ES2579005T3 - Bomba centrífuga - Google Patents

Abstract

Bomba centrífuga para la alimentación de una suspensión de material fibroso con contenido en gas, con un rodete de bomba (12), que presenta al menos una abertura (15) en la placa base, así como nervios (16) en su lado posterior, estando prevista una unidad de separador (17), compuesta por una carcasa de separador (25) con una pared y un disco (22) que rota junto con el árbol de bomba (21), estando dispuesta la unidad de separador (17) en la carcasa de bomba visto en la dirección axial hacia el rodete de bomba (12) a continuación del rodete de bomba (12) en su lado posterior y presentando la carcasa de separador (25) una cámara de acumulación de gas (31) con un conducto de evacuación de gas (28), presentando el disco (22) que rota junto con el árbol de bomba (21) una superficie cerrada (23) sin aberturas, caracterizada por que la pared está configurada como disco fijo (18) y está dotada de nervios (19).

Description

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DESCRIPCION

Bomba centnfuga

La invencion se refiere a una bomba centnfuga para la alimentacion de una suspension de material fibroso con contenido en gas, con un rodete de bomba, que presenta al menos una abertura en la placa base, asf como nervios en su lado posterior, estando prevista una unidad de separador, compuesta por una carcasa de separador con un disco fijo y un disco que rota junto con el arbol de bomba, estando dispuesta la unidad de separador en la carcasa de bomba visto en la direccion axial hacia el rodete de bomba a continuacion del rodete de bomba en su lado posterior y presentando la carcasa de separador una camara de acumulacion de gas con un conducto de evacuacion de gas, presentando el disco que rota junto con el arbol de bomba una superficie cerrada sin aberturas.

Las bombas actuales para el bombeo de suspensiones de material fibroso de consistencia media requieren para su funcionamiento que se separe el aire de la celulosa para garantizar la capacidad de bombeo. Esto se consigue porque en primer lugar se licua la celulosa mediante la aplicacion de fuerzas de cizallamiento (o bien mediante “mezcladores o fluidizadores” colocados sobre el arbol de bomba o bien mediante un dispositivo externo (“acondicionador”) y a este respecto se separa el aire del material. A continuacion se evacua este aire de la bomba con o sin la ayuda de una bomba de vado. A este respecto, en funcion de la consistencia y/o el contenido en aire y el caudal de la bomba se producen perdidas de fibras a traves del conducto de desgasificacion. Para resolver este problema o al menos reducirlo se utilizan sistemas de regulacion comparativamente complejos que supuestamente reducen la perdida de fibras. Un sistema de este tipo se conoce por ejemplo por el documento US 5 087 171. Ademas, el documento EP 1 736 218 A1 describe una unidad de separacion de gas con un rotor. Tambien en este caso se produce una gran perdida de fibras por el transporte de las fibras al espacio de desgasificacion. Para mantener la perdida de fibras dentro de unos lfmites en este caso tambien debe llegarse a un compromiso con un rendimiento de bomba reducido. Estos sistemas conocidos requieren un esfuerzo constructivo elevado, ademas es necesario un gran esfuerzo para el ajuste de los circuitos de regulacion que de una instalacion a otra deben adaptarse para diferentes tipos de material. Ademas los sistemas existentes no son lo suficientemente fiables para evitar completamente la perdida de fibras. Las perdidas de fibras junto con la perdida de celulosa tambien pueden llevar a problemas con la estabilidad de bombeo.

El objetivo de la invencion es eliminar estos problemas.

Por tanto, la invencion se caracteriza por que la pared esta configurada como disco fijo y esta dotada de nervios (alabes grna), pudiendo presentar el disco fijo en el lado dirigido hacia el rodete de bomba una superficie lisa y estando dispuestos los nervios en el lado opuesto. A este respecto los nervios o alabes grna pueden estar dispuestos radialmente o tambien con cualquier angulo y estar realizados rectos o curvados. Junto con la superficie cerrada del disco que rota conjuntamente esto ofrece la ventaja de que practicamente ya no se produce ninguna perdida de material y tambien se proporciona la estabilidad de bombeo. A este respecto el material fibroso empujado en la direccion del espacio de desgasificacion se alimenta de vuelta por medio del rodete de separador a la bomba y el aire, en contra de la accion de bombeo del separador, puede escapar de la bomba.

Un perfeccionamiento ventajoso de la invencion se caracteriza por que el disco que rota junto con el arbol de bomba esta dotado de nervios (alabes), pudiendo presentar el disco que rota junto con el arbol de bomba en el lado dirigido hacia el disco fijo una superficie lisa y estando dispuestos los nervios en el lado opuesto. Tambien en este caso los nervios o alabes grna pueden estar dispuestos radialmente o tambien con cualquier angulo y estar realizados rectos o curvados. De este modo se consigue una reduccion adicional de la perdida de material.

Una configuracion ventajosa de la invencion se caracteriza por que en la carcasa de separador esta prevista una abertura para agua de lavado, que esta unida con el canal formado por los nervios del disco que rota conjuntamente (rodete de separador) y evita un fallo de la unidad de separador.

Cuando aguas arriba del rodete de bomba esta colocado un fluidizador, que puede estar realizado como rotor unido con el arbol de bomba o puede estar previsto como rotor dispuesto separado del arbol de bomba, de manera sencilla se licua la suspension de material fibroso y se separa el aire del material. El material fibroso llega al rodete de bomba, en el que se bombea la mayor cantidad de celulosa a la carcasa de espiral. A este respecto la parte de la mezcla de material fibroso (suspension de fibras con aire) que se empuja a traves de orificios de desgasificacion en el rodete de bomba llega a traves de los orificios de desgasificacion en el rodete de bomba asf como a traves de flujos de retorno en el espacio posterior de rodete de bomba a la camara de desgasificacion o el espacio de separador.

A continuacion se describira la invencion mediante los dibujos a modo de ejemplo, representando

la figura 1 un sistema para la alimentacion de una suspension con contenido en gas segun el estado de la tecnica,

la figura 2 una variante de una bomba centnfuga segun la invencion,

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la figura 3 un corte segun la Mnea MI-MI en la figura 2.

La figura 1 muestra un sistema para la alimentacion de suspensiones con contenido en gas con un dispositivo de desgasificacion segun el estado de la tecnica. La bomba centnfuga 1 esta montada en este caso en la parte inferior de un tubo vertical 2, que se encuentra por debajo de un recipiente mas grande 3, por ejemplo una torre de blanqueo o similar. La bomba 1 presenta un conducto de salida 4 para el medio que va a bombearse, por ejemplo una suspension de material fibroso asf como en la entrada un rotor 5, que se encuentra completamente en el tubo vertical 2 y que junto con la pared del tubo vertical 2 generara turbulencias que llevan a una fluidizacion de la suspension de material fibroso. En el conducto de salida 4 se encuentra una valvula de regulacion 6, que esta unida con una unidad de control 7.

Ademas la bomba 1 presenta un conducto de evacuacion de gas 8, en el que estan dispuestas una valvula de regulacion 9 y una bomba de vacfo 10. La unidad de control 7 controla la cantidad en el conducto de salida 4 a traves de la valvula de regulacion 6 asf como en particular la valvula de regulacion 9 en el conducto de evacuacion de gas 8. Cuando la altura de la suspension en el recipiente 3 y el tubo vertical 2, medida a traves del sensor de presion 11 en el extremo inferior del tubo vertical 2, se vuelve demasiado elevada y por ello existe el riesgo de que llegue suspension al conducto de evacuacion de gas 8, la unidad de control 7 cierra la valvula de regulacion 9. Mediante este sistema se hace posible esencialmente que durante el inicio y la detencion del sistema pueda separarse gas suficiente.

La figura 2 muestra un corte a traves de una bomba centnfuga 1 segun la invencion con un rodete de bomba 12 y un fluidizador 13 integrado en el mismo. En el rodete de bomba 12, cerca del eje 14, se encuentran aberturas 15 para la evacuacion de gas, que se ha acumulado en el fluidizador. En el lado posterior del rodete de bomba 12 se encuentran unos nervios 16. Por la rotacion del rodete de bomba 12, a traves de los nervios 16 en el flujo de gas/Mquido, que pasa a traves de las aberturas 15, se alimentan fibras y Mquido de vuelta al espacio de bomba. Entonces al rodete de bomba le sigue una unidad de separador 17. Esta presenta una placa de estator fija 18, con alabes o nervios fijos 19, que en el lado dirigido hacia el rodete de bomba 12 tiene una superficie lisa 20, estando dispuestos uno o varios alabes grna o nervios verticales 19 en el lado opuesto y pudiendo estar dispuestos radialmente o tambien con cualquier angulo y realizados rectos o curvados. Ademas el diametro interno de la placa de estator 18 es mayor que el diametro interno de los nervios 19 del disco fijo 18 en esta zona para garantizar un paso abierto para el aire/suspension de material fibroso. Este espacio libre tambien puede presentar alabes de la placa de estator 18 que sobresalen hasta poco antes de llegar al diametro externo del arbol de bomba. Al lado de la placa de estator 18 se encuentra un disco 22 como rodete de separador rotatorio 22 unido de manera firme con el arbol de bomba y que rota con el mismo numero de revoluciones. Este rodete de separador 22 presenta en el lado dirigido hacia la placa de estator 18 una superficie lisa 23 y tiene en el lado dirigido en sentido opuesto a la placa de estator 18 uno o varios alabes o nervios 24. Este disco rotatorio 22 tiene un diametro menor que el diametro interno de la carcasa de separador 25 y forma entre su circunferencia externa y la carcasa de separador 25 un intersticio 26, para garantizar un paso del aire y tambien de las fibras. Este disco rotatorio 22 presenta una superficie cerrada sin aberturas. Solo por la superficie sin aberturas se hace posible la formacion de presion en el interior del separador. De este modo se evita en su mayor parte una salida de material fibroso a la camara de desgasificacion y el aire, en contra de la accion de bombeo del separador, puede escapar de la bomba. Para evitar una obstruccion de la unidad de separador 17 puede introducirse agua de lavado a traves de una abertura 27.

En el caso de bombas centnfugas para suspensiones con contenido en gas, por ejemplo bombas MC, en funcion de la cantidad de caudal y la consistencia se empuja el material fibroso a traves de las aberturas 15 a la camara de desgasificacion o en el presente caso a la unidad de separador 17. Este material fibroso se alimenta de nuevo a traves del rodete de separador 22 con ayuda de los alabes 24 de vuelta a la bomba. En zonas operativas en las que no se empuja material fibroso a la unidad de separador 17 o la camara de desgasificacion o solo se empuja muy poco, segun la cantidad de aire separada se empuja mas o menos aire a traves de la unidad de separador 17. Este aire se evacua a traves de una perforacion 28 en el lado dirigido en sentido opuesto al rodete de separador 22 con o sin la ayuda de una bomba de vacfo desde la bomba. Por tanto, a traves de la unidad de separador 17 segun la invencion se produce un bombeo permanente de vuelta de fibras sin a este respecto suponer un obstaculo para el aire que sale. Como el rodete de separador 22 presenta una superficie cerrada sin aberturas, se evita la salida de fibras.

La carcasa de separador 25 forma con el arbol de bomba 21 la camara de acumulacion de gas 31 y contiene la abertura de evacuacion de gas (28) y el conducto 27 para agua de lavado. El gas separado, en particular el aire separado, fluye desde el lado posterior del rodete de bomba 12 a traves de los canales formados por los nervios 19 del disco vertical 18, llega a continuacion a traves del intersticio 26 a los canales formados por los nervios 24 del disco rotatorio 22 a la camara de acumulacion de gas 31 y desde aqrn se evacua a traves del conducto de evacuacion de gas con o tambien sin bomba de vacfo adicional desde la bomba centnfuga 1.

La figura 3 muestra un corte a traves de la bomba centnfuga segun la invencion a lo largo de la Mnea III-IM en la figura 2. En este caso puede reconocerse el arbol 21 asf como el disco rotatorio 22 con los nervios 24, que en este caso estan realizados como nervios rectos. Ademas pueden reconocerse los nervios 19 del disco fijo 18, que en este

caso estan representados curvados a modo de ejemplo. Sin embargo, los nervios 19 del disco fijo 18 asf como los nervios 24 del disco rotatorio 22 pueden estar realizados tanto rectos como curvados. Ademas en la figura 3 puede reconocerse el intersticio 26 entre el disco rotatorio 22 y la carcasa 25. Igualmente puede reconocerse el espacio anular 29, que se encuentra entre el disco fijo 18 y el arbol de bomba 21 y a traves del que la mezcla de gas-lfquido 5 llega ala unidad de separador 17.

Sin la unidad de separador segun la invencion, con respecto a la perdida de fibras y estabilidad de bombeo asf como el rendimiento de bomba siempre tiene que llegarse a un compromiso. Mediante el uso del separador segun la invencion pueden disociarse la perdida de fibras y estabilidad de bombeo o rendimiento de bomba.

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Claims (7)

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   REIVINDICACIONES

   1. Bomba centnfuga para la alimentacion de una suspension de material fibroso con contenido en gas, con un rodete de bomba (12), que presenta al menos una abertura (15) en la placa base, asf como nervios (16) en su lado posterior, estando prevista una unidad de separador (17), compuesta por una carcasa de separador (25) con una pared y un disco (22) que rota junto con el arbol de bomba (21), estando dispuesta la unidad de separador (17) en la carcasa de bomba visto en la direccion axial hacia el rodete de bomba (12) a continuacion del rodete de bomba (12) en su lado posterior y presentando la carcasa de separador (25) una camara de acumulacion de gas (31) con un conducto de evacuacion de gas (28), presentando el disco (22) que rota junto con el arbol de bomba (21) una superficie cerrada (23) sin aberturas, caracterizada por que la pared esta configurada como disco fijo (18) y esta dotada de nervios (19).
2. 2. Bomba centnfuga segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el disco fijo (18) en el lado dirigido hacia el rodete de bomba (12) presenta una superficie lisa (20) y los nervios (19) estan dispuestos en el lado opuesto.
3. 3. Bomba centnfuga segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada por que el disco (22) que rota junto con el arbol de bomba (21) esta dotado de nervios (24).

   4 Bomba centnfuga segun la reivindicacion 3, caracterizada por que el disco (22) que rota junto con el arbol

   de bomba (21), en el lado dirigido hacia el disco fijo (18) presenta una superficie lisa (23) y los nervios (24) estan dispuestos en el lado opuesto.
4. 5. Bomba centnfuga segun la reivindicacion 3 o 4, caracterizada por que en la carcasa de separador (25) esta prevista una abertura (27) para agua de lavado, que esta unida con el canal formado por los nervios (24) del disco (22) que rota conjuntamente.
5. 6. Bomba centnfuga segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que aguas arriba del rodete de bomba (12) esta colocado un fluidizador.
6. 7. Bomba centnfuga segun la reivindicacion 6, caracterizada por que el fluidizador esta previsto como rotor unido con el arbol de bomba (21).
7. 8. Bomba centnfuga segun la reivindicacion 6, caracterizada por que el fluidizador esta previsto como rotor dispuesto separado del arbol de bomba (21).