring or otherwise treating

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal pump assembly with a cutting mechanism, which is arranged in front of the inflow of the medium in an impeller, the cutting mechanism having a cutting surface with openings through which the medium flows and has a rotating cutting body, which abuts the cutting surface, wherein the cutting body and the Impeller be put together by a motor in rotation.
  • the pumps and piping When pumping municipal sewage with coarse and fibrous admixtures, the pumps and piping must be very large in size so that they have a sufficiently large cross-section to prevent clogging.
  • the pumps and pipelines take up a lot of space and represent a high investment requirement.
  • the cutting unit In order to be able to use even smaller pumps and pipelines, a cutting unit must be used to prevent clogging, as in the DE 20 2009 003 995 U1 is described.
  • the cutting unit is installed in the pipeline via a flange connection.
  • the cutting mechanism has a cutting surface with openings.
  • the medium flows through the openings.
  • a rotating cutting body In front of the cutting surface, a rotating cutting body is arranged, which abuts against the cutting surface and the openings extends over its rotation.
  • the cutting body is driven by a motor.
  • the medium enters the cutting unit through an inlet opening, is deflected by 90 ° and then exits through an outlet opening.
  • the minced Medium can then be supplied to a pump.
  • the cutting unit is an additional separate component with its own drive, which is installed in the pipeline in front of the pump.
  • centrifugal pumps are used with integrated cutting unit.
  • the DE 196 43 729 A1 describes a device for the promotion of manure.
  • the device has a housing designed as a double-chamber container.
  • the dual-chamber container is separated by a liquid-permeable partition into a settling chamber and an outlet space.
  • the liquid-permeable partition wall forms a cutting unit with a rotating cutting element.
  • a drive shaft drives a rotary pump and the cutting element.
  • the present invention seeks to provide a centrifugal pump with integrated cutting, which has a high efficiency and their cutting ensures a high cutting efficiency even over long periods of operation.
  • the motor is associated with a control device which can circulate the impeller and the cutting body at intervals in different directions of rotation, wherein the blades of the impeller extend in a purely radial direction, so that the centrifugal pump in both directions of rotation the same characteristic having.
  • the centrifugal pump assembly includes an impeller driven by a shaft that is rotated by a motor.
  • the centrifugal pump arrangement comprises a control device which is set up to operate the motor in different directions of rotation. As a result, run the impeller and the cutting body together at intervals in changing rotational directions.
  • the regular reversal of direction can be done by an electric motor with a corresponding rear derailleur as a control device, which are suitable as an electric motor, in particular a three-phase synchronous motor, an asynchronous motor, a DC motor or an AC motor.
  • the reversal of direction causes a self-sharpening effect of the cutting unit.
  • the running cutting edges of the rotating cutting body and the cutting surface are sharpened while the leading edges wear out.
  • a regular change of the direction of rotation ensures that the cutting ability is maintained. This ensures a long life of the cutting unit.
  • an impeller is used whose blades extend straight from the axis of rotation to the outside.
  • a rotational direction-independent conveying characteristic of the centrifugal pump is achieved.
  • the characteristic curve and the power consumption and thus the impeller effect are the same in both directions of rotation.
  • the flow space between the impeller and the housing is formed mirror-symmetrically to the discharge nozzle axis.
  • the impeller is surrounded by an annular space housing.
  • annular space housing By such a housing, in contrast to a spiral housing, a direction of rotation-independent conveying characteristic is achieved.
  • the pump characteristic and the efficiency curve of the centrifugal pump are identical in both directions of rotation.
  • the cutting body is rotatably connected to the impeller. It proves to be particularly advantageous if the cutting body is fastened via a fastening means on the end face of the shaft which drives the impeller.
  • a bore through the cutting body, the impeller and the shaft is introduced centrally of the axis of rotation of the shaft, which receives the fastener.
  • the fastening means is preferably designed as a screw.
  • the bore has a thread in the region of the impeller and / or the shaft into which the screw engages.
  • the cutting body can also be connected by means of a pin with the impeller rotationally fixed.
  • the cutting surface is integrated in the suction cover of the centrifugal pump and fills the entire intake cross-sectional area of the suction nozzle.
  • Fig. 1 shows a centrifugal pump with integrated cutting unit 1.
  • the cutting unit 1 is located in front of the inflow of the medium in the impeller 2 ,.
  • the cutting unit 1 comprises a fixed cutting surface 3 and a rotating cutting body 4.
  • the cutting surface 3 is executed in the embodiment as a circular, flat cutting plate having openings 5 through which the medium flows.
  • the cutting surface 3 is integrated in the suction cover 6 of the centrifugal pump and fills the entire inflow cross-sectional area.
  • the cutting body 4 rotates and thereby passes over the openings 5.
  • the cutting body 4 comprises knives 7, which rest on the cutting surface 3. They are pressed with a contact force F against the cutting surface 3.
  • the cutting body 4 is fixed to the end face of a shaft 8.
  • the cutting body 4 and the impeller 2 are provided centrally to its axis of rotation with a bore 9, which continues in the end face of the shaft 8.
  • a fastener 10 is inserted in the hole 9, a fastener 10 is inserted.
  • the fastening element 10 is a screw which engages in a thread which has the bore 9 in the region of the shaft 8.
  • the cutting body 4 is rotatably connected to the impeller 2 and the shaft 8.
  • the shaft 8 is driven by a motor 11.
  • This is an electric motor comprising a stator 12 and a rotor 13.
  • the motor 11 is surrounded by a motor housing 14.
  • the impeller 2 is surrounded by a housing 15.
  • the blades 16 of the impeller 2 are integrally formed on a cover plate 17. Through the discharge port 18, the medium leaves the centrifugal pump.
  • the required for mounting division of the motor housing 14 from the housing 15 is not shown for reasons of clarity.
  • the impeller 2 and the cutting body 4 are rotated together by the motor 11 in rotation.
  • the cutting body 4 is pressed with a force F against the cutting surface 3.
  • a control device is associated with the motor 11, which rotates the impeller 2 and the cutting body 4 at intervals in opposite directions of rotation.
  • the time intervals for each direction of rotation are the same length.
  • Fig. 2 shows a front view of the cutting unit 1.
  • the cutting surface 3 is designed as a circular cutting plate, which is provided with openings 5 through which the medium flows.
  • the cutting body 4 comprises four wings 19, which cover the openings 5, the cutting surface 3.
  • the wings 19 are integrally formed on a cylindrical base body 20 and extending from the axis of rotation straight in the purely radial direction to the outside.
  • Each wing 19 has at its the cutting surface 3 facing Page a knife 7 on.
  • the knives 7 of the cutting body 4 lie directly against the cutting surface 3.
  • the cutting body 4 is fastened via a fastening means 10 on the end face of the shaft 8.
  • a screw is used as a fastening means 10.
  • Fig. 3 shows a radial section of the impeller 2 and the housing 15.
  • the blades 16 of the impeller 2 are integrally formed on a cover plate 17 and run in a star shape toward the axis of rotation. They are formed in a straight line in a purely radial direction and thus do not show the usual curve with centrifugal pumps.
  • the arrangement of the blades 16 is mirror-symmetrical to the pressure nozzle axis 21st
  • the medium enters the impeller 2, flows past the blades 16 and leaves the centrifugal pump through the discharge nozzle 18.
  • the impeller 3 is fixed by means of a fastening means 10 on the end face of the shaft 8.
  • the impeller 2 is surrounded by a housing 15, which is designed according to the invention as an annular housing, so that the impeller 2 has the same conveying characteristic in both directions of rotation.
  • the flow space 23 between the impeller 2 and the housing 15 is mirror-symmetrical to the discharge nozzle axis 21.
  • Fig. 4 shows a perspective view of a centrifugal pump with integrated cutting unit 1.
  • the cutting edges are formed directly on the wings 19, so that no additional knives 7 are required in contrast to the variant described above.
  • the wings 19 are located directly on the cutting surface 3.
  • the wings 19 are integrally formed on a cylindrical base body 20 and extend in a star shape to the outside.
  • the suction cover 6 has a recess into which the cutting surface 3 designed as a circular cutting insert fits flush. Through the openings 5 the cutting plate 3, the medium is sucked. During rotation, the wings 19 of the cutting body 4 overlap the openings 5.
  • the impeller 2 has blades 16 which extend in a straight line in the purely radial direction to the outside.
  • the blades 16 are formed as cuboid elevations on the cover plate 17 of the impeller 2.
  • the impeller 2 and the cutting body 4 are in the in Fig. 4 variant shown connected via a pin 24 rotatably connected to each other.
  • the impeller 2 is rotated by the shaft 8. Due to the connection of the impeller 2 with the cutting body 4 via the pin 24, the cutting body 4 rotates at the same speed as impeller 2 and shaft eighth
  • the cutting body 4 is arranged axially displaceably on a piston 25.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpenanordnung mit einem Schneidwerk (1), das vor dem Zustrom des Mediums in ein Laufrad (2) angeordnet ist. Das Schneidwerk (1) weist eine Schneidfläche (3) mit Öffnungen (5) auf, durch die das Medium strömt. Ein rotierender Schneidkörper (4) liegt an der Schneidfläche (3) an. Der Schneidkörper (4) und das Laufrad (2) werden gemeinsam von einem Motor (11) in Rotation versetzt. Erfindungsgemäß ist dem Motor (11) eine Steuereinrichtung zugeordnet, welche das Laufrad (2) und den Schneidkörper (4) intervallweise in unterschiedlicher Rotationsrichtung umlaufen lässt. Das Laufrad (2) weist Schaufeln (16) auf, die sich in rein radialer Richtung erstrecken. Dadurch weist die Kreiselpumpe in beiden Drehrichtungen die gleiche Kennlinie auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpenanordnung mit einem Schneidwerk, das vor dem Zustrom des Mediums in ein Laufrad angeordnet ist, wobei das Schneidwerk eine Schneidfläche mit Öffnungen durch die das Medium strömt und einen rotierenden Schneidkörper aufweist, der an der Schneidfläche anliegt, wobei der Schneidkörper und das Laufrad gemeinsam von einem Motor in Rotation versetzt werden.
  • Bei der Förderung von kommunalen Abwässern mit groben und fasrigen Beimengungen müssen die Pumpen und Rohrleitungen sehr groß dimensioniert sein, so dass sie einen ausreichend großen Querschnitt aufweisen, damit es nicht zu Verstopfungen kommt. Die Pumpen und Rohrleitungen nehmen dadurch viel Raum ein und stellen einen hohen Investitionsbedarf dar.
  • Um auch kleinere Pumpen und Rohrleitungen einsetzen zu können, muss zur Vermeidung von Verstopfungen ein Schneidwerk verwendet werden, wie es in der DE 20 2009 003 995 U1 beschrieben wird. Das Schneidwerk wird in die Rohrleitung über eine Flanschverbindung eingebaut. Das Schneidwerk weist eine Schneidfläche mit Öffnungen auf. Durch die Öffnungen fließt das Medium. Vor der Schneidfläche ist ein rotierender Schneidkörper angeordnet, der an der Schneidfläche anliegt und die Öffnungen bei seiner Rotation überstreift. Der Schneidkörper wird mit einem Motor angetrieben. Das Medium tritt durch eine Einlassöffnung in das Schneidwerk, wird um 90° umgelenkt und tritt anschließend durch eine Auslassöffnung aus. Das zerkleinerte Medium kann dann einer Pumpe zugeführt werden. Bei dem Schneidwerk handelt es sich um ein zusätzliches separates Bauteil mit einem eigenen Antrieb, das in der Rohrleitung vor der Pumpe eingebaut wird.
  • Im Gegensatz dazu wird bei gattungsgemäßen Vorrichtungen gemäß dem Oberbegriff der Erfindung Kreiselpumpen mit integriertem Schneidwerk eingesetzt. Die Zerkleinerung der festen Bestandteile erfolgt mittels eines Schneidwerks, bei dem das Medium durch Öffnungen strömt, die in einer Schneidfläche eingebracht sind, wobei vor und/oder nach der Schneidfläche ein rotierender Schneidkörper an der Schneidfläche anliegt.
  • Es sind im Stand der Technik allerdings auch ganz andere Prinzipien zur Feststoffzerkleinerung bekannt, bei denen, im Gegensatz zu den gattungsgemäßen Vorrichtungen, kein Schneidwerk zur Feststoffzerkleinerung eingesetzt wird.
  • So wird in der DE 25 36 555 A1 eine Vorrichtung beschrieben, bei der das Medium zunächst durch Axialschlitze strömt und dann in einem Bereich zwischen einem Mahlelement und einem Flügelrad zerschert wird.
  • Auch in der DE 2 313 403 A wird ebenfalls kein Schneidwerk eingesetzt, sondern es erfolgt eine Zerkleinerung durch die Schaufeln des Laufrades, die messerartige Schneidkanten aufweisen.
  • Die DE 196 43 729 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Förderung von Gülle. Die Vorrichtung weist ein als Doppelkammerbehälter ausgebildetes Gehäuse auf. Der Doppelkammerbehälter wird durch eine flüssigkeitsdurchlässige Trennwand in einen Beruhigungsraum und einen Austrittsraum getrennt. Die flüssigkeitsdurchlässige Trennwand bildet mit einem rotierenden Schneidelement ein Schneidwerk. Eine Antriebswelle treibt eine Rotationspumpe und das Schneidelement an.
  • Mit zunehmender Betriebsdauer nimmt bei Schneidwerken die Schneidwirkung aufgrund des Verschleißes der Schneidkanten ab. Dadurch steigt die Verstopfungsgefahr. Hauptursache für den Verschleiß sind mineralische oder metallische Beimengungen im Abwasser, die dazu führen, dass die auflaufenden Schneidkanten sowohl des rotierenden als auch des feststehenden Teils stumpf werden. Die ablaufenden Kanten sind davon nicht betroffen.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe mit integriertem Schneidwerk anzugeben, die einen hohen Wirkungsgrad aufweist und deren Schneidwerk auch über lange Betriebsphasen eine hohe Schneidwirkung gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem Motor eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, welche das Laufrad und den Schneidkörper intervallweise in unterschiedlichen Rotationsrichtungen umlaufen lässt, wobei sich die Schaufeln des Laufrades in rein radialer Richtung erstrecken, so dass die Kreiselpumpe in beiden Rotationsrichtungen die gleiche Kennlinie aufweist.
  • Die Kreiselpumpenanordnung umfasst ein Laufrad, das von einer Welle angetrieben wird, die von einem Motor in Rotation versetzt wird. Erfindungsgemäß umfasst die Kreiselpumpenanordnung eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, den Motor in unterschiedlichen Rotationsrichtungen zu betreiben. Dadurch laufen das Laufrad und der Schneidkörper gemeinsam intervallweise in wechselnden Rotationsrichtungen um.
  • Die regelmäßige Drehrichtungsumkehr kann durch einen Elektromotor mit entsprechendem Schaltwerk als Steuereinrichtung erfolgen, wobei als Elektromotor insbesondere ein dreiphasiger Synchronmotor, ein Asynchronmotor, ein Gleichstrommotor oder ein Allstrommotor eignen. Die Drehrichtungsumkehr bewirkt eine selbst schärfende Wirkung des Schneidwerks. Dabei werden die ablaufenden Schneidkanten des rotierenden Schneidkörpers und der Schneidfläche geschärft, während die auflaufenden Kanten verschleißen. Durch einen regelmäßigen Wechsel der Drehrichtung wird gewährleistet, dass die Schneidfähigkeit erhalten bleibt. Damit wird eine hohe Lebensdauer des Schneidwerks gesichert.
  • Erfindungsgemäß wird ein Laufrad eingesetzt, dessen Schaufeln sich ausgehend von der Drehachse geradlinig nach außen erstrecken. Durch Verwendung eines Laufrades mit einer Beschaufelung, die sich geradlinig in rein radialer Richtung nach außen erstreckt, wird eine drehrichtungsunabhängige Fördercharakteristik der Kreiselpumpe erreicht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kreiselpumpen, mit gekrümmtem Schaufelverlauf, ist die Kennlinie und die Leistungsaufnahme und somit die Laufradwirkung in beiden Drehrichtungen gleich.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung ist der Strömungsraum zwischen Laufrad und Gehäuse spiegelsymmetrisch zur Druckstutzenachse ausgebildet. Vorzugsweise wird das Laufrad von einem Ringraumgehäuse umgeben. Durch ein solches Gehäuse wird, im Gegensatz zu einem Spiralgehäuse, eine drehrichtungsunabhängige Fördercharakteristik erreicht. Die Pumpenkennlinie und die Wirkungsgradkennlinie der Kreiselpumpe sind in beiden Rotationsrichtungen identisch.
  • Der Schneidkörper ist mit dem Laufrad drehfest verbunden. Dabei erweist es sich als besonders günstig, wenn der Schneidkörper über ein Befestigungsmittel an der Stirnseite der Welle befestigt ist, die das Laufrad antreibt. Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird mittig zur Drehachse der Welle eine Bohrung durch den Schneidkörper, das Laufrad und die Welle eingebracht, die das Befestigungsmittel aufnimmt. Das Befestigungsmittel ist vorzugsweise als Schraube ausgeführt. Die Bohrung weist im Bereich des Laufrades und/oder der Welle ein Gewinde auf, in das die Schraube greift. Alternativ oder ergänzend dazu kann der Schneidkörper auch mittels eines Stiftes mit dem Laufrad rotationsfest verbunden werden.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Schneidfläche in den Saugdeckel der Kreiselpumpe integriert und füllt die gesamte Ansaug-Querschnittsfläche des Saugstutzens aus.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst. Dabei zeigt
    • Fig. 1
    einen Axialschnitt einer Kreiselpumpe mit integriertem Schneidwerk,
    Fig. 2
    eine Vorderansicht des Schneidwerks,
    Fig. 3
    einen Radialschnitt des Laufrades und Gehäuses,
    Fig. 4
    eine perspektivische Darstellung einer Kreiselpumpe mit integriertem Schneidwerk.
  • Fig. 1 zeigt eine Kreiselpumpe mit integriertem Schneidwerk 1. Das Schneidwerk 1 ist vor dem Zustrom des Mediums in das Laufrad 2, angeordnet. Das Schneidwerk 1 umfasst eine feststehende Schneidfläche 3 und einen rotierenden Schneidkörper 4. Die Schneidfläche 3 ist im Ausführungsbeispiel als kreisrunde, ebene Schneidplatte ausgeführt, die Öffnungen 5 aufweist, durch die das Medium strömt. Die Schneidfläche 3 ist im Saugdeckel 6 der Kreiselpumpe integriert und füllt die gesamte Zustromquerschnittsfläche aus. Vor der Schneidfläche 3 rotiert der Schneidkörper 4 und überstreift dabei die Öffnungen 5. Der Schneidkörper 4 umfasst Messer 7, die an der Schneidfläche 3 anliegen. Sie werden mit einer Anpresskraft F gegen die Schneidfläche 3 gepresst.
  • Der Schneidkörper 4 ist an der Stirnseite einer Welle 8 befestigt. Dazu sind der Schneidkörper 4 und das Laufrad 2 mittig zu ihrer Drehachse mit einer Bohrung 9 versehen, die sich in die Stirnseite der Welle 8 fortsetzt. In die Bohrung 9 wird ein Befestigungselement 10 eingeführt. Bei dem Befestigungselement 10 handelt es sich um eine Schraube, die in ein Gewinde greift, das die Bohrung 9 im Bereich der Welle 8 aufweist.
  • Der Schneidkörper 4 ist drehfest mit dem Laufrad 2 und der Welle 8 verbunden. Die Welle 8 wird von einem Motor 11 angetrieben. Dabei handelt es sich um einen Elektromotor, der einen Stator 12 und einen Rotor 13 umfasst. Der Motor 11 wird von einem Motorgehäuse 14 umgeben. Das Laufrad 2 ist von einem Gehäuse 15 umgeben. Die Schaufeln 16 des Laufrades 2 sind an einer Deckscheibe 17 angeformt. Durch den Druckstutzen 18 verlässt das Medium die Kreiselpumpe. Die zur Montage erforderliche Teilung des Motorgehäuses 14 vom Gehäuse 15 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
  • Das Laufrad 2 und der Schneidkörper 4 werden gemeinsam von dem Motor 11 in Rotation versetzt. Der Schneidkörper 4 wird mit einer Kraft F gegen die Schneidfläche 3 gepresst.
  • Erfindungsgemäß ist dem Motor 11 eine Steuereinrichtung zugeordnet, welche das Laufrad 2 und den Schneidkörper 4 intervallweise in entgegen gesetzten Rotationsrichtungen umlaufen lässt. Vorzugsweise sind die Zeitintervalle für jede Drehrichtung gleich lang.
  • Bei jeder Drehrichtung werden jeweils die ablaufenden Schneidkanten der Messer 7 und der Schneidfläche 3 geschärft, während die auflaufenden Kanten verschleißen. Ab einem bestimmten Verschleißgrad wird die Drehrichtung gewechselt, so dass sich die zuvor verschlissenen Kanten wieder schärfen.
  • Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht des Schneidwerks 1. Die Schneidfläche 3 ist als kreisförmige Schneidplatte ausgeführt, die mit Öffnungen 5 versehen ist, durch die das Medium strömt.
  • Der Schneidkörper 4 umfasst vier Flügel 19, welche die Öffnungen 5, der Schneidfläche 3 überstreifen. Die Flügel 19 sind an einem zylindrischen Grundkörper 20 angeformt und erstrecken sich ausgehend von der Drehachse geradlinig in rein radialer Richtung nach außen. Jeder Flügel 19 weist an seiner der Schneidfläche 3 zugewandten Seite ein Messer 7 auf. Die Messer 7 des Schneidkörpers 4 liegen unmittelbar an der Schneidfläche 3 an.
  • Der Schneidkörper 4 ist über ein Befestigungsmittel 10 an der Stirnseite der Welle 8 befestigt. Im Ausführungsbeispiel wird eine Schraube als Befestigungsmittel 10 eingesetzt.
  • Fig. 3 zeigt einen Radialschnitt des Laufrades 2 und des Gehäuses 15. Die Schaufeln 16 des Laufrades 2 sind an einer Deckscheibe 17 angeformt und laufen sternförmig auf die Drehachse zu. Sie sind geradlinig in rein radialer Richtung ausgebildet und zeigen somit nicht den bei Kreiselpumpen üblichen gekrümmten Verlauf. Die Anordnung der Schaufeln 16 ist spiegelsymmetrisch zur Druckstutzenachse 21.
  • Durch die Zuflussöffnung 22 tritt das Medium in das Laufrad 2 ein, strömt an den Schaufeln 16 vorbei und verlässt die Kreiselpumpe durch den Druckstutzen 18. Das Laufrad 3 ist mit Hilfe eines Befestigungsmittels 10 an der Stirnseite der Welle 8 befestigt.
  • Das Laufrad 2 ist von einem Gehäuse 15 umgeben, das erfindungsgemäß als Ringgehäuse ausgebildet ist, so dass das Laufrad 2 in beiden Drehrichtungen die gleiche Fördercharakteristik aufweist. Der Strömungsraum 23 zwischen Laufrad 2 und Gehäuse 15 ist spiegelsymmetrisch zur Druckstutzenachse 21 ausgebildet.
  • Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Kreiselpumpe mit integriertem Schneidwerk 1. Bei dem hier dargestellten Schneidkörper 4 sind die Schneidkanten direkt an die Flügel 19 angeformt, so dass im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Variante keine zusätzlichen Messer 7 erforderlich sind. Die Flügel 19 liegen unmittelbar an der Schneidfläche 3 an. Die Flügel 19 sind an einen zylindrischen Grundkörper 20 angeformt und erstrecken sich sternförmig nach außen.
  • Der Saugdeckel 6 weist eine Aussparung auf, in die sich die als kreisförmige Schneidplatte ausgebildete Schneidfläche 3 bündig einfügt. Durch die Öffnungen 5 der Schneidplatte 3 wird das Medium angesaugt. Bei der Rotation überstreifen die Flügel 19 des Schneidkörpers 4 die Öffnungen 5.
  • Das Laufrad 2 weist Schaufeln 16 auf, die sich geradlinig in rein radialer Richtung nach außen erstrecken. Die Schaufeln 16 sind als quaderförmige Erhebungen an der Deckscheibe 17 des Laufrades 2 angeformt.
  • Das Laufrad 2 und der Schneidkörper 4 sind bei der in Fig. 4 dargestellten Variante über einen Stift 24 drehfest miteinander verbunden. Das Laufrad 2 wird von der Welle 8 in Rotation versetzt. Aufgrund der Verbindung des Laufrades 2 mit dem Schneidkörper 4 über den Stift 24 rotiert der Schneidkörper 4 mit der gleichen Drehzahl wie Laufrad 2 und Welle 8.
  • Bei der in Fig. 4 dargestellten Variante ist der Schneidkörper 4 axial verschiebbar auf einem Kolben 25 angeordnet.

Claims (9)

  1. Kreiselpumpenanordnung mit einem Schneidwerk (1), das vor dem Zustrom des Mediums in ein Laufrad (2) angeordnet ist, wobei das Schneidwerk (1) eine Schneidfläche (3) mit Öffnungen (5) durch die das Medium strömt und einen rotierenden Schneidkörper (4) aufweist, der an der Schneidfläche (3) anliegt, wobei der Schneidkörper (4) und das Laufrad (2) gemeinsam von einem Motor (11) in Rotation versetzt werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    dem Motor (11) eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, welche das Laufrad (2) und den Schneidkörper (4) intervallweise in unterschiedlichen Rotationsrichtungen umlaufen lässt, wobei sich die Schaufeln (16) des Laufrades (2) in rein radialer Richtung erstrecken, so dass die Kreiselpumpe in beiden Rotationsrichtungen die gleiche Kennlinie aufweist.
  2. Kreiselpumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsraum (23) zwischen Laufrad (2) und Gehäuse (15) symmetrisch zur Druckstutzenachse (21) ausgebildet ist.
  3. Kreiselpumpenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (15), welches das Laufrad (2) umgibt, als Ringraumgehäuse ausgebildet ist.
  4. Kreiselpumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkörper (4) mittels eines Befestigungsmittels (10) an der Stirnseite einer Welle (8) befestigt ist, die vom Motor (11) angetrieben wird.
  5. Kreiselpumpenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittig zur Drehachse eine Bohrung (9) durch den Schneidkörper (4), das Laufrad (2) und die Welle (8) verläuft, die das Befestigungsmittel (10) aufnimmt.
  6. Kreiselpumpenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (10) als Schraube ausgeführt ist und die Bohrung (9) im Bereich des Laufrades (2) und/oder der Welle (8) ein Gewinde aufweist in das die Schraube greift.
  7. Kreiselpumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkörper (4) mittels eines Stiftes (24) mit dem Laufrad (2) verbunden ist.
  8. Kreiselpumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidfläche (3) in einer Aussparung im Saugdeckel (6) der Kreiselpumpe integriert und die gesamte Ansaug-Querschnittsfläche des Saugstutzens ausfüllt.
  9. Kreiselpumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (11) als Synchronmotor, als Asynchronmotor, als Gleichstrommotor oder als Allstrommotor ausgeführt ist.
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