WO2009103256A2 - Sludge reactor pump for simultaneously conveying solids, liquids, vapours and gases - Google Patents

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    • F04C2220/00—Application
    • F04C2220/20—Pumps with means for separating and evacuating the gaseous phase

Definitions

  • the invention is based on the object to promote the mixtures in chemical, especially catalytic reactions of reacting solids, liquids with the resulting vapors and gases during the reaction.
  • reaction mixtures can not be circulated, which precludes a continuous reaction. It is therefore an object of the invention to circulate such reaction mixtures during the reaction and to use the good mixing in the delivery system for the acceleration of the reaction and thus reduction of the reaction plant. In the foreground is not the achievement of good efficiencies, but the use of the energy loss to heat the pumped liquid up to reaction temperature.
  • the known pump systems are not suitable for promoting the resulting reaction mixtures of gases and vapors on the one hand and solids laden liquids on the other hand.
  • Radial gear pumps react very critically to the gases and vapors produced during the reaction.
  • the vapors forming during the reaction collect in the center of the impeller because of the low density and lead there to cavitation and to the demolition of the promotion.
  • the associated inadequate NPSH values ie the formation of inadmissible cavitation, lead to the destruction of the pump.
  • the necessary negative pressure for sucking in the reaction mixtures is possible only to a small extent in the case of the customary pumps with radial wheels and outside the range which reacting mixtures have in chemical plants.
  • Side channel pumps are self-priming. The possible negative pressure is not sufficient for the reaction mixtures. Because of the narrow gaps, the transported solids clog the channels. The life of known conveyors is low, if it comes to a promotion at all.
  • liquid ring vacuum pump One type of pump that creates large negative pressures in the inlet is the liquid ring vacuum pump. However, it is not suitable and intended for liquid and solid transport. This pump is capable of sucking gases and vapors, but not liquids and solids. It was therefore sought after a way to make this type of pump also for the promotion of liquids and solids and thus solve the inventive task.
  • the object has been achieved in that the liquid ring vacuum pump combined with the properties of a radial pump.
  • a new type of pump was created, which combines the promotion of fluids of the radial pump, the gas promotion of the liquid ring vacuum pump and also allows the promotion of solids by a special design of the channels.
  • this study revealed the working discovery. It is the combination of both systems that allows the gases and vapors produced during the reaction to be separated from the liquid and to easily convey both states of matter.
  • the separation of the gases and vapors is done on the principle of the liquid ring vacuum pump, which separates and promotes this inward by the centrifugal force of the diegelaufaufrades.
  • the delivery of solid and liquid substances on the circumference is done by a control system of the control discs, which transports these substances axially on the circumference and thus more and more solid and liquid materials are nachge felicitt.
  • control discs On both sides of the wheels control discs are arranged, which limit the pump room.
  • Impellers and control discs are arranged eccentrically. As a result, a liquid ring can form during the intake phase or during gas promotion, which lays on the impeller hub at different distances. Gas-filled spaces are formed which increase and decrease due to the eccentricity.
  • the sludge reactor pump is well suited for the co-promotion of gases and vapors.
  • the liquid / vapor mixture is sucked through a suction slot, which is located in the region of the largest distance of the liquid ring from the hub. Because of the different density, the reaction gas accumulates in the hub region and is ejected via a pressure slot, which is located in the region of the smallest distance of the liquid ring from the hub.
  • the liquid is separated from the gas phase and discharged through openings in the form of slots or holes which are located on the housing outer diameter in the region of the highest case pressure or conveyed via a guide in the next stage.
  • openings in the form of slots or holes which are located on the housing outer diameter in the region of the highest case pressure or conveyed via a guide in the next stage.
  • the liquid guide vanes are arranged in front of the outlet openings. The promotion of liquid is possible only with moderate efficiency. The resulting power loss serves to supply energy to the pumped medium.
  • a narrow axial gap between the housing and the impeller as in the liquid ring vacuum pump is not required because the liquid ring according to the invention does not have to be stabilized in a sealed chamber, but receives axial outlet openings, which are arranged in the region of the highest case pressure, if necessary with downstream guide.
  • the design of the openings enables a comminution of the solids with simultaneous shearing action on the pumped medium.
  • the liquid which flows through the pressure-side outlet openings is deflected in such a way that it is fed to the next stage or used as a bypass in single-stage machines. This results in a better mixing by a longer residence time of the medium and an additional energy input by friction for faster reaction.
  • the ability of the liquid ring vacuum pump is obtained to produce a large intake negative pressure, the gases and vapors as in the vacuum pump in the middle to promote and still the liquid-solid mixture, the mud, while reacting at high radial Temperature with through the pump to promote.
  • the size of the executed in the embodiment of the invention guide profiles and holes thus simultaneously determine the delivery range of the pump to the solid-liquid mixture. Another advantage is the possibility of cleaning the system by reversing the direction of rotation of the pump.
  • the shaft seal used are double-acting, non-directional mechanical seals which are filled with suitable fluid, e.g. Oil can be operated as a barrier medium between the pump side and the atmosphere side seal.
  • the barrier liquid is circulated by means of auxiliary pumps with slight overpressure in relation to the pump-side seal.
  • the pump bearing is arranged between the inner and outer seal so that the barrier liquid is used simultaneously for lubrication and cooling.
  • heat exchangers are connected in the circuit.
  • the higher pressure of the barrier fluid compared to the inner seal prevents the abrasive solid particles, such as metal, glass and stones in the sludge, from being kept away from the sealing gap, bearing and shaft.
  • additional mixing can be achieved in a loop mixer arranged in a bypass tube between the stages (FIG. 9).
  • Figure 1 to 5 shows the cross section through a sludge reactor pump according to the invention.
  • 1 shows the cross section in the front part of the pump, which is connected to the suction port of the pump.
  • the housing is designated.
  • the impeller 2 has a blade ring, which is seen in the direction of rotation, inclined backwards. 3, the shaft is referred to the bearing and the partition 4 to the housing 1 non-positively and positively connected.
  • the outlet opening for emptying the pump is denoted by 5.
  • the liquid ring is connected to the next stage with the mixture inlet for the next stage 6.
  • the ring formed by the centrifugal force on the outer circumference of liquid and solids passes through the intermediate wall between the two stages from outside to inside in the internal mixture inlet 6.
  • the gas, which accumulates in the first chamber inside passes with the gas outlet 7 in the next level.
  • FIG. 3 shows only the part of the intermediate disk which lies at the first stage, the liquid outlet from the first stage being shown as 8.
  • FIG. 5 also shows the gas inlet and gas outlet 6.
  • the result of such a conveyor is shown in FIG 6. It can be seen that although the mud pump has a high negative pressure on the inlet side of the pump, but generates a relatively low discharge pressure. This is very beneficial in chemical reactions with solids because the solids would clog a nozzle on the exit side. At such low output pressures but the additional switching of nozzles is not necessary, since these pressure differences can be controlled by normal, controlled valves without additional throttling with nozzles.
  • Figure 7 shows the embodiment of an inventive slurry reactor pump with 2 reaction chambers. The designations correspond to those of the sectional images.
  • Figure 8 shows the incorporation of such a mud reactor pump driven by an electric motor as a whole aggregate. With 12 while the mud reactor is designated. With 13 of the engine is referred to, which is designed as an electric motor or combustion engine or combustion turbine.
  • It is 14 designates the fan, which cools the cooling oil of the bearing cooling, the bearing lubrication and the pressure barrier to prevent the ingress of solid particles from the fluid to the camp.
  • 15 of the reservoir for the storage volume of the bearing lubrication is called.
  • 16 the pump for the cooling and lubrication circuit of the bearing lubrication is called. Since the task of the sludge reactor pump is the mixing and heating of the sucked materials, a loop reactor is switched on in the suction and pressure line for further mixing, which further increases this effect. This is shown in FIG.
  • a slurry reactor pump is coupled to an electric motor.
  • the unit has an electrical power consumption of a maximum of 200 kW and an average of 120 kW.
  • the unit is 3.5 m long and the sludge reactor pump is mounted on a vibration damper plate.
  • the sludge reactor pump has a length of 795 mm and is mounted on a base plate of 840 x 1200 mm.
  • the distance between the intake on the engine side and the overpressure pipe on the outside is 795 mm.
  • the pressure profile of the overpressure side is shown in the diagram in FIG.

Abstract

The invention relates to a conveying unit for conveying hot, evaporating liquids, solids and gases in a common conveying stream, said unit also allowing the heating of the circuit by means of power dissipation, controlling cavitation and the contamination of bearings and seals and permitting a long service life.

Description

Patentanmeldung Patent application
Schlammreaktorpumpe zur gleichzeitigen Förderung von Feststoffen, Flüssigkeiten, Dämpfen und GasenSludge reactor pump for the simultaneous conveyance of solids, liquids, vapors and gases
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Gemische bei chemischen, insbesondere katalytischen Reaktionen aus reagierenden Feststoffen, Flüssigkeiten mit den dabei entstehenden Dämpfen und Gasen während der Reaktion zu fördern.The invention is based on the object to promote the mixtures in chemical, especially catalytic reactions of reacting solids, liquids with the resulting vapors and gases during the reaction.
Bekannt sind aus der Reaktionstechnik Rührwerke in Behältern, die vorwiegend eine diskontinuierliche Reaktion ermöglichen. Die Inhalte werden erst nach Abschluss der Reaktion gefördert, wobei dann ein homogener flüssiger Zustand erreicht ist, der das Abpumpen mit den bekannten Pumpensystemen ermöglicht.Known from the reaction technology stirrers in containers, which allow mainly a discontinuous reaction. The contents are promoted only after completion of the reaction, in which case a homogeneous liquid state is reached, which allows the pumping with the known pump systems.
Während der Reaktion lassen sich die Reaktionsgemische nicht umwälzen, was eine kontinuierliche Reaktionsführung ausschließt. Es ist deshalb Ziel der Erfindung, solche Reaktionsgemische während der Reaktion umzuwälzen und die gute Vermischung in dem Fördersystem für die Beschleunigung der Reaktion und damit Verkleinerung der Reaktionsanlage zu nutzen. Im Fordergrund steht dabei nicht die Erzielung guter Wirkungsgrade, sondern die Nutzung der Verlustenergie zur Erwärmung der Förderflüssigkeit bis auf Reaktionstemperatur.During the reaction, the reaction mixtures can not be circulated, which precludes a continuous reaction. It is therefore an object of the invention to circulate such reaction mixtures during the reaction and to use the good mixing in the delivery system for the acceleration of the reaction and thus reduction of the reaction plant. In the foreground is not the achievement of good efficiencies, but the use of the energy loss to heat the pumped liquid up to reaction temperature.
Die bekannten Pumpensysteme sind zur Förderung der entstehenden Reaktionsgemische aus Gasen und Dämpfen einerseits und mit Feststoffen beladenen Flüssigkeiten anderseits nicht geeignet. Radialradpumpen reagieren auf die bei der Reaktion entstehenden Gase und Dämpfe sehr kritisch. Die sich bei der Reaktion bildenden Dämpfe sammeln sich wegen der geringen Dichte im Zentrum des Laufrades und führen dort zu Kavitation und zum Abriss der Förderung. Die damit verbundenen unzureichenden NPSH-Werte, d. h. die Entstehung unzulässiger Kavitation, führen zur Zerstörung der Pumpe. Der notwendige Unterdrück zum Einsaugen der Reaktionsgemische ist bei den üblichen Pumpen mit Radialrädem nur in geringem Umfang möglich und außerhalb des Bereiches, den reagierende Gemische in Chemieanlagen haben. Seitenkanalpumpen können selbst ansaugen. Der mögliche Unterdruck ist aber nicht für die Reaktionsgemische ausreichend. Wegen der engen Spalte verstopfen die mitgeförderten Feststoffe die Kanäle. Die Lebensdauer bekannter Fördereinrichtungen ist gering, wenn es überhaupt zu einer Förderung kommt.The known pump systems are not suitable for promoting the resulting reaction mixtures of gases and vapors on the one hand and solids laden liquids on the other hand. Radial gear pumps react very critically to the gases and vapors produced during the reaction. The vapors forming during the reaction collect in the center of the impeller because of the low density and lead there to cavitation and to the demolition of the promotion. The associated inadequate NPSH values, ie the formation of inadmissible cavitation, lead to the destruction of the pump. The necessary negative pressure for sucking in the reaction mixtures is possible only to a small extent in the case of the customary pumps with radial wheels and outside the range which reacting mixtures have in chemical plants. Side channel pumps are self-priming. The possible negative pressure is not sufficient for the reaction mixtures. Because of the narrow gaps, the transported solids clog the channels. The life of known conveyors is low, if it comes to a promotion at all.
Eine Pumpenart, die im Einlauf große Unterdrücke erzeugt ist die Flüssigkeitsring- Vakuumpumpe. Sie ist jedoch nicht für den Flüssig- und Feststofftransport geeignet und vorgesehen. Diese Pumpe ist in der Lage, Gase und Dämpfe anzusaugen, nicht jedoch Flüssigkeiten und Feststoffe zu fördern. Es wurde deshalb nach einer Möglichkeit gesucht, diesen Pumpentyp auch für die Förderung von Flüssigkeiten und Feststoffen zu ertüchtigen und damit die erfinderische Aufgabe zu lösen.One type of pump that creates large negative pressures in the inlet is the liquid ring vacuum pump. However, it is not suitable and intended for liquid and solid transport. This pump is capable of sucking gases and vapors, but not liquids and solids. It was therefore sought after a way to make this type of pump also for the promotion of liquids and solids and thus solve the inventive task.
Dabei wurde überraschenderweise eine Lösung dafür gefunden. Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe mit den Eigenschaften einer Radialpumpe kombiniert. Damit wurde ein neuer Pumpentyp geschaffen, der die Förderung von Flüssigkeiten der Radialpumpe, die Gasförderung der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe vereinigt und durch eine besondere Ausbildung der Kanäle zudem die Förderung der Feststoffe ermöglicht. Diese Untersuchung ergab überraschenderweise die funktionierende Entdeckung. Erst die Kombination beider Systeme ermöglicht die bei der Reaktion entstehenden Gase und Dämpfe von der Flüssigkeit zu trennen und beide Aggregatzustände problemlos zu fördern.It was surprisingly found a solution for this. According to the invention the object has been achieved in that the liquid ring vacuum pump combined with the properties of a radial pump. Thus, a new type of pump was created, which combines the promotion of fluids of the radial pump, the gas promotion of the liquid ring vacuum pump and also allows the promotion of solids by a special design of the channels. Surprisingly, this study revealed the working discovery. It is the combination of both systems that allows the gases and vapors produced during the reaction to be separated from the liquid and to easily convey both states of matter.
Das Trennen der Gase und Dämpfe geschieht dabei auf dem Prinzip der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe, die durch die Zentrifugalkraft des Flügellaufrades diese nach innen abscheidet und fördert. Die Förderung der festen und flüssigen Stoffe am Umfang geschieht durch ein Leitsystem der Steuerscheiben, die diese Stoffe am Umfang axial transportiert und damit immer neue feste und flüssige Stoffe nachgefördert werden. Beiderseits der Laufräder sind Steuerscheiben angeordnet, die den Pumpenraum begrenzen. Laufräder und Steuerscheiben sind exzentrisch angeordnet. Dadurch kann sich während der Ansaugphase oder bei Gasmitförderung ein Flüssigkeitsring ausbilden, der sich mit unterschiedlichem Abstand an die Laufradnabe legt. Es bilden sich gasgefüllte Räume, die sich wegen der Exzentrizität vergrößern und verkleinern. In diesem Betriebszustand ist die Schlammreaktorpumpe gut zur Mitförderung von Gasen und Dämpfen geeignet.The separation of the gases and vapors is done on the principle of the liquid ring vacuum pump, which separates and promotes this inward by the centrifugal force of the Flügelaufaufrades. The delivery of solid and liquid substances on the circumference is done by a control system of the control discs, which transports these substances axially on the circumference and thus more and more solid and liquid materials are nachgefördert. On both sides of the wheels control discs are arranged, which limit the pump room. Impellers and control discs are arranged eccentrically. As a result, a liquid ring can form during the intake phase or during gas promotion, which lays on the impeller hub at different distances. Gas-filled spaces are formed which increase and decrease due to the eccentricity. In this operating state, the sludge reactor pump is well suited for the co-promotion of gases and vapors.
Das Flüssigkeits-/Dampfgemisch wird durch einen Saugschlitz, der sich im Bereich des größten Abstandes des Flüssigkeitsringes von der Nabe befindet, angesaugt. Wegen der unterschiedlichen Dichte sammelt sich das Reaktionsgas im Nabenbereich und wird über einen Druckschlitz, der im Bereich des kleinsten Abstandes des Flüssigkeitsringes von der Nabe befindet, ausgestoßen.The liquid / vapor mixture is sucked through a suction slot, which is located in the region of the largest distance of the liquid ring from the hub. Because of the different density, the reaction gas accumulates in the hub region and is ejected via a pressure slot, which is located in the region of the smallest distance of the liquid ring from the hub.
Über die Radialkomponente des Laufrades wird die Flüssigkeit von der Gasphase getrennt und über Öffnungen in Form von Schlitzen oder Bohrungen, die am Gehäuseaußendurchmesser liegen im Bereich des höchsten Gehäusedruckes ausgeleitet bzw. über eine Leiteinrichtung in die nächste Stufe gefördert. Zur Umlenkung der Flüssigkeit sind vor den Austrittsöffnungen Leitschaufeln angeordnet. Die Förderung von Flüssigkeit ist nur mit mäßigem Wirkungsgrad möglich. Die dadurch entstehende Verlustleistung dient der Energiezufuhr an das Fördermedium.About the radial component of the impeller, the liquid is separated from the gas phase and discharged through openings in the form of slots or holes which are located on the housing outer diameter in the region of the highest case pressure or conveyed via a guide in the next stage. For deflecting the liquid guide vanes are arranged in front of the outlet openings. The promotion of liquid is possible only with moderate efficiency. The resulting power loss serves to supply energy to the pumped medium.
Ein enger Axialspalt zwischen Gehäuse und Laufrad wie bei der Flüssigkeitsringvakuumpumpe ist nicht erforderlich, weil der Flüssigkeitsring erfindungsgemäß nicht in einer abgeschlossenen Kammer stabilisiert werden muss, sondern axiale Austrittsöffnungen erhält, die im Bereich des höchsten Gehäusedrucks angeordnet werden, bei Bedarf mit nachgeschalteten Leiteinrichtung. Die Gestaltung der Öffnungen ermöglicht ein Zerkleinern der Feststoffe bei gleichzeitiger Scherwirkung auf das Fördermedium. - A -A narrow axial gap between the housing and the impeller as in the liquid ring vacuum pump is not required because the liquid ring according to the invention does not have to be stabilized in a sealed chamber, but receives axial outlet openings, which are arranged in the region of the highest case pressure, if necessary with downstream guide. The design of the openings enables a comminution of the solids with simultaneous shearing action on the pumped medium. - A -
In der Leiteinrichtung wird die Flüssigkeit, welche durch die druckseitigen Austrittsöffnungen strömt in der Weise umgelenkt, dass sie der nächsten Stufe zugeführt bzw. bei einstufigen Maschinen als Bypaß genutzt wird. Damit ergibt sich eine bessere Vermischung durch längere Verweilzeit des Mediums und ein zusätzlicher Energieeintrag durch Reibung zum schnelleren Reaktionsablauf.In the guide, the liquid which flows through the pressure-side outlet openings is deflected in such a way that it is fed to the next stage or used as a bypass in single-stage machines. This results in a better mixing by a longer residence time of the medium and an additional energy input by friction for faster reaction.
Dadurch wird es ermöglicht, dass der Flüssigkeitsring oder auch Feststoff- Flüssigkeitsring ständig ausgetauscht wird und durch die neu einströmenden Gemische aus Feststoffen und Flüssigkeit in die nächste Stufe bzw. in die Förderleitung gedrückt wird. Bei dieser Betriebsweise kommt es zu einer intensiven Vermischung zwischen Flüssigkeitsring und nachströmendem Fördermedium.This makes it possible that the liquid ring or solid-liquid ring is constantly replaced and is pressed by the newly flowing mixtures of solids and liquid in the next stage or in the delivery line. In this mode of operation, there is an intensive mixing between the liquid ring and nachströmendem medium.
Dabei wird die Fähigkeit der Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe erhalten, einen großen Ansaugunterdruck zu erzeugen, die Gase und Dämpfe wie in der Vakuumpumpe in der Mitte zu fördern und durch das Radialradprinzip trotzdem das Flüssigkeits- Feststoff-Gemisch, den Schlamm, gleichzeitig im reagierenden Zustand bei hoher Temperatur mit durch die Pumpe zu fördern.The ability of the liquid ring vacuum pump is obtained to produce a large intake negative pressure, the gases and vapors as in the vacuum pump in the middle to promote and still the liquid-solid mixture, the mud, while reacting at high radial Temperature with through the pump to promote.
Die Größe der in der erfindungsgemäßen Ausführung ausgeführten Leitprofile und Bohrungen bestimmen damit gleichzeitig den Förderbereich der Pumpe an dem Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch. Ein weiterer Vorteil liegt in der Möglichkeit einer Reinigung der Anlage durch Drehrichtungsumkehr der Pumpe. Als Wellendichtung kommen doppeltwirkende, drehrichtungsunabhängige Gleitringdichtungen zum Einsatz, die mit geeigneter Flüssigkeit, z.B. Öl als Sperrmedium zwischen pumpenseitiger und atmosphärenseitiger Dichtung betrieben werden.The size of the executed in the embodiment of the invention guide profiles and holes thus simultaneously determine the delivery range of the pump to the solid-liquid mixture. Another advantage is the possibility of cleaning the system by reversing the direction of rotation of the pump. The shaft seal used are double-acting, non-directional mechanical seals which are filled with suitable fluid, e.g. Oil can be operated as a barrier medium between the pump side and the atmosphere side seal.
Die Sperrflüssigkeit wird mit leichtem Überdruck gegenüber der pumpenseitigen Dichtung über Hilfspumpen umgewälzt. Erfindungsgemäß ist zwischen innerer und äußerer Dichtung das Pumpenlager so angeordnet, dass die Sperrflüssigkeit gleichzeitig zur Schmierung und Kühlung genutzt wird. Um die Temperatur an der Gleitringdichtung und am Pumpenlager im zulässigen Bereich zu halten sind in den Kreislauf Wärmetauscher geschaltet. Der höhere Druck der Sperrflüssigkeit gegenüber der inneren Dichtung verhindert, dass die im Schlamm eingetragenen abrasiven Feststoffteile, wie z.B. Metall, Glas und Steine von Dichtspalt, Lager und Welle ferngehalten werden. Über die beschriebene Anwendung hinaus kann in einem Schleifenmischer, der in einem Bypassrohr zwischen den Stufen angeordnet wird, zusätzliche Vermischung erreicht werden ( Figur 9 ).The barrier liquid is circulated by means of auxiliary pumps with slight overpressure in relation to the pump-side seal. According to the pump bearing is arranged between the inner and outer seal so that the barrier liquid is used simultaneously for lubrication and cooling. In order to keep the temperature at the mechanical seal and at the pump bearing within the permissible range, heat exchangers are connected in the circuit. The higher pressure of the barrier fluid compared to the inner seal prevents the abrasive solid particles, such as metal, glass and stones in the sludge, from being kept away from the sealing gap, bearing and shaft. In addition to the described application, additional mixing can be achieved in a loop mixer arranged in a bypass tube between the stages (FIG. 9).
Die nachfolgenden Figuren erläutern die Erfindung. Figur 1 bis 5 zeigt den Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Schlammreaktorpumpe. Dabei zeigt die Figur 1 den Querschnitt im vorderen Teil der Pumpe, der mit der Ansaugöffnung der Pumpe verbunden ist. Mit 1 ist das Gehäuse bezeichnet. Das Laufrad 2 hat einen Schaufelkranz, der in Drehrichtung gesehen, nach hinten geneigt ist. Mit 3 ist die Welle bezeichnet, die mit dem Lager und der Trennwand 4 zum Gehäuse 1 kraft- und formschlüssig verbunden ist.The following figures illustrate the invention. Figure 1 to 5 shows the cross section through a sludge reactor pump according to the invention. 1 shows the cross section in the front part of the pump, which is connected to the suction port of the pump. With 1, the housing is designated. The impeller 2 has a blade ring, which is seen in the direction of rotation, inclined backwards. 3, the shaft is referred to the bearing and the partition 4 to the housing 1 non-positively and positively connected.
Die Austrittsöffnung zur Entleerung der Pumpe ist mit 5 bezeichnet. Über die Bohrungen 8 ist der Flüssigkeitsring mit der nächsten Stufe mit dem Gemischeintritt für die nächste Stufe 6 verbunden. Dadurch gelangt der mit der Zentrifugalkraft am Außenumfang gebildete Ring aus Flüssigkeit und Feststoffen über die Zwischenwand zwischen den beiden Stufen von außen nach innen in den innen liegenden Gemischeintritt 6. Das Gas, welches sich in der ersten Kammer innen ansammelt gelangt mit dem Gasaustritt 7 in die nächste Stufe.The outlet opening for emptying the pump is denoted by 5. Through the holes 8, the liquid ring is connected to the next stage with the mixture inlet for the next stage 6. As a result, the ring formed by the centrifugal force on the outer circumference of liquid and solids passes through the intermediate wall between the two stages from outside to inside in the internal mixture inlet 6. The gas, which accumulates in the first chamber inside passes with the gas outlet 7 in the next level.
Die Flüssigkeitsförderung erfolgt nach ihrem Eintritt in die erste Stufe durch die Zentrifugalkraft nach außen in den Flüssigkeitsring und über die Bohrungen und dem Kanal von außen nach innen zentral in die nächste Stufe. Die Gasanteile, die sich innen sammeln werden von Stufe zu Stufe nicht umgelenkt, sondern axial von Stufe zu Stufe gefördert. Figur 2 erläutert das System im Detail. Diese Figur zeigt den Flüssigkeitstransport zwischen der Stufe 1 und 2 in der dazwischen liegenden Leitkammer. In der Leitkammer befinden sich die Leiteinrichtungen 9, die die von außen nach innen zwischen den Stufen geleiteten Flüssigkeits- und Feststoffe strömungstechnisch in die nächste Stufe so leiten, daß keine Verstopfungen oder strömungstechnische Blockaden auftreten. Dieses wird in der Figur 3, die nur die Zwischenscheibe darstellt, noch weiter vertieft. Die Figur 3 zeigt nur den Teil der Zwischenscheibe, der an der 1. Stufe liegt, wobei der Flüssigkeitsaustritt aus der ersten Stufe als 8 mit dargestellt ist.The liquid delivery takes place after their entry into the first stage by the centrifugal force to the outside in the liquid ring and via the holes and the channel from outside to inside centrally in the next stage. The gas components that collect inside are not deflected from stage to stage, but promoted axially from stage to stage. Figure 2 explains the system in detail. This figure shows the liquid transport between stages 1 and 2 in the intermediate conducting chamber. In the guide chamber are the guide means 9, which conduct fluidically guided from outside to inside between the stages of liquid and solids in the next stage so that no blockages or fluidic blockages occur. This is further deepened in FIG. 3, which represents only the intermediate disk. FIG. 3 shows only the part of the intermediate disk which lies at the first stage, the liquid outlet from the first stage being shown as 8.
In Figur 4 ist die andere Hälfte der Zwischenscheibe dargestellt. In Figur 5 ist auch der Gaseintritt und Gasaustritt 6 dargestellt. Das Ergebnis einer solchen Fördereinrichtung zeigt die Figur 6. Dabei ist zu sehen, daß die Schlammpumpe zwar einen hohen Unterdruck auf der Eintrittsseite der Pumpe hat, jedoch einen relativ niedrigen Förderdruck erzeugt. Das ist sehr vorteilhaft in chemischen Reaktionen mit Feststoffen, da die Feststoffe eine Düse auf der Ausgangsseite verstopfen würden. Bei solchen niedrigen Ausgangsdrücken ist aber die zusätzliche Einschaltung von Düsen nicht notwendig, da diese Druckunterschiede durch normale, geregelte Ventile gesteuert werden können ohne zusätzliche Androsselung mit Düsen.In Figure 4, the other half of the washer is shown. FIG. 5 also shows the gas inlet and gas outlet 6. The result of such a conveyor is shown in FIG 6. It can be seen that although the mud pump has a high negative pressure on the inlet side of the pump, but generates a relatively low discharge pressure. This is very beneficial in chemical reactions with solids because the solids would clog a nozzle on the exit side. At such low output pressures but the additional switching of nozzles is not necessary, since these pressure differences can be controlled by normal, controlled valves without additional throttling with nozzles.
Figur 7 zeigt die Ausführungsform einer erfinderischen Schlammreaktorpumpe mit 2 Reaktionskammern. Die Bezeichnungen entsprechen denen der Schnittbilder. Figur 8 zeigt die Einbindung einer solchen Schlammreaktorpumpe, die mit einem Elektromotor getrieben wird, als ein Gesamtaggregat. Mit 12 ist dabei die Schlammreaktorpupe bezeichnet. Mit 13 ist der Motor bezeichnet, der als Elektromotor oder Verbrennungsmotor oder Verbrennungsturbine ausgebildet ist.Figure 7 shows the embodiment of an inventive slurry reactor pump with 2 reaction chambers. The designations correspond to those of the sectional images. Figure 8 shows the incorporation of such a mud reactor pump driven by an electric motor as a whole aggregate. With 12 while the mud reactor is designated. With 13 of the engine is referred to, which is designed as an electric motor or combustion engine or combustion turbine.
it 14 ist der Lüfter bezeichnet, der das Kreislauföl der Lagerkühlung, der Lagerschmierung und der Drucksperre zur Verhinderung des Eindringens von festen Teilchen aus dem Fördermedium in die Lager rückkühlt. Mit 15 ist der Vorratsbehälter für das Vorratsvolumen der Lagerschmierung bezeichnet. Mit 16 ist die Pumpe für den Kühl- und Schmierkreislauf der Lagerschmierung bezeichnet. Da die Aufgabe der Schlammreaktorpumpe die Vermischung und Erhitzung der eingesaugten Materialien ist, wird in die Saug- und Druckleitung zur weiteren Vermischung ein Schlaufenreaktor eingeschaltet, der diese Wirkung weiter erhöht. Dieser ist in der Figur 9 dargestellt.It is 14 designates the fan, which cools the cooling oil of the bearing cooling, the bearing lubrication and the pressure barrier to prevent the ingress of solid particles from the fluid to the camp. With 15 of the reservoir for the storage volume of the bearing lubrication is called. With 16 the pump for the cooling and lubrication circuit of the bearing lubrication is called. Since the task of the sludge reactor pump is the mixing and heating of the sucked materials, a loop reactor is switched on in the suction and pressure line for further mixing, which further increases this effect. This is shown in FIG.
In einem speziellen Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Dieses Ausführungsbeispiel ist in Figur 10 näher erläutert. Eine Schlammreaktorpumpe ist mit einem Elektromotor gekoppelt. Die Einheit hat eine elektrische Aufnahmeleistung von maximal 200 kW und im Mittel 120 kW. Die Einheit ist 3,5 m lang und die Schlammreaktorpumpe ist auf einer Aufnahmeplatte mit Schwingungsdämpfer montiert. Die Schlammreaktorpumpe hat eine Länge von 795 mm und ist auf eine Grundplatte von 840 x 1200 mm montiert. Der Abstand zwischen Ansaugung auf der Motorseite und der Überdruckleitung auf der Außenseite ist 795 mm. Der Druckverlauf der Überdruckseite ist in dem Diagramm in Figur 6 dargestellt. In a specific embodiment, the invention will be explained in more detail. This embodiment is explained in more detail in FIG. A slurry reactor pump is coupled to an electric motor. The unit has an electrical power consumption of a maximum of 200 kW and an average of 120 kW. The unit is 3.5 m long and the sludge reactor pump is mounted on a vibration damper plate. The sludge reactor pump has a length of 795 mm and is mounted on a base plate of 840 x 1200 mm. The distance between the intake on the engine side and the overpressure pipe on the outside is 795 mm. The pressure profile of the overpressure side is shown in the diagram in FIG.
Bezeichnungdescription
1 Gehäuse1 housing
2 Laufrad2 impeller
3 Welle3 wave
4 Trennwand4 partition
5 Entleerung5 emptying
6 Gemischeintritt6 mixture entry
7 Gasaustritt7 gas outlet
8 Flüssigkeitsaustritt8 fluid leakage
9 Leiteinrichtung9 guiding device
10 Förderhöhe10 head
11 Fördermenge11 delivery rate
12 Schlammreaktorpumpe12 sludge reactor pump
13 Motor13 engine
14 Lüfter14 fans
15 Behälter15 containers
16 Pumpe16 pump
17 Schlaufenmischer 17 loop mixer

Claims

Patentansprüche claims
Patentanspruch 1Claim 1
Schlammreaktorpumpe zur Förderung von Gemischen von festen, flüssigen, verdampfenden und gasförmigen Gemischen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe mit den Eigenschaften einer Radialradpumpe kombiniert wird.Mud reactor pump for conveying mixtures of solid, liquid, vaporized and gaseous mixtures, characterized in that a liquid ring vacuum pump is combined with the properties of a Radialradpumpe.
Patentanspruch 2Claim 2
Schlammreaktorpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Förderung des Feststoffes und der verdampfenden Flüssigkeit durch die Ausbildung der Stufentrennwand durch Bohrung oder Schlitze in dem Umfang der ersten Stufe und zentralen Schlitzen in der 2. Stufe mit Leiteinrichtungen in den Trennwand zur Förderung der verdampfenden Flüssigkeiten und der Feststoffe von außen nach innen.Mud reactor pump according to claim 1, characterized in that the conveying of the solid and the evaporating liquid by the formation of the stage partition through holes or slots in the periphery of the first stage and central slots in the second stage with baffles in the partition for the promotion of the evaporating liquids and the solids from outside to inside.
Patentanspruch 3Claim 3
Schlammreaktorpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lager und Dichtungen auf beiden Seiten der Pumpe mit einem spezifischen Überdruck zur Einsaug- und Austrittsseite der Schlammreaktorpumpe im gekühlten Kreislauf erfolgt.Mud reactor pump according to claim 1, characterized in that the bearings and seals on both sides of the pump with a specific overpressure to the intake and outlet side of the sludge reactor pump takes place in the cooled circuit.
Patentanspruch 4Claim 4
Schlammreaktorpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß auf einer oder beiden Seiten der Schlammreaktorpumpe, am Eingang, Ausgang oder beiden Seiten Schlaufenreaktoren angebracht sind. Mud reactor pump according to claim 1, characterized in that loop reactors are mounted on one or both sides of the sludge reactor pump, at the entrance, exit or both sides.
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