DE2307714A1

DE2307714A1 - Pumpe, insbesondere fuer zelluloseund andere fasersuspensionen

Info

Publication number: DE2307714A1
Application number: DE19732307714
Authority: DE
Inventors: Bengt Gustav Blomsten; Rolf Gunnar Holm
Original assignee: JOENKOEPINGS MEK WERKSTADS AB
Current assignee: JOENKOEPINGS MEK WERKSTADS AB
Priority date: 1972-02-21
Filing date: 1973-02-16
Publication date: 1973-08-30
Also published as: FI72376B; SU650518A3; PL82428B1; FI72376C; GB1412488A; SE362689B

Description

DIPL-ΙΝΘ. DR. IUR. DIPL.-ΙΝθ. VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE

45 osNABRüCK_} den 15. Pebruar 1973

MOSERSTRASSE 2O/24

Jönköpings Mekaniska Werkstads AB Kyrkogatan 9, 551 01 Jönköping 1, Schweden

Pumpe, insbesondere für Zellulose- und andere Fasersuspensionen

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere für Zellulose- und andere Pasersuspensionen u. dgl., mit mindestens einem Pumprad.

Bei der Konstruktion von Pumprädern ist man im allgemeinen bestrebt, eine Einströmung des Pumpmediums in das Pumprad zu erhalten, die möglichst ruhig und wirbelfrei ist. Zu diesem Zweck hat man den Einlaufwinkel der Pumoradschaufeln so groß gewählt, daß das einströmende Pumpmedium eine resultierende Geschwindigkeit bzw. Strömung in Bezug auf die Pumpradschaufeln erhält, die im wesentlichen parallel zu deren Oberfläche an deren Einlaufkante ist. Diese Verhältnisse sind in Fig. 1 dargestellt, die einen Schnitt durch die Einlaufkante einer Schaufel darstellt, welche durch den Schnitt

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zwischen der durch die Strömungslinie bei der Rotation erzeugten Rotationsfläche und der Pumpradschaufel gebildet ist. In Fig. 1 ist die Schaufel mit 1, die Drehachse des Puirrorades mit 2, der Einlaufwinkel mit ßl und die Strömungsrichtung des Pumpmediums durch die StromungSDfeillinien 3 bezeichnet. Es ist ersieht lieh, daß diese Linien glatt und ohne Wirbelbildung der Oberfläche der Schaufel 1 folgen. In Fig. 1 sind ferner Zelluloseoder andere Fasern k dargestellt, die im Pumpmedium susDendiert oder dispergiert bzw. darin gehalten sind. Die Fasern 4 haben dadurch Schwierigkeiten verursacht, daß sie sich um die Einlaufk?nte herumfalten und hängenbleiben, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Aufgrund der Tatsache, daß die Einlaufkante im allgemeinen dünn ist, und da die Strömung im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Schaufel erfolgt, ist die Gefahr, daß die Fasern oder Fäden auf diese Weise festgehalten werden, verhältnismäßig groß.

Eine weitere Schwierigkeit, die durch derartige im PumDmedium enthaltene suspendierte Fäden oder Fasern bei mit Hinterschaufeln versehenen Pumprädern hervorgerufen wird, besteht darin, daß die Fasern in den engen Raum bzw. Spalt zwischen den Hinterschaufeln und dem Deckel des Pumpengehäuses eindringen und sich dort festsetzen.

Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, diese und ähnliche Schwierigkeiten beim Pumpen von Strömungsmedien, die Pasern, Fäden od. dgl. enthalten, zu vermeiden. Diese Auf-

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gäbe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Einlaufkante des Pumprades im wesentlichen senkrecht zur "unpralachne angeordnet ist und daß der Einlaufwinkel des Pumprads mehr als 50° betagt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der in den Fig. 2 bis 5 schematisch bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1, wie sich aus obigen Ausführungen ergibt, einen

Schnitt durch den Teil einer Pumpradschaufel, der der Einlaufkante am nächsten gelegen ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Pumprad, Fig. 3 einen Axialschnitt einer Schaufel durch die Hälfte

des Pumprads nach Fig. 2 und durch die zugehöri-

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gen, damit zusammenwirkenden Pumpenteile,

Fig. 1 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 nach der Linie IV-IV

in Fig. 2 durch den Teil einer Pumpradschaufel nach der Erfindung, der an die Einlaufkante an grenzt, und

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Abwandlung der Kombination von Hinterschaufeln und Deckel nach Fig. 3.

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Das in den Fig. 2 und 3 als Ganzes mit 5 bezeichnete Pumprad ist in einem Pumpengehäuse angeordnet, das als Ganzes mit 6 bezeichnet ist und nur teilweise zur Darstellung kommt. Das Pumprad 5 besteht in der Hauptsache aus einem im wesentlichen scheibenförmigen Rumpf 7 und den daran befestigten Schaufeln 1. Wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, stehen die Schaufeln 1, von denen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier vorgesehen sind, im wesentlichen senkrecht zur ebenen Hinterseite der Scheibe 7 in ihrer gesamten Höhe und sind in Bezug auf die durch den Pfeil 8 in Fig. 2 veranschaulichte Drehrichtung des Pumprads 5 nach hinten gebogen. Die Schaufeln 1 sind mit der Scheibe 7 an ihren inneren und hinteren Kanten vereinigt. Nach der Erfindung liegt die Einlaufkante 10 der Schaufeln im wesentlichen senkrecht zur Pumpradachse und der Einlaufwinkel ß\ etwa bei 5O°-6O° bis 110^o-120°, vorzugsweise zwischen 7O°-8O° und 90°-110°. Aufgrund der Tatsache, daß der Einlaufwinkel ßl in dieser Größenordnung gewählt ist, erhält man eine erhöhte Turbulenz und Wirbelbildung am Schaufeleinlauf, die im vorliegenden Fall erwünscht und in Fig. H mit 11 bezeichnet sind. Durch diese Wirbel werden Pulpefasern M u. dgl., die an der Einlaufkante hängenbleiben können, abgeführt. Es hat sich gezeigt, daß diese Turbulenz keine hydraulischen Nachteile beim Pumpen von Pulpe, zumindest bei Konzentrationen von 3 bis 8%, mit sich bringt.

Außerdem ist die Einlaufkante 10 dei*Schaufeln 1 an ihrer Vorderseite in Bezug auf die Drehrichtung des Puraprads 5 wulstartig verdickt, anstatt wie üblich verdünnt zu sein. Diese Formgebung

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bringt den Vorteil mit sich, daß die Pulpefasern H eine geringere Neigung zeigen, um die Rinlaufkante herumgebogen und damit festgehalten zu werden. Ferner wird der Einlauf unempfindlicher für verschiedene Anströmungswinkel. Man erhält mit anderen Worten eine breitere Wirkungsgradcharakteristik für die Pumpe, was bedeutet, daß die Pumpe mit einem annehmbaren Wirkungsgrad innerhalb eines größeren Arbeitsbereichs eingesetzt werden kann und daß die Pumpe ruhiger und stabiler läuft. Im Falle sehr abrasiver Strömungsmedien wird schließlich die Lebensdauer des Pumprads aufgrund der verdickten Einlaufkante erhöht.

Gemäß der Erfindung ist ferner die Einlaufkante 10 der Schaufeln 1 in einem im wesentlichen (kreis)zylindrischen Bereich des Pumpeneinlasses angeordnet. Dies bedeutet bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Einlaufkante 10 senkrecht zur Drehachse 2 steht, daß der Mediumstrom senkrecht zur Einlaufkante erfolgt. Hierdurch wird wiederum die Gefahr verringert, daß sich die Pulpefasern im Schlitz 12 (Fig. 3) zwischen den Pumpradschaufeln 1 und dem benachbarten Radkonus 13 fest-. setzen. Dies bedeutet seinerseits einen geringeren Verschleiß der Schaufeln 1 und des Radkonus 13·

Bei Pumpen für Fasersuspensionen od. dgl. ist es zweckmäßig, die gewünschte Verringerung der Axialkraft, der das Pumprad ausgesetzt ist, durch sogenannte rückwärtige oder Hinterschaufeln an der Rückseite des Pumprades, die vom Pumpeneinlaß abgewandt ist und einem zum Pumpengehäuse gehörenden Deckel gegen-

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überliest, herbeizuführen. Diese Hinterschaufeln sollen auch verhindern, daß Fasern od. dgl. in den Zwischenraum zwischen dem Pumprad und dem Deckel eindringen. In den Zeichnungen (Fig. 2, 3 und 5) sind die Hinterschaufeln, von denen acht Stück in rein radialer Anordnung dargestellt sind, mit 15 und der Deckel mit 36 bezeichnet. Um Fasern od. dgl., die trotz der Hinterschaufeln 15 in den Schlitz bzw. Zwischenraum 17 zwischen diesen und dem Deckel 16 eindringen, in noch wirksamerer V/eise als bisher abzuwehren bzw. abzuführen, sind diese Schlitze in den radial äußeren Bereichen der Hinterschaufeln 15 breiter als in Jer Nähe der Pumpradachse 2. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird dies dadurch erreicht, daß die den Hinterschaufeln zugewandte Oberfläche des Deckels 16 einen stumpfen Winkel mit dem Bereich der Pumpradachse bildet, der unmittelbar gegenüber bzw. vor dem Pumprad liegt. Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 5 wird der gleiche Effekt dadurch erzielt, daß die Hinterschaufeln in ihrem von der Pumpradachse entfernteren Bereich eine geringere axiale Höhe als im benachbarten Bereich der Achse haben. Der Winkel zwischen der Oberfläche des Deckels des Pumpen,^?.·- häuses, die den Hinterschaufeln zugewandt ist, und den Oberflächen der Hinterschäufeln, die dem Deckel zugewandt sind, beträgt etwa 1° bis 3°> vorzugsweise etwa 2°.

Die oben beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele können in ihren Einzelheiten auf verschiedene Weise abgeändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung

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zu verlassen. So ist es unter Beibehaltung einer einheitlichen axialen Höhe der Hinterschaufeln 15 möglich, die Rückseite des Pumprades, die die Hinterschaufeln trägt, so anzuordnen, daß
sie einen spitzen Winkel (d. h. weniger als 90°) mit dem Bereich der Pumpradachse bildet, der unmittelbar an bzw. vor dem Pumprad liegt.

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Claims

- 8 "PatentansDrüche:

l.J Pumpe, insbesondere für Zellulose- und andere Fasersuspensionen u. dgl., mit mindestens einem Pumprad, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufkante des Pumprades im wesentlichen senkrecht zur Pumpradachse angeordnet ist und daß der Einlaufwinkel des Pumprads mehr als 50° beträgt.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dor Einlaufwinkel im wesentlichen 90° beträgt.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufkante in einem kreiszylindrischen Bereich des Pumpeneinlasses angeordnet ist.
4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufkante verdickt ist.
5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis ¹I, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufkante an der Seite verdickt ist, die in Drehrichtung des Pumprads nach vorn gerichtet ist.
6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumprad an der Einlaufkante der Schaufel mit einem im wesentlichen axial ausgerichteten Einlaß versehen ist.

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7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Punrorad mit Hinterschaufeln an seiner einem Deckel des Pumoengehäuses zugewandten Rückseite versehen ist und der den Hinterschäufeln des Pumprads zugewandte Deckel mit diesen Schlitze bildet, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schlitze von der Pumpradachse aus gesehen radial nach außen erweitern.
8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Hinterochaufeln zugewandte Oberfläche des Deckels des Pumpengehäuses einen stumpfen Winke¹ mit dem Bereich der Pumpradachse bildet, der unmittelbar vor dem Punrorad gelegen ist.
9. Pumpe nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die die Hinterschaufeln tragende Rückseite des Pumnrades einen spitzen Winkel mit dem Bereich der Pumpradachse bildet, der unmittelbar vor dem Pumprad gelegen ist.
10. Pumpe nach Anspruch .7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterschaufeln des Pumprades in ihrem von der Pumpradachse weiter entfernten Bereich eine geringere axiale Höhe als im näher zur Achse gelegenen Bereich aufweisen.
11. Pumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der den Hinterschaufeln zugewandten Oberfläche des Deckels des Pumpengehäuses und den dem Deckel zugewandten Oberflächen der Hinterschaufeln etwa 2 beträgt.

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