AT506202B1 - DEVICE FOR PUMPING GAS-CONTAINING SUSPENSIONS, ESPECIALLY FIBER-SUSPENSIONS - Google Patents

DEVICE FOR PUMPING GAS-CONTAINING SUSPENSIONS, ESPECIALLY FIBER-SUSPENSIONS Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pumpen von gashaltigen Suspensionen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, mit einem Fluidisierungsrotor 2 mit einem oder mehreren Flügeln 5 und einem Pumpenlaufrad und einem Druckstutzen 7, wobei der Fluidisierungsrotor 2 in den Saugstutzen 6 der Pumpe 1 ragt und eine Nabe 3 aufweist. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidisierungsrotor 2 am Eintrittsende 4 im Zentrum frei ist und die Flügel 5 frei ohne Versteifung oder Verbindung untereinander wirken. Dadurch kann die nötige Stabilität für praktisch alle Einsatzbereiche gewährleistet werden.The invention relates to a device for pumping gaseous suspensions, in particular pulp suspensions, with a fluidizing rotor 2 with one or more vanes 5 and a pump impeller and a discharge nozzle 7, wherein the fluidizing rotor 2 projects into the suction nozzle 6 of the pump 1 and has a hub 3. It is characterized in that the fluidizing rotor 2 is free at the inlet end 4 in the center and the wings 5 act freely without stiffening or connection with each other. This ensures the necessary stability for virtually all applications.

Description

österreichisches Patentamt AT506 202B1 2010-05-15Austrian Patent Office AT506 202B1 2010-05-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pumpen von gashaltigen Suspensionen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, mit einem Fluidisierungsrotor mit einem oder mehreren Flügeln und einem Pumpenlaufrad und einem Druckstutzen, wobei der Fluidisierungsrotor in den Saugstutzen der Pumpe ragt und eine Nabe aufweist, wobei der Fluidisierungsrotor (2) am Eintrittsende (4) im Zentrum frei ist und die Flügel (5) frei ohne Versteifung oder Verbindung untereinander wirken.Description: The invention relates to a device for pumping gas-containing suspensions, in particular pulp suspensions, with a fluidizing rotor having one or more vanes and a pump impeller and a discharge nozzle, the fluidizing rotor protruding into the suction nozzle of the pump and having a hub, the fluidizing rotor (2) is free at the entry end (4) in the center and the wings (5) act freely without stiffening or connection with each other.

[0002] Zum Pumpen von gashaltigen Suspensionen sind bereits eine Reihe von Vorschlägen bekannt. So zeigt die US 4 971 519 A (Timperi) eine Pumpe mit einem Vorgesetzten Fluidisierungsrotor, wobei hier die Suspension derart fluidisiert wird, dass im Wesentlichen verhindert wird, dass Gas zur Säugöffnung der Pumpe gelangt. Weiters sind Ausführungen gemäß der EP 0474 476 A2 oder EP 0474 478 A2 bekannt, bei denen hinter dem Pumpenlaufrad ein Laufrad einer Vakuumpumpe angeordnet ist, um das Gas abzusaugen. Bei all diesen Varianten, wie auch bei der EP 1 147 316 B1 wird durch die Rotation im Zentrum des Rotors eine Zone erzeugt, in der sich das Gas abscheidet. Das abzuscheidende Gas ist im allgemeinen Luft, kann aber bei speziellen Anwendungen auch ein anderes Gas sein. Alle Ausführungen haben den Nachteil, dass zum Abführen des Gases eine zusätzliche Einrichtung entweder direkt in der Pumpe oder getrennt davon, benötigt wird. Weiters zeigt die DE 699 24 021 T2 einen Fluidisierungsrotor, der im Zentrum frei ist, d.h. keine zentrale Welle besitzt. Auch die WO 2000/34663 A1 zeigt eine Zentrifugalpumpe. Hier sind zusätzliche Flügel an zumindest einigen der Laufradflügel angeordnet. Es ist jedoch kein separater Fluidisierungsrotor vorgesehen.For pumping gas-containing suspensions, a number of proposals are already known. Thus, US Pat. No. 4,971,519 A (Timperi) shows a pump with a superior fluidizing rotor, in which case the suspension is fluidized in such a way that gas is prevented substantially from passing to the mammal opening of the pump. Furthermore, embodiments according to EP 0474 476 A2 or EP 0474 478 A2 are known in which an impeller of a vacuum pump is arranged behind the pump impeller in order to suck the gas. In all these variants, as well as in EP 1 147 316 B1, a zone is generated by the rotation in the center of the rotor, in which the gas is deposited. The gas to be separated is generally air, but may be another gas in specific applications. All versions have the disadvantage that for discharging the gas, an additional device either directly in the pump or separately, is needed. Furthermore, DE 699 24 021 T2 shows a fluidizing rotor which is free in the center, i. has no central shaft. WO 2000/34663 A1 also shows a centrifugal pump. Here additional wings are arranged on at least some of the impeller blades. However, no separate fluidizing rotor is provided.

[0003] Die vorliegende Erfindung will obige Nachteile beheben und somit ein Zusatzaggregat einsparen bei gleichzeitiger Stabilität des Fluidisierungsrotors. Die Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der freien Länge Fl (=Länge ohne Nabe) des Fluidisierungsrotors zum Fluidisierungsrotordurchmesser Dr zwischen 0% und 75%, vorteilhafterweise etwa 40% beträgt. Dadurch wird eine gute Stabilität bei gleichzeitigem guten Wirkungsgrad erreicht.The present invention seeks to remedy the above disadvantages and thus save an additional unit while maintaining the stability of the fluidizing rotor. The invention is therefore characterized in that the ratio of the free length Fl (= length without hub) of the fluidization rotor to the fluidization rotor diameter Dr is between 0% and 75%, advantageously about 40%. This achieves good stability and good efficiency at the same time.

[0004] Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidisierungsrotor breite Flügel aufweist, wodurch eine Überdeckung des Saugstutzenquerschnitts von mehr als 40%, vorteilhaft mehr als 60% erreicht wird.A favorable embodiment of the invention is characterized in that the fluidizing rotor has wide wings, whereby an overlap of the Saugstutzenquerschnitts of more than 40%, advantageously more than 60% is achieved.

[0005] Wenn die Oberfläche der Flügel am Eintrittsende nahezu senkrecht zur Achse angeordnet ist, können die Eintrittsverluste stark reduziert werden.If the surface of the wings at the entrance end is arranged almost perpendicular to the axis, the entry losses can be greatly reduced.

[0006] Vorteilhaft hat sich erwiesen, dass der Fluidisierungsrotor vier Flügel aufweist. Damit kann eine gute Kraftverteilung erreicht werden.Advantageously, it has been found that the fluidization rotor has four wings. Thus, a good power distribution can be achieved.

[0007] Die Erfindung betrifft auch einen Rotor für eine Pumpe zum Pumpen von gashaltigen Suspensionen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verhältnis der freien Länge F| des Fluidisierungsrotors zum Fluidisierungsrotordurchmesser Dr zwischen 0% und 75%, vorteilhafterweise etwa 40% beträgt.The invention also relates to a rotor for a pump for pumping gaseous suspensions, in particular pulp suspensions, which is characterized in that the ratio of the free length F | of the fluidizing rotor to the fluidization rotor diameter Dr is between 0% and 75%, advantageously about 40%.

[0008] Besonders günstig hat sich eine Ausführungsform erwiesen bei der der Fluidisierungsrotor breite Flügel aufweist.Particularly favorable, an embodiment has been found in which the fluidizing rotor has wide wings.

[0009] Wenn die Oberfläche der Flügel am Eintrittsende nahezu senkrecht zur Achse angeordnet ist, können die Eintrittsverluste stark reduziert werden.If the surface of the wings at the entrance end is arranged almost perpendicular to the axis, the entry losses can be greatly reduced.

[0010] Vorteilhaft hat sich erwiesen, dass der Fluidisierungsrotor vier Flügel aufweist. Damit kann eine gute Kraftverteilung erreicht werden.Advantageously, it has been proven that the fluidization rotor has four wings. Thus, a good power distribution can be achieved.

[0011] Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei [0012] Fig. 1 eine 3D Ansicht eines erfindungsgemäßen Fluidisierungsrotors und Pumpenlauf rades [0013] Fig. 2 eine Ansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, 1/6The invention will now be described by way of example with reference to the drawings, in which Fig. 1 is a 3D view of a fluidizing rotor and impeller according to the invention; Fig. 2 is a view of a device according to the invention, 1/6

Claims (8)

österreichisches Patentamt AT506 202 B1 2010-05-15 [0014] Fig. 3 eine Draufsicht auf den Fluidisierungsrotor darstellt. [0015] Fig. 1 zeigt eine Pumpe 1 mit Fluidisierungsrotor 2, der eine Nabe 3 aufweist. Am Eintrittsende 4 sind die Oberflächen der Flügel 5 senkrecht zur Achse des Fluidisierungsrotors 2 angeordnet. Dadurch werden die hydraulischen Eintrittsverluste minimiert, wodurch sich der Wirkungsgrad der Pumpe erhöht. Der Fluidisierungsrotor 2 ist im Saugstutzen 6 der Pumpe 1 angeordnet, wobei die fluidisierte Suspension, insbesondere Faserstoffsuspension, durch das Laufrad zum Druckstutzen 7 gefördert wird. Die Nabe 3 des Fluidisierungsrotors 2 ist mittels einer Schraube 8 an der Pumpenwelle 9 befestigt. [0016] Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Fluidisierungsrotor 2 einer Pumpe 1. Hier ist besonders gut erkennbar, dass der Fluidisierungsrotor 2 am Eintrittsende 4 im Zentrum frei ist und die Flügel 5 frei ohne Versteifung oder Verbindung untereinander wirken. Dieses freie Ende weist eine freie Länge Fi auf, die vom Ende bis zur Nabe 3 reicht. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Verhältnis der freien Länge Fl des Fluidisierungsrotors zum Fluidisierungsrotordurchmesser Dr zwischen 0% und 75%, vorteilhafterweise etwa 40% beträgt. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich ein Fluidisierungsrotor 2, der sehr stabil ist und für praktisch alle Einsatzfälle verwendet werden kann. [0017] In Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßer Fluidisierungsrotor 2 dargestellt, bei dem sehr gut die vier Flügel 5 erkennbar sind, die dann in der Nabe 3 im Zentrum zusammenlaufen und in weiterer Folge die Suspension, insbesondere Faserstoffsuspension in den Druckstutzen der Pumpe fördern. Die Flügel 5 weisen dabei auch eine Stärke auf, die die nötige Stabilität gewährleistet. Durch die gewählte Ausführung wird vor allem gewährleistet, dass bei gashaltigen Suspensionen, insbesondere gashaltigen Faserstoffsuspensionen das Gas an den Flügeln aus der Suspension abgeschieden und abgeführt wird, wodurch eine aufwändige und kostenintensive Vakuumpumpe entfallen kann. [0018] Die Erfindung ist nicht durch die Beispiele beschränkt. Es können auch z.B. andere Abmessungen gewählt werden, die stark abhängig von der Größe und der Förderleistung der Pumpe sind. Wesentlich sind jedoch die grundsätzliche Ausbildung des Fluidisierungsrotors und die Anordnung im Pumpengehäuse/Saugstutzen, wodurch der Fluidisierungsrotor das abgeschiedene Gas aus der Pumpe hinauspresst und keine zusätzlichen Einrichtungen zu einer Vakuumerzeugung mehr nötig sind. Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Pumpen von gashaltigen Suspensionen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, mit einem Fluidisierungsrotor (2) mit einem oder mehreren Flügeln (5) und einem Pumpenlaufrad und einem Druckstutzen (7), wobei der Fluidisierungsrotor (2) in den Saugstutzen (6) der Pumpe (1) ragt und eine Nabe (3) aufweist, wobei der Fluidisierungsrotor (2) am Eintrittsende (4) im Zentrum frei ist und die Flügel (5) frei ohne Versteifung oder Verbindung untereinander wirken, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der freien Länge (Fl) des Fluidisierungsrotors (2) zum Fluidisierungsrotordurchmesser (Dr) zwischen 0% und 75%, vorteilhafterweise etwa 40% beträgt.Austrian Patent Office AT506 202 B1 2010-05-15 [0014] FIG. 3 shows a plan view of the fluidizing rotor. Fig. 1 shows a pump 1 with Fluidisierungsrotor 2, which has a hub 3. At the inlet end 4, the surfaces of the wings 5 are arranged perpendicular to the axis of the fluidizing rotor 2. As a result, the hydraulic entry losses are minimized, thereby increasing the efficiency of the pump. The fluidizing rotor 2 is arranged in the suction port 6 of the pump 1, wherein the fluidized suspension, in particular pulp suspension, is conveyed by the impeller to the discharge port 7. The hub 3 of the fluidizing rotor 2 is fastened to the pump shaft 9 by means of a screw 8. 2 shows a fluidizing rotor 2 according to the invention of a pump 1. Here it is particularly easy to see that the fluidizing rotor 2 is free at the inlet end 4 in the center and the wings 5 act freely without stiffening or connection with each other. This free end has a free length Fi, which extends from the end to the hub 3. It has proven to be particularly advantageous if the ratio of the free length Fl of the fluidizing rotor to the fluidization rotor diameter Dr is between 0% and 75%, advantageously about 40%. This configuration results in a fluidization rotor 2, which is very stable and can be used for virtually all applications. In Fig. 3, an inventive fluidization rotor 2 is shown, in which very well the four wings 5 can be seen, which then converge in the hub 3 in the center and subsequently promote the suspension, in particular pulp suspension in the discharge nozzle of the pump. The wings 5 also have a strength that ensures the necessary stability. The chosen design ensures, above all, that with gaseous suspensions, in particular gaseous fibrous suspensions, the gas is separated from the suspension at the wings and removed, so that a complex and cost-intensive vacuum pump can be dispensed with. The invention is not limited by the examples. It may also be e.g. other dimensions are chosen, which are highly dependent on the size and the capacity of the pump. Essential, however, are the basic design of the fluidizing rotor and the arrangement in the pump housing / suction nozzle, whereby the fluidizing rotor presses the separated gas out of the pump and no additional facilities for vacuum generation are more necessary. 1. Apparatus for pumping gaseous suspensions, in particular pulp suspensions, with a fluidizing rotor (2) having one or more vanes (5) and a pump impeller and a discharge nozzle (7), wherein the fluidizing rotor (2) in the suction nozzle (6) of Pump (1) projects and a hub (3), wherein the fluidizing rotor (2) at the inlet end (4) is free in the center and the wings (5) freely act without stiffening or connection with each other, characterized in that the ratio of free Length (Fl) of the fluidizing rotor (2) to the fluidizing rotor diameter (Dr) is between 0% and 75%, advantageously about 40%. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidisierungsrotor (2) breite Flügel (5) aufweist, wodurch eine Überdeckung des Saugstutzenquerschnitts von mehr als 40%, vorteilhaft mehr als 60% erreicht wird.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the fluidizing rotor (2) has wide wings (5), whereby an overlap of the Saugstutzenquerschnitts of more than 40%, advantageously more than 60% is achieved. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Flügel (5) am Eintrittsende (4) nahezu senkrecht zur Achse angeordnet ist.3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the surface of the wings (5) at the inlet end (4) is arranged almost perpendicular to the axis. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidisierungsrotor (2) vier Flügel (5) aufweist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fluidization rotor (2) has four wings (5). 5. Rotor für eine Pumpe zum Pumpen von gashaltigen Suspensionen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, wobei der Fluidisierungsrotor (2) am Eintrittsende (4) im Zentrum frei ist und die Flügel (5) frei ohne Versteifung oder Verbindung untereinander wirken, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der freien Länge (Fl) des Fluidisierungsrotors (2) 2/6 österreichisches Patentamt AT506 202 B1 2010-05-15 zum Fluidisierungsrotordurchmesser (Dr) zwischen 0% und 75%, vorteilhafterweise etwa 40% beträgt.5. rotor for a pump for pumping gas-containing suspensions, in particular pulp suspensions, wherein the fluidizing rotor (2) at the inlet end (4) in the center is free and the wings (5) freely interact without stiffening or connection, characterized in that the ratio the free length (Fl) of the fluidization rotor (2) is 2/6 Austrian Patent Office AT506 202 B1 2010-05-15 fluidizing rotor diameter (Dr) between 0% and 75%, advantageously about 40%. 6. Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidisierungsrotor (2) breite Flügel (5) aufweist.6. Rotor according to claim 5, characterized in that the fluidizing rotor (2) has wide wings (5). 7. Rotor nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Flügel (5) am Eintrittsende (4) nahezu senkrecht zur Achse angeordnet ist.7. Rotor according to one of claims 5 or 6, characterized in that the surface of the wings (5) at the inlet end (4) is arranged almost perpendicular to the axis. 8. Rotor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidisierungsrotor (2) vier Flügel (5) aufweist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 3/68. Rotor according to one of claims 5 to 7, characterized in that the fluidizing rotor (2) has four wings (5). 3 sheets of drawings 3/6
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