AT392216B - Vorrichtung zur abscheidung von gas - Google Patents

Description

AT 392 216 B

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abscheidung von Gas, insbesondere Luft, aus, insbesondere hochkonsistenten, Material-Gas-Mischungen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, die aus einem, zweckmäßig etwa zylindrisch ausgebildeten, Gehäuse sowie einem darin gelagerten Rotor besteht, wobei im Betrieb zweckmäßig die Rotorachse etwa lotrecht steht sowie die Material-Gas-Mischungszufuhr in das Gehäuse bzw. zum Motor oben und die Materialableitung am Gehäuseumfang vorgesehen sind und wobei etwa im Rotorzentrum ein axial verlaufendes, mit Öffnungen ausgestattetes, zweckmäßig sich mit dem Rotor mitdrehendes, Gas-, insbesondere Luft-Entnahmerohr angeordnet ist, an dessen axial verlaufenden Innenraum ein Gas-, insbesondere Luftentnahmekanal anschließt, der vorteilhaft mit einer Vakuumpumpe verbunden bzw. verbindbar ist, wobei vorteilhaft die Rotorlänge bzw. -höhe größer ist als der Rotoraußendurchmesser, so daß beim Anschluß der Vorrichtung an einen die Material-Gas-Mischung, insbesondere die Faserstoffsuspension, enthaltenden, zu entleerenden Behälter dieser Rotor zum Teil in diesen Behälter reicht

Eine bekannte Vorrichtung zum Entgasen von Papierstoffsuspensionen umfaßt einen langgestreckten liegenden zylindrischen Behälter, ein zu diesem Behälter paralleles Verteilungsrohr, von dem eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Strahlrohren zum Einführen der Stoffsuspension in den Behälter nahe an Ende des Behälters ausgehen, ein nahe bei den gegenüberliegenden Ende des Behälters befindliches Austrittsrohr, auf welches zu die Stoffsuspension auf den Boden des Behälters strömt, Glieder zum Konstanthalten des Spiegels der Stoffsuspension im Behälter, ein zusätzliches Austrittsrohr zum Zurückführen der im Behälter eingetretenen überschüssigen Stoffsuspension zurück in den Kreislauf und Glieder zum Erzeugen eines Unterdrucks im Behälter. Zwecks besserer Vermeidung von Konzentrationsschwankungen sind das Verteilungsrohr und die Strömung im Innern desselben der Strömung im Innern des Behälters entgegengerichtet und der Strömungsquerschnitt nimmt an Flächeninhalt im Behälter in der Richtung auf dasjenige Ende zu ab, wo sich die Strahlrohre befinden, wobei sich der abnehmende Strömungsquerschnitt zumindest über den Bereich eines Strahlrohres erstreckt. Die Leistungskapazität dieser Vorrichtungen befriedigt in diversen Fällen nicht Sie ist auch für hochkonsistente Faserstoffsuspensionen kaum geeignet.

Demgemäß wurde eine Gasabscheidungsvorrichtung vorgeschlagen, die aus einer Rotorkammer, in der ein erstes mit Schaufeln bestücktes Laufrad angeordnet ist, einem Gasraum, in dem ein mit Schaufeln bestücktes zweites Laufrad angeordnet ist sowie aus einer Wandung zwischen Rotorkammer und Gasraum besteht die einen die Laufräder drehende Welle umschließenden ringförmigen Gasabführungskanal bildet und wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Laufrad im Gasabführungskanal mit der Welle umlaufende Schaufeln angeordnet sind und diese Schaufeln und die Schaufeln beider Laufräder eine Fläche bilden, die sich vom ersten bis zum zweiten Laufrad erstreckt. Hauptnachteile dieser Konstruktion sind die Kompliziertheit des Aufbaus und der geringe zur Verfügung stehende Raum für auszutreibendes Gas sowie die begrenzte Erfassung des Gases.

Es gibt auch Zentrifugalpumpen mit eingebauter Gasabscheidung, Abgesehen davon, daß dabei zwei bzw. drei Rotoren benutzt werden und der Aufbau kompliziert ist, besteht in diesem Fall die Gefahr, daß keine ausreichende Abtrennung von Gasen und Suspensionen erreicht wird. Außerdem muß bei auftretenden Schäden das gesamte Gerät ausgewechselt werden.

Durch die DE-OS 31 11 225 ist ebenfalls eine Vorrichtung zum Trennen eines Gases von einer Fasersuspension großer bzw. hoher Konsistenz umfassend ein Gehäuse mit einer Rotorkammer bekannt geworden, die mit einem Einlaß und einem Auslaß für die Faserstoffsuspension und einem Gasauslaß versehen ist. Dabei befindet sich in der Rotorkammer ein Rotor, der in der Mitte bzw. im Zentrum offen und an einer vollen bzw. kompakten Welle angebracht sowie mit Flügeln versehen ist. Der Rotor weist unten eine quer zur Rotorachse angeordnete Platte mit einzelnen Öffnungen auf. Unterhalb der Rotorkammer ist eine weitere Kammer angeordnet, die mit den vorgenannten Öffnungen in Verbindung steht und seitlich einen Gasauslaß aufweist. Unterhalb des vorerwähnten Rotors befindet sich ein weiterer ebenfalls mit Flügeln versehener Rotor, u. zw. insbesondere in der zweiterwähnten weiteren Kammer. Der erstgenannte Rotor kann einen rohrförmigen inneren Teil mit den an ihm angebrachten Hügeln und mit Öffnungen aufweisen. Dieser rohrförmige Rotorteil ist unten mit der oben erwähnten Platte versehen und mit der Vollwelle verbunden, die auch die zweiterwähnten Hügel trägt. Die zwei mit Hügeln versehenen Rotorelemente bedeuten nicht nur einen erheblichen Herstellungsaufwand sondern auch eine beachtliche Bauhöhe. Dazu kommt, daß die Gasabfuhr, insbesondere wegen der seitlichen Gasableitung aus der erwähnten weiteren Kammer und wegen der quer zur Rotorachse angeordneten, nur mit wenigen Öffnungen versehenen Platte beachtlich gehemmt wird. Die Ausbildung als Flügelrotoren und der geringe Abstand zwischen den Hügelspitzen des Hauptrotors und der Wand des diesen umschließenden Gehäuses sind dazu Ursache dafür, daß die Entmischung und damit die Entgasung zufriedenstellend erfolgt.

Alle aufgezeigten Nachteile werden gemäß der Erfindung, ausgehend von der eingangs angegebenen Vorrichtung vornehmlich dadurch vermieden, daß, insbesondere zwecks getrennter Entgasung der Material-Gas-Mischung, insbesondere Faserstoffsuspension vor ihrer Einbringung in eine Pumpe, ein einziger käfigartig ausgebildeter, vornehmlich als hochtouriges Rührorgan dienender, Rotor in einem Gehäuse mit einem im Verhältnis zum Rotoraußendurchmesser wesentlich größeren Durchmesser gelagert ist und daß sich an den Innenraum des Gasentnahmerohrs unmittelbar der Gasentnahmekanal mit der Rotordrehachse etwa zusammenfallend, insbesondere damit fluchtend, anschließt. Auf diese Weise wird nicht nur eine wirkungsvolle Entmischung des Material-Gas-Gemisches sowie eine gute Ausbildung eines Gaskörpers gefördert, sondern auch eine besonders wirkungsvolle Ableitung des Gases erzielt, wobei gleichzeitig die Vorrichtung verhältnismäßig -2-

AT 392 216 B einfach ausfällt, weil nur ein einziger Rotor erforderlich ist und dazu die Bauhöhe gering gehalten werden kann.

Der Aufbau wird erfindungsgemäß besonders effektiv, wenn der hier nur erforderliche einzige, käfigartige Rotor einen einzigen Käfig aus queraxial stehenden ringförmigen, insbesondere stemartigen, Scheiben sowie aus am Scheibenumfang, insbesondere den Stemarmen bzw. Stemspitzen, vorteilhaft versenkt, befestigten achsparallelen Leisten aufweist. Dabei ergibt die langgestreckte Gestalt des käfigartigen Rotors in einem ihm zugeordneten verhältnismäßig hohen und weiten Raum besonders günstige Möglichkeiten für die Bildung der ausgeschiedenen Gasblase, insbesondere in Form eines Gasraums mit einem etwa hyperbelförmigen Querschnitt mit unten befindlichem Hyperbelkopf, sowie für die Ableitung des Gases aus dem Rotorzentrum. Die Entgasung und der Verflüssigungseffekt bzw. die Fluidisierung können erfindungsgemäß zusätzlich unterstützt werden, wenn, zweckmäßig im Bereich der Zufuhr der Material-Gas-Mischung bzw. in dem in den zu entleerenden Behälter reichenden Rotorteil, stemartige Scheiben, insbesondere durch Verdrehung der Stemarme, propellerartig geformt sind. Zweckmäßig sind dreiarmige Sterne mit daran befestigten Hochkantleisten mit etwa radial gerichteten Seiten-Langflächen vorgesehen, deren in radialer Richtung gemessene Breite wesentlich geringer ist als die Länge des Rotoraußenradius.

Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorteilhaft der Rotor im Gehäuse exzentrisch gelagert, wodurch sich der Materialdurchsatz in der Vorrichtung steigern läßt. Dabei läßt sich die Betriebssicherheit noch weiter erhöhen, wenn das Gas-, insbesondere Luft-Entnahmerohr aus einem innen befindlichen mit Öffnungen versehenen Stützrohr, aus einem darüber gezogenen Siebrohr und aus einem über dieses gezogenen im Bereich der Stützrohröffnungen Öffnungen, insbesondere Großöffnungen, aufweisenden Halterohr besteht sowie wenn vorteilhaft das Gas-, insbesondere Luftentnahmerohr am vom Anschluß an die Vakuumpumpe abliegenden Ende, vorteilhaft oben, verschlossen ist.

Vorteilhaft ist mit dem Rotor, insbesondere mit seinem unteren Ende, ein Fliehkraftregler, ein Fliehkraftventil bzw. ein Magnetventil od. dgl. verbunden, der bzw. das das Vakuum ab einer vorgegebenen Tourenzahl des Rotors wirksam werden läßt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders als Vorschaltgerät für Pumpen, die gashältige Faserstoffsuspensionen fördern sollen, deren Förderleistung damit wesentlich erhöht werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann jedoch auch in den Förderweg von Faserstoffsuspensionen od. dgl. eingeschaltet werden, die anderen Maschinen bzw. Vorrichtungen zugeführt werden. Es wird in diesem Zusammenhang besonders an Papiermaschinen, Siebbandpressen usw. gedacht

Die Erfindung läßt sich dann besonders effektiv benutzen, wenn die Evakuierung bzw. das Absaugen des Gases, insbesondere der Luft, aus dem Gas-, insbesondere Luftentnahmerohr, insbesondere dem Zentrum der Rotationsbewegung der Material-Gas-Mischung in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme des die Rotation der Material-Gas-Mischung im den Rotor enthaltenden Gehäuse erzeugenden Motors geregelt wird. Dabei ist vorteilhaft der einzuregelnde Sollwert für die Leistungsaufnahme 10-75 %, insbesondere 20-40 %, vorteilhaft etwa 30 %, niedriger als derjenige im Betrieb mit gas- bzw. luftfreier Suspension bzw. Wasser.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, wobei die Vorrichtung gemäß der Erfindung als Vorschaltgerät vor einer Pumpe gezeigt wird. Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung des gesamten Systems, Fig. 2 die Entgasungsvorrichtung mit dem Unterteil des Speicherbehälters im lotrechten Querschnitt bzw. Axialschnitt, Fig. 3 den zugehörigen Rotor teilweise in Seitenansicht, teilweise im Axialschnitt, Fig. 4 den Rotor ohne Entgasungsrohr in Seitenansicht, Fig. 5 in Draufsicht. Fig. 6 einen Schnitt (A-B) durch den Arm eines Rotorstems bzw. eines Leistenteils. Fig. 7 das Stützrohr sowie Fig. 8 das Halterohr des Gasentnahmerohrs. Außerdem geben die Fig. 9 und 10 einen Längsschnitt bzw. eine Draufsicht des Gehäuses bzw. im letzterem Fall auch des Rotors der Entgasungsvorrichtung wieder. Fig. 11 veranschaulicht teilweise in axialem Längsschnitt, teilweise in Seitenansicht, Fig. 12 in horizontalem Querschnitt eine Variante der Entgasungsvorrichtung.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, wird - wie durch den Pfeil (16) angedeutet ist - eine lufthältige Faserstoffsuspension aus einer Vorkolonne zunächst von oben in den etwa lotrechten Speicherbehälter bzw. das Vorlagerohr bzw. den Zulaufbehälter bzw. das Standrohr bzw. den Fallturm (9) eingebracht und gelangt an dessen unterem Ende unmittelbar in die Entgasungsvorrichtung bzw. den Zustandsregler (2,2', 2") an der Oberseite dessen Gehäuses bzw. Stators (2"'). Hierauf wird das weitestgehend entgaste Material mittels der getrennt angeordneten Pumpe (1, Γ, 1") - nach Öffnen des druckseitigen Schiebers (8) - zwecks entsprechender Weiterverwendung gefördert, wie Pfeil (17) zeigt. Außerdem ist ein Spülsystem vorgesehen, wie unten im einzelnen dargelegt wird.

Im einzelnen ist hervorzuheben, daß die Pumpe (Γ), insbesondere eine Kreiselpumpe, mit einem vom Gehäuse (2") der Entgasungsvorrichtung (2') getrennten Gehäuse (1") versehen ist, wobei zweckmäßigerweise der Pumpe und der Entgasungsvorrichtung getrennte Antriebsmotoren (1"') bzw. (2'*') zugeordnet sind. Am Boden des Behälters bzw. Gehäuses (2") der Entgasungsvorrichtung, in der dem zu entgasenden Gemisch eine Rotationsbewegung mit etwa lotrechter Rotationsachse zu erteilen ist, ist eine Vakuumpumpe (3), insbesondere mit konstanter Leistung, angeschlossen.

Die Entgasungsvorrichtung (2) und die Vakuumpumpe (3) stehen über entsprechende Leitungen bzw. Ventile (5) bis (7) mit einer Spülwasserquelle (10) in Verbindung. Außerdem sind die Entgasungsvorrichtung (2) und die Vakuumpumpe (3) an eine Kühlwasserquelle (11) angeschlossen (Ventil (4)!). -3-

AT 392 216 B Für die praktische Verwendung der Anlage ist es günstig, wenn für den Betrieb der Anlage ein elektrisches Steuer- bzw. Regelgerät, vorteilhaft in Form eines Elektronikschranks (12), insbesondere ein vermittels eines Computerprogramms vorprogrammiertes automatisches Steuer- bzw. Regelgerät, vorgesehen wird, das mit dem Pumpenmotor (1'") bzw. dessen Tourenmesser (15) sowie dessen Tourenzahlregelung (16), mit dem Motor (2'") der Entgasungsvorrichtung, mit der Vakuumpumpe (3), mit dem vorteilhaft als Magnetventil ausgeführten Spülventil (5), mit dem vorteilhaft als Magnetventil ausgeführten Vakuumbewässerungsventil (6), mit dem zweckmäßig elektrisch betätigten Vakuumstellventil (7), mit dem Füllhöhemesser (13) des Speicherbehälters (9), mit dem Ventil (14) für die Zufuhr der Mischung in den Speicherbehälter und dem Messer (17) der Pumpmenge verbunden ist.

Die Entgasungsvorrichtung (2) weist einen als hochtouriges Rührorgan dienenden Rotor (18) in einem Sondergehäuse (2") auf. Dieser Rotor ist - im Betrieb - mit lotrechter Achse in diesem Gehäuse gelagert. Wie bereits erwähnt, wird die lufthaltige Suspension in das Gehäuse (2") bzw. dem Rotor (18) oben zugeführt, das weitestgehend entlüftete Material am Umfang des Gehäuses (2”) bei (19) abgeleitet.

Es ist - wie ersichtlich - nur ein einziger, käfigartig ausgebildeter Rotor (18) im zylindrisch ausgebildeten Gehäuse (2") vorgesehen. Im Rotorzentrum ist ein mit Öffnungen (20) ausgestattetes, sich mit dem Rotor (18) mitdrehendes Luftentnahmerohr (21) angeordnet, das an der Vakuumpumpe (3) angeschlossen ist. Im vorliegenden Fall ist die Länge bzw. Höhe des Rotors (18) wesentlich größer als der Außendurchmesser des Rotors, so daß dieser Rotor in den Speicherbehälter bzw. Fallturm (9) von unten hineinreicht.

Der Rotor (18) besteht hier aus queraxial stehenden am Umfang sternförmigen Scheiben (22) sowie aus am Umfang an den Sternarmen (23) versenkt befestigten achsparallelen Leisten bzw. Rippen (24). Hier sind dreiarmige Sterne mit daran befestigten Hochkantleisten mit etwa radial gerichteten Seitenlangflächen (25) vorgesehen, wie Fig. 5 zu entnehmen ist. Fig. 6 läßt dazu erkennen, daß, zweckmäßig im Bereich der Zufuhr der Material-Luft-Mischung bzw. in dem in den Speicherbehälter reichenden Rotorteil, stemartige Scheiben (22, 23), hier durch Verformung bzw. Verdrehung der Stemarme (23), propellerartig gestaltet sind.

Wie die Fig. 2 und 10 verdeutlichen, ist der Rotor (18) im Gehäuse (2") exzentrisch gelagert, um den Materialfluß durch die Entgasungsvorrichtung zu optimieren.

Das Luftentnahmerohr (21) besteht hier aus einem mit Öffnungen (20) versehenen Stützrohr (26), aus einem darüber gezogenen Siebrohr (27) und aus einem über dieses gezogenen im Bereich der Stützrohröffnungen (20) Großöffnungen (28) aufweisenden Halterohr (29). Das Luftentnahmerohr (21) ist zweckmäßigerweise an seinem oberen Ende mit einer Abdeckscheibe (30) verschlossen.

Der Rotor (18) ist unten mit der Antriebswelle (31) verbunden, die ebenso wie der Anschluß (32) des Luftentnahmerohrs (21, 26) durch ein Führungs- bzw. Lagerrohr (33) abwärts geführt ist. Die Antriebswelle (31) ist mit einer Keilriemenscheibe (34) verbunden, auf die der Antriebsmotor (2'") wirkt. Der Anschluß (32) ist über einen Dichtkopf (35) mit der Vakuumpumpe (3) in Verbindung.

Wie bereits einleitend ausgeführt, wird mit der zuvor beschriebenen Anlage ein Pumpen von, insbesondere hochkonsistenten, Material-Luft-Mischungen, vorzugsweise lufthältigen Faserstoffsuspensionen in der Weise abgewickelt, daß eine Abtrennung der Luft vor dem Pumpvorgang vorgenommen wird. Es wird die Material-Luft-Mischung, vorzugsweise die lufthältige Faserstoffsuspension, in einem vom Pumpengehäuse getrennten Sonderbehälter (2') zur dem Pumpvorgang vorgeschalteten getrennten Luftabtrennung einer, vorteilhaft hochtourigen, Rotation, insbesondere zwischen 1200 und 3400 U/min, vorzugsweise von 3000 U/min unterworfen, während zumindest im Betrieb etwa im Zentrum der Rotationsbewegung der Material-Luft-Mischung ein Vakuum angelegt wird. Ein Fliehkraftregler (36) öffnet zu diesem Zweck bei Erreichung einer vorgegebenen Umdrehungszahl des Rotors (18) die Verbindung zur Vakuumpumpe.

Die Material-Luft-Mischung wird dem Sonderbehälter (2) von oben zugeführt, die Luftabfuhr wird an der Unterseite des Sonderbehälters durchgeführt und die Ableitung des weitestgehend entlüfteten Gemisches erfolgt zur von diesem Behälter (2) getrennt angeordneten Pumpe (1) am Außenmantel dieses Behälters bei (19). Die Material-Luft-Mischung wird aus dem lotrechten Fallturm (9) unmittelbar der rotierenden Mischung zugeführt. Die Drehzahlen der Rotationsbewegung der Mischung bzw. des zugehörigen Antriebsmotors und der Pumpe sowie die der Vakuumpumpe werden in Abhängigkeit von der Konsistenz der zugeführten Mischung, deren vorgegebener Fördermenge und Förderhöhe so aufeinander, insbesondere vermittels einer durch ein Computerprogramm vorprogrammierten Steuerungsautomatik, abgestimmt, daß die Pumpe (1, 1' ,1") in ihrem ganzen Arbeits- und Regelbereich optimal, insbesondere bei konstantem Leistungs- bzw. Stromverbrauch, fördert, während die Luftabtrennung mittels eines weitestgehend minimalen Leistungs- bzw. Stromverbrauchs erfolgt.

Die etwas modifizierte Variante der Entgasungsvorrichtung (2) nach den Fig. 11 und 12 läßt vor allem schematisch ein Fliehkraftventil (36') und einen Absperrschieber (37) erkennen, der nach Absenken des Rotors (18) der Entgasungsvorrichtung geschlossen werden kann. Ein solcher Absperrschieber kann dann zweckmäßig sein, wenn es sich um große Zulaufbehälter bzw. Falltürme bzw. Vorlagerohre bzw. Standrohre (9) handelt oder Fälle vorliegen, in denen eine Entleerung dieses Behälters (9) bei einer allfällig erforderlichen Reparatur der Entgasungsvorrichtung nicht möglich ist.

Statt eines Fliehkraftventils (36) bzw. (36') kann gegebenenfalls auch ein von außen ansteuerbares Magnetventil od. dgl. vorgesehen werden, wobei die entsprechenden Steuerbefehle über Schleifringe od. dgl. -4-

AT 392 216 B eingespeist werden können.

Die Form der als Versteifungsblätter dienenden sternförmigen Scheiben (22') des wieder käfigartig ausgebildeten Rotors (18) ist hier, wie Fig. 12 zeigt, etwas modifiziert. Das Filterrohr (2Γ) kann auch an seiner gesamten Oberfläche, insbesondere am gesamten Mantel mit Durchtrittsöffnungen für das Gas, insbesondere Luft, versehen sein.

Der Dichtkopf (35) stellt den Übergang von der rotierenden Welle (31) zur stillstehenden Spül- bzw. Entgaser-Leitung dar. Das Spülventil (5) kann elektromagnetisch oder pneumatisch betätigt werden.

Die übrigen Teile der Variante nach den Fig. 11 und 12 entsprechen im wesentlichen der Ausbildung nach den Fig. 2 bis 10 (bzw. Fig. 1), wobei demgemäß die gleichen Bezugszeichen verwendet wurden.

Zwecks Inbetriebsetzung des Entgasungs- und des Pumpvorgangs wird zunächst die Entgasungsvorrichtung (2, 2', 2") und die Stopfbüchse der Vakuumpumpe (3) mit Wasser gespült, indem das Spülventil (5) geöffnet und der Pumpenmotor (1"’) angefahren wird. Hiebei werden zunächst das Spülventil (5) geöffnet, dann etwa 5 Sekunden gewartet und der Pumpenmotor (Γ") insbesondere mit etwa 1500-2500 U/min, bei geöffnetem druckseitigen Schieber (8) und gesperrtem Regelkreis angefahren, etwa 15 Sekunden gewartet, hierauf der Motor (2"') für die Entgasungsvorrichtung in Betrieb gesetzt, das vorteilhaft als Magnetventil ausgeführte Ventil (4) für die Kühlwasserzufuhr geöffnet, die Vakuumpumpe (3) eingeschaltet und das Vakuumbewässerungsventil (6) geöffnet, wobei das Vakuum-Stellventil (7) bei gesperrtem Regelkreis geschlossen bleibt. Man wartet etwa 10 Sekunden. Nach erfolgter Spülung wird die Vakuumregelung freigegeben. Das Spülventil (5) wird geschlossen, man wartet etwa 10 Sekunden, worauf zur Einschaltung der Vakuumregelung bzw. der Vakuumpumpe (3) das Vakuumstellventil (7) betätigt wird, man wartet wieder etwa 10 Sekunden und schließlich wird bei Erreichung einer vorgegebenen Höhe der Material-Luft-Mischung, insbesondere der Faserstoffsuspension, im Speicherbehälter (9) die zweckmäßig auf die Steuerungsautomatik wirkende Niveauregelung freigegeben.

Zur bei Erreichen eines Abschaltkriteriums oder durch einen Abschaltbefehl gestarteten Abschaltung des Entgasungs- und Pumpvorgangs werden zunächst die Vakuumpumpe (3) ausgeschaltet, das Vakuumbewässerungsventil (6) und das Vakuumstellventil (7) geschlossen, dann etwa 10 Sekunden gewartet, hierauf das Spülventil (5) geöffnet und der Pumpenmotor (Γ") ausgeschaltet, wieder etwa 10 Sekunden gewartet sowie schließlich das Spülventil (5) geschlossen, der Entgasungsmotor (2'") ausgeschaltet und das Kühlventil (4) geschlossen.

Wie oben bereits erwähnt, enthält der Fallturm (9) in der Regel einen Füllhöhenmesser bzw. eine Niveausonde (13), wobei in Abhängigkeit vom Stoffniveau im Fallturm die Pumpendrehzahl bzw. eine Drosselung des Stoffflusses geregelt werden kann.

Beim Betrieb der Anlage erfolgen demgemäß zweckmäßigerweise Alarmmeldungen und gegebenenfalls entsprechende Schaltvorgänge od. dgl. bei einer Unterschreitung einer minimalen Höhe (H^j^) (siehe Fig. 1!) des Stoffes im Fallturm bzw, Vorlagerohr bzw. Standrohr bzw. Zulaufbehälter (9), bei Überschreitung einer maximalen Höhe (Hjyj^^) (siehe Fig. 1!) im Fallturm bzw. Vorlagerohr bzw. Standrohr (9) sowie dann, wenn die Drehzahl der Pumpe länger als 60 Sekunden auf 3000 U/min verbleibt (nmax ^).

Nach Erreichen eines Abschaltkriteriums wird sofort der Abschaltvorgang eingeleitet. Solche Abschaltkriterien stellen dar: Die Überschreitung einer maximalen Höhe (Hj^qt) (siehe Fig. 1!) des Stoffes im

Fallturm bzw. Vorlagerohr bzw. Standrohr (9), ein Stillstand der Entgasungsvorrichtung (2) bzw. ein Absinken deren Drehzahl bzw. ihres Antriebsmotors (2"') auf Null sowie ein Überschreiten eines vorgegebenen Maximalwertes des Stromes dieses Antriebsmotors (2"').

Beispielsweise ist gedacht, daß die Entgasungsvorrichtung nur einen geringen Druck (in Richtung Stoffpumpensaugstutzen), z. B. von etwa 0,2 bar in Wasser gemessen, erzeugt, also keine eigentliche bzw. besondere bzw. selbständige Pumpwirkung ergibt. Z. B. liegt die Antriebsleistung der Entgasungsvorrichtung etwa bei 20-30 % der Leistung der Stoffpumpe (1). Naturgemäß hängt die Funktionsgüte der Entgasungsvorrichtung von der Dichtheit des Aggregates bzw. der Anlage, insbesondere von der Wirksamkeit bzw. Qualität der Gleitringdichtung in der Stoffpumpe und in der Entgasungsvorrichtung, der Dichtheit von Schiebern und Flanschverbindungen, ab. Vorteilhaft ist auch die Möglichkeit eines Rotorausbaus ohne Entleerung des Fallturms bzw. Vorlagerohrs bzw. Standrohrs (9).

Was den Betrieb der Anlage bzw. die Funktion der vorbeschriebenen Vorrichtung und Anlagenelemente betrifft, ist folgendes hervorzuheben:

Die Koordination der Schaltvorgänge sowie die Steuerung und Regelung der Pumpe und der Entgasungsvorrichtung erfolgt entweder mit einer frei programmierbaren Steuerung oder über ein Prozeßleitsystem.

Aufgabe der Entgasungsvorrichtung ist vor allem die folgende:

Bei einer Konsistenz der zu pumpenden Suspension bis zu etwa 10 % atro (abhängig von der Suspensionsart) hat die Entgasungsvorrichtung vornehmlich die Funktion einer Zubringervorrichtung zur Pumpe, bei Konsistenzen von 10-15 % atro, wobei die Suspension naturgemäß größere Luftmengen beinhaltet, hat sie neben der Zubringerfunktion die Aufgabe der Entgasung wahrzunehmen. Ohne eine Entgasung der Suspension wäre ein Pumpen in diesem Konsistenzbereich praktisch nicht mehr möglich, da die sich im Zentrum des Pumpenlaufrades -5

Claims (9)

1. AT 392 216 B auf Grund der Zentrifugalwirkung ausscheidende Luft den Saugstutzen der Pumpe nach kurzer Zeit ausfüllen würde, so daß es zum Abreißen des Saugstromes kommt. Das eifindungsgemäß abgesaugte Gas, insbesondere Luft, erfüllt dabei einen willkommenen Nebeneffekt, welcher zu Einsparung von eventuell beizumengenden Chemikalien führt. Weiters werden Pulsationen in der Druckleitung der Pumpe vermieden, welche durch das komprimierte, eingeschlossene Gas entstehen können. Zusammenfassend ist zur Funktion und zur Regelung der Entgasungsvorrichtung hervorzuheben: Durch die relativ hohe Drehzahl (n ~ 3000 U/min) und geeignete Form des Entgaser-Rotors (18) kommt es zur Separation des Gases, insbesondere Luft, im Zentrum des Rotors (18) (Zentrifuge). Dieses ausgeschiedene Gas gilt es mittels Vakuumpumpe abzusaugen. Das Hauptproblem beim Absaugen besteht dabei in der Erkennung der abgeschiedenen Gasmenge und in der Folge der richtigen Dosierung des für die Absaugung erforderlichen Vakuums. Bei zu starker, konstanter Absaugung besteht die Gefahr, daß sich die Saugleitung und Armaturen bis hin zur Vakuumpumpe (3) in kurzer Zeit mit angesaugter Suspension verlegen. Um dies beim Anfahren, Betrieb und Abstellen des Entgasers (2) zu verhindern, werden zweckmäßigerweise verschiedene Schaltvorgänge und Regelungen programmiert. Eine sichere bzw. gute Aussage über die Menge des ausgeschiedenen Gases bietet die gemessene, aufgenommene Leistung des Rotor-Antrieb-Motors (2'"). Viel Gas läßt die aufgenommene Leistung sinken, wenig Gas bedeutet hingegen hohe Leistung, hervorgerufen durch volles Eintauchen des Rotors (18), insbesondere der Rotor-Rippen (24) und Versteifungsblätter (22) in die Suspension (p-Unterschied Suspension zu Gas ~ 1000:1). Ausgangspunkt für den einzustellenden Sollwert der Antriebsleistung des Rotorantriebs (2'") ist die aufgenommene Leistung beim Betrieb mit luftfreier Suspension oder Wasser. Dieser Sollwert, welcher wieder abhängig von der Konsistenz und Suspensionsart um 10-75 %, insbesondere 20-40 %, vorteilhaft etwa 30 %, niedriger als der mit Wasser gemessene Wert bzw. die mit Wasser gemessene Antriebsleistung anzusetzen ist, wird über einen Regler, welcher auf das Vakuum-Regelventil (7) wirkt, konstant gehalten. Dadurch ist immer ein gewisser Sicherheitsabstand der Suspension zum Filterrohr (21) gewährleistet. Da das gaserfüllte Zentrum durch starke Turbulenzen nicht frei von Stoffteilen sein kann, wurde zur Absicherung gegen das Eindringen von Feststoffteilchen ein Filterrohr (21) bzw. (21') der Absaugleitung vorgeschaltet. Im Stillstand schützt das Filterrohr (21) bzw. (21') und das Fliehkraftventil (36) bzw. (36'), welches erst bei einer Drehzahl von etwa 2000 U/min öffnet, die Absaugleitung gegen Eindringen der Suspension. Um sicher zu gehen, daß es beim Anfahren und Abstellen der Pumpe (1) und des Entgasers (2) zu keinem Einsaugen der Suspension in das Filterrohr (21) bzw. (21') kommt, wird vorteilhaft in der Ein- und Abschaltphase ein programmierter Spülvorgang über das Spülventil (5) vorgesehen. Der zeitliche Ablauf dieser Schaltungen sowie die Regelkreise, die Alarmmeldungen, die Anfahr- und Abschaltkriterien sind wie oben dargelegt bevorzugt anzuwenden. Die Einschaltsequenz ist in jedem Fall entsprechend den Einsatzbedingungen der Pumpen festzulegen. PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zur Abscheidung von Gas, insbesondere Luft, aus insbesondere hochkonsistenten, Material-Gas-Mischungen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, die aus einem, zweckmäßig etwa zylindrisch ausgebildeten, Gehäuse sowie einem darin gelagerten Rotor besteht, wobei im Betrieb zweckmäßig die Rotorachse etwa lotrecht steht sowie die Material-Gas-Mischungszufuhr in das Gehäuse bzw. zum Rotor oben und die Materialableitung am Gehäuseumfang vorgesehen sind und wobei etwa im Rotorzentrum ein axial verlaufendes, mit Öffnungen ausgestattetes, zweckmäßig sich mit dem Rotor mitdrehendes, Gas-, insbesondere Luft-Entnahmerohr angeordnet ist, an dessen axial verlaufenden Innenraum ein Gas-, insbesondere Luftentnahmekanal anschließt, der vorteilhaft mit einer Vakuumpumpe verbunden bzw. verbindbar ist, wobei vorteilhaft die Rotorlänge bzw. -höhe größer ist als der Rotoraußendurchmesser, so daß beim Anschluß der Vorrichtung an einen die Material-Gas-Mischung, insbesondere die Faserstoffsuspension, enthaltenden, zu entleerenden Behälter dieser Rotor zum Teil in diesen Behälter reicht, dadurch gekennzeichnet, daß, insbesondere zwecks getrennter Entgasung der Material-Gas-Mischung, insbesondere Faserstoffsuspension, vor ihrer Einbringung in eine Pumpe (1,1', 1"), ein einziger, käfigartig ausgebildeter, vornehmlich als hochtouriges Rührorgan dienender, Rotor (18) in einem Gehäuse (2") mit einem im Verhältnis zum Rotoraußendurchmesser wesentlich größeren Durchmesser gelagert ist und daß sich an den Innenraum des Gas-Entnahmerohrs (21, 26) unmittelbar der Gas-Entnahmekanal (32) mit der Rotordrehachse etwa zusammenfallend, insbesondere damit fluchtend, anschließt. -6- AT 392 216 B
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der käfigartige Rotor (18) einen einzigen Käfig aus queraxial stehenden ringförmigen, insbesondere sternartigen, Scheiben (22) sowie aus am Scheibenumfang, insbesondere den Stemarmen bzw. Stemspitzen, vorteilhaft versenkt, befestigten achsparallelen Leisten (24) aufweist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch dreiarmige Sterne (22, 23) mit daran befestigten Hochkantleisten (24) mit etwa radial gerichteten Seiten-Langflächen (25), deren in radialer Richtung gemessene Breite wesentlich geringer ist als die Länge des Rotoraußenradius.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß, zweckmäßig im Bereich der Zufuhr der Material-Gas-Mischung bzw. in dem in den zu entleerenden Behälter (9) reichenden Rotorteil, sternartige Scheiben (22,23), insbesondere durch Verdrehung der Stemarme (23), propellerartig geformt sind.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (18) im Gehäuse (2") exzentrisch gelagert ist (Fig. 2,10).
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas-, insbesondere Luft-Entnahmerohr (21) aus einem innen befindlichen mit Öffnungen versehenen Stützrohr (26), aus einem darübergezogenen Siebrohr (27) und aus einem über dieses gezogenen im Bereich der Stützrohröffnung Öffnungen (23), insbesondere Großöffnungen (28), aufweisenden Halterohr (29) besteht sowie daß vorteilhaft das Gas-, insbesondere Luftentnahmerohr (21) am vom Anschluß an die Vakuumpumpe abliegenden Ende, vorteilhaft oben, verschlossen (30) ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rotor (18), insbesondere mit seinem unteren Ende, ein Fliehkraftregler (36), ein Fliehkraftventil (36') bzw. ein Magnetventil verbunden ist, der bzw. das das Vakuum ab einer vorgegebenen Tourenzahl des Rotors wirksam werden läßt.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorprogrammierbares automatisches Steuer- bzw. Regelgerät (12) vorgesehen ist, das mit einem Strommesser (17) des Rotormotors (2"') und mit einem Vakuumregelventil (7) verbunden ist, wodurch die Evakuierung bzw. das Absaugen des Gases, insbesondere der Luft, aus dem Gas-, insbesondere Luftentnahmerohr (21), insbesondere dem Zentrum der Rotationsbewegung der Material-Gas-Mischung in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme des die Rotation der Material-Gas-Mischung in den Rotor (18) enthaltenden Gehäuse (2") erzeugenden Motors (2"') regelbar ist
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer- bzw. Regelgerät (12) auf einen einzuregelnden Sollwert für die Leistungsaufnahme des die Rotation der Material-Gas-Mischung erzeugenden Motors programmiert ist, der um 10 bis 75 %, insbesondere 20 bis 40 %, vorteilhaft etwa 30 %, niedriger ist als derjenige im Betrieb mit gas- bzw. luftfreier Suspension bzw. Wasser. Hiezu 5 Blatt Zeichnungen -7-