KR100402468B1 - 기체와 액체의 혼합물을 펌핑시키고 분리시키기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기체와 액체의 유체 혼합물을 펌핑시키고 상기 기체 및 액체를 서로 분리시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 이 장치는 한 말단 (18)에서 유체 입구 (14), 및 반대 말단 (22)에서 액체 출구 (28)를 갖는 펌프 하우징(16), 및 상기 입구 (14)와 상기 펌프 하우징 (16) 사이에서, 분리된 기체에 대한 일반적으로 중심 출구 (26, 27)를 갖는 원형 단면의 중공 확대 기체 분리 부분(30)을 갖는다. 상기 기체 분리 부분 (30)은 상기 입구 (14)와 상기 펌프 하우징(16) 사이의 중공 회전기 (12)에 의해 제공되고, 상기 회전기 (12)의 내벽은 큰 회전성 기체 분리 표면 (32)을 제공한다. 상기 회전기 (12)의 직경은 장치의 상기 반대 말단 (22)에서 증가하여 상기 펌프 하우징 (16) 내로 연장한 더 큰 직경의 펌핑 영역 (17)을 형성한다. 상기 회전기 (12)는 상기 펌프 하우징 (16) 내로 연장한 블레이드 휘일 (24)를 갖는다. 장치를 제지 공정에서 형성 직물을 통한 배수의 기체가 없는 재순환을 위해 적합하다. 본 발명은 또한 부유에 의해 분리된 유체 재료로부터 공기를 제거하는 데에 사용된다.

Description

기체와 액체의 혼합물을 펌핑시키고 분리시키기 위한 장치 및 방법 {APPARATUS AND PROCESS FOR PUMPING AND SEPARATING A MIXING OF GAS AND LIQUID}

본 발명은 물 또는 제지 원료와 같은 액체 또는 액체 현탁액을 펌핑시키는 것과 관련하여 상기 액체 또는 액체 현탁액으로부터 공기와 같은 기체를 분리시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 부유에 의해 분리된 유체 재료를 펌핑시키고 제지 원료로부터 공기를 제거하기 위해, 제지기의 성형 직물을 통한 배수를 펌핑시키기 위한 장치의 사용 방법에 관한 것이다.

많은 경우에, 펌핑시키려는 유체 중에 포함되고 발생되는 기체는 문제점을 야기시킨다. 예를 들어, 통상적인 원심 펌프를 사용하여 기체를 함유하는 유체를 펌핑시키는 경우에, 기체는 펌핑을 방해한다. 펌핑 챔버 내의 원심력의 영향하에 유체로부터 분리된 기체는 점차적으로 성장하는 기포를 형성하고, 이것은 기포가 최종적으로 방출될 때까지 펌프의 동력을 감소시킨다. 일정한 흐름을 필요로 하는 공정에서, 이러한 불규칙적 작용은 큰 방해를 야기시킨다.

예로써, 제지 공정에서 성형 직물을 통한 배수는 일반적으로 다량의 동반된 공기를 함유한다. 제지기의 짧은 순환부는 특히 일정한 흐름을 필요로 하기 때문에, 방해 공기는 일반적으로, 특정 파이프 또는 채널 시스템에 의해, 탈수 박스(들)로부터 개방 배수 탱크로 배수를 운반함으로써 제거되며, 개방 배수 탱크로부터시이트 성형에 우선하여 짧은 순환부의 섬유 공정으로 다시 펌핑된다.

제지 공정의 얇은 원료에 함유된 기체는 또한 짧은 순환부에서 흐름의 안정성을 방해하고, 시이트에서 공극 또는 구멍을 야기시키고 물의 배수를 방해함으로써 종이 시이트의 형성을 방해한다.

이러한 이유로, 제지 공정에서 배수가 효과적으로 탈기되는 것이 특히 중요하다. 결과적으로, 배수 탱크 및 시스템의 다른 부분은 통상적으로 매우 낮은 유속을 위해 설계되어, 동반된 공기가 방출되기에 충분한 시간을 제공하고, 배수가 짧은 순환부의 폐쇄 부분 내로 펌핑되기 전에 제거된다. 짧은 순환부 내에 분리 탈기 장치를 합체시켜서 배수로부터 제거되지 않거나 원료와 함께 짧은 순환부로 들어간 공기를 제거하는 것이 통상적이다.

느린 유속으로 인해, 섬유 공정으로의 배수의 재순환은 상당히 연장된 시간을 가져서, 종이 등급의 변동과 같은 공정 변동 후에 새로운 평형 상태의 도달을 방해한다. 그 외에, 느린 유속은 탱크 및 파이프 내의 분산된 물질의 퇴적 및 생물학적 활성 때문에 탱크 및 파이프 내의 오물의 축적을 야기시킨다.

제지기에서의 긴 순환으로부터 회수된 배수의 탈-잉크 또는 섬유의 회수와 관련한 물질을 분리시키기 위해 부유가 사용되는 경우에, 공기 분리, 탈포 및 펌핑이 특히 어렵고, 주로 분리 탈포 또는 침전 탱크를 필요로 한다.

펌핑시키려는 유체로부터 기체를 분리시킬 수 있는 펌프는 그 자체로 널리 공지되어 있지만, 일반적으로 이러한 탱크의 목적은 규칙적 펌핑이 가능해지도록 기체의 상당한 부분을 제거하는 것이다. 공지된 펌프는 일반적으로 예를 들어 추가의 탈기 없이 제지 공정에 직접 유체를 사용하기 위해 필요한 공기의 자유도를 달성시키기 위해 충분한 기체를 제거할 수 없다. 탈기 펌프는 또한 보다 높은 고체 함량 및 고점도를 갖는 섬유 현탁액의 처리를 위해 설계된다. 이러한 펌프에서, 기체의 분리는 일반적으로 펌핑시키려는 고점성의 유체를 유동화시키기 위해 필요한 고전단력에 의해 야기된다.

기체를 함유하는 유체를 균일하게 펌핑시킬 수 있는 종래의 펌프의 예는 FI 67591호, US 4,410.337호, US 5,039,320호, FI 73023호, FI 75912호에 기술되어 있다. 상기 펌프는 흡인 채널에서 유동화되어 전단력 및 원심력에 의해 공기가 분리되어야 하는 높은 콘시스턴시(약 5 내지 20%) 펄프를 펌핑시키기 위해 개발된 MC-펌프로 불리운다. 분리된 공기는 펌프의 중심에 집중되고, 여러 수단에 의해 방출된다. 상기 언급된 종래의 펌프에서, 펌핑시키려는 유체의 작은 분리 부피 및 고점성으로 인해, 액체 및 기체의 분리는 완결되지 않는다. 결과적으로, 예를 들어 특허 출원 EP 337394호 및 EP 298442호에 제시된 바와 같이, 방출된 기체로부터의 고체 물질 및 액체의 분리가 추가로 필요하다.

국제 특허 출원 WO 92/03613호에는, 상기 언급된 MC-펌프의 변형된 형태에 의해 섬유 현탁액을 펌핑시키는 원료 공급 장치 및 방법이 기술되어 있다. 그러나, 명세서에는 상기 펌프가 어떻게 변형되었는 지는 설명되어 있지 않다.

유체로부터 기체를 분리시키거나, 증기를 함유하거나 전개시키는 유체를 펌핑시키기 위한 다른 수단은 US 2,575,568호, US 3,203,354호, US 3,323,465호, US 3,856,483호, US 4,201,555호, US 3,942,961호, US 4,600,413호, US 4,908,048호,EP 430636호, WO 90/13344호 및 WO 93/01875호와 같은 특허에 기술되어 있다.

똑같은 발명자의 동시 계류 중인 특허 출원 FI 922283호 및 PCT/FI93/00212호에는, 기체와 액체의 혼합물로부터 기체 및 액체를 분리시킬 수 있는 기체 분리 펌프가 기술되어 있다. 상기 펌프는 중공 고정 셀, 및 고정 쉘 벽에 의해 제공되는 큰 기체 분리 표면을 따라 얇은 유체 측에서 상기 혼합물을 회전시키기 위한 상기 쉘의 벽에 근접하여 회전하는 풍신기를 갖는 중심 회전기로 이루어진다. 혼합물이 상기 벽을 따라 상기 풍신기에 의해 회전함에 따라, 기체는 액체로부터 분리되고, 장치의 중심에 모이게 된다. 상기 장치는 이전에 공지된 기체 분리 펌프 보다 개선된 점을 제공하지만, 제지 원료와 같은 더욱 점성인 액체로부터 기체를 분리시키기 위해서는 적합하지 않다. 더욱이, 발포 유체를 쉽게 펌핑하는 경우에, 풍신기가 고정 표면을 따라 액체를 제동함에 따라, 약간의 발포가 일어날 수 있다. 상기 표면을 따라 액체를 제동하는 것은 또한 에너지를 소비한다. 이와 같이, 유체의 펌핑 동안 기체 분리 분야를 개선시키는 것이 여전히 필요하다.

본 발명의 목적은 액체 또는 액체 현탁액으로부터 기체의 완전한 분리가 가능해지도록 공지된 방법 및 장치의 기능을 개선시킨다는 점에 있다.

본 발명의 목적은 또한, 기체를 함유하지 않는 펌핑하려는 액체 또는 액체 현탁액 및 액체를 함유하지 않는 기체를 제공한다는 점에 있다.

본 발명의 목적은 물과 같은 저점성 액체, 또는 제지 원료와 같은 고점성 액체 또는 액체 현탁액으로부터 완전히 기체를 제거하고, 제거된 기체로부터 액체 또는 현탁액을 완전히 분리시킬 수 있는 기술적으로 간단하고 에너지 효율적인 펌프를 제공한다는 점에 있다.

본 발명의 목적은 더욱더, 펌프에 대한 유체의 도입 흐름에 영향을 주지 않고 실제로 작용 범위 내에서 도입 흐름에 따라 자체 조절되는 펌프를 제공한다는 점에 있다.

본 발명의 목적은 회전 속도와 조절에 의해 쉽게 조절될 수 있는 작용 범위를 갖는 자체 조절 분리 펌프를 제공한다는 점에 있다.

본 발명의 목적은 더욱더, 특히 펌프가 진공원과 흡인 물체 사이에 연결될 수 있도록 진공원에 연결될 수 있는 기체 분리 펌프를 제공한다는 점에 있다.

본 발명의 목적은 또한, 포움을 제거하고, 발포 액체를 펌핑시키면서 상기 액체로부터 기체를 분리시키는 순단을 제공한다는 점에 있다.

본 발명의 목적은 더욱더, 펌핑과 함께 기체를 분리시키기 위한 방법 및 장치를 제공한다는 점에 있다.

특히, 본 발명의 목적은 종이 또는 판지 제조 공정의 배수를 분리 탈기의 필요 없이 섬유 공정으로 빠르게 조절 재 순환시킬 수 있게 한다는 점에 있다.

본 발명의 목적은 부유에 의해 분리된 유체 재료의 공기 분리 및 조절된 처리를 가능하게 한다는 점에 있다.

본 발명의 목적은 매우 에너지 효율적이고 넓은 점도 범위 내에서 유체를 취급하는 방식으로 상기 목적들을 달성한다는 점에 있다.

본 발명의 목적은 또한, 제지 원료를 짧은 순환부 내로 도입시키기 전에 제지 원료로부터의 공기 분리를 가능하게 하여, 불필요한 분리 탈기 장치를 제거한다는 점에 있다.

본 발명은 첨부한 특허청구의 범위에서 규정되고, 기본적으로, 기체와 액체 및 액체 현탁액의 유체 혼합물을 펌핑시키고 상기 기체 및 상기 액체 또는 현탁액을 서로 분리시키는 장치에 관한 것이며, 이 장치는 한 말단에서 유체 입구, 및 반대 말단에서 액체 출구를 갖는 펌프 하우징, 및 상기 입구와 출구 사이에서 분리된 기체에 대한 일반적으로 중심 출구를 갖는 원형 단면의 중공 확대 기체 분리 부분을 가지며, 상기 혼합물을 회전시키기 위한 수단을 포함한다. 상기 장치에서, 상기 기체 분리 부분은 상기 입구와 상기 펌프 하우징 사이의 중공 회전기에 의해 제공되며, 상기 회전기의 내벽은 큰 회전성 기체 분리 표면을 제공한다. 상기 장치를 사용함으로써, 상기 유체 혼합물로부터 상기 기체의 완전한 분리가 가능해 진다.

본 발명에 따르는 장치의 회전기는 바람직하게는 일반적으로 관형 배열을 갖고, 이것의 외부 말단에서 상기 펌프 하우징 내로 연장한 상당히 더 큰 직경의 펌핑 영역을 포함한다. 입구에서 상기 회전기가 상기 도입 혼합물을 회전시키기 위한 블레이드를 갖고, 외부 말단에서 상기 펌프 하우징 내로 연장한 더 큰 직경의 블레이드 휘일을 갖는 구현에 따라 일반적으로 가장 우수한 성능이 얻어진다.

본 발명의 특정 구현에서, 기체 분리 표면을 향해 유체를 분무시키는 수단이 제공되고, 기체 출구는 진공원에 연결되어 기체 분리 부분 또는 기체 분리 펌프의 상류에서 진공을 제공한다.

본 발명은 또한, 기체 및 액체 또는 액체 현탁액이 서로 분리되도록, 기체와 액체 또는 액체 현탁액의 유체 혼합물을 펌핑시키기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 원형 단면을 갖는 중공 회전성 기체 분리 부분을 갖는 기체 분리 펌프의 입구 내로 상기 유체 혼합물을 공급하는 단계; 상기 혼합물을 펌프의 벽을 향해 흐르게 하기 위해 상기 기체 분리 펌프의 출구 말단에서 상기 혼합물을 회전시키는 단계; 상기 기체 분리 부분을 회전시킴으로써 상기 혼합물의 회전을 유지시키는 단계; 상기 혼합물을 상기 기체 분리 부분의 벽에 의해 형성된 회전 기체 분리 표면을 따라 유동시켜서 상기 기체 분리 표면 상에 유체 층을 형성시키는 단계; 상기 액체 또는 액체 현탁액으로부터 상기 기체를 분리시키고 상기 분리 부분의 중심에서 기체 칼럼을 형성시키기에 충분한 시간 동안 회전 기체 분리 표면 상에서 상기 흐름을 유지시키는 단계; 상기 분리된 액체 또는 액체 현탁액을 상기 기체 분리 표면을 따라 상기 기체 분리 부분에 연결된 펌핑 영역 내로 유동시키고, 상기 액체가 상기 펌핑 영역에서 회전 액체 링을 형성하게 하는 단계; 및 상기 펌핑 영역으로부터 상기 액체를 방출시키고, 상기 기체 칼럼으로부터 상기 기체를 방출시키는 단계로 이루어진다. 상기 펌핑 영역은 바람직하게는 상기 기체 분리 부분 보다 더 큰 직경을 갖는다.

바람직한 구현에서, 상기 유체 혼합물은 근본적으로 실제로 서로 완전히 분리되는 공기 및 물의 혼합물로 이루어진다. 기체의 우수한 분리를 제공하기 위해, 최소한 기체 분리 부분의 말단에서 상기 혼합물이 상기 기체 분리 표면 상에서 안정한 흐름으로 유동하여, 그 위에서 유체 층을 생성시키는 것이 중요하다. 상기 층의 두께는 상기 기체 분리 부분의 직경의 1/4 미만이다. 더욱 바람직하게는 상기 직경의 1/6이다. 공기 및 물을 분리시키는 데에 있어서, 유체 층은 일반적으로 상기 직경의 1/6보다 더 얇을 것이다.

유체 층은 개방 표면을 갖고, 이와 같은 흐름은 개방 채널 내의 흐름에 상응한다. 각각의 특별한 경우에 의존하여, 총 두께는 기체 분리 부분에서 흐름이 빠르거나 잔잔해지도록 선택되고 고정된다. 빠른 흐름으로부터 잔잔한 흐름으로의 조절된 전이는 바람직하게는 유체가 펌핑 영역에 들어가기 전에 배열된다.

방법의 바람직한 구현은 펌프에서 기체 분리의 작용을 개선시키기 위해 또는 펌프의 공정 하류에서의 흡인 수단으로서 사용될 수 있는 진공원에 기체 방출물을 연결시킴으로써 제공된다. 상기 유체 혼합물이 기체와 액체 현탁액의 혼합물인 경우, 이것은 흡입에 의해 야기되는 진공에 의해 비등될 수 있어서, 상기 혼합물에 동반된 기체가 완전히 제거될 것이다.

본 발명에 따르는 방법은 기본적으로 자체 조절된다. 그러나, 필요에 따라, 상기 액체 링의 깊이는 회전 속도의 조절에 의해 조절된다.

본 발명의 또 다른 구현에서, 기체 분리 표면 상의 포움 분유는 유체를 중심 기체 칼럼 내로 분무시킴으로써 소멸된다.

본 발명은 본 발명이 부가적 목적 및 장점과 함께 첨부한 도면과 함께 고찰 할 경우에 하기의 설명에서 가장 잘 이해될 것이다.

제 1도는 측면에서 본 본 발명의 바람직한 구현에 따르는 기체 분리 펌프의 단면도이다.

제 2a도는 선 A-A에 따른 제 1도의 기체 분리 펌프의 단면도이다.

제 2b도는 선 C-C에 따른 제 1도의 기체 분리 펌프의 단면도이다.

제 3도는 대안적 또는 임의적 특징을 포함하는 본 발명의 또 다른 구현의 제 1도와 유사한 단면도이다.

제 3a도는 선 C-C에 따른 제 3도의 기체 분리 펌프의 단면도이다.

제 4도는 측면에서 본 본 발명의 또 다른 구현에 따르는 기체 분리 펌프의 단면도이다.

제 5도는 측면에서 본 본 발명의 포움 소멸 노즐을 갖는 바람직한 구현에 따르는 기체 분리 펌프의 단면도이다.

제 6도는 바람직한 제지 공정에서 본 발명에 따르는 기체 분리 펌프의 사용을 도시한 도면이다.

제 7도는 점성 슬러리를 펌핑할 때에 기체의 전체 분리를 위한 본 발명에 따르는 기체 분리 펌프의 사용을 도시한 도면이다.

본 발명의 하기의 상세한 설명에서, 도면에 대해 참조 부호가 기재되며, 여기에서 똑같은 또는 작용적으로 유사한 부분에 대해서는 똑같은 부호가 사용된다.

제 1도에 따르는 본 발명의 바람직한 구현에서, 본 발명에 따르는 기체 분리 펌프는 한 말단(18)에서 고정 유체 입구(14) 및 반대 말단(22)에서 고정 펌프 하우징(16)을 갖는 근본적으로 중공 관형 회전기(12)를 포함한다. 상기 회전기(12)의 상기 입구 말단(18)에서, 한 세트의 블레이드(20)가 상기 회전기(12)의 중심을 향해 회전기 벽으로부터 연장되어 있다. 상기 출구 말단(22)에는 블레이드(42)를 갖는 블레이드 휘일(24)이 있다. 펌프 하우징(16)은 기체에 대한 출구 및 주변 액체 방출 파이프(28)를 갖는다.

상기 회전기(12)의 중심 부분은 회전성 확대 기체 분리 부분(30)을 가지며, 이것의 내벽은 큰 분리 표면(32)을 제공한다. 본 발명에 따라, 기체 분리 부분(30)은 상기 분리 표면(32)에서 입구(14)를 통해 공급되는 유체 및 입구 말단(18)에서의 블레이드(20)의 작용으로부터 결과된 어떠한 가능한 분무가 보유되고, 회전기(12)에서 입구로부터 출구로 상기 유체가 유동함에 따라 상기 유체에 동반된 어떠한 기체가 분리되도록 충분한 시간을 제공하도록 충분히 길어야 한다. 상기 시간을 제공하고 상기 분리 표면에서의 축방향 흐름과 분리를 야기시키는 원심력 사이의 바람직한 비를 얻기 위해, 분리 부분(30)의 직경은 상기 분리 부분(30)의 길이에 비해 비교적 작아야 한다. 이와 같이, 분리 부분(30)은 상기 분리 부분의 길이 L보다 작은 직경 D를 가져야 한다. 상기 직경 D는 바람직하게는 길이 L의 반 보다 작다. D 대 L의 바람직한 비는 1:2 내지 1:20이다. 실제로, 매우 긴 회전 장치가 갖는 가능한 기술적 어려움을 직면하는 경우를 제외하고는, 상기 분리 부분의 길이에 대한 규정된 제한은 없다.

본 발명에 따라 기체 분리 표면 쉘은 상기 분리 부분(30)의 표면(32)상에서 유체 층(34)중에 상기 회전기(12) 중의 유체를 보유시키도록 충분히 커야 한다. 상기의 얇은 유체 층(34)에서, 기체가 유체의 표면(36)에 도달하는 길이가 짧고 효과적인 기체 분리가 수행될 것이다.

상기 회전기(12)의 중심에서, 분리된 기체는 상기 유체 표면(36)을 둘러싸는 기체 칼럼(38)을 형성한다. 상기 층(34)은 점차적으로, 모든 함유된 기체를 방출시키고, 액체 또는 액체 현탁액의 기체가 없는 층으로 전환된다.

상기 회전기(12)의 회전으로 인해, 유체 층(34)은 상기 분리 부분(30)에서 빠르게 회전하게 되고, 원심력을 받아서, 유체-기체 혼합물 중의 동반된 기포가 혼합물의 표면(36)까지 그리고 이로부터 형성 기체 칼럼(38)의 중심을 향해 빠르게 상승하게 된다.

상기 회전기(12)의 상기 입구 말단(18)에서 비조절 난류 및 분무를 방지하기 위해, 상기 블레이드(20)는 상기 지점에서, 가속시킬 경우에 유체의 자연적 흐름 경로를 따라 나선형으로 바람직하게 형상화된다.

상기 출구 말단(22)에서, 상기 회전기(12)는 블레이드 휘일(24)을 갖는 펌핑 영역(17) 내로 매끄럽게 확대된다. 장치의 사용으로 인해, 분리된 액체 또는 액체 현탁액 (본원에서는, 단순히 "액체"로서 약칭함)은 상기 블레이드 휘일(24)에서 더 깊은 액체 링(40)을 형성하며, 이로 인해 펌프 하우징(16)의 주변에서 축적된 압력이 증가하고, 현재 근본적으로 기체가 없는 액체가 액체 방출 파이프(28)를 통해 방출된다.

불안정한 흐름 상태를 방지하기 위해, 전이를 원하는 부분에서 기체 분리 표면(32)상에 한계 링(도시되지 않음)의 삽입에 의해 빠른 흐름으로부터 잔잔한 흐름으로의 조절된 전이가 달성될 수 있다.

방출 파이프(28)를 통해 펌핑되는 유량이 입구(14)를 통해 도달하는 유량 보다 적은 경우, 액체 링(40)의 깊이는 증가하여, 동시에 펌핑 압력을 증가시킬 것이고, 결과적으로, 출구 유량이 증가할 것이다. 본 발명에 따르는 기체 분리 펌프는 이와 같이 특정 범위 내에서 자체 조절된다. 펌핑된 액체의 압력은 또한회전기(12)의 회전 속도의 조절에 의해 조절될 수 있으며, 이와 같이 자체 조절의 범위는 우세한 조작 조건을 충족시키도록 설정될 수 있다.

제 1도에 따르는 구현에서, 분리 부분(30)은 어떠한 독특한 전이점 없이 더 큰 직경의 펌핑 영역(17)으로 매끄럽게 전환된다. 상기 펌핑 영역(17)의 직경은 바람직하게는 기체 분리 부분(30)의 직경 보다 상당히 커서, 장치의 독특한 확장부가 탈기된 액체를 수용하고 상당히 깊은 액체 링(40)을 형성하여 상기 액체 링의 표면을 방해하지 않으면서 액체를 펌핑시키기 위해 제공된다. 이와 같이, 회전기(12)가 분리 부분(30)으로부터 블레이드 휘일(24)을 갖는 펌핑 영역으로 깔대기와 같이 매끄럽게 확대되는 본 발명의 가장 바람직한 구현이 얻어진다. 매끄러운 구성에 대해, 액체 층(34)은 분리 부분(30)으로부터 펌핑 영역(17)로의 방해 없이 흐를 것이다. 격렬한 전이는 적층 흐름의 파괴를 야기시키고, 기체를 이미 기체가 없는 액체 내로 혼합시킬 것이다.

분리 부분과 펌핑 영역 사이의 전이 부분에서 격렬한 가속을 방지하기 위해, 기체 칼럼이 확대되는 경우에, 블레이드 휘일(24)의 블레이드(42)를 이 지점에서 나선형 경로를 따르게 하는 것이 바람직하다.

제 1도에 의해 표시된 회전기(12)의 깔대기-형 형상이 본 발명의 가장 바람직한 구현으로 고려될 지라도, 분리 부분(30)의 기하학적 형상은 상기 형태로 제한 되지는 않는다. 본 발명은 또한 분리 부분이 원뿔과 같이 형상화되거나 중간 형태를 갖는 경우에도 작용한다.

제 1도의 구현에서, 블레이드 휘일(24)은 액체 링(40)에서 난류를 발생시키는 것으로부터 펌핑 하우징(16)의 고정 뒷벽(41)을 보호하기 위한 말단 차폐부(49)를 갖는다. 상기 말단 차폐부(49)는 말단 차폐부(49)와 뒷벽(41) 사이에 축적된 액체 압력을 액체 링(40) 내로 방출시키는 구멍(47)을 갖도록 제공된다.

상기 기체 분리 부분(30) 중의 크고 안정한 기체 칼럼(38), 및 또한 유체 층(34)의 큰 표면(36)을 제공하여, 효율적인 기체 분리를 허용하기 위해, 기체 칼럼(38)은 상당한 부분, 바람직하게는 회전기(12)의 기체 분리 부분(30)을 이용할 수 있는 부피의 반 이상을 점유하여야 한다. 유체 층(34)은 비교적 얇게, 기체 분리 부분의 직경 D의 1/4이하로 유지되어야 한다. 바람직하게는 1/6 이하로 유지되어, 원심력이 단지 상기 유체 층(34)에서 가장 바람직한 압력을 축적시키고, 상기 유체 층에 포함된 기포의 과도한 압축을 방지하여야 한다.

분리 부분(30) 중에 얇은 유체 층을 갖고, 여전히 펌프 하우징(16)에서 바람직한 펌핑 압력을 얻기 위해, 펌핑 영역(17) 및 블레이드 휘일(24)의 직경은 바람직하게는 기체 분리 부분(30)의 직경 보다 상당히 더 크다. 제 1도에 도시된 바와 같은 가장 바람직한 구현은 펌핑 영역(17) 중의 액체 링(40)과 비교하여 분리 부분(30) 중의 유체 층(34)이 얇은 것일 지라도, 본 발명은 또한, 분리 부분(30)과 펌핑 영역 사이의 깊이의 차가 더 작을 경우에도 작용한다.

펌핑 하우징(16)에서, 기체 칼럼(38) 중에 축적된 기체를 제거하는 중심 기체 출구(26)가 제공된다. 기체는 기체 칼럼(38)으로부터, 바람직하게는 펌프 하우징(16)에서 멀리 제거되어, 액체가 완전히 기체로부터 분리된다. 기체 출구는 펌프 하우징(16)을 통해 또는 양 말단 중 어느 하나를 통한 회전기(12)의 관형 샤프트를통해 중심적으로 또는 탈중심적으로 교호적으로 배열될 수 있다. 본 발명에 따라, 입구(14)를 통한 역류 기체 제거도 가능하다.

제 1도의 구현에서, 회전기(12)는 상기 입구 말단(18)에서 샤프트(44)에 의해 (도시되지 않은 구동 수단에 의해) 구동된다. 반대 말단에서, 상기 블레이드 휘일(24)은 펌프 하우징(16) 내로 합체된 베어링(48)을 통해 연장한다. 본 발명의 다른 구현에서, 샤프트(44)는 전체 회전기(12)를 통하고, 입구(14) 및 펌프 하우징(16) 둘 모두를 통해 통과하도록 배열될 수 있거나, 샤프트는 블레이드 휘일(24)에, 또는 다른 식으로 단지 회전기(12)의 출구 말단에 연결될 수 있다. 단지 하나의 말단에서 또는 중심 부분에 배열된 베어링을 통해 회전기(12)의 지지체가 또한 배열될 수 있다. 당업자들에게 인식될 바와 같이 많은 기술적 해결책이 이용될 수 있다.

제 2a도는 회전기(12)의 입구 말단(18)의 블레이드의 바람직한 나선형 형태를 보여주는 제 1도의 펌프의 단면 A-A를 도시한 것이다. 나선형의 블레이드(20) 및 기체와 액체의 혼합물의 접선 공급은 유체의 매끄러운 가속을 허용하여 과도한 난류를 방지한다.

나선형 블레이드(20)는 입구 말단(18)이 주변을 향해 유체를 유동시켜서, 상기 입구 말단의 중심에서 기체에 대한 공간을 떠나게 하여, 제 1도에서 알 수 있는 바와 같이, 기체 칼럼(38)이 상기 블레이드를 통해 입구(14) 내로 연장하게 된다.

제 2b도는 제 1도의 펌프의 출구 말단에서의 단면 B-B를 나타낸다. 제 2b도는 더 큰 직경을 갖는 펌프 하우징(16), 펌프 하우징(16) 둘레에 나선형으로 연장된 출구(28) 및 상기 펌프 하우징을 사용하는 동안 형성된 액체 링(40)을 나타낸다. 펌프 하우징(16)의 중심에서, 액체 링(40)의 내부 직경은 조작 조건, 블레이드 휘일(24)의 회전 속도와 평형을 이루는 특정 범위 내의 나머지 부분, 출구(28)에서의 압력 및 상기 펌프를 통한 유체의 흐름에 따라 변한다.

제 3도는 제 1도의 구현에 매우 상응하지만, 본 발명에 따르는 장치의 구성에 사용될 수 있는 여러 임의적 구현을 나타내는 본 발명의 한 구현을 도시한 것이다. 이와 같이, 도시된 구현에서, 사프트(44)는 회전기(12)의 전체 길이를 통해 통과한다. 입구 말단(18)에 제공된 베어링(46')은 유입 유체에 의해 윤활 되는 형태를 갖고, 이러한 베어링은 당업자에게 공지되어 있다. 회전기(12)의 출구 말단(22)은 상기 분리 부분(30)의 하류 말단에서 풍신기를 형성하는 블레이드(13)에 의해 지지된다. 채널-형 펌핑 영역(17) 중의 회전기(12) 말단은 블레이드 휘일(24)의 블레이드(42)에 부착된 환형 판(11)에 의해 제한된다.

기체 분리 부분(30)과 펌핑 영역(17) 사이에서, 상기 회전기(12)의 벽은 상기 회전기(12)의 내부 직경을 감소시키는 환형 쇼울더(29)를 갖는다. 쇼울더(29)는 상기 기체 분리 표면(32)을 따라 유동하는 유체 층(34)의 깊이의 조절, 그에 따르는 보유 시간의 조절을 가능하게 한다. 기포는 모든 방식으로 표면(36)에 관통시키기 위해 더 큰 충분한 기포 내로 합쳐지기 위해 최소 보유 시간을 필요로 할 수 있다.

회전 블레이드 휘일(24)과 고정 펌프 하우징(16) 사이에서, 공지된 종류의 복잡한 밀봉부(23)가 제공된다. 상기 밀봉부(23)는 외부 공간으로의 액체 링(40)으로 부터의 누출을 최소화시킨다. 밀봉부(23)의 말단에, 복잡한 밀봉부(23)를 통해 누출된 액체를 배출 챔버(21)에서 회전시키기 위한 더 큰 링(25)이 제공된다. 배출 챔버(21)로부터 누출 액체를 입구(14)로 다시 운반하기 위해 파이프(19)가 제공된다. 당 업자들에게 명백해질 바와 같이, 펌프 하우징(16)을 밀봉시키기는 많은 다른 방식이 있다.

제 3도는 더욱 더, 펌프 내의 액체 링(40)의 압력을 감지하기 위해 펌프 하우징(16)의 뒷벽에 부착된 압력 감지기(74)를 도시한 것이다. 공정 제어 시스템은 박스(76)에 의해 표시되고, 조절 가능한 속도 드라이브는 박스(78)로 표시된다. 따라서, 회전기(12)의 회전 속도는 펌프 하우징(16) 중의 액체 링(40)와 깊이가 자체 조절 범위 내에 유지될 정도로 조절될 수 있다.

제 3a도는 해칭부(43)가 액체 링(40)의 내부 표면을 자체 조절하는 스팬을 표시한 것이고; 표면(43')은 가장 깊은 깊이를 나타내는 것이고; 표면(43'')은 상기 액체 링의 가장 낮은 깊이를 나타내는 것인 제 3도의 선 C-C를 따르는 단면을 도시한 것이다. 상기 구현에서, 블레이드 휘일(24)의 블레이드(42)는 이것이 액체 링(40)에 의해 완전히 덮혀 유지될 정도로 짧다. 본 발명에 사용되는 블레이드 휘일이 당업자들에게 공지된 여러 방식으로 사용될 수 있음이 주목된다. 이와 같이, 블레이드 휘일은 양 방향 중 어느 한 방향으로 개방된 블레이드 및 폐쇄된 채널을 가질 수 있거나, 심지어는 전체적으로 풍신기 또는 블레이드가 없을 수 있다.

제 4도는 본 발명의 또 다른 구현을 도시한 것이다. 상기 구현에서, 입구(14)의 외부 및 펌프 하우징(16)은 하우징 내에서 회전기(12)를 포함하는셀(15)에 의해 서로 연결된다. 상기 회전기(12)는 입구(14) 내로 합체된 베어링(46) 내로 연장된 개방 입구 말단(18)을 갖는다. 출구 말단은 상기 회전기에 대한 구동 샤프트(45)로 이루어지며, 블레이드 휘일(24)의 블레이드(42')가 블레이드 휘일(24)의 중심까지 연장되어 있다. 기체 출구(27)는 펌프 하우징(16)의 벽으로부터 탈중심적으로 연장된다.

본 발명의 바람직한 구현에서, 기체 출구(26) 또는 (27)은 진공원 (도시되지 않음)에 연결되어, 기체 칼럼(38)에 축적된 기체가 흡입에 의해 제거될 수 있게 된다. 진공은 유체 층(34)에 포함된 기포를 팽창시켜서, 액체 표면(36)을 향해 그리고 기체 칼럼(38) 내로의 유속을 증가시킨다. 가해진 진공이 충분한 경우, 이것은 유체 층(34) 중의 액체를 비등시켜서, 또한 용해된 기체가 유리되고 액체로부터 제거된다.

제 4도의 구현에서, 쉘(15)은 입구(14) 및 펌프 하우징(16)과 함께, 기체 출구(27)를 통해 진공이 가해질 수 있는 폐쇄 챔버를 형성하여, 진공이 출구(27), 회전기(12) 및 입구(14) 상류를 통해 작용하게 된다. 상기 구현을 통해, 환경으로부터 진공 내로의 공기의 누출이 최소화될 수 있다.

제 4도에 따르는 기체 분리 펌프의 장점은 특히, 상기 펌프가 제지 공정에 사용되고, 직물을 형성하는 제지기에서 배수를 위해 필요한 진공이 펌프의 기체 출구(27)를 통한 흡입에 의해 야기되는 경우에 명백해질 것이다. 형성된 직물에서 진공은 입구 파이프(14)를 통해 또는 상기 기체 분리 펌프에 연결된 분리 흡인 파이프 (도시되지 않음)를 통해 가해질 수 있다.

제 5도는 유체 혼합물이 포움이거나 포움을 생성시키려는 강한 경향이 있는 경우에, 근본적으로 기체가 없는 액체를 분리시키고 펌핑시키기 위한 장치의 바람직한 구현을 도시한 것이다. 상기 장치는 다른 면에서는 제 4도의 구현과 유사하지만, 샤프트(45')는 중공이며, 회전기(12)의 출구 말단에 배열된 노즐(70)을 통해 기체 칼럼(38) 내로 유체를 분무시키기 위해 공급 파이프를 구성한다. 대안적으로, 분무 노즐 (도시되지 않음)은 전체 회전기를 통해 통과하는 샤프트 내로, 또는 본원에 참고 문헌으로 인용된 동시 계류 중인 특허 출원 WO 93/23135호에 설명된 방식으로 펌프 하우징(16) 내로 합체된다. 여러 종류의 분무 노즐의 조합이 본 발명의 범위 내에서 고찰된다. 노즐로부터 분무되고 표면(34)에 부딪치는 방울이 상기 표면에서 포움을 소멸시킨다.

본 발명의 일면에 따르는 장치에 대해, 특히, 큰 회전 기체 분리 표면이 분리 부분(30)에 제공되어, 얇은 회전 유체 층(34)이 상기 회전 표면 상에서 형성될 수 있게 되는 것이 필수적이다. 원심력에 의해 분리되는 기체는 독특한 중심 기체 칼럼(38) 내로 수집되어 이로부터 제거된다. 큰 회전 분리 표면은 직경으로부터 연장한 길이를 갖는 회전기(12)의 확대된 분리 부분(30)에 의해 제공된다.

제지 방법에서 본 발명의 바람직한 응용에서는, 다른 목적을 위해 필요한 흡입이 본 발명의 장치를 통해 가해질 수 있는 것이 필수적이다.

본 발명의 방법에 따라, 기체와 액체 또는 액체 현탁액의 혼합물은 기체가 없는 액체 및 액체가 없는 기체로 분리된다. 액체는 물과 같은 저점성 액체 또는 섬유 원료와 같은 고점성 액체 또는 현탁액이다. 기체는 공기, 또는 혼합물의 액체성분 보다 더 가벼운 또 다른 기체이다. 이와 같이, 액체는 유체 혼합물이 과도한 점성을 갖지 않게 하는 양으로 섬유, 또는 잉크 입자와 같은 불순물을 함유할 수 있다.

본 발명의 한 일면에 따르는 방법에서, 기체/액체 혼합물은 예를 들어 입구 (14)를 통해 제 1도의 기체 분리 펌프 내로 공급된다. 혼합물은 회전기(12)의 블레이드(20)에 의해 회전하게 되어, 기체 분리 부분(30)에서 회전기(12)의 내벽 상에 형성된 기체 분리 표면(32) 상에 놓이게 된다. 이와 같이, 회전 유체 층(34)은 상기 회전 표면 상에서 형성된다.

상기 회전에 의해 야기되는 원심력으로 인해, 더 무거운 액체 중에 포함된 더 가벼운 기체는 장치의 중심을 향해 액체로부터 빠져나가서, 기체 칼럼(38)을 형성한다. 상응하게는, 더 무거운 액체 방울은 회전기(12)의 기체 분리 표면(32)에 수집되고, 상기 기체 분리 표면 상에서 액체 층(34)을 형성한다. 포함된 기체는 비교적 얇은 유체 층(34)을 통해 쉽게 통과되고, 액체로부터 분리되고, 장치의 중심에서 기체 칼럼(38) 내로 전달된다.

분리 부분에서 층 두께 및 유속은 역비례적이고, 결과적으로, 층이 얇게 유지되는 한은, 층 두께의 변동은 기체 분리 효율에 실질적으로 영향을 미치지 않는다. 기체 분리 부분에서 유속은 어떠한 특별한 경우에 따라 선택되어, 기체 분리 표면(32) 상에서 소멸되도록 빠져나가는 어떠한 무거운 물질이 유체 흐름에 의해 멀리 분출할 것이다.

액체는 입구 말단(18)으로부터 출구 말단(22)을 향해 회전 분리 부분(30)의분리 표면을 따라 연속적으로 유동하여, 상기 분리 부분(30)에 매끄럽게 연결된 블레이드 휘일(24)에 도달한다. 회전기(12)의 직경은 분리 부분(30)과 블레이드 휘일(24) 사이의 전이부에서 증가하여, 회전하는, 기체가 없는 액체가 펌프 하우징(16)의 주변을 향해 압출되어, 그 안에서 액체 링(40)을 형성한다. 원심력으로 인해, 상기 액체 링(40)은 펌프 하우징의 주변 둘레에 나선형으로 연장된 액체 출구(28) 내로 압축되고, 방출된다.

상응하게는, 더 가벼운 기체는 회전 장치의 중심에 모이고, 유체 표면(36)에 의해 회전 유체 층(34)을 향해 제한된 기체 칼럼(38)을 형성한다. 상기 기체 칼럼(38)으로부터 기체는 액체로부터 제거되고 분리될 수 있다. 기체는 펌프 하우징(16)에서 기체 출구(26)를 통해 또는 출구 또는 입구 방향으로 회전기 샤프트를 통해 방출될 수 있다.

펌프 하우징(16)에서 액체 링(40)의 깊이는 특정 범위 내에서 도입 유체의 흐름에 대해 자동적으로 조절되어, 액체를 펌핑시키기 위해 충분한 펌핑 압력이 얻어진다. 펌프에 들어가는 유체가 더 많아지면, 액체 링(40)은 더 깊어지고, 펌핑 압력은 더 높아진다. 압력차의 함수로서 액체 링의 깊이는 회전기의 회전속도를 조절 함으로써 조절될 수 있다. 회전 속도를 조절함으로써, 액체 링의 깊이는 도입 기체 및 액체 혼합물의 유량 및 필요한 펌핑 압력에 따라 조절될 수 있다. 특정 범위 내에서, 펌프는 자동 조절된다. 공정을 방해하지 않으면서, 펌프 하우징(16) 중의 액체 링(40)은 비교적 넓은 범위로 변할 수 있다. 유체 층(34)이 차단되지 않는 한은, 어떠한 기체도 액체 출구(28)에 들어가지 않고, 어떠한 상당한 양의 액체도기체 출구(26)에 들어가지 않는다.

기체 분리를 개선시키기 위해 흡입원이 기체 출구(26)(제 3도 내지 제 5도의 도면부호 27)에 연결될 수 있다. 이러한 흡입원의 사용은 기체와 액체의 혼합물의 공급원에서 흡인이 필요한 경우에 특히 바람직하다. 펌프의 중심에 형성된 개방 기체 칼럼(38)이 입구(14) 중의 공극 공간(54)과 직접 연결됨으로 인해, 기체 출구(26)(제 3도 내지 제 5도의 도면부호 27)에서 가해지는 흡인은 또한 펌프의 설비 상류에 영향을 미칠 것이다. 특히, 혼합물이 상당한 양의 기체를 함유하여, 이것이 에어로졸 중의 액체 방울로 이루어지게 되는 경우에, 혼합물의 유속은 본 발명에 따르는 펌프에 흡인부를 연결시킴으로써 증가될 수 있다.

펌프 내로 흐르거나 그 안에서 형성되는 포움은 유체 층(34)의 표면(36) 상에 집중되고, 원심력으로 인해 빠르게 소멸되어, 기체가 유리되고 중심을 향해 빠져 나간다. 특히 안정한 포움은 액체와 같은 유체의 스프레이(72)를 유체 층(34)의 표면을 향하게 함으로써 소멸된다. 분무 노즐은 기체칼럼(38)의 공극 공간 내에서 유체를 분무시키도록 설계된다.

본 발명에 따르는 기체 분리 펌프는 제지기 배수를 짧은 순환 섬유 공정에 재순환시키기 위해 특히 적합하다. 제 6도는 똑같은 발명자의, 특허된 FI 특허 제 89728호에 상응하는 동시 계류중인 특허 출원 WO 93/23612호에 따르는 방법에서 기체 분리 펌프의 특히 바람직한 사용을 도시한 것이다. 상기 출원의 설명은 본원에 참고 문헌으로 인용되어 있다. 본 발명은 또한, 배수의 재 순환 속도를 증가시키고 거대 배수 탱크에 대한 필요성을 제거함으로써 통상적인 제지 방법에 상당한 개선을 제공한다는 것이 당업자에게 명백하다.

제 6도에 따르는 해결책은 제지 공정을 나타내며, 여기에서 얇은 원료는 웹의 형성을 위해 헤드 박스(100)를 통해 성형 와이어 상에 공급된다. 성형 와이어를 통한 배수는 배수 박스(101), 흡입 박스(102) 및 흡입 로울(103)에서 수집되고, 본 발명에 따라 기체 분리 펌프(10), (10') 및 (10'') 내로 직접 유동한다. 흡인 박스 및 흡인 로올에 각각 관련된 기체 분리 펌프(10') 및 (10'')은 상기 흡인 박스 및 상기 흡인 로울에서 필요한 흡인을 제공하기 위해 진공원 (도시되지 않음)에 연결될 수 있다.

기체 분리 펌프(10), (10') 및 (10'')은 배수 중에 함유된 공기를 분리시키고, 배수를 분리된 공기 없는 흐름으로서 일차 섬유 공정에서 여러 희석 지점에 공급한다. 상기 섬유 공정은 혼합기(123), 원심 분리 클리너(122), 스크린(121) 및 원료 분배기(125)를 통해 원료 조성물(124)로부터 헤드 박스(100) 및 종이 웹 형성으로 진행된다.

본 발명에 따르는 기체 분리 펌프는 공기 없는 배수를 제지기 습윤 말단의 섬유 공정 내로 빠르게 직접 재순환시키기 위한 수단을 제공한다.

제 6도에 따르는 방법에서, 수집된 배수의 일부는 본원에 참고 문헌으로 인용된, 똑같은 출원인의 동시 계류중인 특허 출원 FI 930247호에 따라 설계된 것일 수 있는 섬유 회수 장치(50)에 공급된다. 섬유 회수 장치에서, 섬유는 발포에 의해 배수 흐름(61)으로부터 분리된다. 고체가 없는 세척수는 세척수 방출부(63)를 통해 방출되고, 짧은 순환으로부터 공급된다. 상기 회수 장치로부터의 포움은 포움 소멸기에서 소멸되고, 공기가 없는 회수된 원료(64)를 섬유 공정에 직접 공급하는 기체 분리 펌프(10'') 내로 추가로 유동한다.

본 발명은 이러한 조밀한 부유 공정의 생성물로부터 공기를 분리시키기 위한 수단을 제공하여, 제지기 습윤 말단에서 회수된 섬유의 빠른 재순환을 위한 수단을 제공한다. 유사하게는, 본 발명에 따르는 기체 분리 펌프는 폐지의 탈-잉크화와 같은 다른 부유 공정으로부터 생성되는 포움을 취급하기 위한 수단을 제공한다. 부유 공정으로부터의 포움을 취급하기 위한 기체 분리 펌프는 바람직하게는 제 5도에 도시된 바와 같이 합체된 포움 소멸을 갖는 종류일 수 있다.

제 6도에 따르는 방법에서, 원료 조성물(124)로부터의 짧은 순환부 내로 공급된 원료가 공기를 함유하지 않는 것이 필수적이다. 제 7도는 공기가 섬유망에 의해 더욱 안정되게 동반되는 경우에, 제지 원료와 같은 점성 액체로부터 공기를 제거하기 위한 본 발명의 사용을 나타낸다.

제 7도에서, 종이 원료는 유량계(82) 및 공정 제어 시스템(84)에 의해 원료의 수집된 일정한 흐름을 위해 배치되는 자동 제어 밸브(80)를 통해 기체 분리 펌프에 공급된다. 기체 분리 펌프는 진공 시스템(86)에 의해 진공하에 고정되고, 진공은 원료의 온도가 회전 기체 분리 부분(30)에서 액체 층 중의 원료를 비등시킬 정도의 진공이다. 비등은 액체 층(34) 중에 동반된 기포를 팽창시켜서 기포를 기체 칼럼(38) 내로 효율적이고 완전하게 제거하고, 추가로 진공 시스템(86)의 응축기(88) 내로 방출시키며, 이것은 펌프 중의 원료의 비등에 의해 증발되는 증기를 응축시킨다. 원료로부터 제거되는 공기는 진공 펌프(86)에 의해 응축기(88)로부터 제거된다. 탈기된 원료는 원료 출구(28)를 통해 펌프로부터 방출된다.

원료의 매끄럽고 일정한 공급을 위해, 당업자에게 널리 공지된 수단에 의해 밸브(80)의 압력 측면에서 달성되고, 펌프로부터 증기 및 공기의 상당한 흐름을 제공하기에 충분히 펌프(86) 및 응축기(88)를 치수화시킴으로써 흡인 측면에서 달성되는 제어 밸브의 압력차를 일정하게 유지시키는 것이 필수적이다.

유사하게는 섬유 회수에 대해, 예를 들어 펄핑 프린팅 폐지로부터 생성되는 섬유 현탁액으로부터 잉크 입자의 제거를 위해서와 같이, 다른 분리 공정에 부유가 사용된다. 탈-잉크화 공정에서, 섬유 현탁액은 대표적으로 비교적 안정한 섬유망이 생성될 정도의 1 내지 3%인 반면, 기계적 및 화학적 수단에 의해 섬유로부터 방출된 잉크 입자는 섬유망 내에서 이동성이고, 현탁액으로부터 현탁액을 운반하는 기포에 의해 수행된다. 탈-잉크화 공정의 생성물은 잉크 입자를 함유하는 포움 및 탈-잉크화된 섬유의 현탁액이다. 상기 생성물은 둘 모두, 다량의 공기를 함유하고, 종래의 펌프에서는 처리하기가 어렵다.

잉크를 함유하는 포움은 바람직하게는 상기 기술된 방법에 따라 회수된 섬유 재료와 똑같은 방식으로 본 발명에 따르는 기체 분리 펌프에 의해 취급될 수 있다.

탈-잉크화 부유 공정으로부터 생성되는 탈-잉크화된 현탁액은 대표적으로 공기에 의해 포화되고, 비교적 안정한 섬유망은 포함된 기포를 트랩핑하고 기체 분리 펌프에서의 이것의 취급을 특히 어렵게 만든다. 섬유망에 의해 트랩핑된 공기에 의해 포화된 이러한 펄프 현탁액이 본 발명에 따르는 펌프에서 취급되는 경우, 기체의 분리는 단지 부분적일 것이지만, 펌프에서와 거대 기체 분리 용량 및 매끄러운흐름으로 인해, 펌핑은 매우 안정할 것이고, 펌프는 상기 설명된 바와 같이 자체 조절 방식으로 작용할 것이다. 진공하에 펌프를 셋팅시킴으로써, 섬유 현탁액은 또한 비등하게 되어, 포함된 기포가 팽창하고, 기체의 전체적 분리가 상기 기술된 방법에 따라 얻어진다.

상기 예는 본 발명에 따르는 기체 분리 펌프가 액체를 펌핑시킬 경우에 기체 및 액체의 전체 현탁액을 달성시키는 것을 일차적인 목적으로 하는 경우에도, 펌프는 또한 기체를 분리시키기가 매우 어려운 유체를 펌핑시키기 위해 종래의 분리 펌프가 불충분한 경우의 공정에서 큰 장점을 제공한다.

본 발명은 제지 공업에 관한 펌프 해결책으로서 주로 기술되었다. 그러나, 펌프나 기체를 액체 또는 액체 현탁액으로부터 제거하고 기체를 함유하는 액체 또는 액체 현탁액을 실제로 기체가 없어지도록 펌핑시키는 경우에 많은 다른 목적을 위해 사용될 수 있음이 당업자에게 명백해진다.

Claims (20)

1. 한 말단(18)에서 유체 입구(14), 및 반대 말단(22)에서 액체 출구(28)를 갖는 펌프 하우징(16), 및 상기 입구(14)와 상기 펌프 하우징(16) 사이에서, 분리된 기체에 대한 일반적으로 중심 출구(26,27)를 갖는 원형 단면의 중공 확대 기체 분리 부분(30)을 갖고, 상기 혼합물을 회전시키기 위한 수단을 포함하는, 기체와 액체 또는 액체 현탁액의 유체 혼합물을 펌핑시키고 상기 기체 및 상기 액체 또는 현탁액을 서로 분리시키는 장치로서, 상기 기체 분리 부분(30)은 상기 입구(14)와 상기 펌프 하우징(16) 사이의 중공 회전기(12)에 의해 제공되고, 상기 회전기(12)의 내벽은 큰 회전성 기체 분리 표면을 제공하며, 장치의 상기 반대 말단(22)은 바로 상류의 기체 분리 부분(30)의 직경보다 큰 직경을 갖는 펌핑 영역(17) 내로 넓어짐을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 회전기(12)가 일반적으로 관형인 배열을 갖고, 출구 말단 (22)에 상당히 더 큰 직경을 갖고 상기 펌프 하우징(16) 내로 연장된 상기 펌핑 영역(17)을 포함함을 특징으로 하는 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 회전기(12)의 직경이 매끄럽게 증가하여 상기의 더 큰 직경의 펌핑 영역(17)을 형성하며, 상기 회전기(12)는 상기 펌프 하우징(16) 내로 연장한 블레이드 휘일(24)을 가짐을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 혼합물을 회전시키는 상기 수단이 상기 입구 말단(18)에서 상기 회전기(12)의 벽으로부터 이것의 중심을 향해 연장한 블레이드(20)를 포함함을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 기체 분리 부분(30)이 길이 L 보다 더 작은 직경 D를 갖는 일반적 관형 배열을 가지며, D/L 비는 1:2 내지 1:20 임을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 입구(14) 및 상기 펌프 하우징(16)이 쉘(15)에 의해 서로 연결되어, 상기 회전기(12)를 둘러싸는 페쇄된 공간을 형성함을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1항에 있어서, 내부 직경을 감소시키는 환형 쇼울더를 갖는, 상기 회전기(12)의 상기 벽이 제공됨을 특징으로 하는 장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 기체 분리 표면(32)을 향해 유체를 분무시키기 위한 수단(70)이 제공됨을 특징으로 하는 장치.
9. 제 1항에 있어서, 진공원이 상기 기체 출구(26,27)에 연결됨을 특징으로 하는 장치.
10. 원형 단면을 갖는 중공 회전성 기체 분리 부분을 갖는 기체 분리 펌프의 입구 내로 기체와 액체 또는 액체 현탁액의 유체 혼합물을 공급하는 단계;

    상기 혼합물을 펌프의 벽을 향해 흐르게 하기 위해 상기 기체 분리 펌프의 출구 말단에서 상기 혼합물을 회전시키는 단계;

    상기 기체 분리 부분을 회전시킴으로써 상기 혼합물의 회전을 유지시키는 단계;

    상기 혼합물을 상기 기체 분리 부분의 벽에 의해 형성된 회전 기체 분리 표면을 따라 유동시켜서 상기 기체 분리 표면 상에 유체 층을 형성시키는 단계;

    상기 액체 또는 액체 현탁액으로부터 상기 기체를 분리시키고 상기 분리 부분의 중심에서 기체 칼럼을 형성시키기에 충분한 시간 동안 상기 회전 기체 분리 표면 상에서 상기 흐름을 유지시키는 단계;

    상기 분리된 액체 또는 액체 현탁액을 상기 회전성 기체 분리 표면을 따라 상기 기체 분리 부분 보다 더 큰 직경을 갖는 펌핑 영역을 갖는 펌프 하우징 내로 유동시키고, 상기 액체가 상기 펌핑 영역에서 회전 액체 링을 형성하게 하는 단계; 및

    상기 펌핑 영역으로부터 상기 액체를 방출시키고, 상기 기체 칼럼으로부터 상기 기체를 방출시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는, 기체와 액체 또는 액체 현탁액의 유체 혼합물을 펌핑시켜서, 상기 기체와 액체 또는 액체 현탁액을 서로분리시키는 방법.
11. 제 10항에 있어서, 상기 혼합물이 서로 완전히 분리되는 공기와 물의 혼합물로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
12. 제 10항에 있어서, 상기 혼합물이 상기 기체 분리 표면상에서 잔잔한 흐름으로 유동하여, 상기 기체 분리 부분의 직경의 1/4미만인 두께를 갖는 유체층을 형성함을 특징으로 하는 방법.
13. 제 10항에 있어서, 상기 기체가 흡인에 의해 상기 기체 칼럼으로부터 방출됨을 특징으로 하는 방법.
14. 제 13항에 있어서, 상기 유체 혼합물이 상기 흡인에 의해 야기된 진공에 의해 비등하게 되는, 기체와 액체 또는 액체 현탁액의 혼합물이며, 상기 혼합물 중에 동반된 기체가 완전히 제거됨을 특징으로 하는 방법.
15. 제 14항에 있어서, 상기 흡인이 상기 기체 분리 펌프의 기체 출구에서 가해지고, 상기 기체 분리 펌프의 상기 입구에 들어가는 유체의 흐름이 조절됨을 특징으로 하는 방법.
16. 제 10항에 있어서, 상기 액체 링의 깊이가 회전 속도의 조절에 의해 조절됨을 특징으로 하는 방법.
17. 제 10항에 있어서, 유체의 분무물이 상기 기체 분리 표면 상의 상기 층을 향해 주입됨을 특징으로 하는 방법.
18. 섬유 공정에서 제지기 내의 생성기로부터의 배수를 제 1항에 따르는 기체분리 펌프를 사용하여 재순환시키는 단계를 포함하는 종이 또는 판지의 제조 방법.
19. 유체 부유 생성물을 제 1항에 따르는 기체 분리 펌프를 사용하여 처리하는 단계를 포함하는 부유 방법.
20. 제 12항에 있어서, 상기 기체 분리 부분의 직경의 1/6 미만인 것을 특징으로 하는 방법.