專利名稱：用于泵送含有氣體的懸浮液的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于泵送含有氣體的懸浮液的方法，所述懸浮液 特別是纖維懸浮液，以及涉及一種執(zhí)行所述方法的裝置，該裝置具有 帶一個或者多個葉片的流化轉子以及具有泵葉輪。
背景技術：
為了泵送含有氣體的懸浮液，已經公開了一系列的提案。于是，
US 4 971 519示出前置有流化轉子的泵，在這里以基本避免氣體到達泵 的抽吸開口的方式對懸浮液進行流化。此外，依據EP 0474 476或者EP 0474 478公開了一些實施方式，其中，將真空泵的葉輪設置在泵葉輪的 后方，以便吸走氣體。在如EP 1 147 316—樣的所有改動方案中，通過 轉子在中心的旋轉而產生如下的區(qū)域，氣體在所述區(qū)域內被分離。待 分離氣體一般是空氣，然而在專門的應用情況下也可以是其它氣體。 所有這些實施方式的缺點在于，為了排出氣體需要將附加的裝置要么 直接設在泵內或者分開地設置。對于例如泵送和分離兩相液體(特別 是油懸浮液)的其它應用方式來說，根據US 4 886 530已經給出具有專 門的轉子的泵，這些泵在軸上具有巻繞的葉片。在這里不存在如針對 纖維懸浮液而設置的獨立的流化轉子。此外，EP 330 387 A2描述了一 種用于使懸浮液脫氣的方法，其中，葉輪產生了懸浮液與氣體的分離， 其中，氣體積聚在葉輪的中心。在此，將懸浮液通過旋轉的輸送裝置 輸送至葉輪。該裝置不具有流化轉子。EP298 693 A2描述了一種裝置， 其中，氣體積聚在軸上，通過該槽將氣體吸入軸內，隨后再通過該槽 將氣體輸送給懸浮液，并且將氣體連同懸浮液一起從泵排出。WO 2000/43677 Al示出一種裝置，其中，低壓的區(qū)域在葉輪上位于葉片的 腳部上，特別是在軸線附近。因此不能夠充分分離氣體。

發(fā)明內容
本發(fā)明要消除了上述缺點，并且省略了附加機組。
因此本發(fā)明的特征在于，在具有一個或者多個葉片的流化轉子上， 在葉片上產生低壓區(qū)和較高壓區(qū)，氣體在低壓區(qū)從懸浮液中分離，并 且借助于通過流化轉子特別是在泵的抽吸管接頭內產生的壓力，將氣 體輸送至泵葉輪，其中，流化轉子特別是在泵的抽吸管接頭內產生壓 力，所述壓力將氣體從泵排出而無需抽吸裝置。因此，能夠取消泵的 帶有集成式真空泵或者獨立的真空泵的特別結構。
本發(fā)明的有利改進方案的特征在于，氣體經由泵葉輪內的開口被 引入分離腔。
被證明特別有利的是，泵的抽吸管接頭內的懸浮液的流動速度在
0.5m/s與4.0m/s之間，優(yōu)選在1.0m/s與3.0m/s之間，例如小于3m/s。因而， 氣體能夠被有效地分離，而不會被懸浮液帶入泵葉輪。
本發(fā)明還涉及一種裝置，用于泵送含有氣體的懸浮液，該懸浮液 特別是纖維懸浮液，所述裝置具有帶一個或者多個葉片的流化轉子以 及具有泵葉輪，其中，流化轉子伸入泵的抽吸管接頭并具有輪轂
(Nabe)。所述裝置的特征在于，抽吸管接頭直徑與流化轉子自由長 度之比滿足下面的方程
DS/FL > 0.0024 * Dp + 0.7 其中
Ds表示抽吸管接頭直徑
FL表示流化轉子的自由長度(總長度-輪轂長度) Dp表示壓力管接頭直徑。
所述裝置的特征還在于，縱橫比(StreckungsverMltnis) X滿足下 面的方程
6入<-0.0055 * Dp+ 2.15 在Dp〈250mm的情況下，以及 X< 0.775 在Dp》250mm的情況下，
其中，縱橫比X被定義為流化轉子的自由長度FL (總長度-輪轂 長度)/葉片寬度b/葉片的數目n，并且Dp表示壓力管接頭直徑。
被證實特別有利的是，抽吸管接頭內的轉子長度L,p大于0.5的抽吸 管接頭直徑Ds，優(yōu)選大于0.6的抽吸管接頭直徑Ds。
本發(fā)明的特別好的改動方案的特征在于，流化轉子輪轂的長度與 抽吸管接頭的長度之比在0.9與1.1之間，優(yōu)選大約為l.O，并且流化轉子 的葉片延伸直至泵葉輪。由此，能夠在葉片上側以及底側上(在朝向 葉輪的旋轉方向上看)形成低壓區(qū)以及較高壓區(qū)，其中，氣體能夠被 分離，并且避免了所分離的氣體在中心積聚，從而所產生的壓力能 夠不依靠附加輔助手段地將氣體從系統中送出。在抽吸管接頭的區(qū)域
內，流化轉子在朝向泵葉輪的部分上產生高壓，通過所述高壓無需其 它機組就能夠將氣體導出。
本發(fā)明的有利構造方式的特征在于，葉片呈帶狀地構造，并且葉 片表面的曲率從自由端起朝向泵葉輪的方向減小，其中，這種減小可 以連續(xù)地，例如線性地進行。通過葉片的形狀，在朝向泵葉輪的部分 上，尤其在抽吸管接頭內產生高壓，通過所述高壓無需其它機組就能 夠將氣體導出。
如果將葉片表面幾乎垂直于軸線地布置在進入端上，則進入損耗 能夠明顯降低。
被證實有利的是，在排出端上，葉片表面相對于所述軸線成平角 地過渡至泵葉輪的葉片。因此，流化轉子平緩地過渡至泵轉子并降低
了轉向損耗。如果泵葉輪具有另外的葉片，用于輸送脫氣后的纖維懸浮液，所 述葉片設置在與流化轉子連接的葉片之間，則能夠更好地實現對懸浮 液的輸送。
借助于在泵葉輪內設置在葉片低壓側處的開口，還能夠更有效地 進行氣體分離，其中，所述開口能夠與分離腔連接。
被證實有利的是，流化轉子具有四個葉片。因而能夠獲得良好的 力分布。
如果流化轉子在進入端在中心處是空著的，則懸浮液能夠無阻礙 地朝向泵葉輪方向流動，由此進一步提高裝置的效率。


現在結合附圖進一步示例性地描述本發(fā)明，其中
圖l示出根據本發(fā)明的流化轉子和泵葉輪的三維視圖2示出根據本發(fā)明的裝置的縱向剖面圖3示出流化轉子的俯視圖。
具體實施例方式
圖l示出根據本發(fā)明的泵l，泵l由殼體2、帶葉片4的泵葉輪3 以及帶葉片6的流化轉子5組成。按照有利方式采用四個葉片6。
葉片6呈帶狀地構造，并且葉片6表面的曲率從自由端7起朝向 泵葉輪3的方向減小。
在自由的進入端7上，葉片6表面幾乎垂直于軸線地取向。由此， 進入損耗被降至最低，并且能夠將較大的力傳遞至懸浮液。在排出端8 上，葉片6表面與軸線成平角地構造，并且過渡至泵葉輪3的葉片4。 此外，在葉片4之間還設有其它葉片9，這些葉片9提高了泵1的輸送功率。泵葉輪3的基板IO具有一定數目的開口 11，這些開口 11設置 在葉片4和9的低壓側，并且用于導出積聚的氣體。如果流化轉子5 沿方向13轉動，則從朝向葉輪旋轉的方向看，在葉片6的上側上形成 低壓區(qū)。由于該葉片的根據本發(fā)明的形狀，在那里分離出的氣體被朝 向泵葉輪3的方向擠壓，并且在那里經由開口 ll從輸送流中脫出。另 外，通過葉片6產生足夠的壓力，以便排出所分離的氣體，因而能夠 省去在后面布置的真空泵。由于葉片6與輪轂17的直徑dN (直徑dN 大約相應于位于中心的空著的中間腔)相比較相對大的寬度b，能夠大 大支持氣體(特別是空氣)在葉片6上的分離。因而，也可以更容易 地輸送位于中心的懸浮液。而且葉片6由此也能夠向懸浮液以及向所 分離氣體施加更大的輸送壓力。
應該以如下方式選擇抽吸管接頭的直徑Ds，即，在給定通過量的 情況下，抽吸管接頭內的流動速度在0.5m/s與4m/s之間，優(yōu)選處于 1.0m/s與3.0之間。特別是低于3m/s的流動速度使得氣體能夠最佳地 從懸浮液中脫出。
圖2示出根據本發(fā)明的裝置的縱向剖面圖，其中，相同組件以相 同附圖標記表示。在此可以明顯看到流化轉子5的葉片6以及泵葉輪3 的較短的葉片9和葉片4。分離腔12位于泵葉輪3的背側，在分離腔 12內對在葉片6上從懸浮液中分離出的并被流化轉子5擠壓穿過開口 ll的氣體進行分離，并將該氣體導入氣體分離腔20，隨后經由管路16 導出。也可以將葉片15設置在泵葉輪3的背側，葉片15實現從氣流 中去掉夾帶的纖維。然后，脫氣后的懸浮液經由出口 14繼續(xù)輸送。
在這里可以清楚看到，流化轉子5的輪轂17的長度1n基本等于泉 1的抽吸管接頭18的長度L。在1n/L的比例在0.9與1.1的范圍內，獲 得氣體分離和泵送效率的最佳數值。此外，在流化轉子5直徑d與泵 葉輪3直徑D之比大于0.5時，獲得最佳結果。圖3示出向泵葉輪3的方向上流化轉子5的俯視圖。從中可以看 到的是，葉片6很大程度地重疊并且在中心留有空著的腔19,該空著 的腔被以懸浮液填充。由于相對較寬地實施的葉片6，將該內部的腔 19被保持得盡可能小。由于葉片6的與輪轂17的直徑dN (該直徑dN 大約相應于在中心的空著的中間腔)相比較相對大的寬度b，能夠對氣 體(特別是空氣)在葉片6上的分離給予支持。因而，也可以更容易 地輸送位于中心的懸浮液。由此，葉片6同樣能夠向懸浮液以及所分 離的氣體施加更大的輸送壓力。在此，也可以很好地看到自由的(未 被連接的)進入端7。此外，可以看出流化轉子5的直徑與葉輪3的直 徑之比d/D。這里也可以看到輪轂17以及抽吸管接頭18。
由于流化轉子5沿箭頭13的方向旋轉，在朝向葉輪3的方向上看， 在葉片6底側上產生較高的壓力。同時，在葉片6的上側上獲得較低 壓力區(qū)。由于葉片6的造型和斜率，懸浮液被輸送至葉輪3。輪轂17 阻礙在中心19的氣體排出，由此氣體沿著葉片6的底側引導，并且穿 過葉輪3基板10內的開口 ll導出至氣體積聚腔。由于輪轂17的lN長 度基本等于抽吸管接頭18的長度L，在該區(qū)域內能夠形成另外的壓力， 由此，接下來無需附加機組，氣體就能夠通過管路16排出。
實施例
在現有技術中的泵具有D^200mm的抽吸管接頭直徑、D^150mm 的壓力管接頭直徑、b:45mm的葉片寬度、3個葉片以及FL=305mm的 流化轉子自由長度。
因此， 一方面得到人=2.26， X明顯大于1.325，并且得到DS/FL之 比為0.66， DS/FL明顯小于1.06。
已經表明的是，為了泵送含有氣體的懸浮液，務必需要附加的真
空泵，以便保證將氣體充分的脫出進而保證對懸浮液足夠的輸送。
10在試驗中，采用如下的泵，該泵具有Ds=175mm的抽吸管接頭直 徑、Dp-100mm的壓力管接頭直徑、b=50mm的葉片寬度、4個葉片以 及FL-160mm流化轉子自由長度。這一方面得到 ^0.8，X明顯小于1.57， 并且得到Ds/FL之比為1.09， DS/FL明顯大于1.03。
在對應于這些數值的實施方式中，非常好地從纖維懸浮液中分離 了空氣，由此，明顯改善了輸送效率并且使用了更少的能量。特別是 可以取消附加的真空泵。
針對更大通過量，采用如下的泵，該泵具有Ds=400mm或者475mm 的抽吸管接頭直徑、Dp=250mm或者300mm的壓力管接頭直徑、 b=110mm或者120mm的葉片寬度、4個葉片以及FL=240mm或者 270mm的流化轉子自由長度。這一方面得到人=0.55或者0.56,人明顯 小于0.775或者低于該極限值0.775，并且Ds/FL之比為1.67或者1.76， DS/FL明顯大于1.3或者1.39。在壓力管接頭直徑大于250mm的較大 泵的情況下，已表明的是，在保持功率不變情況下，流化轉子的幾何 形狀變化不明顯。
在此也可以取消接在后面的真空泵，這節(jié)約了大量能量也在投資 成本方面獲得節(jié)約。
由于流化轉子的比較寬的又比較長的并且直至伸入立管 (Standrohr)的葉片，而非常好地從懸浮液中分離出氣體，并通過所 產生的壓力將該氣體排出。
本發(fā)明不局限于所述實施例。同樣可以選擇例如其它的尺寸設定， 這很大程度上取決于泵的尺寸和輸送功率。然而重要之處在于，流化 轉子的基本構造方案以及泵殼體/抽吸管接頭的設置方案，由此，流化
轉子將所分離的氣體從泵中擠壓出來，并且不再需要額外的、用于產 生真空的裝置。
1權利要求
1.用于泵送含有氣體的懸浮液的方法，所述懸浮液特別是纖維懸浮液，其特征在于，在具有一個或者多個葉片的流化轉子上，在朝向葉輪的旋轉的方向上看，在所述葉片的上側上產生低壓區(qū)，而在所述葉片的底側上產生較高壓區(qū)，所述氣體在所述低壓區(qū)從所述懸浮液中分離，并且借助于通過所述流化轉子特別是在所述泵的抽吸管接頭內產生的壓力而將所述氣體輸送至泵葉輪。
2. 根據權利要求l所述的方法，其特征在于，所述流化轉子產生壓力，所述壓力在無需抽吸裝置的情況下將所述氣體從所述泵中導出。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述懸浮液在 所述抽吸管接頭內的流動速度在0.5m/s與4.0m/s之間，優(yōu)選在1.0m/s 與3. Om/s之間，例如小于3 m/s 。
4. 根據權利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，將所述氣 體穿過所述泵葉輪內的開口引入分離腔。
5. 用于泵送含有氣體的懸浮液的裝置，所述懸浮液特別是纖維懸 浮液，所述裝置具有帶一個或者多個葉片的流化轉子以及具有泵葉輪 和壓力管接頭，其中，所述流化轉子伸入所述泵的抽吸管接頭并具有 輪轂，其特征在于，所述抽吸管接頭直徑(Ds)與所述流化轉子的自 由長度(FL)之比滿足下面的方程DS/FL > 0.0024 * Dp + 0.7 其中Ds表示所述抽吸管接頭直徑FL表示所述流化轉子的自由長度(總長度-所述輪轂的長度) D。表示所述壓力管接頭直徑。
6. 用于泵送含有氣體的懸浮液的裝置，所述懸浮液特別是纖維懸 浮液，所述裝置具有帶一個或者多個葉片的流化轉子以及具有泵葉輪 瓶壓力蒈接頭7其中，戶皿流化轉子伸入所述泵的抽吸管接頭并具有輪轂，其特征在于，縱橫比X滿足下面的方程X <-0.0055 * Dp+ 2.15 在Dp < 250mm的情況下以及X< 0.775 在Dp》250mm的情況下其中，所述縱橫比X被定義為所述流化轉子的自由長度(FL)(總長度一_所述輪轂長度)/葉片寬度(b) /所述葉片的數目(n)，并且 Dp表示所述壓力管接頭直徑。
7. 根據權利要求5或6所述的裝置，其特征在于，所述抽吸管接 頭內的轉子長度(Lsp)大于0.5的所述抽吸管接頭直徑(Ds)，優(yōu)選 大于0.6的所述抽吸管接頭直徑(Ds)。
8. 根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述流化轉子(5) 的所述輪轂(17)的長度(1N)與所述抽吸管接頭(18)的長度(L) 之比在0.9與1.1之間，優(yōu)選大約為1.0，并且所述流化轉子(5)的所 述葉片(6)延伸直至所述泵葉輪(3)。
9. 根據權利要求5至8之一所述的裝置，其特征在于，所述葉片 (6)呈帶狀地構造，并且所述葉片(6)表面的曲率從進入端(7)起朝向所述泵葉輪(3)的方向減小。
10. 根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述葉片(6)的 所述表面的所述曲率從所述進入端(7)起朝向所述泵葉輪(3)的方 向連續(xù)地減小。
11. 根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述葉片(6) 的所述表面的所述曲率從所述進入端(7)起朝向所述泵葉輪(3)的 方向線性地減小。
12. 根據權利要求5至ll之一所述的裝置，其特征在于，在所述 進入端(7)上，所述葉片(6)的所述表面幾乎垂直于軸線地設置。
13. 根據權利要求5至12之一所述的裝置，其特征在于，在排出 端(8)上，所述葉片(6)的所述表面相對于所述軸線成平角地過渡 至所述泵葉輪(3)的所述葉片(4)。
14. 根據權利要求13所述的裝置，其特征在于，所述泵葉輪(3) 具有其它葉片(9)，用于輸送脫氣后的纖維懸浮液，所述其它葉片(9) 設置在與安裝在所述流化轉子(5)上的所述葉片(6)連接的所述葉 片(4)之間。
15. 根據權利要求5至14之一所述的裝置，其特征在于，在所述 泵葉輪(3)內，在所述葉片(4)的低壓側處設置有開口 (11)。
16. 根據權利要求15所述的裝置，其特征在于，所述開口 (11) 與分離腔(12)保持連接。
17. 根據權利要求5至16之一所述的裝置，其特征在于，所述流 化轉子(5)具有四個葉片(6)。
18. 根據權利要求5至17之一所述的裝置，其特征在于，所述流 化轉子(5)在所述進入端(7)在中心處是空著的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于泵送含有氣體的懸浮液的方法，所述懸浮液特別是纖維懸浮液。本發(fā)明還涉及一種裝置，所述裝置具有帶一個或者多個葉片(6)的流化轉子(5)以及具有泵葉輪(3)，其中，流化轉子(5)伸入泵(1)的抽吸管接頭(18)中并具有輪轂(17)。通過流化轉子(5)的專門構造方案和流化轉子(5)在抽吸管接頭(18)內的設置方案能夠產生足夠的壓力，并且無需例如真空泵這樣的附加機組就能從懸浮液中導出氣體。
文檔編號B01D19/00GK101652163SQ200880010068
公開日2010年2月17日 申請日期2008年3月18日 優(yōu)先權日2007年3月27日
發(fā)明者卡里·皮爾統, 路德維?！っ卓?申請人:安德里特斯公開股份有限公司