AT397972B - Vorrichtung zum fluidisieren, entgasen und pumpen einer zellulosefasermaterial-suspension - Google Patents

Description

AT 397 972 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fluidisieren, Entgasen und Pumpen einer Zellulosefasermateriai-Suspension, mit einem Gehäuse, mit einem fluidisierenden Rotor und mit einem Radiai-Flügelrad, das mit dem Rotor axial ausgerichtet ist, wobei das Gehäuse einen zylindrischen Teil für den Rotor, einen Teil für das Flügelrad, der in Bezug auf den zylindrischen Teil radial erweitert ist, eine ein Ende des Gehäuses abschließende Wandanordnung und eine Welle aufweist, welche die Wandanordnung durchsetzt und zumindest mit dem Flügelrad starr verbunden ist, wobei das Gehäuse mit einem axialen Einlaß für die Suspension am zylindrischen Teil, mit einem radialen Auslaß für die Suspension am radial erweiterten Teil und mit einem Entgasungssystem zum Entfernen von Gas versehen ist, das sich vor dem Flügelrad ansammelt, und das Öffnungen im Flügelrad und in der Wandanordnung aufweist, wobei das Flügelrad eine Nabe, eine die Nabe umgebende Trennwand und mehrere dem axialen Einlaß des Gehäuses zugekehrte vordere Flügel und mehrere vom axialen Einlaß wegweisende hintere Flügel aufweist, wobei die vorderen und die hinteren Flügel fest mit der Trennwand verbunden sind.

Derartige Vorrichtungen zum Fluidisieren, Entgasen und Pumpen einer Zellulosefasermaterial-Suspension mittlerer Konsistenz sind bereits bekannt (SE 81 02 118 entprechend US-PS 4 410 337 und US-PS 4 435 193 sowie US-PS 4 776 758). Der Zweck der hinteren Flügel besteht bei ihnen bloß darin, die Suspension abzutrennen, die den Gasstrom durch mehrere kleine Öffnungen in der als Platte ausgebildeten Wandanordnung begleitet. Diese kleinen Öffnungen besitzen einen Gesamt-Durchströmquerschnitt, der zu klein ist, um eine kontrollierte große Menge Suspension dem hinteren Flügelraum zuzuführen. Außerdem sind sie nicht in einem solchen radialen Abstand von der Mittelachse angeordnet, daß durch sie die Suspension in kontrollierter Weise strömen kann, d.h. die Öffnungen sind während des Betriebes innerhalb der radialen Ausdehnung der Gasblase gelegen und gehören somit nur zum Entgasungssystem. Ferner haben die hinteren Flügel eine beträchtlich geringere Breite als die vorderen Flügel, was weiter dafür spricht, daß sie nicht dazu bestimmt sind, auf die kontinuierlich zugeführte Suspension eine Pumpwirkung auszuüben. Obwohl die bekannten Vorrichtungen eine zufriedenstellende Leistung in bezug auf alle Funktionen zeigen, besteht trotzdem ein Bedürfnis nach Verbesserung.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung für den angegebenen Zweck mit verbesserter Leistung, u.zw. zumindest im Hinblick auf die Pumpwirkung.

Das gesteckte Ziel wird mit einer Vorrichtung der eingangs dargelegten Art dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß das Flügelrad mit einem konzentrischen, kreisförmigen Einlaß versehen ist, der eine kontinuierliche Zufuhr der Suspension zu einem hinteren Flügelraum für die hinteren Flügel ermöglicht, und daß die hinteren Flügel zur Ausübung einer Pumpwirkung auf die zugeführte Suspension im Bereich des Umfangsteiles der Trennwand eine größere axiale Ausdehnung aufweisen als die vorderen Flügel.

Dabei soll der Ausdruck "kreisförmiger Einlaß" eine Öffnung bezeichnen, die sich um das Flügelrad herum erstreckt und die im wesentlichen nur von Übergangsteiien zwischen den vorderen und hinteren Flügeln unterbrochen ist. Vorzugsweise sind die vorderen und hinteren Flügel mit Hilfe solcher Übergangsteile miteinander verbunden.

Auf diese Weise schafft die Erfindung eine Vorrichtung, bei der der Wirkungsgrad erheblich gesteigert, der Leistungsbedarf jedoch nur geringfügig größer ist.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Trennwand aus einem inneren, konzentrischen Flansch und dem Umfangsteil der Trennwand in Form eines äußeren konzentrischen Ringes bestehen, welcher mit einem Abstand von dem Flansch angeordnet ist, wobei dazwischen der kreisförmige Einlaß in Form eines Ringspaltes begrenzt ist. Dies ergibt eine kompakte Konstruktion.

Die Praxis hat gezeigt, daß dabei von Vorteil ist, wenn die axiale Ausdehnung der hinteren Flügel etwa 1,3 bis 3,5 mal größer ist als diejenige der vorderen Flügel.

Vorteilhaft ist auch, wenn der äußere Ring von der ein Ende des Gehäuses abschließenden Wandanordnung weiter entfernt ist als der der Wandanordnung zunächst gelegene Umfangsrand des Flansches, weil hiedurch die Strömungsverhältnisse verbessert werden.

Ferner können die vorderen und die hinteren Flügel paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sein und die Flügel jedes Paares miteinander über einen Übergangsteil im Einlaß verbunden sein, wobei die Übergangsteile die einzigen Unterbrechungen um den Enlaß bilden. Dies ergibt herstellungstechnische Vereinfachungen.

Weiters können die einander zugekehrtsn Flächen des Ringes und des Flansches - in Strömungsrichtung der Suspension gesehen - von innen nach außen abgeschrägt sein, wobei der Enlaß im wesentlichen konisch verläuft. Auch dies trägt zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse bei.

Von Vorteil ist auch, wenn der Enlaß in einem vorbestimmten radialen Abstand von der Mittelachse angeordnet ist und im Betrieb im Bereich der vom Rotor her zuströmenden Suspension vollständig außerhalb einer zentralen Gasblase oder mit einem radial inneren Bereich innerhalb des Außenteiles der durch das in der Suspension enthaltene Gas erzeugten Gasblase liegt, wobei dieser innere Bereich die 2

AT 397 972 B Öffnung zum Flügelrad bildet. Hiedurch läßt sich eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades erzielen.

Weiters ist günstig, wenn die Öffnung zum Flügelrad in an sich bekannter Weise (US-PS 4 776 758, US-PS 4 834547, US-PS 4 435 193, DE-PS 2 361 328) von mehreren kleinen Löchern, Schlitzen od. dgl. im Flansch gebildet ist, die im Betrieb innerhalb der durch das in der Suspension enthaltene Gas erzeugten Gasblase liegen.

Zu bevorzugen ist auch, daß das Flügelrad in an sich bekannter Weise (DE-PS 2 361 328) eine im wesentlichen radiale Scheibe aufweist, die mit den hinteren Flügeln fest verbunden ist, wobei der hintere Flügelraum an der der Wandanordnung zugekehrten Seite geschlossen ist und wobei die Scheibe kleine Öffnungen für Gas in der Nähe der Nabe aufweist und vorzugsweise in einem axialen Abstand von der Wandanordnung angeordnet ist, wobei für die an der Rückseite der Scheibe angeordneten Flügel ein Raum abgegrenzt ist. Auf diese Weise ist der Gasabzug verbessert.

Ferner kann der Rotor in an sich bekannter Weise (US-PS 4 877 368, US-PS 4 834 547, EP-A2 0 298 442) mit einem außerhalb des Gehäuses gelegenen Endteil versehen sein und bei der Montage der Vorrichtung in einem Suspension enthaltenden Behälter das vom Rotor wegweisende Außenende des Flügelrades in einem Abstand von etwa 30 bis 150 mm von der Innenseite des Behälters angeordnet sein. Dies bewirkt, daß der Suspension bereits außerhalb der Vorrichtung eine turbulente Strömung verliehen wird, die das Einströmen in die Vorrichtung erleichtert und verbessert.

Vorteilhaft ist weiters, wenn der Rotor in an sich bekannter Weise (US-PS 4 776 758, US-PS 4 834 547, US-PS 4 435 193, US-PS 4 877 368, US-PS 4 675 033) mehrere Flügel aufweist, die mit dem Flügelrad fest verbunden sind und die konzentrisch entlang der Mittelachse des Gehäuses in einem Abstand hievon sowie von der Innenseite des zylindrischen Teiles verlaufen, wobei bezüglich der Flügel ein freier Innenraum und ein freier äußerer Ringspalt gebildet ist.

Weiters können die Flügel in an sich bekannter Weise (US-PS 4 877 368) schraubenförmig entlang der Mittelachse verlaufen, wodurch der Wirkungsgrad gesteigert wird.

Schließlich kann das Entgasungssystem in an sich bekannter Weise (US-PS 4 776 758, DE-PS 2 361 328, EP-A2 0 298 442, EP-A2 0 330 387) eine entweder im Gehäuse oder außerhalb des Gehäuses angeordnete Vakuumpumpe aufweisen, wodurch das Abziehen des Gases verbessert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind; es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Flügelrad und einem damit verbundenen Rotor, Fig. 2 das Flügelrad nach Fig. 1 mit einem damit verbundenen abgewandelten Rotor, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie lll-lll in Fig. 2, Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2, Fig. 5 eine graphische Darstellung der Ergebnisse von Vergleichsversuchen, die die Förderhöhe als Funktion der Strömung zeigt, Fig. 6 eine graphische Darstellung der Ergebnisse von Vergleichsversuchen, die den Wirkungsgrad als Funktion der Strömung zeigt, und Fig. 7 eine graphische Darstellung der Ergebnisse von Vergleichsversuchen, die den Leistungsbedarf als Funktion der Strömung zeigt.

In Fig. 1 ist eine Mehrfunktions-Vorrichtung zum Fluidisieren, Pumpen und Entgasen einer Zellulosefas-ermaterialSuspension, insbesondere einer Suspension mittlerer Konsistenz, d.s. etwa 6 bis 15%, gezeigt, für welche übliche Zentrifugalpumpen nicht verwendet werden können. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 mit einem zylindrischen Teil 2 und einem Teil 3 auf, der bezüglich des zylindrischen Teiles 2 radial erweitert ist. Das Gehäuse 1 ist mit einem axialen, konzentrischen Einlaß 4 für die Suspension, der am Ende des zylindrischen Teiles 2 gelegen ist, und mit einem radialen Auslaß 5 für die entgaste Suspension versehen, der an dem radial erweiterten Teil 3 gelegen ist. Eine Wandanordnung schließt das Gehäuse 1 an dem dem Einlaß 4 gegenüberliegenden Ende ab. Die Wandanordnung besteht aus einer inneren Wand 6 und einer äußeren Wand 7 und wird von einer im Gehäuse 1 angeordneten Welle 8 durchsetzt. Die Welle 8 ist von Dichtungs- und Lagereinheiten 9 umgeben, die in der äußeren Wand 7 vorgesehen sind. Innerhalb des Gehäuse 1 befindet sich ein Radial-Flügelrad 10, das innerhalb des radial erweiterten Teiles 3 angeordnet ist, und ein fluidisierender Rotor 11, der in dem zylindrischen Teil 2 angeordnet und mit dem Flügelrad 10 fest verbunden, sodaß der Rotor 11, das Flügelrad 10 und die Welle 8 zusammen eine Dreheinheit bilden, die von einem Motor 12 angetrieben wird. Die Vorrichtung ist mit einem Entgasungssystem zum Entfernen von Gas aus dem zentralen Raum 13 des Gehäuses 1 vor dem Flügelrad 10 versehen. Das Entgasungssystem enthält Öffnungen im Flügelrad 10, Ringsparte 14,15 zwischen den Wänden 6, 7 und der Welle 8 und einen radialen Auslaß 16 in der äußeren Wand 7, wobei dieser Auslaß 16 durch ein Rohr 17 mit der Umgebung in Verbindung steht

Das Flügelrad 10 besteht aus einer Nabe 18, einer Trennwand 19, mehreren vorderen Hügeln 20, die mit ihren Seitenrändem dem Bnlaß 4 zugekehrt sind, und mehreren hinteren Flügeln 21, die mit ihren Seitenrändern der inneren Wand 6 zugekehrt sind. Die Flügel 20, 21 sind fest mit der Trennwand 19 verbunden und laufen in einem vorderen Rügelraum 22 bzw. einem hinteren Rügeiraum 23 um. Die Flügel 3

AT 397 972 B 20, 21 sind vorzugsweise nach hinten gegen die Drehrichtung des Flügelrades 10 gekrümmt, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt.

Der Rotor 11 weist mehrere Rotorflügel 24 auf, die mit dem Flügelrad 10 fest verbunden sind und sich zentrisch entlang der Mittelachse 25 des Gehäuses 1 erstrecken. Der Abstand der Rotorflügel 24 von der Mittelachse 25 und von der Innenseite des zylindrischen Teiles 2 ist derart bemessen, daß ein freier Innenraum 26 und ein freier, äußerer Ringspalt 27 gebildet sind. Die Rotorflügel 24 erstrecken sich aus dem Gehäuse 1 heraus und sind durch Querstreben 28 verbunden, die von einer zentralen Buchse 29 ausgehen, die zur Lagerung des Rotors 11 auf einem (nicht gezeigten) Träger vorgesehen ist.

Die Vorrichtung kann horizontal oder vertikal in einer Öffnung in der Wandung eines Behälters montiert sein, der eine Suspension mittlerer Konsistenz enthält. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung vertikal in einer Öffnung im Boden eines Behälters 30 montiert. Der Endteil 31 des Rotors 11, der außerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist, erstreckt sich somit in den Behälter 30 hinein und bewirkt im Betrieb Turbulenzen in der ihn umgebenden Suspension, wodurch die Suspension leichter durch den Einlaß 4 in den zylindrischen Teil 2 des Gehäuses 1 strömen kann. Der Endteil 31 hat zweckmäßigerweise eine solche Länge, daß sein Außenende 32, das dem Flügelrad 10 abgelegen ist, in einem Abstand von etwa 30 bis 150 mm von der Innenseite des Behälters 30 angeordnet ist. Die Drehung der Rotorflügel 24 setzt die Suspension mit hoher Geschwindigkeit in Bewegung und ruft Turbulenzen in der Suspension hervor, die die Suspension in einen fluidisierten, pumpbaren Zustand versetzen. Gleichzeitig wird eine Gasabtrennung erzielt, wobei das Gas , das sich im Zentrum des Gehäuses 1 vor dem Flügelrad 10 ansammelt und somit eine Gasblase 33 bildet, die ihre Größe in kontrollierbarer Weise beibehält, sodaß die Pumpwirkung des Flügelrades 10 nicht nachteilig beeinflußt wird. Das Entgasungssystem kann eine (nicht gezeigte) außenliegende Vakuumpumpe enthalten, die kontinuierlich Gas aus der Vorrichtung abzieht und mit dem Auslaß 16 verbunden ist. Wahlweise kann auch eine Vakuumpumpe in die Vorrichtung eingebaut werden, die dann ein von der Welle 8 angetriebenes, eigenes Flügelrad besitzt.

Erfindungsgemäß besteht die Trennwand 19 des Flügelrades 10 aus einem inneren Flansch 34 auf der Nabe 18 und einem konzentrischen Ring 35, der außerhalb des Flansches 34 in einem vorbestimmten Abstand hievon angeordnet ist, sodaß ein konzentrischer, kreisförmiger Einlaß 36 zwischen dem Flansch 34 und dem Ring 35 gebildet ist, der in erster Linie zur Strömung der Suspension zum hinteren Flügelraum 23 dient. Das Flügelrad 10 ist vorzugsweise mit der gleichen Anzahl vorderer und hinterer Flügel 20, 21 versehen. Die Flügel 20, 21 sind in paarweise einander gegenüberliegend und miteinander verbunden im Einlaß 36 angeordnet, und zwar ohne sichtbare Begrenzung durch einen Übergangsteil 37, d.h. jeder vordere Flügel 20 ist mit dem gegenüberliegenden hinteren Flügel 21 einteilig verbunden. Der Einlaß 36 ist als Ringspalt ausgebildet, der in Umfangsrichtung nur durch die Übergangsteile 37 unterbrochen ist. Der Innendurchmesser des Ringes 35 und der Außendurchmesser des Flansches 34 sind einander derart angepaßt, daß der Einlaß 36 einen ausreichend großen Durchströmquerschnitt hat, um einen kontinuierlichen Strom an Suspension zum hinteren Flügelraum 23 zu ermöglichen, und er ist auch mit ausreichend großem radialen Abstand von der Mittelachse 25 angeordnet, sodaß er zum größten Teil im wesentlichen mit der zum Flügelrad 10 strömenden Suspension axial ausgerichtet ist, und zwar radial außerhalb der zentralen Gasblase 33, die vor der Nabe 18 vorhanden ist. Die Größe der Gasblase 33 ist in jedem einzelnen Fall von den Betriebsbedingungen abhängig, in erster Linie von der Drehzahl der Welle 8 und des in der einströmenden Suspension enthaltenen Gasanteiles. Wenn also der radiale Abstand des Einlasses 36 für einen bestimmten Betriebszustand zu klein ist, bei dem der Außenradius der Gasblase 33 nahe dem Flügelrad 10 größer ist als der Außenradius des Einlasses 36, so kann keine Suspension den Einlaß 36 erreichen, da sie durch die Gasblase 33 blockiert wird. Der Einlaß 36 kann auch dazu verwendet werden, Gas aus dem zentralen Bereich des Gehäuses 1 vor dem Flügelrad 10 zu entfernen, wie es bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung beabsichtigt ist, da der radial innere Bereich 38 des Einlasses 36, d.i. der dem Flansch 34 nächstliegende Bereich, in einem solchen radialen Abstand von der Mittelachse 25 liegt, daß er im wesentlichen axial mit den Außenbereichen der Gasblase 33 ausgerichtet ist, d.h. der Außendurchmesser des Flansches 34 ist so klein, daß er innerhalb der radialen Ausdehnung der Gasbfase 33 liegt. Der innere Bereich 38 des Einlasses 36 stellt somit die Öffnung in der Trennwand 19 dar.

Wahlweise kann der Flansch 34 mit mehreren kleinen axialen Öffnungen versehen sein, die mit der Gasblase 33 in Verbindung stehen, in welchem Fall der Außendurchmesser des Flansches 34 so gewählt werden muß, daß kein oder nur ein geringer Teil des Gases durch den Einlaß 36 entfernt wird. Der radiale Abstand des Einlasses 36 von der Mittelachse 25 ist anderseits nicht so groß, daß die radiale Abmessung des Ringes 35 für ein gegebenes Flügelrad 10 zu klein wird, was zu einer ungünstigen Pumpwirkung zwischen den Hügeln 20, 21 führte. Im allgemeinen ist der Einlaß 36 im wesentlichen mit dem äußeren Ringspalt 27 axial ausgerichtet, der zwischen der von den Rotorflügeln 24 und dem zylindrischen Teil 2 begrenzten Räche oder geringfügig innerhalb dieses Ringspaites 27 liegt, und zwar in Abhängigkeit von der 4

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Größe der Gasblase 33 und ihrer radialen Ausdehnung vor dem Flügelrad 10.

Die Ausbildung des Flügelrades 10 mit einem Einlaß 36 zur kontinuierlichen Zufuhr von Suspension zum hinteren Flügelraum 23 ermöglicht auch die Verwendung der hinteren Flügel 21 zur Erzeugung einer Pumpwirkung, d.h. zur Ausübung einer Druckwirkung und zur Übertragung kinetischer Energie auf die Suspension.

Diese Pumpwirkung wird auf zumindest einen Teil der Suspension ausgeübt, wobei das Ausmaß von der Dimensionierung der hinteren Flügel 21 in bezug auf die vorderen Flügel 20 abhängt. Erfindungsgemäß können deshalb die hinteren Flügel 21 für einen größeren Anteil, d.h. mehr als 50%, der von dem Flügelrad 10 auf die Suspension ausgeübten Pumpwirkung konstruiert werden. Um den Anteil der durch die hinteren Flügel 21 auf die Suspension übertragenen Energie zu vergrößern, haben die hinteren Flügel 21 vorzugsweise eine größere axiale Breite als die vorderen Flügel 20 - errechnet innerhalb des Bereiches des Ringes 35 -, wobei die gleiche axiale Gesamtbreite des Flügelrades 10 - gesehen an den Flügeln 20, 21 -beibehalten und wobei die hinteren Flügel 21 derart konstruiert sind, daß ihre Umfangsränder 39 parallel zur Mittelachse 25 einen größeren radialen Abstand von der Mittelachse 25 haben als die Umfangsränder 40 der vorderen Flügel 20. Die axiale Breite der hinteren Flügel 21 ist zweckmäßig etwa 1,3 bis 3,5 mal größer als die axiale Breite der vorderen Flügel 20, gemessen im Bereich des Ringes 35. Die vorderen Flügel 20 können nicht etwa weggelassen werden, da sie eine turbulente Strömung erzeugen, die anfänglich in Kontakt mit der die hinteren Flügel 21 verlassenden Hauptströmung verläuft und in vorteilhafter Weise den Hauptstrom in Richtung auf den Auslaß 5 führt, sodaß kein Anteil oder höchstens ein kleiner Anteil des Hauptstromes turbulent wird und in einen Raum 41 zwischen der radialen Innenseite 42 und den vorderen Flügeln 20 zurückkehrt. Außerdem sind die vorderen Flügel 20 dazu vorgesehen, Bruch oder andere in der Suspension auftretende größere Gegenstände in Richtung auf den Auslaß 5 auszuschleudern. Aus diesem Grund sind die vorderen Flügel 20 im Bereich innerhalb der radialen Abmessung der Rotorflügel 24 ausgebildet (s. Flg. 1 und 2).

Im Vergleich mit einem üblichen Flügelrad, bei welchem die hinteren Flügel nicht derartig ausgebildet sind und daher keine Pumpwirkung auf die Suspension ausüben und bei welchem auch kein Einlaß zur kontinuierlichen Zufuhr von Suspension zum hinteren Flügelraum vorgesehen ist, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zumindest der Umfangsteil der Trennwand 19 in bezug auf deren inneren Teil in Richtung von der inneren Wand 6 her versetzt und selbst als Ring 35 ausgebildet. Zugleich bildet er zwischen sich selbst und einem innenliegenden Teil, d.h. dem Flansch 34 der Trennwand 19, einen Einlaß 36 mit einem solchen Durchströmquerschnitt und mit einer solchen Lage in bezug auf die Mittelachse 25, daß zu den hinteren und breiteren Flügeln 21 ein kontinuierlicher Suspensionsstrom aufrechterhalten ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das Flügelrad 10 von einer Spirale 43 umgeben, die zu dem radialen Auslaß 5 führt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind vier gerade Rotorflügel 24 und jeweils acht vordere sowie hintere Flügel 20, 21 vorgesehen, während das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bis 4 drei Rotorflüge! 24 und jeweils sechs vordere und hintere Flügel 20, 21 aufweist. Die letzteren Rotorflügel 24 erstrecken sich schraubenförmig entlang der Mittelachse 25, wodurch sie während des Umlaufes eine zylindrische Mantelfläche 44 bilden. Die radiale Abmessung derjenigen drei hinteren Flügel 21, die gegenüber den Rotorflügeln 24 angeordnet sind, verlaufen zweckmäßigerweise bis zur Nabe 18, wie in Fig. 4 gezeigt, sodaß diese hinteren Flügel 21 Fasern ausschleudern können, die vom Gas mitgeführt werden. Die inneren Enden der drei anderen hinteren Flügel 21 liegen in einem kleinen Abstand von der Nabe 18.

Bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die einander zugekehrten Flächen des Flansches 34 und des Ringes 35 abgeschrägt, sodaß der Einlaß 36 an der Seite des hinteren Flügelraumes 23 einen größeren radial Abstand von der Mittelachse 25 aufweist als an der Seite des vorderen Flügelraumes 22. Der wirksame Durchströmquerschnitt dieses vom Einlaß 36 gebildeten konischen Ringspaltes erweitert sich somit in Strömungsrichtung, sodaß die von den konischen Flächen geleitete Suspension schräg nach außen strömt, wodurch der Strömungsvorgang verbessert ist.

Gemäß einer nicht gezeigten wahlweisen Ausführungsform ist das Flügelrad mit einer im wesentlichen radialen Scheibe ergänzt die sowohl mit der Nabe 18 als auch mit den hinteren Flügeln 21 starr verbunden ist, sodaß der hintere Flügelraum 23 an der der inneren Wand Θ zugekehrten Seite abgeschlossen ist. Die Scheibe ist in an sich bekannter Weise in Nähe der Nabe 18 mit kleinen Öffnungen versehen, die eine Gasströmung durch die Öffnungen 14,15, gegebenenfalls durch einen radialen und axialen Raum zwischen der Scheibe und der inneren Wand 6, ermöglichen. Dieser Raum kann ebenfalls in an sich bekannter Weise Flügel enthalten, die an der Rückseite der Scheibe befestigt und dazu bestimmt sind, mit dem Gasstrom mitgeführte Fasern auszuschleudem. Der Raum steht mit dem Auslaß 5 in Verbindung.

Es sind Untersuchungen mit einer bekannten Vorrichtung A der eingangs dargelegten Art und mit einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung B, bei der die hinteren Flügel 21 eine geringere Breite hatten als die 5

Claims (13)

1. AT 397 972 B vorderen Flügel 20, sowie mit einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung C durchgeführt worden, bei der die Breite der hinteren Flügel 21 beträchtlich größer war als die der vorderen Flügel 20, wobei die Gesamtbreite eines vorderen und hinteren Flügel 20, 21 bei allen drei Vorrichtungen A,B und C dieselbe war. Der Durchmesser der Flügelräder war ebenfalls derselbe, und die Drehzahl betrug bei allen drei 5 Vorrichtungen A, B und C etwa 2 950 U/min. Die Konzentration der gepumpten Suspension betrug 12% bei einer Temperatur von 50°C. Die Strömung wurde variiert und an der Druckseite gemessen. Die Förderhöhe, der Wirkungsgrad und der Leistungsbedarf wurden errechnet und als Funktion der Strömung aufgezeichnet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in den graphischen Darstellungen der Fig. 5, 6 und 7 gezeigt, wobei die drei Kurven A, B und C den oben genannten Vorrichtungen A, B und C zugeordnet sind. io Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß im Vergleich zur Vorrichtung A eine Strömung von z.B. 50 l/s zu einer um 7% größeren Förderhöhe bei der Vorrichtung B und zu einer um 28% größeren Förderhöhe bei der Vorrichtung C führte. Der Leistungsbedarf war nur 3% bzw. 6% höher, wie aus Fig. 7 ersichtlich. Dies bedeutet einen verbesserten Wirkungsgrad, wie aus Fig. 6 ersichtlich, wobei der Wirkungsgrad bei einer Strömung von 50 l/s 46%, 52% bzw. 57% betrug, d.i. im Vergleich zur Vorrichtung A ein um 13% höherer 75 Wirkungsgrad bei der Vorrichtung B und ein um 24% höherer Wirkungsgrad bei der Vorrichtung C. Die Unterschiede sind bei höheren Strömungsmengen, z.B. 70 l/s, noch größer. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen führen also zu einem überraschenden Effekt. Patentansprüche 20 1. Vorrichtung zum Fluidisieren, Entgasen und Pumpen einer Zellulosefasermaterial-Suspension, mit einem Gehäuse, mit einem fluidisierenden Rotor und mit einem Radial-Flügelrad, das mit dem Rotor axial ausgerichtet ist, wobei das Gehäuse einen zylindrischen Teil für den Rotor, einen Teil für das Flügelrad, der in Bezug auf den zylindrischen Teil radial erweitert ist, eine ein Ende des Gehäuses 25 abschließende Wandanordnung und eine Welle aufweist, welche die Wandanordnung durchsetzt und zumindest mit dem Flügelrad starr verbunden ist, wobei das Gehäuse mit einem axialen Einlaß für die Suspension am zylindrischen Teil, mit einem radialen Auslaß für die Suspension am radial erweiterten Teil und mit einem Entgasungssystem zum Entfernen von Gas versehen ist, das sich vor dem Flügelrad ansammelt, und das Öffnungen im Flügelrad und in der Wandanordnung aufweist, wobei das 30 Flügelrad eine Nabe, eine die Nabe umgebende Trennwand und mehrere dem axialen Einlaß des Gehäuses zugekehrte vordere Flügel und mehrere vom axialen Einlaß wegweisende hintere Flügel aufweist, wobei die vorderen und die hinteren Flügel fest mit der Trennwand verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad (10) mit einem konzentrischen, kreisförmigen Einlaß (36) versehen ist, der eine kontinuierliche Zufuhr der Suspension zu einem hinteren Flügelraum (23) für die hinteren 35 Flügel (21) ermöglicht, und daß die hinteren Flügel (21) zur Ausübung einer Pumpwirkung auf die zugeführte Suspension im Bereich des Umfangsteiles der Trennwand (19) eine größere axiale Ausdehnung aufweisen als die vorderen Flügel (20).
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (19) aus einem inneren, 40 konzentrischen Flansch (34) und dem Umfangsteil der Trennwand (19) in Form eines äußeren konzentrischen Ringes (35) besteht, welcher mit einem Abstand von dem Flansch (34) angeordnet ist, wobei dazwischen der kreisförmige Einlaß (36) in Form eines Ringspaltes begrenzt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Ausdehnung der hinteren 45 Flügel (21) etwa 1,3 bis 3,5 mal größer ist als diejenige der vorderen Flügel (20).
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ring (35) von der ein Ende des Gehäuses (1) abschließenden Wandanordnung (6,7) weiter entfernt ist als die der Wandanordnung (6,7) zunächst gelegene Umfangskante des Flansches (34). 50
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen und die hinteren Flügel (20 bzw. 21) paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind und daß die Flügel jedes Paares miteinander über einen Übergangsteil (37) im Einlaß (36) verbunden sind, wobei die Qbergangsteile (37) die einzigen Unterbrechungen um den Einlaß (36) bilden. 55
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die einander zugekehrten Rächen des Ringes (35) und des Flansches (34) - in Strömungsrichtung der Suspension gesehen - von innen nach außen abgeschrägt sind, wobei der Einlaß (36) im wesentlichen konisch verläuft 6 AT 397 972 B
7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (36) in einem vorbestimmten radialen Abstand von der Mittelachse (25) angeordnet ist und im Betrieb im Bereich der vom Rotor (11) her zuströmenden Suspension vollständig außerhalb einer zentralen Gasblase (33) oder mit einem radial inneren Bereich (38) innerhalb des Außenteiles der durch das in der Suspension enthaltene Gas erzeugten Gasblase (33) liegt, wobei dieser innere Bereich (38) die Öffnung zum Flügelrad (10) bildet.
8. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung zum Flügelrad (10) in an sich bekannter Weise von mehreren kleinen Löchern, Schlitzen od. dgl. im Flansch (34) gebildet ist, die im Betrieb innerhalb der durch das in der Suspension enthaltene Gas erzeugten Gasblase (33) liegen.
9. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad (10) in an sich bekannter Weise eine im wesentlichen radiale Scheibe aufweist, die mit den hinteren Flügeln (21) fest verbunden ist, wobei der hintere Flügelraum (23) an der der Wandanordnung (6,7) zugekehrten Seite geschlossen ist und wobei die Scheibe kleine Öffnungen für Gas in der Nähe der Nabe (18) aufweist und vorzugsweise in einem axialen Abstand von der Wandanordnung (6,7) angeordnet ist, wobei für die an der Rückseite der Scheibe angeordneten Flügel ein Raum abgegrenzt ist.
10. 10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (11) in an sich bekannter Weise mit einem außerhalb des Gehäuses (1) gelegenen Endteil (31) versehen ist und daß bei der Montage der Vorrichtung in einem Suspension enthaltenden Behälter (30) das vom Rotor (11) wegweisende Außenende (32) des Flügelrades (10) in einem Abstand von etwa 30 bis 150 mm von der Innenseite des Behälters (30) angeordnet ist.
11. 11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (11) in an sich bekannter Weise mehrere Flügel (24) aufweist, die mit dem Flügelrad (10) fest verbunden sind und die konzentrisch entlang der Mittelachse (25) des Gehäuses (1) in einem Abstand hievon sowie von der Innenseite des zylindrischen Teiles (2) verlaufen, wobei bezüglich der Flügel (24) ein freier Innenraum (26) und ein freier äußerer Ringspalt (27) gebildet ist.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (24) in an sich bekannter Weise schraubenförmig entlang der Mittelachse (25) verlaufen.
13. 13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Entgasungssystem in an sich bekannter Weise eine entweder im Gehäuse (1) oder außerhalb des Gehäuses (1) angeordnete Vakuumpumpe aufweist. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 7