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Die Erfindung betrifft eine Pumpvorrichtung zum
Pumpen einer Pulpensuspension, im Folgenden Stoffsuspension genannt,
und zum gleichzeitigen Ableiten von Gas aus der Suspension. Die
Erfindung richtet sich genauer auf eine Stoffpumpe, die mit einer
Vakuumpumpe zum Abziehen von Gas, beispielsweise von Luft, aus der
Pulpe in der Pumpe verbunden ist.
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Die Pulpe oder den Stoff begleitendes
Gas sorgt für
Probleme, wenn mit Stoffpumpen, insbesondere in Form von Zentrifugalpumpen,
gepumpt wird. Das Gas in dem Stoff oder der Pulpe sammelt sich zu Blasen,
die sich vor dem Impeller oder Flügelrad sammeln und hierdurch
die Kapazität
der Pumpe beeinträchtigen.
Dieses Problem lässt
sich beseitigen, indem das Gas aus dem Raum vor dem Impeller der Zentrifugalpumpe/Kreiselpumpe
zu einem abgedichteten Raum hinter dem Impeller und weiter aus dem Gehäuse der
Stoffpumpe, beispielsweise vermittels Vakuumpumpen vom Flüssigkeitsring-Typ,
abgezogen wird. Diese Vakuumpumpen sind oft gesonderte Pumpen, deren
Saugrohr mit dem Abdichtungsraum im Gehäuse der Stoffpumpe verbunden
ist. Alternativ können
sie als gesonderter Vakuumimpeller bzw. als gesondertes Vakuumlaufrad
in Form eines Flüssigkeitsring-Impellers
ausgelegt sein, der auf der Welle der Stoffpumpe sitzt, so dass
ein gemeinsamer Betrieb für
beide Impeller erhalten wird. Im letztgenannten Fall wird die Kapazität der Vakuumpumpe
aus Gründen
des Platzbedarfs jedoch vermindert.
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Ein System mit äußerer Vakuumpumpe umfasst eine
Stoffpumpe, die über
ein Rohr mit einer Vakuumpumpe zum Abziehen von Gas gekoppelt ist. Solch
eine Stoffpumpe ist offenbart beispielsweise in der schwedischen
Patentschrift SE 467 466. Das Rohr umfasst üblicherweise ein Absperrventil
und ein Vakuumregelungsmittel. Normalerweise wird der Stoffpumpe
Spülwasser
zugeführt.
Dieses spülende Wasser
hat zum Ziel, ein Verstopfen des Rohres zur Vakuumpumpe zu verhindern
und die Pulpe im Raum hinter dem Stoffimpeller zu verdünnen. Das
Absperrventil wird durch ein Regelventil für die Stoffpumpe geregelt,
so dass das Absperrventil bei einer vorbestimmten Einstellung des
Regelventils der Stoffpumpe geöffnet
wird. Das Vakuumregelmittel ist so eingestellt, dass unter normalen
Prozessbedingungen stabile Bedingungen erreicht werden.
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Solch ein System hat den Nachteil,
dass ein definiertes Vakuum eingestellt werden muss, trotzdem können sich
die Prozessbedingungen verändern.
Dies bringt es mit sich, dass ein optimales Vakuum in jeder Situation
nicht aufrecht erhalten werden kann. Als Folge kann das System in
gewissen Fällen
es erlauben, dass Stofffasern mit dem Gas durch das Rohr zur Vakuumpupe
gehen, was bei beiden zu Faserverlusten und zu einer möglichen
Beschädigung
der Vakuumpumpe führt.
Eine Vakuumpumpe ist konstruiert, um Gas zu pumpen; der Fasertransport
bedeutet eine Schwachstelle, wodurch die Verlässlichkeit des gesamten Stoffpumpensystems reduziert
wird. In anderen Fällen
kann die Stoffpumpe mit einer zu großen Gasmenge im Pumpengehäuse arbeiten,
wodurch die Wirksamkeit oder der Wirkungsgrad der Pumpe reduziert
wird und darum viel Gas in der Pulpe oder dem Stoff verbleibt, was
Störungen
in nachfolgenden Prozessschritten zur Folge hat.
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Die Bedeutung der vorliegenden Erfindung liegt
darin, dass die genannten Probleme dadurch eliminiert werden können, dass
die Stoffpumpe mit einer äußeren Vakuumpumpe über ein
Rohr, wie in den Ansprüchen
definiert, verbunden wird. Die Pumpe ist somit mit einem im Wesentlichen
vertikalen Teil ausgestattet, dessen höchster Punkt auf einem Niveau oberhalb
der Stoffpumpe positioniert ist und oben im vertikalen Teil des
Rohres ist eine Einrichtung zum Zuführen von Spülwasser angeschlossen.
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Die Höhe des im Wesentlichen vertikalen Teils
des Rohres sollte wenigstens gleich der Höhe (gemessen in Wassersäule) sein,
die dem atmosphärischen
Druck entspricht, normalerweise etwa 10 m plus der Höhe, die
dem Druck am Einlass der Stoffpumpe entspricht. Das zugeführte Spülwasser
bzw. „flushing
water" strömt durch
das Rohr zur Stoffpumpe hinab. Das Rohr soll teilweise mit Wasser
gefüllt sein,
so dass das Gas nach oben durchgehen kann, während die Fasern mit dem Wasser
zurück
zur Stoffpumpe strömen.
Das Wasserniveau im Rohr hängt
vom Druck der Stoffpumpe, der Auslegung der Stoffpumpe und der Einstellung
der Vakuumpumpe ab. Das Wasserniveau wird sich automatisch abhängig von
den Prozessbedingungen ändern.
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Die Maßnahme nach der Erfindung sorgt
dafür,
dass Faserverluste vermieden oder im Wesentlichen reduziert werden
können.
Ein optimales Vakuum kann bei unterschiedlichen Prozessbedingungen ohne
die Verwendung spezieller Regelmittel erhalten werden. Das Absperrventil
für die
Vakuumpumpe sowie das Vakuumregel ventil können fortfallen. Der Bedarf
an Spülwasser
lässt sich
bis zu etwa 80 % aufgrund der Tatsache reduzieren, dass keine Fasern
an die Antriebsflüssigkeit
der Vakuumpumpe im Flüssigkeitsring überführt werden.
Verbrauchte Antriebsflüssigkeit
lässt sich
daher als neue Antriebsflüssigkeit rezyklieren.
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Wenn aus Installations- oder anderen
Gründen
es nicht möglich
oder wünschenswert
ist, eine ausreichende Rohrhöhe,
siehe oben, zu erreichen, dann kann es notwendig sein, das Vakuumsystem
zu regeln. Das maximale Vakuum muss dann begrenzt werden, so dass
die Fasern nicht der Vakuumpumpe folgen. Dies lässt sich durch Vakuumregelung
in geeigneter Weise erreichen, beispielsweise dadurch, dass ein
Signal abgegeben wird, wenn das maximale Vakuum überschritten wird.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird
eine Stoffpumpe vom Zentrifugaltyp (Kreiselpumpe) über ein
Rohr mit einer auf einem höheren Niveau
angeordneten Vakuumpumpe gekoppelt. Alternativ kann die Vakuumpumpe
auf einem bezüglich der
Stoffpumpe wünschenswerten
Niveau angeordnet sein, wenn das Rohr von der Stoffpumpe sich zuerst
nach oben auf das gewünschte
Niveau und von dort zur Vakuumpumpe erstreckt.
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Nach einer anderen Ausführungsform
sind zwei oder mehr Stoffpumpen zusammen mit zwei oder mehr Vakuumpumpen
gekoppelt bzw. gekuppelt. Sämtliche
Stoffpumpen werden auf einem Niveau niedriger als dem der Vakuumpumpen
angeordnet. Die Vakuumpumpen werden mit einem gemeinsamen Rohr größerer Abmessung
verbunden. Dieses Rohr größerer Abmessung
ist oberhalb der Stoffpumpe angeordnet und von ihr erstreckt sich
ein kleineres im Wesentlichen vertikales Rohr nach unten zu jeder
der Stoffpumpen zur Entlüftung,
gemäß der Maßnahme nach
der Erfindung. Ein Mittel zur Lieferung von Spülwasser oder Flushwasser ist
mit jedem der kleineren Rohre verbunden. Nach dieser Ausführungsform
kann ein Absperrventil zwischen jeder Vakuumpumpe und dem dickeren
Rohr angeordnet sein, um das Ein und Abschalten der Vakuumpumpen
nach Bedarf zu ermöglichen,
beide im Betrieb und in Verbindung mit Wartung oder Reparatur, ohne Betrieb
und Funktion der Stoffpumpen zu stören. Hier gilt, dass die Vakuumpumpen
auf einem gewünschten
Niveau, bezogen auf die Stoffpumpen, angeordnet werden können, wenn
die Rohre von den Stoffpumpen sich zuerst nach oben auf das gewünschte Niveau
und von dort zu den Vakuumpumpen über das gemeinsame dickere
Rohr erstrecken.
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Zwei beispielsweise Ausführungsformen
der Erfindung sollen nun genauer mit Bezug auf die beiliegenden 1 und 2 näher
erläutert
werden.
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1 zeigt
eine Stoffpumpe 1 in Form einer Kreispumpe, die auf einem
ersten Niveau angeordnet ist. Die Stoffpumpe umfasst ein Gehäuse 2 mit Einlass 3 und
jeweils einem Auslass 4 für die Stoffsuspension und einem
Auslass 5 für
das Gas. Die Pumpe wird von einem Motor 6 angetrieben.
Das Gehäuse
der Stoffpumpe ist über
ein Rohr 7 mit einer Vakuumpumpe 8 in Form einer
Flüssigkeitsringpumpe
mit zugeordnetem Motor 9 verbunden. Die Vakuumpumpe ist
auf einem zweiten Niveau positioniert, das höher als das erste Niveau ist.
Die Vakuumpumpe 7 verfügt
im Wesentlichen über
einen vertikalen Teil, und ein Mittel 10 zum Liefern von
Spülwasser
an das Rohr ist oberhalb des vertikalen Teils der Pumpe verbunden.
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2 zeigt
eine Anlage mit mehreren Stoff- und Vakuumpumpen des in 1 gezeigten Typs. Die gleichen
Bezugszeichen wie in 1 gelten.
Die Stoffpumpen 1 sind auf einem ersten Niveau und die Vakuumpumpen 8 auf
höheren
Niveaus angeordnet. Die Vakuumpumpen 8 sind mit einem dickeren
Rohr 11 verbunden, das oberhalb der Stoffpumpen 1 verläuft. Ein
kleineres im Wesentlichen vertikales Rohr 7 erstreckt sich
vom dickeren Rohr 11 nach unten zu jeder Stoffpumpe 1 zum
Zwecke der Entlüftung.
Ein Mittel 10 zum Zuführen
von Flushwasser ist mit jedem Rohr 7 gekuppelt. Zwischen
jeder Vakuumpumpe 8 und dem dickeren Rohr 11 ist
ein Absperrventil 12 eingesetzt. Hierdurch kann eine Vakuumpumpe für Wartung,
Reparatur, Austausch oder dergleichen getrennt werden, ohne dass
eine Stoffpumpe abgeschaltet werden muss. Es ist auch möglich, die
Anzahl von Vakuumpumpen zu reduzieren, da nicht jede Stoffpumpe
eine eigene Vakuumpumpe benötigt.
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Beim Starten der Anlage kann eine
Vakuumpumpe 8 in geeigneter Weise in Betrieb genommen werden,
während
die anderen Vakuumpumpen leer laufen, d.h. die zugeordneten Absperrventile 12 geschlossen
sind. Mit zunehmender Gasmenge steigt der Druck, d.h. die Leistung
der Vakuumpumpe reicht nicht aus. Ist ein vorbestimmter Druck erreicht,
so wird zusätzlich
eine Vakuumpumpe eingekuppelt, indem das zugeordnete Absperrventil 12 geöffnet wird und
so fort.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und
gezeigten Ausführungsformen
beschränkt, Änderungen
und Abänderungen
im Rahmen der Ansprüche
mit Bezug auf Beschreibung und Figuren sind ohne weiteres möglich.
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In die Anmeldung wurde nur das für die Erfindung
als wesentlich Erachtete aufgenommen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Pumpvorrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Pumpen einer Stoffsuspension und gleichzeitiger Ableitung von
Gas aus der Suspension. Die Vorrichtung umfasst wenigstens eine
Stoffpumpe (1) mit einem Gehäuse (2) mit Einlass
(3) und jeweils einem Auslass (4) für die Suspension
und einem Auslass (5) für das
Gas. Der Gasauslass (5) ist über ein Rohr (7) mit wenigstens
einer äußeren oder
externen Vakuumpumpe (8) verbunden. Das Rohr (7)
ist mit einem im Wesentlichen vertikalen Teil ausgestaltet, dessen höchster Punkt
sich auf einem Niveau oberhalb der Stoffpumpe (1) befindet.
Ein Mittel (10) zum Liefern von Spül- oder Flushwasser an das
Rohr (7) ist oberhalb im vertikalen Teil des Rohres (7)
angeschlossen.
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