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" Absaugvorrichtung "' Die Srfindung betrifft'allgemein Vakuumfilter
und insbesondere eine neuartige Kombination einer Pumpe mit einem sogenannten Vakuumaufnahmebehälter,
welche eine wirksame getrennte Abführung des Filtrates gestattet.
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Bekanntlich wird bei der Vakuumfiltration das Filtrat mit grossen
Mengen damit verbundener und/oder gemischter Luft vom Filter in einen sogenannten
Vakuumaufnahmebehälter durch ein daran anliegendes Vakuum abgesaugt und dann abgetrennt,und
das .Gas, in der Regel Luft, wird entdernt, während das Filtrat für die weitere
Verarbeitung abgepumpt oder unter Umständen zur Verwendune als WaschflÜssigkeit
bei der Filtration wieder in den Kreislauf gebracht wird.
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Wegen der damit verbundenen Luft und der unvermeidlichen Änderungen
der Durehflussmengen pro Zeiteinheit, sowie durch die unmittelbare Wirkung des Vakuums
ist das Abpumpen des Filtrats ein schwieriges Problem gewesen, dessen Lösung bisher
eine Ausrüstung und Betriebskosten erforderte, die in keinerlei Verhältnis zu dem
bearbeiteten Gut standen.
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Zur Inbetriebsetzung einer Piltratpumpe war es z.B. bisher notwendig,
einen hohen statischen Druck zwischen der Pumpe und dem Behälter zur Aufnahme des
Filtrats vorzusehen, um den Anforderungen der Pumpe zu genügen bzw. den hohen positiven
netto-Saugdruck zu ergeben wodurch das Vakuum im Aufnahmebehälter überwunden und
die Förderung eingeleitet wird. Dies erfordert die Anbringung der Pumpe auf einem
beträchtlich unter demjenigen des Filtrataufnahmebehälters liegenden Niveau, damit
die .zur Bildung des notwendigen Drucks erforderliche Höhe vorhanden ist. Die Yotwendigkeit
eines solchen statischen Drucks ergibt i .Stösse und ungleichmässige Pumpgeschwindigkeiten,
da die Pumpe ,nicht anläuft, bis sich ein ausreichender Druck eingestellt hatt ',und,einmal
angelaufen, weiter pumpen kann, bis der statische 'Druck zumindest teilweise abgefallen
ist, worauf das Pumpen aufhört,
und das Arbeitsspiel wiederholt
werden muss. Dies ist besonders störend, wo das Filtratvolumen über einen grossen
Bereich schwankt. Luftschleusen im Pumpsystem erschweren das Problem beträchtlich,
indem .sie einen sogar noch höheren statischen Druck für das Anlaufen der Pumpe
erforderlich machen und demzufolge noch mehr zum Auftreten von Stössen beitragen.
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Eine weitere, bei bisherigen Pumpaufbauten, besonders bei solchen
auftretende Schwierigkeit, die Kreiselpumpen in Kombination mit Flüssigkeitsbehältern
verwenden, deren Flüssigkeitsniveau veränderlich ist, wurde durch den Widerstand
der Leitung verursacht, durch welche die zu pumpende Flüssigkeit vom Behälter zur,Pumpe
selbst befördert wird. Bei bisherigen Konstruktionen,, bei denen Pumpen mit Axialeinlass
verwendet wurden, war es notwendig, den leitu4gsquersehnitt zumindest am
Pumpeneintritt auf eine grösse zu begrenzen, die dein Eintrittsquerschnitt entsprach,
um eine Ordnungsgemässe Zufuhr zum Pumpenrotor zu gewährleisten. Hierdurch wird
das Auftreten von Stössen sehr begünstigt sowie die Blockierung durch Luft, und
zwar wegen des Mangels an Raum, in welchem Luft und Flüssigkeit im Gegenstrom fliessen
können, und auch wegen des Strömungswiderstanden in geringen Zueraehnitten.
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ZusEmmenfassend weisen also bisherige Filtratabführungsvorrichtungen
gemeinsam die Xachteile auf, dass.die Pumpe zum Anlaufen einen hohen Druck benötigt,
und das$ es unmöglich ist, bei verschiedenen Filtratzuflussgeschwindigkeiten mit
niedrigen fertig zu werden, die nicht ausreichen, um den notwendigen sia- _ tischen
Druck aufrechtzuerhalten.
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Hauptziel der Erfindung ist eine Filtratabführvor:ichtung, . mittels
welcher Filtrat aus einem Unterdruckraum, wie z.B. einem Vakuumfiltrataufnahmebehälter,
bei Filtratzuflussmengen pro feiteinheit abgeführt werden kann, die fron einem Tröpfeln
zur vollen Pumpeistung reichen.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung, bei welcher
die zu pumpende Flüssigkeit unbehindert zum Pumpeneinlass gelangt, so dass der Strömungswiderstand
vernachlässigbar gering wird, und genügend Raum vorhanden ist, um zu gewährleisten,
dass Gas und Flüssigkeit unabhingig entgegengesetzt fliessen können.
Ein
weiteren Zie7Aer Erfindung ist die Kombination einer pumpe in besonderer Weise in
einer Vakuumfilteranlage sehr nahe an Aufnahmebehälter, wodurch de;taumbedarf der
Anlage verringert wird.
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Weitere Ziele und Vorteils der Erfindung gehen aus nach-folgender
Bewchreibung einer beispielsweisen Ausführungsform an Hand beiliegender Zeichnungen
hervorf worin: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vakuumfilteranlage gemäss
der Erf indüng ist; Fig. 2 eine Schnittansicht der erfindungsgemässen Pumpe
in Kombination mit einem Filtrataufnahmebehälter gemäss der Erfindung ist; Fig.
3 eine perspektivische Ansicht der Pumpe mit dem Befestigungsflansch dafür am Vakuumaufnahmebehälter
ist; Fig. 4 eine Draufsicht auf die Pumpe mit abgenommenem Deckel ist; Fig.
5 eine Vorderansicht der Pumpe von Fig. 4 in Richtung des Pfeiles 5 von Fig. 4 ist.
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Die Anlage gemäss Fig. 1 enthält eine Unterdruekfiltertrommel 10,
die drehbar teilweise in einen Schlammbehälte»tauchend angeordnet ist, dem Schlamm
über die Zuflussöffnung 12 zugeführt wird. Es ist ein üblicher Antrieb 13
vorgesehen, und das Ganze ist auf .einer geeigneten Basis 14 angebracht.
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Mittels eines geeigneten Ventils 16 und innerer,.nicht dargestellter
Zeitungen liegt das durch die Vakuumpumpe 17 erzeugte Vakuum an der Trommeloberfläche,und
das Filtrat wird durch innere Zeitungen, da-- Ventil 16, dann durch die Ventile
18 und die Leitung 19 tangential in einen Aufnahmebehälter 21 auf einem zwischen
seinen Enden liegenden Niveau gesaugt. Das Filtrat wirbelt zum Boden des Aufnahmebehälters,
um von dort durch eine Pumpe 22, die nachfolgend im einzelnen beschrieben
wird, zur eventuellen Ableitung durch die Zeitung 23 entfernt zu werden,
während Luft oder Dampf aus einem oberen Abschnitt den Aufnahmebehälters
durch die Leitung 24, welche die Anlage mit der Vakuumpumpe 17 verbindet, abgesaugt
und dann abgeleitet werden.
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Die Pumpe 22 ist mittels eines Flanschs 26 am Aufnahmebe-hälter
angebracht und steht mit dessen Innerem unmittelbar in Verbindung. Zum .Antrieb
der i'umpe dient ein geeigneter _;:otor 27
konstanter Drehzahl und
bildet zusammen mit ihr eine leicht zu handhabende Einheit.
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Die Pumpe 22 besitzt eine Basis 31, in der ein Abflussdurchgang 32
ausgebildet ist, der im Auslass 33.endet und dem durch einen Durchgang 34 von einem
ringförmigen Ausströmraum 36 Flüssigkeit zugeführt wird, der zwischen der Basis
31 und dem Deckel 37 ausgebildet ist. Der Deckel ist mittels der Befestigungsvorrichtungen
38 an der Basis befestigt. Die Basis, der Deckel und der Ausströmraum begrenzen
zusammen einen Speicherraum 35. Die Basis 31 ist mittels geeigneter Befestigungsvorrichtungen
39 unmittelbar am Antriebsmotor 27 befestigt, und zwar derart, dass die Antriebswelle
41 und die Pumpwelle 42 axial aufeinander ausgerichtet und mittels einer geeigneten
Kupplung 42' miteinander verbunden sind.
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Eine geeignete Abdichtung 43 ist an der Pumpenbasis vorgesehen, und
die Welle 42 geht durch diese Dichtung und endet innerhalb der :Pumpe. Auf dem inneren
Ende der Welle und damit drehbar ist im Speicherraum zwischen der Basis und dem
Dekc e1 ein Flijgelrad 44 besonderer Bauweise angebracht.
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Wie ersichtlich ist, ist das Flügelrad, das eine keglige Basis 46,
Flügel 47 und ein von den inneren Enden der Flügel begrenztes zentrales Auge 48
hat, von der halboff enen Art ohne Deckel über den oberen Flügelkanten. Die Abdeckplatte
37 ist derart r-eformt, dass dem Umfang der Flügel folgt und dicht an ihn angrenzt.
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`die ersichtlich ist, ist der ringförmige Ausströmraum 36 gegenüber
der Rotationsebene des Flügelrades versetzt, und dieses endet kurz vor dem Ausströmraum.
Das Flügelrad ist von der Art, bei welcher die Flüssigkeit eine konstante Beschleunigung
erfährt, so dass die höchste Geschwindigkeit für den Austritt erreicht wird.
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Gemäss der Erfindung ist die Pumpe für jede Durc hflussgeschwindigkeit
bzw. Menge pro Zeiteinheit selbstanlaufend ausgebildet,und Luftschleusen fallen
weg, indem verschiedene Merkmale kombiniert sind, darunter eine unbehinderte Zentralöffnung
49 im Deckel 37, eine Entlüftung 51 an einer höhen Stelle des Ausströmraums und
ein freier uurcii@an; zur zumpe durch eine kurze vorAem Flansch 26 oder einer anderen
Zeitung gebildete
| Zeitung von ausreichender Grösse in bezug auf den Nennquerschnitt |
| des Pumpeneinlasses bzw. Auges. |
| Die zentrale, hindernisfreie Öffnung 49 lasst die Flüssig-. |
| '_:eit frei in das Auge eintreten und von diesem zum Fli;gelrad |
| gelangen, während die Lüftung 51 den lufta,ustritt gew,#ihrleistet. |
| In diesem Zusammenhang ist.es von Bedeutung, dass die Lüftungs- |
| stelle in einem über dern Auge gelegenen ?,riveau #21-rneordnet
ist |
| und an der höchsten Stelle der lumpe liegen sollte, um ein |
| schnelles entweichen der J.iu.zt zu gewährleisten. . |
| Bei der dargestellten, b:r-@rorzug ter AusfThrungsform ist
dem- |
| zufolge die Pumpe mit auf einer im Wesentlichen vertikalen
Ebene |
| rotierendem Flügelrad angebracht, und die Lifzftung ist am
obersten |
| Totpunkt angeordnet. Wenn die Flizssigkeit i:": tDehälter ansteigt, |
| ergiesst sie sich in und durch die Öff nt: ng in. Jas flü@elrad, |
| die Luft entweicht durch die Entlüftung 51,und die Flüssigkeit |
| tritt durch die Öffnungren 34 und 32 aus. |
| Es ist wichtig, dass das Auge und die Öffnung im Deckel |
| einen ausreichenden 4,uarschnitt haben, um grosse Volumina
schau- |
| migen Gutes zu bewältigen; der Querschnitt so_---"ta grösser
sein |
| als derjenige des letzten Flüssigkeitsauslasses. -Es ist auch |
| wichtig besonders für den Betrieb bei urger_üan.ciem. Zufluss, |
| dass die =l.ante der DeckelöffnI.ng 49 scharf bzw. schneidenförmig |
| ausgebildet ist, da hierdurch das Zerteilen voi Senaurnülasen |
| gefördert und damit die Entlüftung begünstigt wird. |
| Die unmittelbare Anbringung der Pumpe am Behälter, wie z. B. |
| durch einen kurzen Flansch 26,oder, falls die Pumpe in einem
Ab- |
| st@nd vom Behälter angeordnet ist, mittels einer Verbindungslei- |
| tung, deren Durchmesset gröss,-,.r ist als derjenige des Auges |
| und vorzugsweise so -ross ist, dass der Ausströmraum umgeben
wird |
| (Fig.2), ist ebenfalls wichtig. hierdurch wird.eineBlockierung |
| Jurch einen Strömungswiderstand in der Iseitung verhindert
und |
| ein freier Dzrchgang ,gewährleistet, so dass Luft durch ansteigende |
| Flüssigkeit nicht eingesperrt we_den kann. iir, solcher Durch- |
| messer gewährleistet auch, dpss durch die EntÄüfti-tng 51 entwei- |
| chende Luft in den Behälter zurückgelangt. Es ist also wichtig, |
| dass die Flüssigkeitszuflussleitung zur Pumpenöffnung einen
grösse- |
| ren Durchmesser hat als diese, und dass zumindest die gesamte |
| obere 'Mund der Zeitung üt)erallu_ auf einem I,TTveau bleibt,
dasgleich |
dem ihrer Verbindungsstelle mit der Pumpe ist. Die Pumpe muss also
derart gebaut sein, dass der Flügelraddeckel keine sich verengende heitung für den
Anschluss an die Pumpe erfordert.
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Bezüglich des Betriebes der gesamten Filteranlage sollte die %eistung
der Pumpe mindestens so gross sein, dass sie den höchsten Filtratanfall bewältigen
kann. Das bedeutet, dass die Pumpe meistens bei un#,-:enügendem Zufluss ärbeitet.
gis treten jedoch keinerlei Stösse auf, da sie alle in das Auge gelangende Flüssigkeit
sofort abpumpt, und zwar stets gleichmässig entsprechend der anfallenden Filtratmenge.
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:Beim Betrieb der Pumpe mit voller Leistung wird durch die Entlüftungsöffnung
51 ein Teil der Flüssigkeit in den Kreislauf zurückgeführt. Es handelt sich aber
um einen geringen Anteil, der die rumpleistung praktisch nicht beeinflusst und zur
Off enhaltung der Entlüf-Aungsöffnung beiträgt.
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Durch besondere Änderungen kann die Pumpe eink Betrieb in waagerechter
Zage falls erforderlich angepasst werden. In derartigen fällen: muss die Lüftung
51 mit. einer Verlängerung versehen sein, die sich über den -Einlass der Pumpe erstreckt,
und eine sich näch oben erstrec'=ende Höhlung muss in dem. Aufnahme- bzw. Ausströmraum
an. der Entlüftungsstelle vorgesehen werden, dies als Luftsammler dient. Eine derartige
Pumpe wäre der senkrecht angebrachten nicht gleichwertig aber in besonderen fällen
brauchbar.