RU1830113C - Центробежный насос дл флюидизации среды до высокого содержани волокнистой суспензии - Google Patents

Abstract

Использование: дл  получени  механической энергии за счет энергии потока движущейс  среды в реках. Сущность изобретени : в корпусе размещен вал с рабочим колесом. Поворотные лопасти установлены на рабочем колесе и размещены трем  радиально расположенными относительно вала р дами с возможностью вращени  относительно рабочего колеса вокруг осей, параллельных оси вала. Лопасти каждого р да кинематически св заны с своим механизмом управлени  их положением относительно корпуса. Элементы фиксации, предотвращающие вращение лопастей относительно корпуса, и элементы расфикса- ции ориентированы относительно корпуса. Каждый механизм выполнен в виде установленного на неподвижной оси с возможностью вращени  диска, кинематически св занного с лопаст ми одного р да и взаимодействующего с элементами фиксации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение касаетс  центробежного насоса, более конкретно центробежных насосов дл  флюидизации, которые обычно используютс  дл  нагнетани  среды до высокого содержани  волокнистых суспензий , таких как суспензии тонко измельченных целлюлозных волокон, т.е. бумажной массы.

Цель изобретени  - создание центробежного насоса дл  среды с суспензией высокой консистенции, в котором реверсивный или обратный поток суспензии во входном канале по существу установлен . Особой целью изобретени   вл етс  создание такого насоса, в котором производительность насоса значительно повышена без чрезмерной модификации основной структуры насоса.

На фиг. 1 - поперечное сечение первого варианта реализации центробежного насоса дл  флюидизации, выполненного в соответствии с изобретением; на фиг. 2 - то же, второй вариант реализации центробежного насоса дл  флюидизации согласно изобретению; на фиг. 3 - то же третий вариант реализации центробежного насоса дл  флюидизации согласно изобретению.

Изобретение направлено на усовершенствование центробежных насосов, которые обычно используютс  дл  перекачки среды до высокого содержани  волокнистых суспензий, например мелко измельченный целлюлозный волокнистый материал в суспензионном состо нии, т.е. бумажной массы. Такие суспензии типично имеют консистенцию или концентрацию массы примерно от 6 до 20%. Усовершенствованный насос согласно изобретению обеспечивает заметное увеличение производительности обычно известных насосов

(Л

С

оэ

СА) О

СО

GJ

дл  флюидизации этого типа. Таким образом , увеличение пор дка 20% и выше .объема перекачиваемой суспензии легко достижимо согласно изобретению. Изобретение обеспечивает модификацию известных вообще центробежных насосов дл  флюидизации, в результате чего благодар  такой модификации образующа с  в ходе флюидизации волокнистой суспензии суспензи  на входе насоса подвергаетс  воздействию аксиально направленных сил, которые облегчают поток суспензии в и через корпус или кожух насоса. Усовершенствованные центробежные насосы согласно изобретению образуют совпадающие флю- идизацию и аксиальную подачу суспензии во входной канал насоса и соответственно к рабочим лопаст м и выходному каналу насоса .

Модификаци  может примен тьс  к рабочему колесу насоса или к стационарной поверхности корпуса насоса, или же к рабочему колесу и корпусу насоса и/или к другим элементам или част м центробежного насоса . 8 особых предпочитаемых вариантах реализации изобретени , которые теперь рассматриваютс , модификаци  выражаетс  в виде одной или больше спиралей или резьбообразных поверхностей, которые могут быть стационарно установленными относительно обычно вращающегос  рабочего колеса и/или расположенными дл  возможности вращени  с рабочим колесом в течение нормальной работы насоса. В любом случае эти спиральные или резьбооб- разные поверхности функционируют по типу шнековых конвейеров, которые совместно с сопутствующей флюидизацией волокнистой суспензии эффективно предотвращают образование флюкулированных осадков и по существу устран ют реверсивный или обратный поток, который  вл етс  присущей характеристикой предшествующих центробежных насосов, когда суспензи  в рабочем пор дке перекачиваетс  через корпус насоса.

Вариант реализации центробежного насоса 10 дл  флюидизации. выполненный 8 соответствии с принципами изобретени , изображен на фиг. 1, В этом первом описываемом варианте реализации усовершенствование примен етс  целиком к рабочему колесу насоса, здесь обозначенного под цифровой позицией 12. Таким образом, остальна  часть насоса 10 может принимать любую известную обычную или другую требуемую форму, и его иллюстрируема  конструкци  на фигуре предназначена только соответственно дл  иллюстрации примера и легкости описани .

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Насос 10 включает в себ  корпус или кожух 14, имеющий входной канал 16 на одном конце корпуса дл  приема перекачиваемой суспензии, и выходной канал 18. через который суспензи  принудительно разгружаетс . Корпус 14 при необходимости может быть образован из соединенных первой корпусной части 20 и второй корпусной части 22, как это хорошо известно в области техники. Входной канал 16, который наиболее обычно  вл етс  по существу круглым в поперечном сечении, ограничен внутренней периферийной стенкой или поверхностью 24. Стенка 24 предпочтительно, но не об зательно, имеет относительно гладкую поверхность, чтобы облегчать поток суспензии вдоль и внутри входного канала 16.

Насосный корпус 14 несет множество соответствующих подшипниковых средств или комплектов 26, 28 и уплотнение 30 вала дл  поддерживани  удлиненного вращающегос  вала 32, с которым скреплено или соединено рабочее колесо 12. Вал 32 приводитс  а движение двигателем или ему подобным приводным средством (не показано), чтобы операционно вращать вал в направлении , указанном стрелкой 33 и тем самым соответственно вращать рабочее колесо 12 дл  перекачки суспензии между входным каналом 16 и выходным каналом 18. Удлинение или продолжение вращающегос  вала 32 образует ось 34 насоса, корпуса насоса и рабочего колеса.

Рабочее колесо 12 включает в себ , как общеизвестно, одну или больше и предпочтительно множество рабочих лопастей 36, прикрепленных к опорной пластине 37 рабочего колеса, и которые вообще имеют удлиненную форму в направлении радиально наружу от оси 34 насоса, и которые при вращении рабочего колеса главным образом производ т центробежное нагнетание в выходной канал 18 суспензии, принимаемой на входном канале 16. Опорна  пластина 37. рабочего колеса может содержать сквозные отверсти  38 дл  облегчени  удалени  или разгрузки воздуха, который отдел етс  от поступающей волокнистой суспензии во врем  операции флюидизации центробежного насоса.

Рабочее колесо 12 далее включает в себ  множество флюидизирующих лопастей 40, расположенных в и вдоль входного канала 16 и проход щих по существу аксиально наружу или вперед от рабочих лопастей 36. Центробежный насос 10 на фиг. 1 включает в себ  четыре таких флюидизирующих лопасти , хот  только одна лопасть требуетс  дл  эффективной работы насоса 10 согласно

изобретению. Действительно, число флюи- дизирующих лопастей, включенных в насос,  вл етс  вопросом выбора конструкции вообще , например, на основании размеров и объемной мощности насоса и предполагаемой скорости вращени  рабочего колеса, В специфическом предпочитаемом варианте реализации рабочего колеса отверстие 42, которое наиболее предпочтительно  вл етс  по существу центробежно расположенным отверстием, образовано между соответствующими одними из флюидизирующих лопастей 40. Образование отверсти  42 усиливает отделение воздуха из поступающей волокнистой суспензии во врем  работы центробежного насоса 10.

Таким образом, лопасти 40 образованы по существу как плоские полосы или ребра, расположенные таким образом, чтобы вступать по существу радиально наружу от центрального отверсти  42. Тем не менее, должно быть очевидным, что лопасти 40 могут принимать разнообразные альтернатив- ные конфигурации, как например, необразование центрального отверсти  42, в результате чего кажда  лопасть будет встречатьс  с центральной осью 34 и проходить радиально наружу от нее, или придани  небольшой или другой заданной кривизны вдоль.их ширины, или же искривлени , например, спиральной конфигурации вдоль их осевых прот женностей от рабочих лопастей 36. В последнем случае ориентации спиральных или изогнутых форм лопастей могут быть такими, чтобы производить осевое питающее движение суспензии через входной канал 16 в направлении к или от рабочих лопастей. Все такие устройства в другие, которые здесь специально не описаны, но тем не менее очевидны из этого описани ., вход т в объем и концепцию изобретени .

Рабочее колесо 12 далее несет согласно основному отличительному признаку и усовершенствованию в соответствии с изобретением одну или больше питающих или подающих лопастей 44, смонтированных или иначе установленных на и вдоль по крайней мере части осевой прот женности флюидизирующих лопастей 40. Питающие лопасти 44 расположены радиально наружу от флюидизирующих лопастей и проход т в и вдоль входного канала 16 под углом примерно между 1 и 89 градусами к оси 34. В варианте насоса 10, показанном на фиг. 1, кажда  из пар питающих лопастей 44 образует по существу спиральную или резьбооб- разную поверхность, расположенную таким образом, что когда она во врем  работы вращаетс  вокруг оси 34 с лопаст ми 40 и

остальной частью рабочего колеса 12, питающа  лопасть действует по типу шнекового конвейера дл  принудительного приведени  в движение или создани  осевого уси- 5 ли  на суспензию во входном канале 16 в направлении рабочих лопастей 36, т.е. в направлении внутрь насоса и выходного канала 18. Это аксиальное направленное внутрь усилие  вл етс  эффективным дл  предотвQ ращени  и по существу устранени  осевого реверсивного или обратного потока суспензии , что  вл етс  имманентной характеристикой предшествующих центробежных насосов, в частности (хот  не исключительно ) при мощност х перекачки от низких до средних. Существенное устранение этого противотока ведет к значительному увеличению рабочей производительности перекачивани  суспензии, типично пор дка 20%. Модифицированный или второй вари0 ант центробежного насоса 50 дл  флюиди- зации согласно изобретению изображен на фиг. 2. Большинство элементов насоса 50  вл етс  или может быть структурно идентичным или по крайней мере близко похо5 Дим на соответствующие части первого описанного насоса 10 на фиг. 1, как обозначенные одинаковыми цифровыми позици ми , используемыми дл  обозначени  их соответствующих элементов. Основное разQ личие между насосами 10 и 50 состоит в том, что в последнем упом нутом рабочее колесо 12 не содержит питающих лопастей, смонтированных или иначе установленных на его флюидизирующих лопаст х 40, или фактически на любой части рабочего колеса. Вместо

5

этого одна или больше - две в специфическом насосе 50, показанном на фиг. 2 - в целом спиральных или геликоидальных питающих лопастей 52 стационарно смонтировано и исход т от периферийной стенки

0 24 входного канала 16. Таким образом, лопасти 52 проход т от стенки 24 внутрь в направлении внутренней части входного канала и оканчиваютс  радиально наружу от кромок флюидизирующих лопастей 40 дл 

5 возможности беспреп тственного воаще- ни  лопастей 40 с рабочим колесом 121. Здесь также питающие лопасти 52 ориентированы с шагом или углом примерно от 1 до 89° к оси вращени  34.

Q Во врем  работы центробежного насоса вращательное движение вокруг оси 34 придаетс  суспензии во входном канале 16 в результате вращени  флюидизирующих лопастей 40 рабочего колеса. Как следствие. имеет место относительное вращательное движение между подвижной суспензией и стационарными питающими лопаст ми 52. в результате чего лопасти вызывают по типу

5

шнековых конвейеров аксиально направленное усилие, воздействующее на суспензию дл  движени  суспензии в направлении к рабочим лопаст м 36 и выходному каналу 18 насоса. Благодар  этому, как в случае варианта реализации насоса на фиг. 1. где питающие лопасти 44 фактически вращаютс  с лопаст ми 40 рабочего колеса, суспензи  во входном канале 16 попутно вращаетс  по существу вокруг оси 34 под действием флюидизирующего вращени  лопастей 4, рабочего колеса и движетс  аксиально вдоль входного канала в направлении внутренней части насоса стационарными питающими лопаст ми 52 вследствие относительного движени  между вращающейс  суспензией и неподвижными лопаст ми 52. Реверсивный или обратный поток суспензии во входном канале соответственно предотвращаетс , в этом случае с особой эффективностью, потому что питающие лопасти 52 проход т и опираютс  непосредственно на периферийную стенку 24, вдоль которой противоток суспензии, характерный дл  предшествующих центробежных насосов,  вл етс  наиболее значительным. Другой модифицированный вариант реализации центробежного насоса согласно изобретению, обозначенный под общей цифровой позицией 60, изображен на фиг. 3. Этот третий вариант реализации насоса фактически  вл етс  комбинацией первых конструкционных отличительных признаков насосов 10 (фиг. 1) и 50 (фиг. 2), благодар  которым достигаетс  выгодное увеличение производительности насоса. Таким образом , центробежный насос 60 включает в себ  рабочее колесо 12, которое несет одну или больше первых или первичных питающих лопастей 44, смонтированных на и ориентированных радиально наружу от флюидизирующих лопастепй 40 дл  рабочего вращени  питающих лопастей 52, прикрепленных и идущих от периферийной стенки 24 входного канала 16. Питающие лопкасти 44 и 52 располагаютс  и могут принимать любые из форм, которые здесь описаны выше в св зи с насосами 10 и 50, и

такие описани  естественно повтор тьс  не будут. В любом случае, как это следует отметить , объединенное включение вращающихс  питающих лопастей 44, установленных на

рабочем колесе 12, и стационарных питающих лопастей 52, прикрепленных к периферийной стенке 24,  вл етс  особо эффективным дл  предотвращени  реверсивного или обратного потока суспензии.

Q т.е. имманентной характеристики предшест- L вующих центробежных насосов, и как сказано ранее, создает значительное увеличение производительности насоса.

Claims (2)

1.Центробежный насос дл  флюидиза- ции среды до высокого содержани  волокнистой суспензии, содержащий корпус, вал соосный с осью корпуса, аксиально направленный входной канал, имеющий внутреннюю поверхность, выходной канал, рабочее

0 колесо, смонтированное на валу внутри корпуса и имеющее по меньшей мере одну рабочую лопасть и по меньшей мере одну флюидизирующую лопасть, расположенные по существу аксиально вдоль и во входном 5 канале, и по меньшей мере одну питающую лопасть, расположенную в и вдоль входного канала и ориентированную под углом 1-89° к оси корпуса, причем по меньшей мере одна питающа  лопасть расположена радил ально наружу от по меньшей мере одной флюидизирующей лопасти и проходит вдоль по меньшей мере части осевой прот женности по меньшей мере одной флюидизирующей лопасти, отличающийс  тем, что по меньшей мере одна питающа  лопасть св зана с рабочим колесом дл  совместного с ним вращени  или неподвижно установлена на внутренней поверхности входного канала или по меньшей мере одна из питающих лопастей св зана с рабочим 0 колесом, а по меньшей мере друга  из питающих лопастей установлена на внутренней поверхности входного канала.

2.Насос по п. 1, отличающийс  тем, что питающа  лопасть, св занна  с ра5 бочим колесом, смонтирована на флюидизирующей лопасти.

40

24

34 ,

34

28 26

Vzz

фиг. I

w

.

V

2ZZ2

.З

60

26

гъг

34

26