Vorrichtung zum Pumpen von gashaltigen Suspensionen, insbesondere Faserstoffsuspensionen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pumpen von gashaltigen Suspensionen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, mit einem Fluidisierungs- rotor mit einem oder mehreren Flügeln und einem Pumpenlaufrad und einem Druckstutzen, wobei der Fluidisierungsrotor im Saugstutzen der Pumpe angeordnet ist und eine Nabe aufweist, wobei der Fluidisierungsrotor am Eintrittsende im Zentrum frei ist und die Flügel frei ohne Versteifung oder Verbindung untereinander wirken.

Zum Pumpen von gashaltigen Suspensionen sind bereits eine Reihe von Vorschlägen bekannt. So zeigt die US 4 971 519 (Timperi) eine Pumpe mit einem vorgesetzten Fluidisierungsrotor, wobei hier die Suspension derart fluidisiert wird, dass im Wesentlichen verhindert wird, dass Gas zur Saugöffnung der Pumpe gelangt. Weiters sind Ausführungen gemäß der EP 0474 476 oder EP 0474 478 bekannt, bei denen hinter dem Pumpenlaufrad ein Laufrad einer Vakuumpumpe angeordnet ist, um das Gas abzusaugen. Bei all diesen Varianten, wie auch bei der EP 1 147 316 wird durch die Rotation im Zentrum des Rotors eine Zone erzeugt, in der sich das Gas abscheidet. Das abzuscheidende Gas ist im allgemeinen Luft, kann aber bei speziellen Anwendungen auch ein anderes Gas sein. Alle Ausführungen haben den Nachteil, dass zum Abführen des Gases eine zusätzliche Einrichtung entweder direkt in der Pumpe oder getrennt davon, benötigt wird. Weiters zeigt die DE 699 24 021 T2 einen Fluidisierungsrotor, der im Zentrum frei ist, d.h. keine zentrale Welle besitzt. Auch die WO2000/34663 zeigt eine Zentrifugalpumpe. Hier sind zusätzliche Flügel an zumindest einigen der Laufradflügel angeordnet. Es ist jedoch kein separater Fluidisierungsrotor vorgesehen. Die vorliegende Erfindung will obige Nachteile beheben und somit ein Zusatzaggregat einsparen bei gleichzeitiger Stabilität des Fluidisierungsrotors. Die Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der freien Länge Fi (=Länge ohne Nabe) des Fluidisierungsrotors zum Fluidisierungsrotor- durchmesser Dr zwischen 0% und 75%, vorteilhafterweise etwa zwischen 10% und 20% beträgt. Dadurch wird eine gute Stabilität bei gleichzeitigem guten

Wirkungsgrad erreicht.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidisierungsrotor über den Saugstutzen der Pumpe hinausragt. Dadurch kann die zu pumpende Suspension leichter dem Saugstutzen zugeführt werden.

Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der

Fluidisierungsrotor breite Flügel aufweist, wodurch eine überdeckung des Saugstutzenquerschnitts von mehr als 40%, vorteilhaft mehr als 60% erreicht wird. Wenn die Oberfläche der Flügel am Eintrittsende nahezu senkrecht zur Achse angeordnet ist, können die Eintrittsverluste stark reduziert werden. Vorteilhaft hat sich erwiesen, dass der Fluidisierungsrotor vier Flügel aufweist.

Damit kann eine gute Kraftverteilung erreicht werden.

Die Erfindung betrifft auch einen Rotor für eine Pumpe zum Pumpen von gashaltigen Suspensionen, insbesondere Faserstoffsuspensionen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verhältnis der freien Länge Fi des Fluidisierungs- rotors zum Fluidisierungsrotordurchmesser Dr zwischen 0% und 75%, vorteilhafterweise zwischen 10% und 20% beträgt.

Besonders günstig hat sich eine Ausführungsform erwiesen bei der der Fluidisierungsrotor breite Flügel aufweist. Wenn die Oberfläche der Flügel am Eintrittsende nahezu senkrecht zur Achse angeordnet ist, können die Eintrittsverluste stark reduziert werden.

Vorteilhaft hat sich erwiesen, dass der Fluidisierungsrotor vier Flügel aufweist. Damit kann eine gute Kraftverteilung erreicht werden.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei Fig. 1 eine 3D Ansicht eines erfindungsgemäßen Fluidisierungsrotors und Pumpenlaufrades

Fig. 2 eine Ansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 3 eine Draufsicht auf den Fluidisierungsrotor darstellt.

Fig. 1 zeigt eine Pumpe 1 mit Fluidisierungsrotor 2, der eine Nabe 3 aufweist. Am Eintrittsende 4 sind die Oberflächen der Flügel 5 senkrecht zur Achse des

Fluidisierungsrotors 2 angeordnet. Dadurch werden die hydraulischen Eintrittsverluste minimiert, wodurch sich der Wirkungsgrad der Pumpe erhöht. Der Fluidisierungsrotor 2 ist im Saugstutzen 6 der Pumpe 1 angeordnet, wobei die fluidisierte Suspension, insbesondere Faserstoffsuspension, durch das Laufrad

zum Druckstutzen 7 gefördert wird. Der Fluidisierungsrotor 2 reicht dabei über den Saugstutzen 6 hinaus z.B. in den Behälter, aus dem die Suspension abgepumpt werden soll und ermöglicht dadurch, dass die Suspension leichter dem Saugstutzen 6 zugeführt werden kann. Die Nabe 3 des Fluidisierungsrotors 2 ist mittels einer Schraube 8 an der Pumpenwelle 9 befestigt.

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Fluidisierungsrotor 2 einer Pumpe 1. Hier ist besonders gut erkennbar, dass der Fluidisierungsrotor 2 am Eintrittsende 4 im Zentrum frei ist und die Flügel 5 frei ohne Versteifung oder Verbindung untereinander wirken. Dieses freie Ende weist eine freie Länge Fi auf, die vom Ende bis zur Nabe 3 reicht. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das

Verhältnis der freien Länge des Fluidisierungsrotors Fi zum Fluidisierungsrotor- durchmesser Dr zwischen 0% und 75%, vorteilhafterweise etwa 40% beträgt. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich ein Fluidisierungsrotor 2, der sehr stabil ist und für praktisch alle Einsatzfälle verwendet werden kann. In Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßer Fluidisierungsrotor 2 dargestellt, bei dem sehr gut die vier Flügel 5 erkennbar sind, die dann in der Nabe 3 im Zentrum zusammenlaufen und in weiterer Folge die Suspension, insbesondere Faserstoffsuspension in den Druckstutzen der Pumpe fördern. Die Flügel 5 weisen dabei auch eine Stärke auf, die die nötige Stabilität gewährleistet. Durch die gewählte Ausführung wird vor allem gewährleistet, dass bei gashaltigen

Suspensionen, insbesondere gashaltigen Faserstoffsuspensionen das Gas an den Flügeln aus der Suspension abgeschieden und abgeführt wird, wodurch eine aufwändige und kostenintensive Vakuumpumpe entfallen kann.

Die Erfindung ist nicht durch die Beispiele beschränkt. Es können auch z.B. andere Abmessungen gewählt werden, die stark abhängig von der Größe und der Förderleistung der Pumpe sind. Wesentlich sind jedoch die grundsätzliche Ausbildung des Fluidisierungsrotors und die Anordnung im Pumpengehäuse/Saugstutzen, wodurch der Fluidisierungsrotor das abgeschiedene Gas aus der Pumpe hinauspresst und keine zusätzlichen Einrichtungen zu einer

Vakuumerzeugung mehr nötig sind.