DE4006604A1 - Vorrichtung zum fluidisieren, entgasen und pumpen einer zellulosefasermaterialsuspension - Google Patents
Vorrichtung zum fluidisieren, entgasen und pumpen einer zellulosefasermaterialsuspensionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fluidisieren, Entgasen und
Pumpen einer Zellulosefasermaterialsuspension mit einem Gehäuse, mit
einem fluidisierenden Rotor, 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 abschließende Wandanordnung und eine Welle enthält, die
sich durch die Wandanordnung erstreckt und die 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 einer Gasansammlung vor dem
Flügelrad mit einer Öffnungsanordnung im Flügelrad und der
Wandanordnung versehen ist, wobei das Flügelrad eine Nabe, eine die
Nabe umgebende Trennwand und mehrere dem axialen Einlaß des
Gehäuses zugekehrte vordere Flügel und mehrere von dem axialen
Einlaß wegweisende, rückwärtige Flügel aufweist, wobei die vorderen
Flügel und die rückwärtigen Flügel fest mit der Trennwand verbunden
sind.
Vorrichtungen zum Fluidisieren, Entgasen und Pumpen von
Zellulosebrei mittlerer Konsistenz sind bekannt (SE 81 02 118-0
entsprechend US 44 10 337 und US 44 35 193 sowie US 47 76 758). Diese
Vorrichtungen sind in der oben angegebenen Art konstruiert. Der
Zweck der rückwärtigen Flügel besteht nur darin, Zellulosebrei
abzutrennen, der den Gasstrom durch mehrere kleine Öffnungen in der
Trennwand, die als Platte ausgebildet ist, begleitet hat. Diese kleinen
Öffnungen besitzen einen Gesamt-Durchströmbereich, der zu klein ist,
um eine kontrollierte große Menge an Zellulosebrei dem rückwärtigen
Flügelraum zuzuführen. Außerdem sind sie nicht in einem solchen
radialen Abstand von der Mittelachse angeordnet, daß durch sie
Zellulosebrei in kontrollierbarer Weise strömen kann, d. h., die
Öffnungen sind innerhalb der radialen Ausdehnung der Gasblase
während des normalen Betriebes gelegen, u. zw. gehören sie nur zu
dem Entgasungssystem. Außerdem haben die rückwärtigen Flügel eine
beträchtlich geringere Breite als die vorderen Flügel, was weiter
dafür spricht, daß sie nicht dazu bestimmt sind, auf einen
kontinuierlich zugeführten Zellulosebrei eine Pumpwirkung auszuüben.
Die bekannten Vorrichtungen besitzen eine zufriedenstellende Leistung
in Bezug auf alle Funktionen, jedoch ist trotzdem eine Verbesserung
wünschenswert.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung
für den angegebenen Zweck mit verbesserter Leistung, u.zw. zumindest
in Bezug auf die Pumpwirkung.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Flügelrad mit
einem konzentrischen, kreisförmigen Einlaß versehen ist, welcher eine
kontinuierliche Zufuhr von Suspension zum rückwärtigen Flügelraum
ermöglicht, und daß die rückwärtigen Flügel so angeordnet und
ausgebildet sind, daß sie auf die der Vorrichtung zugeführte
Suspension eine Pumpwirkung ausüben. Der Ausdruck "kreisförmiger
Einlaß" soll eine Öffnung bezeichnen, die sich um das Flügelrad
herum erstreckt und die im wesentlichen nur unterbrochen ist durch
mögliche Übergangsteile zwischen den vorderen und den rückwärtigen
Flügeln. Vorzugsweise werden die Flügel mit Hilfe von solchen
Übergangsteilen miteinander verbunden.
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an
Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung mit
einem erfindunggemäßen 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 III-III in Fig 2,
Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig 2,
Fig. 5 eine grafische Darstellung von Ergebnissen aus
Vergleichsversuchen, die die Förderhöhe als Funktion der
Strömung zeigt,
Fig. 6 eine grafische Darstellung von Ergebnissen aus
Vergleichsversuchen, welche den Wirkungsgrad als Funktion der
Strömung zeigt, und
Fig. 7 eine grafische Darstellung von Ergebnissen aus
Vergleichsversuchen, welche den Leistungsbedarf als Funktion
der Strömung zeigt.
In Fig. 1 ist eine Mehr-Funktions-Vorrichtung zum Fluidisieren, Pumpen
und Entgasen einer Fasersuspension, insbesondere einer Suspension
mittlerer Konsistenz, das sind etwa 6-15%, gezeigt, für welche
übliche Zentrifugalpumpen nicht verwendet werden können. Die
Vorrichtung enthält ein Gehäuse 1 mit einem zylindrischen Teil 2 und
einem Teil 3, der in Bezug auf den zylindrischen Teil radial erweitert
ist. Das Gehäuse ist mit einem axialen, konzentrischen Einlaß 4 für
die Suspension versehen, der am Ende des zylindrischen Teils 2
gelegen ist, und es ist ferner 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. Diese Wandanordnung enthält ein
innneres Wandelement 6 und ein äußeres Wandelement 7. Eine Welle 8
durchsetzt die Wandelemente 6, 7 in dem Gehäuse 1. Sie ist von
geeigneten Dichtungs- und Lagereinheiten 9 umgeben, die am äußeren
Wandelement 7 vorgesehen sind. Innerhalb des Gehäuses befindet sich
ein Radial-Flügelrad 10, das innerhalb des radial erweiterten Teiles 6
angeordnet ist, und es ist ein fluidisierender Rotor 11 in dem
zylindrischen Teil 2 des Gehäuses angeordnet, der mit dem Flügelrad
10 fest verbunden ist, so daß der Rotor 11, das Flügelrad 10 und die
Welle 8 zusammen eine Dreheinheit bilden, die durch einen Motor 12
angetrieben wird, wobei die Welle 8 fest mit dem Flügelrad 10
verbunden ist. Die Vorrichtung ist mit einem Entgasungssystem für die
Entfernung von Gas aus dem zentralen Raum 18 des Gehäuses vor dem
Flügelrad 10 versehen. Das Entgasungssystem enthält Öffnungen im
Flügelrad 10, Ringspalte 14, 15 zwischen den Wandelementen 6, 7 und
der Welle 8 und einen radialen Auslaß 16 im äußeren Wandelement 7,
wobei dieser Auslaß 16 über ein Rohr 17 mit der Umgebung in
Verbindung steht.
Das Flügelrad 10 enthält eine Nabe 18, eine Trennwand 19 und
mehrere vordere Flügel 20, die mit ihren Seitenkanten dem Einlaß 4
zugekehrt sind, und mehrere rückwärtige Flügel 21, die mit ihren
Seitenkanten dem inneren Wandelement 7 zugekehrt sind, wobei diese
Flügel 20, 21 fest mit der Trennwand 19 verbunden sind und in einem
vorderen Raum 22 und einem rückwärtigen Raum 23 umlaufen. Die
Flügel 20, 21 sind vorzugsweise nach rückwärts entgegen der
Drehrichtung des Flügelrades gekrümmt, wie es in den Fig. 3 und
4 gezeigt ist.
Der Rotor 11 enthält mehrere Flügel 24, die fest mit dem Flügelrad 10
verbunden sind und sich zentrisch entlang der Mittelachse 25 des
Gehäuses erstrecken, und zwar mit einem Abstand von der Mittelachse
und von der zylindrischen lnnenseite des zylindrischen Teiles 2, so
daß ein freier innerer Raum 26 und ein freier äußerer, ringförmiger
Raum 27 in Bezug auf die Flügel 24 gebildet sind. Die Flügel 24
erstrecken sich aus dem Gehäuse 1 heraus und sind durch Querstreben
28 verbunden, die von einer zentralen Buchse 29 ausgehen, die für
eine Lagerung des Rotors 11 auf einem nicht gezeigten Träger
vorgesehen ist.
Die Vorrichtung kann horizontal oder vertikal in einer Öffnung im
Boden eines Behälters angeordnet sein, der eine Fasersuspension
mittlerer Konsitenz enthält. ln 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
angeordnet ist, erstreckt sich somit in den Behälter 30 hinein und
bewirkt eine Turbulenz in der ihn umgebenden Fasersuspension,
wodurch es der Suspension ermöglicht wird, leichter durch den Einlaß
4 in den zylindrischen Teil 2 des Gehäuses zu strömen. Der Endteil 31
des Rotors 11 hat zweckmäßig eine solche Länge, daß sein äußeres
Ende 32 das dem Flügelrad 10 abgelegen ist, um eine Strecke von etwa
80-150 mm von der Innenseite des Behälters angeordnet ist. Die
Drehung der Rotorflügelblätter 24 setzen die Fasersuspension mit einer
so hohen Geschwindigkeit in Bewegung, und es erzeugen
die Rotorflügelblätter eine solche Turbulenz, daß die Fasersuspension in
einen pumpbaren Zustand fluidisiert wird. Gleichzeitig wird eine
Gasabtrennung erreicht, wobei das Gas, das am Zentrum des Gehäuses
1 vor dem Flügelrad 10 angesammelt wird und somit eine Gasblase 33
erzeugt, die ihre Größe in kontrollierbarer Weise beibehält, so daß die
Pumpwirkung des Flügelrades 10 nicht nachteilig beeinflußt wird.
Dieses Entgasungssystem kann eine äußere Vakuumpumpe (nicht
gezeigt) enthalten, die kontinuierlich Gas aus der Vorrichtung abzieht
und die mit dem Auslaß 17 verbunden ist. Wahlweise kann auch eine
Vakuumpumpe in die Vorrichtung eingebaut werden, die dann ein von
der Welle angetriebenes besonderes Flügelrad besitzt.
Nach der Erfindung besteht die Trennwand 19 des Flügelrades 10 aus
einem inneren Flansch 34 auf der Nabe 18 und einer konzentrischen
Ebene, d. h. einem radialen Ring 35, der außerhalb des Flansches 34
mit einem vorbestimmten Abstand davon angeordnet ist, so daß ein
konzentrischer, ringförmiger Einlaß 36 zwischen dem Flansch 34 und
dem Ring 35 gebildet ist, und zwar in erster Linie für die Strömung
der Suspension zum rückwärtigen Flügelraum 23. Das Flügelrad 10 ist
vorzugsweise mit der gleichen Anzahl von rückwärtigen und vorderen
Flügeln 20, 21 versehen. Die Flügel sind in Paaren, einander
gegenüberliegend und miteinander verbunden im Einlaß 36 angeordnet,
und zwar ohne sichtbare Begrenzungen durch einen Übergangsteil 37,
d. h., jeder vordere Flügel 20 ist aus einem Stück mit dem
gegenüberliegenden rückwärtigen Flügel 21 gebildet. Der Einlaß 36 ist
allgemein als Ringspalt ausgebildet, das in Umfangsrichtung nur
durch die Übergangsteile 37 unterbrochen ist. Der Innendurchmesser
des Ringes 35 und der Außendurchmesser des Flansches 34 sind
einander so angepaßt, daß der Spalt 36 eine ausreichend große
Durchströmfläche hat, um einen kotinuierlichen Strom von Suspension
zum rückwärtigen Flügelraum 28 zu ermöglichen, und er ist auch mit
ausreichend großen radialen Abstand von der Mittelachse 25
angeordnet, so daß er zum größten Teil im wesentlichen axial in
Ausrichtung mit der zum Flügelrad 10 strömenden Suspension liegt,
und zwar radial auswärts der zentralen Gasblase 28, die vor der Nabe
18 entsteht. Die Größe dieser Blase 33 ist in jedem besonderen Falle
von den Betriebsbedingungen abhängig, wie in erster Linie von der
Drehgeschwindigkeit der Welle 3 und des in der einfließenden
Suspension vorhandenen Gasanteiles. Wenn somit der radiale Abstand
des Spaltes 36 für einen bestimmten Betriebszustand zu klein ist,
wobei der Außenradius der Gasblase nahe dem Flügelrad 10 größer ist
als der Außenradius des Spaltes 36, so kann keine Suspension den
Spalt 36 erreichen, da sie durch die Gasblase 33 blockiert wird. Der
allgemeine Ringspalt 36 kann auch dazu verwendet werden, Gas aus
dem zentralen Bereich des Gehäuses vor dem Flügelrad zu entfernen,
wie es in der bevorzugten Ausführung nach Fig. 1 beabsichtigt ist, da
der radial innere Ringbereich 38 des Spaltes 36, d. i. die dem Flansch
34 nächstliegende Region, in einem solchen radialen Abstand von der
Mittelachse 25 liegt, so daß sie im wesentlichen axial mit den
Außenteilen der Gasblase 33 ausgerichtet ist, d. h., der
Außendurchmesser des Flansches 34 ist so klein, daß er innerhalb der
radialen Ausdehnung der Gasblase 33 liegt. Dieser Innenbereich 38 des
Spaltes 36 stellt somit die Öffnung der Flügelrad-Trennwand 19 dar.
Wahlweise kann der Flansch 34 mit mehreren kleinen axialen Öffnungen
versehen sein, die mit der Gasblase in Verbindung stehen, in welchem
Falle der Außendurchmesser des Flansches 34 so eingestellt werden
kann, daß kein oder nur ein kleiner Teil des Gases durch den Spalt
36 entfernt wird. Der radiale Abstand des allgemeinen Ringspaltes 36
zur Mittelachse 25 ist andererseits nicht so groß, daß die radiale
Ausdehnung des Ringes 35 für ein gegebenes Flügelrad zu klein wird,
was zu einer ungünstigen Pumpwirkung zwischen den Flügeln führt. lm
allgemeinen ist der Spalt 36 im wesentlichen axial in Ausrichtung mit
dem äußeren Ringspalt 27 angeordnet, der zwischen der durch die
Rotorflügel 24 und dem zylindrischen Teil 2 erzeugten Fläche oder
leicht innerhalb dieses Raumes 27 liegt, und zwar abhängig von der
Größe der Gasblase 33 und deren radialer Ausdehnung vor dem
Flügelrad.
Die Ausbildung des Flügelrades 10 mit einem Einlaß 36 für die
kontinuierliche Zuführung von Suspension zum rückwärtigen Flügelraum
23 ermöglicht auch die Benutzung der rückwärtigen Flügel 21 zur
Erzeugung einer Pumpwirkung, d. h., für die Zuführung von
Druckenergie und kinetischer Energie zur Suspension. Die rückwärtigen
Flügel 21 üben somit eine Pumpwirkung auf die zugeführte Suspension
aus.
Diese Pumpwirkung wird auf zumindest einen Teil, d. h. einen größeren
oder geringeren Teil, der Suspension ausgeübt, und zwar abhängig
von der Dimensionierung der rückwärtigen Flügel 26 in Bezug auf die
vorderen Flügel 20. Durch die Erfindung können deshalb die
rückwärtigen Flügel 21 für einen größeren Anteil , d. h. mehr als 50%,
der durch das Flügelrad 10 auf die Suspension ausgeübten
Pumpwirkung ausgeführt werden. Um den Anteil der durch die
rückwärtigen Flügel 21 auf die Suspension übertragenen Energie zu
vergrößern, haben die rückwärtigen Flügel 21 vorzugsweise eine
größere axiale Breite als die vorderen Flügel 20 - errechnet innerhalb
des Bereiches des Ringes 35 -, während die gleiche axiale
Gesamtbreite des Flügelrades - gesehen an den Flügeln - beibehalten
ist, wobei gleichzeitig die rückwärtigen Flügel 21 so konstruiert sind,
daß ihre Umfangskanten 39 parallel zur Mittelachse einen größeren
radialen Abstand von der Mittelachse haben als die Umfangskanten 40
der vorderen Flügel 20. Die axiale Ausdehnung der rückwärtigen
Flügel 21 ist zweckmäßig etwa 1,8 bis 8,5 mal größer als die axiale
Ausdehnung der vorderen Flügel 20, gemessen in dem Bereich des
Umfangsringes 35. Die vorderen Flügel 20 können nicht weggelassen
werden, da sie eine turbulente Strömung erzeugen, die anfänglich in
Kontakt mit der die rückwärtigen Flügel 21 verlassenden
Hauptströmung verläuft und in vorteilhafter Weise den Hauptstrom in
Richtung auf den Auslaß 5 führt, so daß kein Anteil oder höchstens
ein kleiner Anteil dieses 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 erforderlich, um
Bruch und andere in der Suspension auftretende größere Gegenstände
in Richtung auf den Auslaß 5 auszuschleudern. Aus diesem Grunde
sind die vorderen Flügel 20 im Bereich im wesentlichen innerhalb der
radialen Ausdehnung der Rotorflügel 24 ausgebildet, wie es in den
Fig. 1 und 2 gezeigt ist.
Im Vergleich mit einem üblichen Flügelrad, bei welchem die
rückwärtigen Flügel nicht so ausgebildet sind, eine kontinuierliche
Pumpwirkung auf die Suspension auszuüben und die dazu auch
garnicht bestimmt sind, und wobei auch kein Einlaß für die
kontinuierliche Zuführung von Suspension zum rückwärtigen Flügelraum
vorgesehen ist, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zumindest
der Umfangsteil der Trennwand 19 in Bezug auf deren inneren Teil in
Richtung von dem Innenwandelement 6 her verschoben, und sie ist als
Ring 35 ausgebildet. Gleichzeitig bildet er zwischen sich selbst und
einem inneren Teil, d. h. dem Flansch 34 der Trennwand 19, einen
Einlaß 36 mit einem solchen Durchströmbereich und mit einer solchen
Lage in Bezug auf die Mittelachse 25, daß zu den rückwärtigen, somit
breiteren Flügeln 21 ein kontinuierlicher Suspensionsstrom erhalten
wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist das Flügelrad von einer Spirale 48
umgeben die zu dem radialen Auslaß 5 führt.
Vier gerade Rotorflügel 24 und acht vordere und rückwärtige Flügel
20, 21 sind in der Ausführung des Rotors und der Flügelradeinheit
nach Fig. 1 verwendet, während die Ausführung nach den Fig. 2
bis 4 drei Rotorflügel 24 und sechs vordere und rückwärtige Flügel
20, 21 aufweist. Die letzteren Rotorflügel erstrecken sich
schraubenförmig entlang der Mittelachse 25, wodurch sie während der
Rotation eine zylindrische Öberfläche 44 erzeugen. Die radiale
Ausdehnung der drei rückwärtigen Flügel 21, die gegenüber den
Rotorflügeln angeordnet sind, verlaufen zweckmäßig zur Nabe 18, wie
es in Fig. 4 gezeigt ist, so daß diese rückwärtigen Flügel 21 Fasern
herausschleudern, die das mitgezogene Gas begleiten können. Die
inneren Enden der anderen drei rückwärtigen Flügel 21 liegen in
einem kleinen Abstand von der Nabe 18.
In dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die
einander zugekehrten Flächen des Flansches 34 und des Ringes 35
abgeschrägt, so daß der Spalt 36 in den rückwärtigen Flügelraum 23
an einem radial größeren Abstand von der Mittelachse eintritt als auf
der an den vorderen Flügeln gelegenen Seite. Der wirksame
Durchströmbereich dieses im wesentlichen konischen Spaltes wird somit
vergrößert, und es wird gleichzeitig die Suspension durch die
geneigten Flächen geführt, so daß sie schräg nach auswärts und
vorwärts strömt, und zwar in einer Weise, welche den
Strömungsvorgang verbessert.
Gemäß einer nicht gezeigten wahlweisen Ausführung ist das Flügelrad
mit einer im wesentlichen radialen Scheibe oder Platte ergänzt, die
starr mit der Nabe verbunden ist und auch mit den rückwärtigen
Flügeln 21 verbunden ist, so daß der rückwärtige Flügelraum 28 auf
der dem inneren Wandelement 6 zugekehrten Seite abgeschlossen ist.
Die Scheibe ist in bekannter Weise in der Nähe der Nabe mit kleinen
Öffnungen versehen, die eine Gasströmung durch die Öffnungen 14, 15
ermöglichen, möglicherweise über einen radialen und axialen Raum
zwischen der Platte und dem inneren Wandelement 6. Dieser Raum kann
ebenfalls in bekannter Weise Flügel enthalten, die an der Rückseite
der Platte befestigt sind und die dazu bestimmt sind, Fasern
auszuschleudern, die dem Gasstrom folgen können. Dieser Raum steht
in Verbindung mit dem Auslaß 5.
Es sind Untersuchungen ausgeführt worden mit einer bekannten
Vorrichtung A der eingangs beschriebenen Art, mit einer ersten
Vorrichtung B nach der Erfindung, wobei die rückwärtigen Flügel 21
eine geringere Breite haben als die vorderen Flügel 20, und mit einer
zweiten Vorrichtung C nach der Erfindung, bei der die Breite der
rückwärtigen Flügel 21 beträchtlich größer war als die der vorderen
Flügel, wobei die Gesamtbreite eines vorderen Flügels und eines
rückwärtigen Flügels in den drei Vorrichtungen A, B, und C gleich
war. Der Durchmesser der Flügelräder war auch gleich, und es betrug
in allen drei Fällen die Drehzahl etwa 2950 Umdrehungen pro Minute.
Die Konzentration des gepumpten Zellstoffbreies betrug 12% bei einer
Temperatur von 50°C. Es wurde die Strömung verändert und auf der
Druckseite gemessen. Die Förderhöhe, der Wirkungsgrad und der
Leistungsbedarf wurden errechnet und als Funktionen der Strömung
aufgezeichnet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in den grafischen
Darstellungen der Fig. 5, 6 und 7 gezeigt, wobei die drei Kurven
A, B und C die oben genannten Vorrichtungen darstellen. Aus Fig. 5
ist ersichtlich, daß im Vergleich zur Vorrichtung A eine Strömung von
z. B. 50 Liter pro Sekunde zu einer um 7% vergrößerten Förderhöhe
für die Vorrichtung B und zu einer um 28% vergrößerten Förderhöhe
für die Vorrichtung C führte. Der Leistungsbedarf war nur 3% bezw.
6% höher, wie es in der grafischen Darstellung nach Fig. 7 zu sehen
ist. Dies bedeutet einen verbesserten Wirkungsgrad, was auch
bestätigt wird durch die grafische Darstellung nach Fig. 6, wo der
Wirkungsgrad bei einer Strömung von 50 Liter pro Sekunde 46%, 52%
bezw. 57% betrug, d. i. ein um 13% höherer Wirkungsgrad für die
Vorrichtung B und ein um 24% höherer Wirkungsgrad für die
Vorrichtung C als für die Vorrichtung A. Die Differenzen sind bei
höheren Strömungsmengen, z. B. 70 Liter pro Sekunde, noch größer. Das
sind höchst überraschende Ergebnisse.
Claims (16)
1. Vorrichtung zum Fluidisieren , Entgasen und Pumpen einer
Zellulosefasermaterialsuspension mit einem Gehäuse (1), mit
einem fluidisierenden Rotor (11) und mit einem Radial-Flügelrad
(10), das mit dem Rotor (11) axial ausgerichtet ist, wobei das
Gehäuse einen zylindrischen Teil (2) für den Rotor (11), einen
Teil (3) für das Flügelrad (10), der in Bezug auf den
zylindrischen Teil (2) radial erweitert ist, eine ein Ende des
Gehäuses (1) abschließende Wandanordnung (6, 7) und eine Welle
(3) enthält, welche die Wandanordnung (6, 7) durchsetzt und
zumindest mit dem Flügelrad (10) starr verbunden ist, wobei
das Gehäuse (1) mit einem axialen Einlaß (4) für die
Suspension am zylindrischen Teil, mit einem radialen Auslaß (5)
für die Suspension am radial erweiterten Teil (3) und mit einem
Entgasungssystem (14, 15, 16, 17) zum Entfernen von Gas
versehen ist, das sich vor dem Flügelrad (10) ansammelt, und
das Öffnungen im Flügelrad (10) und in der Wandanordnung
(6, 7) enthält, wobei das Flügelrad eine Nabe (18), eine die
Nabe umgebende Trennwand (19) und mehrere dem axialen
Einlaß (4) des Gehäuses zugekehrte vordere Flügel (20) und
mehrere von dem axialen Einlaß (4) wegweisende rückwärtige
Flügel (21) aufweist, wobei die vorderen und die rückwärtigen
Flügel (20, 21) fest mit der Trennwand (19) verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Flügelrad (10) mit einem konzentrischen, kreisförmigen
Einlaß (36) versehen ist, der eine kontinuierliche Zufuhr von
Suspension zu einem rückwärtigen Flügelraum (23) für die
rückwärtigen Flügel (21) ermöglicht, und daß die rückwärtigen
Flügel (21) so ausgebildet sind, daß sie eine Pumpwirkung auf
die der Vorrichtung zugeführte Suspension ausüben.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die rückwärtigen Flügel (21) im Bereich des Umfangsteiles (35)
der Trennwand (19) eine größere axiale Ausdehnung aufweisen
als die vorderen Flügel (20).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennwand aus einem inneren, 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, so daß
dazwischen der kreisförmige Einlaß in Form eines Ringspaltes
(36) begrenzt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die axiale Ausdehnung der rückwärtigen Flügel (21) etwa 1,3
bis 3,5 mal größer ist als diejenige der vorderen Flügel (20).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der äußere Ring (35) in Bezug auf die der
Wandanordnung (6, 7) zunächst gelegene Umfangskante des
Flansches (34) von der ein Ende des Gahäuses (1) schließenden
Wandanordnung (6, 7) weg verschoben ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die vorderen und die rückwärtigen Flügel
(20, 21) paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind
und daß jedes Flügelpaar miteinander durch einen Übergangsteil
(37) im Spalt (36) verbunden ist, wobei die Übergangsteile (37)
die einzigen Unterbrechungen um den Spalt (36) bilden.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Flächen des
Ringes (35) und des Flansches (34) - in Strömungsrichtung der
Suspension gesehen - von innen nach außen abgeschrägt sind,
so daß der Spalt (36) im wesentlichen konisch verläuft.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Außenkante (39) der rückwärtigen
Flügel (21) von der Mittelachse (25) einen größeren radialen
Abstand als die Außenkante (40) der vorderen Flügel (20)
haben.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Einlaß oder der Spalt (36) mit einem
vorbestimmten radialen Abstand von der Mittelachse (25)
vorgesehen ist, so daß der Einlaß oder der Spalt im Bereich
der vom Rotor (11) her strömenden Suspension und vollständig
außerhalb einer zentralen Gasblase (33) liegt 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 bildet.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Öffnung des Flügelrades durch mehrere
kleine Löcher, Schlitze o.dgl. im Flansch (34) gebildet ist, die
innerhalb der durch das in der Suspension enthaltene Gas
erzeugten zentralen Gasblase (33) vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Flügelrad (10) eine im wesentlichen
radiale Scheibe enthält, die mit den rückwärtigen Flügeln (21)
fest verbunden ist, so daß der rückwärtige Flügelraum (23) auf
der der Wandanordnung (6, 7) zugekehrten Seite geschlossen ist,
wobei die Scheibe kleine Öffnungen für Gas in der Nähe der Nabe
(18) enthält und vorzugsweise mit einem axialen Abstand von der
Wandanordnung (6, 7) angeordnet ist, um für die an der
Rückseite der Scheibe angeordneten Flügel einen Raum
abzugrenzen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rotor (11) mit einem außerhalb des
Gehäuses (1) gelegenen Endteil (31) versehen ist, wobei die
Vorrichtung so ausgebildet ist, daß sie in einer Öffnung eines
zu pumpende Suspension enthaltenden Behälters (30) so montiert
werden kann, daß das vom Rotor (11) weg weisende Außenende
(32) des Flügelrades mit einem Abstand von etwa 30 bis 150 mm
von der Innenseite des Behälters (30) im Behälter liegt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rotor (11) mehrere Flügel (24) enthält,
die fest mit dem Flügelrad (10) verbunden sind und die sich
konzentrisch entlang der Mittelachse (25) des Gehäuses mit
einem Abstand davon und von der zylindrischen lnnenseite des
zylindrischen Teiles (2) erstrecken, so daß in Bezug auf die
Flügel (24) ein freier Innenraum (26) und ein freier äußerer
Ringspalt (27) gebildet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Flügel (24) schraubenförmig entlang der Mittelachse (25)
verlaufen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß das Entgasungssystem eine entweder im
Gehäuse (1) oder außerhalb des Gehäuses (1) angeordnete
Vakuumpumpe enthält.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß sie zum Pumpen einer Fasersuspension
mittlerer Konsistenz ausgebildet ist.
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