BR112013007344B1 - bomba centrifuga - Google Patents

Abstract

BOMBA CENTRÍFUGA. A invenção refere-se a uma bomba centrífuga para o transporte de uma suspensão contendo gás, especialmente suspensão de fibras, com uma roda livre de bomba (12) que apresenta ao menos uma abertura (15) na placa básica, bem como nervuras (16) no seu lado traseiro, estando prevista uma unidade de separação (17) que é constituída de um alojamento de separador (25) com um disco (18) fixo e um disco (22) que acompanha a rotação do eixo da bomba (21), sendo que a unidade do separador (17) está disposta no alojamento da bomba em direção axial relativamente à roda livre da bomba (12), em sequência à roda livre da bomba (12) no seu lado traseiro.

Description

[0001] A invenção refere-se a uma bomba centrífuga para o trans porte de uma suspensão de fibras contendo gás, com uma roda impulsora de bomba que possui ao menos uma abertura na placa de base, bem como nervuras no seu lado traseiro, estando prevista uma unidade de separação que é constituída de um alojamento separador com um disco fixo e um disco que acompanha a rotação do eixo da bomba, sendo que a unidade de separação está disposta no alojamento da bomba vista na direção axial sobre a roda impulsora da bomba, sequencialmente a roda impulsora da bomba no seu lado traseiro e sendo que o alojamento do separador possui uma câmara coletora de gás com uma linha de escoamento de gás, sendo que o disco que acom-panha a rotação com o eixo da bomba apresenta uma superfície fechada sem aberturas.

[0002] As bombas atuais para o bombeamento de suspensões de fibras de consistência média requerem para a sua operação uma separação do ar da substância celular a fim de garantir a capacidade do bombeamento. Isto é conseguido pelo fato de que a substância celular inicialmente é diluída pela aplicação de forças de cisalhamento (ou através de "misturadores ou unidade fluidizante") montada no eixo da bomba ou através de um conjunto externo ("condicionador"), quando o ar é separado da substância. Este ar será depois escoado da bomba com ou sem auxílio de uma bomba de vácuo. No caso, na dependência da consistência e/ou do teor de ar e da vazão da bomba se produzem perdas de fibras através da linha de desgaseificação. Para soluci-onar ou ao menos reduzir este problema, serão empregados sistemas reguladores comparadamente complexos que devem reduzir as perdas de fibras. Um sistema desse tipo passou a ser conhecido, por exemplo, da patente US 5 087 171. Além disso, a patente europeia EP 1 736 218 A1 descreve uma unidade de separação de gás com um rotor. Também aqui se apresenta elevada perda de fibras pelo transporte das fibras para o compartimento de desgaseificação. Para manter a perda de fibras dentro de limites também aqui terá de ser aceita uma solução de compromisso com o rendimento de bomba reduzido. Estes sistemas conhecidos requerem um esforço construtivo amplo, além disso, torna-se necessário um esforço grande para a regulagem dos circuitos reguladores que precisam ser ajustados de uma instalação para outra para diferentes tipos de substâncias. Além disso, os sistemas existentes não são suficientemente confiáveis para evitar totalmente a perda de fibras. Além da perda de substância celular, as perdas de fibras também podem resultar em problemas na estabilidade da bomba.

[0003] O objetivo da presente invenção é eliminar esses pro blemas.

[0004] A invenção é caracterizada pelo fato de que a parede é conformada como um disco fixo estando equipada com nervuras (pás condutoras) sendo que o disco fixo pode apresentar, no lado voltado na direção da roda impulsora da bomba, uma superfície lisa e as nervurasestão dispostas no lado oposto. As nervuras, ou seja, as pás condutoras podem estar dispostas em sentido radial ou também em um ângulo aleatório, tendo acabamento reto ou curvado. Juntamente com a superfície fechada do disco que acompanha a rotação, isto oferece a vantagem de que praticamente não mais está presente uma perda de substância e também é proporcionada a estabilidade do bombeamento. No caso as fibras pressionadas na direção do compartimento de desgaseificação, serão devolvidas para a bomba através da roda impulsora do separador e o ar poderá escapar contrário ao efeito de bombeamento do separador, abandonando assim a bomba.

[0005] Uma ampliação vantajosa da invenção prevê que o disco que acompanha a rotação com o eixo da bomba possui nervuras (pás), sendo que o disco que acompanha a rotação do eixo da bomba, no lado voltado na direção do disco fixo, pode apresentar uma superfície lisa e as nervuras estão dispostas no lado oposto. Também aqui as nervuras, ou seja, as pás condutoras podem estar dispostas em sentido radial ou também em um ângulo aleatório, tendo acabamento reto ou curvado. Desta maneira é conseguida uma redução adicional da perda de substância.

[0006] Um acabamento vantajoso da invenção caracteriza-se pelo fato de que no alojamento do separador está prevista uma abertura para a água de lavagem que está em contato com o canal formado pelas nervuras do disco que acompanha a rotação (roda impulsora do separador) e evita um deslocamento da unidade do separador.

[0007] Na roda impulsora da bomba está prevista em sentido pre cedente, uma unidade de fluidizante que é conformada como um rotor unido com o eixo da bomba ou que pode estar prevista como um rotor disposto separadamente, de maneira que com a suspensão de fibras será diluída de uma forma simples e o ar será separado da substância. As fibras alcançam a roda impulsora da bomba onde a quantidade de substância celular é bombeada dentro do alojamento espiralado. A parte da mistura de substância de fibras (suspensão de fibras com ar) que é pressionada pelos orifícios de desgaseificação na roda impulsora da bomba passa no caso sobre os orifícios de desgaseificação na roda impulsora da bomba bem como refluxos no compartimento traseiro da roda impulsora da bomba até a câmara de desgaseificação, ou seja, até o compartimento separador.

[0008] A invenção será agora descrita a título de exemplo com ba se nos desenhos, sendo que Figura 1 - sistema para transporte de uma suspensão contendo gás de acordo com o estado da técnica Figura 2 - uma variante de uma bomba centrífuga de acordo com a invenção Figura 3 - um corte ao longo da linha III - III de modo na figura 2

[0009] A figura 1 apresenta um sistema para o transporte de sus pensão contendo gás com um conjunto de desgaseificação de acordo com o estado da técnica. A bomba centrífuga 1 está aqui montada na parte inferior de um tubo vertical 2 que se encontra abaixo de um recipiente maior 3 por exemplo uma torre de branqueamento ou semelhante unidade. A bomba 1 apresenta uma linha de escoamento 4 para o meio a ser bombeado, por exemplo a suspensão de fibras bem como na entrada apresenta um rotor 5 que se encontra totalmente dentro do tubo vertical 2 e que em ação conjugada com a parede do tubo vertical 2 deve produzir turbulências e resultam em uma fluidificação da suspensão de fibras. Na linha de escoamento 4 encontra-se uma válvula reguladora 6 que está unida com uma unidade de comando 7.

[00010] Além disso, a bomba 1 apresenta uma linha de escoamento de gás 8 dentro da qual está disposta uma válvula de regulagem 9 e uma bomba de vácuo 10. A unidade de comando 7 controla a quantidade na linha de escoamento 4 através da válvula reguladora 6 bem como especialmente a válvula reguladora 9 na linha de escoamento de gás 8. Quando o nível da suspensão dentro do recipiente 13 no tubo vertical 2, medido pelo sensor de pressão 11 na extremidade inferior do tubo vertical 2, ficar demasiado alto, existindo assim o perigo de que a suspensão alcance a linha de escoamento de gás 8, a unidade de comando 7 fechará a válvula reguladora 9. Com este sistema é essencialmente viabilizado que o gás possa ser eliminado de uma forma suficiente durante a ativação e desativação do sistema.

[00011] A figura 2 mostra um corte por uma bomba centrífuga 1 de acordo com a invenção com uma roda impulsora da bomba 12 e um fluidizante 13 ali integrado. Na roda impulsora da bomba 12 encontram-sepróximo do eixo 14 aberturas 15 para eliminação de gás que se acumulou na unidade fluidizante. No lado traseiro da roda impulsora da bomba 12 encontram-se nervuras 16. Pela rotação da roda impulsora da bomba 12, através das nervuras 16 na corrente de gás - líquido que atravessa as aberturas 15, as fibras e o líquido serão transportados de volta para o compartimento da bomba. A roda impulsora da bomba é seguida depois por uma unidade de separação 17. Esta apresenta uma placa de estator 18 fixa com pás ou nervuras 19 fixas que no lado voltado na direção da roda impulsora da bomba 12 possui uma superfície lisa 20, sendo que uma ou várias pás condutoras verticais ou nervuras 19 estão dispostas no lado oposto sendo que estas podem estar dispostas em sentido radial ou também em um ângulo aleatório, tendo acabamento retilíneo ou curvado. Além disso, o diâ-metro interno da placa de estator 18 é maior do que o diâmetro interno das nervuras 19 do disco 18 fixa nesta região a fim de garantir uma passagem livre para a suspensão de ar/ fibras. Este espaço livre também poderá ser trabalhado pelas pás da placa do estator 18 que se estendem até pouco antes do diâmetro externo do eixo da bomba. Esta unidade apresenta uma placa de estator 18 fixa com pás ou nervuras 19 fixas que possui no lado voltado na direção da roda impulsora de bomba 12 uma superfície 20 lisa, sendo que uma ou várias pás condutoras ou nervuras 19 estão dispostas no lado oposto e se encontram posicionadas em sentido radial ou também em um ângulo aleatório, podendo ter acabamento reto ou curvado. Além disso, o diâmetro interno da placa do estator 18 é maior do que os diâmetros internos das nervuras 19 do disco 18 fixas nessa região, a fim de garantir uma passagem de abertura para a suspensão de ar/fibras. Este espaço livre também poderá ser trabalhado pelas pás da placa do estator 18 que se projetam até bem próximo do diâmetro externo do eixo da bomba. Além da placa do estator 18 está previsto ali um disco 22, como roda impulsora do separador rotativo 22, fixamente unido com o eixo da bomba e girando com o mesmo número de rotações. Esta roda impulsora do separador 22 apresenta no lado voltado na direção da placa do estator 18 uma superfície 23 lisa e no lado afastado em relação à placa do estator 18 possui uma ou varias pás ou nervuras 24. Este disco 22 rotativo é de diâmetro menor do que o diâmetro interno do alojamento do separador 25 e forme entre a sua circunferência externa e o alojamento do separador 25 uma fenda 26 para garantir um fluxo de passagem do ar e também das fibras. Este disco rotativo 22 apresenta uma superfície fechada sem aberturas. Pela superfície sem aberturas será possível pela primeira vez uma formação de pressão no interior do separador. Desta maneira será evitado da maior extensão possível um escapamento de fibras para a câmara de desgaseificação e o ar poderá escapar contrario ao efeito de bombeamento do separador, abandonando a bomba. Para evitar uma obstrução do separador 17, poderá ser introduzida água de lavagem por uma abertura 27.

[00012] Nas bombas centrífugas para suspensões contendo gás, por exemplo, bombas - MC na dependência da quantidade de fluxo de passagem e da consistência será pressionado material de fibras através das aberturas 15 para o interior da câmara de desgaseificação ou no presente caso na unidade do separador 7. Estas fibras serão recicladas para a bomba através da roda impulsora do separador 22 com o auxílio das pás 24. Nas áreas de serviço para dentro das quais não são pressionadas ou apenas em reduzida quantidade as fibras na unidade de separação 17 ou na câmara de desgaseificação, de acordo com a quantidade de ar separadas será pressionado volume em maior ou menor extensão através da unidade de separação 17. Este ar será removido da bomba através de uma perfuração 28 no lado afastado em relação à roda impulsora do separador 22, com ou sem auxílio de uma bomba de vácuo. Pela unidade de separação 17 de acordo com a invenção verifica-se, portanto, um retrobombeamento de fibras sem afetar o ar que está escoando. Pelo fato de a roda impulsora do separador 22 apresentar uma superfície fechada sem aberturas será evitado o escoamento de fibras.

[00013] O alojamento do separador 25 forma com o eixo da bomba 21 a câmara coletora de gás 31 e contém a abertura de escoamento de gás 28 e a linha 27 para água de lavagem. O gás escoado, especialmente o ar escoado, flui do lado traseiro da roda impulsora da bomba 2 pelos canais formados pelas nervuras 19 do disco 18 vertical, em sequência através da fenda 26, alcança os canais, formados pelas nervuras 24 do disco 22 rotativo, passando para o interior da câmara coletora de gás 31, onde será escoado através da linha de escoamento de gás, com ou também sem uma bomba de vácuo adicional, da bomba centrífuga 1.

[00014] A figura 3 apresenta um corte pela bomba centrífuga da invenção ao longo da linha III - III mostrado na figura 2. Aqui pode se reconhecer o eixo 21 bem como o disco 22 rotativo com as nervuras 24 que aqui são conformadas retas. Além disso, pode se reconhecer as nervuras 19 do disco 18 fixo e aqui é apresentado, por exemplo, de modo dobrado. Todavia a nervura 19 do disco 18 fixo como também as nervuras 24 do disco 22 rotativas podem ser conformadas tanto em forma reta ou curvada. Além disso, na figura 3 a fenda 26 pode ser reconhecida entre o disco 22 rotativo e o alojamento 25. Da mesma maneira o compartimento anelar 22 pode ser reconhecido e se encontra entre o disco 18 fixo e o eixo da bomba 21 e pelo qual a mistura de gás e líquido alcança a unidade do separador 17.

[00015] Sem a unidade do separador de acordo com a invenção, tendo em vista a perda de fibras e a estabilidade da bomba, bem como o rendimento da bomba é necessário aceitar uma solução de compro- misso. Pelo emprego do separador de acordo com a invenção podem ser desacopladas a perda de fibras e a estabilidade da bomba, ou seja, o rendimento da bomba.

Claims (8)

1. Bomba centrífuga para transporte de uma suspensão de fibras contendo gás com uma roda impulsora de bomba (12), que apresenta ao menos uma abertura (15) na placa de base, bem com nervuras (16) no seu lado traseiro, estando prevista uma unidade de separação (17), constituída de um alojamento de separador (25) com uma parede e com um disco (22) que acompanha o eixo da bomba (21), sendo que a unidade do separador (17), visto na direção axial no sentido da roda impulsora da bomba (12), está montada no alojamento da bomba em sequência à roda impulsora da bomba (12), no seu lado traseiro e sendo que o alojamento do separador (25) possui uma câmara coletora de gás (31) com uma linha de escoamento de gás (28), sendo que o disco (22) que acompanha a rotação do eixo da bomba (21) apresenta uma superfície (23) fechada sem aberturas, caracterizada pelo fato de que a parede é conformada como disco (18) estacionário e possuindo nervuras (19).

2. Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada pelo fato de que o disco fixo (18) no lado voltado na direção da roda impulsora da bomba (12) apresenta uma superfície lisa (20) e as nervuras (19) estão dispostas no lado oposto.

3. Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o disco (22) que acompanha a rotação do eixo da bomba (21) possui nervuras (24).

4. Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 3, ca-racterizada pelo fato de que o disco (22) que acompanha a rotação do eixo da bomba (21) no lado voltado pela direção do disco (18) fixo, apresenta uma superfície (23) lisa e as nervuras (24) estão dispostas no lado oposto.

5. Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que no alojamento do separador (25) está prevista uma abertura (27) para água de lavagem que está em ligação com o canal formado pelas nervuras (24) do disco (22) que acompanha a rotação.

6. Bomba centrífuga de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a roda impulsora da bomba (12) é precedida por uma unidade fluidizante.

7. Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 6, ca-racterizada pelo fato de que a unidade fluidizante está prevista como rotor unido com eixo da bomba (21).

8. Bomba centrífuga de acordo com a reivindicação 6, ca-racterizada pelo fato de que a unidade fluidizante está prevista como rotor separado do eixo da bomba (21).

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