DE4018770A1 - Verfahren zur dosierten foerderung von dickfluessigen faserhaltigen suspensionen und vorrichtungen zur pumpengestaltung - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung zum do­ sierten Pumpen von dickflüssigen Suspensionen mit langfaserigen und noch schneidfähigen Fremdstoffen.

Insbesondere dient sie dem Transport von Gülle aus der landwirtschaftlichen Tierproduktion, die mit Stroh oder anderen Faseranteilen versetzt ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Beschickung von Geräten zur Aufarbeitung von dickflüssigen faserhaltigen Suspensionen werden in vielen Fällen Dosiereinrichtungen benötigt.

Dazu gehören beispielsweise Maschinen zur Fest-Flüs­ sig-Trennung von Gülle.

Im praktischen Betrieb konnten sich zur Förderung solcher Suspensionen bisher zwei Prinzipien durch­ setzen:

• - Einsatz von Kreiselpumpen mit Schneidwerk und an­ schließender Aufteilung des Mengenstromes mit Hilfe von T-Stücken und Schiebern.
• - Vorgeschaltete Anordnung von Zerkleinerungseinrich­ tungen mit nachfolgendem Einsatz von Verdränger- Dosierpumpen.

In beiden Fällen erfolgt die Zerkleinerung zum Zwecke der Förderung der Suspension. In den Maschinen zur Fest-Flüssig-Trennung ist eine solche Zerkleinerung oft nicht erforderlich. Sie wirkt sich nachteilig auf den Abscheidegrad aus.

Außerdem unterliegen Schneidwerke und Zerkleinerungs­ einrichtungen einem hohen Verschleiß und sind störan­ fällig.

Der Einsatz von Kreiselpumpen für die Förderung sol­ cher Suspensionen mit Ansaugöffnungen von 80 mm und mehr ist nur bei Leistungen über 3 kW und Durchsätzen über 40 m³/h möglich.

Die Reduzierung dieser Mengen zur dosierten Be­ schickung von Aufarbeitungsmaschinen mit 1-10 m³/h ist nur mit T-Stücken und Schiebern möglich. Die restliche Menge wird als Überlauf zurückgeführt. An den Kanten der T-Stücke und Schieber sammeln sich Fasern an und führen zu Verstopfungen.

Bei der Anwendung von Verdränger-Dosierpumpen sind die für die Förderung erforderlichen Dichtflächen einem ständigen Verschleiß unterlegen.

Insbesondere bei außerhalb des Lagerbehälters und über dem Flüssigkeitsspiegel angeordneten Pumpen dieser Art läßt damit sehr schnell die Ansaugleistung nach. Ein häufiges Auswechseln der Gummistatoren bzw. Rotoren ist die Folge.

Der hohe Energieverbrauch der erforderlichen vorge­ schalteten Zerkleinerungseinrichtung ist ein weiterer nachteiliger Faktor dieser Maschinenanordnung.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die Gestaltung einer ein­ fachen und robusten Pumpe, die in der Lage ist, Mengen von 1-10 m³/h dosiert zu fördern, enge Querschnitte vermeidet und keine mit dem Förderdruck der Suspension belastete Dichtflächen aufweist.

Die Zielstellung bezieht sich dabei außerdem auf eine möglichst geringe, den Erfordernissen entsprechende Zerkleinerung der faserigen Feststoffe.

Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemäß arbeitet die Förderpumpe nach dem Ver­ drängerprinzip mit Druckluft als Verdrängungsmedium.

Die Pumpe befindet sich dazu am Boden des Lagerbehäl­ ters, so daß die Suspension selbständig in die Einlauf­ öffnung fließen kann.

Mit Hilfe einer Zellenradschleuse gelangt die Suspen­ sion durch Austausch mit Luft in einen Druckraum, in den dosiert Druckluft eingetragen wird. Die schwerere Sus­ pension wird durch den im unteren Bereich befindlichen Pumpenausgang aus dem Druckraum verdrängt und über Rohrleitungen zum Bestimmungsort gefördert.

Der Antrieb erfolgt vorrangig mit Hilfe eines Druck­ luftmotors. Die Abluft wird über ein Rückschlagventil in den Druckraum geführt und dort als Verdrängungsme­ dium genutzt.

Der äquivalente Luftteilstrom verläßt den Druckraum durch die Kammern der Zellenradschleuse, während die Überschußmenge mit der Suspension durch die Förder­ rohrleitung entweicht.

Der sich im Druckraum ausbildende Druck entspricht dem Gegendruck der zu überwindenden Förderhöhe.

Die Austauschmenge an Luft, die durch die Kammern ge­ führt wird, entspricht der Menge an geförderter Suspen­ sion.

Normalerweise wird für den Antrieb des Druckluftmotors keine große Luftmenge benötigt. In diesem Fall werden die Kammern der Zellenradschleuse nur so weit entleert, wie Austauschluft zur Verfügung steht. Der Druckraum steht fast voll mit Suspension. Die gesamte Abluft­ menge des Druckluftmotors wird bis auf die Leckver­ luste zwischen den Zellenradflügeln und dem Gehäuse für den Förderprozeß der Suspension verbraucht.

Wird für die Drehbewegung des Zellenrades ein größeres Volumen an Luft als für die Suspensionsver­ drängung benötigt, so ist die Dosiermenge von der Drehzahl der Schleuse abhängig.

Die Überschußluftmenge verläßt dann die Pumpe über die Suspensionsrohrleitung.

Zum Zerschneiden der faserigen Bestandteile, die beim Einlauf aus der Gehäuseöffnung herausragen, dienen die Schneidkanten an den Flügeln des Zellenrads und der Gehäuseseite. Zur Erreichung einer besseren Scherwirkung sind die Flügel des Zellenrades gegen­ über der Kante der Gehäuseeinlauföffnung schräg ange­ stellt und in Scherrichtung mit gehärteten Schneid­ leisten versehen sind.

Um einen Verlust von Austauschluft zwischen den Zel­ lenradflügeln und der Gehäusewand weitgehend zu ver­ hindern, sind an der, der Drehrichtung abgewendeten Seite der Flügel des Zellenrades Dichtlippen angeord­ net.

In Fällen, in denen verschiedene Maschinen mit unter­ schiedlichen Mengen dickflüssiger faserhaltiger Sus­ pension zu beschicken sind, können mehrere Zellenrad­ schleusen von einem Druckluftmotor aus angetrieben werden. Hierbei ist jeder einzelne Druckraum geson­ dert mit Druckluft für die Verdrängung der ent­ sprechenden Fördermenge der Suspension zu versorgen.

Die Einstellung der Fördermenge erfolgt über die Do­ sierung der Druckluft zur Verdrängung der Suspension mit Hilfe von Nadelventilen.

Ausführungsbeispiel

Im Bild 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Förderpum­ pe dargestellt.

Die zu fördernde Suspension fließt selbständig in die Einlauföffnung (1) der am Boden eines gefüllten Lager­ behälters aufgestellten Pumpe. Am Stutzen (2) ist ein Schlauch angebracht, durch den von einem Kompressor aus über ein einstellbares Nadelventil Druckluft do­ siert der Pumpe zugeführt wird.

Der mit Druckluft angetriebene Motor (3) treibt den mit 4 Kammern besetzten Rotationskörper des Zellenra­ des (4) der Zellenradschleuse an.

In diesen Kammern gelangt die Suspension in den Druck­ raum (5), in den über das Rückschlagventil (6) die den Motor verlassende Abluft eingeleitet wird.

Die aus den Kammern in den Druckraum ausfließende Sus­ pension wird äquivalent durch Luft ersetzt.

Bei der Drehung des Flügelrades gelangen die Kammern immer wieder in den Bereich der Pumpeneinlauföffnung. Die Luft entweicht und der jeweils freie Kammerraum wird erneut mit Suspension gefüllt.

Die Austauschmenge an Luft, die durch die Kammern ge­ führt wird, entspricht auch der Menge an geförderter Suspension.

Der im Druckraum aufgebaute Druck verdrängt die Sus­ pension in die im unteren Bereich der Pumpe befind­ lichen Austrittsöffnung (7) und bewirkt so die Förde­ rung der Suspension über Rohrleitungen zum Bestim­ mungsort.

An den 4 Flügeln des Zellenrades und an der Schersei­ te des Gehäuses der Einlauföffnung sind Scher­ leisten (8) angeordnet, die über die Öffnung stehenden Faserteile zerschneiden können.

Auf der Rückseite der 4 Flügel befinden sich Dichtlip­ pen (9), die weitgehend einen Verlust von Austausch­ luft zwischen den Zellenradflügeln und der Gehäusewand verhindern.

Claims (7)

1. Verfahren zur dosierten Förderung von dickflüs­ sigen faserhaltigen Suspensionen mit Hilfe des Verdrängerprinzips, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension über eine Schleuse durch Austausch mit Luft in einen Druckraum gebracht und aus diesem mit Druckluft über die im unteren Teil be­ findliche Austrittsöffnung in die Förderleitung verdrängt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Schleuse Druckluft ver­ wendet wird und die abgehende Luft als Austausch- und Verdrängungsmedium genutzt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Einbringen der Suspension in den Druckraum eine Zellenradschleuse verwendet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flügel des Zellenrades gegenüber der Kante der Gehäuseeinlauföffnung schräg ange­ stellt und in Drehrichtung mit Schneidleisten versehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der der Drehrichtung abgewende­ ten Seite der Flügel des Zellenrades Dichtlippen den Verlust von Austauschluft verhindern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Antrieb des Zellenrades ein Druckluftmotor verwendet wird, dessen Abluft über ein Rückschlagventil dem Druckraum zugeleitet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von einem Druckluftmotor mehrere Zellenradschleusen mit getrennt voneinander ar­ beitenden Druckräumen für verschiedene Verbrau­ cher angetrieben werden und die Verdrängungslei­ stung jedes Druckraumes durch ein zugehöriges Druckluft-Nadelventil eingestellt wird.