насос для перекачивания влажной волокнистой массы

Формула изобретения

Насос для перекачивания влажной волокнистой массы, включающий корпус с бункером для приема волокнистой массы, шнек и средство для отвода воздуха, отличающийся тем, что корпус снабжен сменным штуцером, в котором коаксиально расположен шнек, обратным клапаном, смонтированным со стороны вывода волокнистой массы из шнека, и камерой смешения волокнистой массы с транспортным агентом, соединенной со штуцером и снабженной средством для подвода транспортного агента, при этом между торцом шнека и обратным клапаном выполнен регулируемый зазор и средство для отвода воздуха выполнено в виде продольных сквозных шлиц, расположенных на поверхности штуцера на уровне последнего витка шнека, шириной 0,2-1,0 мм, длиной не более шага последнего витка шнека и суммарной площадью проходного сечения от 0,5 S до S, где S означает разность площадей внутреннего сечения штуцера и сечения стержня шнека.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для перекачивания влажной волокнистой массы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности для транспортировки волокнистых масс высокой концентрации.

В последнее время в сфере производства целлюлозного волокна наблюдается явная тенденция к использованию волокнистых масс повышенной концентрации, т. к. это позволяет проектировать более компактное и более производительное оборудование.

Диапазон концентраций волокнистой массы 8 16% называется средней концентрацией или концентрацией "МС". Устройства, используемые для транспортировки волокнистой массы такой конструкции, называются насосами "МС".

Фирмы "А. Альстрем" и "Камюр Аб" разработали насос "МС", работа которого основана на центробежном принципе. Насос имеет спиральный корпус, включающий приемный бункер и пять рабочих зон: A зону флюидизации волокнистой суспензии с помощью ротора, генерирующего интенсивные срезывающие усилия; B зону удаления воздуха, высокое содержание которого в массе "МС" делает невозможным ее перекачивание центробежным насосом; C зону, где происходит отделение волокон переносимых воздухом; D зону удаления воздуха, не содержащего волокон; E зону, в которой происходит перекачивание массы насосным ротором. При этом все роторы устанавливаются на одном и том же валу, что позволяет использовать насос с одним ротором как обычный центробежный насос. В зоне A волокнистая масса, поступившая из приемного бункера, разжижается, т.е. разделяется на отдельные волокна, после чего становится возможным использование центробежного насоса. Воздух отделяется от разжиженной массы в зоне B и удаляется через зону D с помощью малогабаритного вакуумного насоса. На протяжении всего процесса перекачки волокнистая масса остается в разжиженном состоянии.

Замена традиционных поршневых насосов насосами "МС" привела к сокращению количества воды, необходимой для разбавления волокнистой массы, в результате чего снизилось общее количество сточных вод и уменьшились общие энергозатраты.

Наиболее близким к предложенному является устройство, предназначенное для транспортировки волокнистой массы средней концентрации 8 15 мас. и включающее корпус с патрубками для подачи массы и отвода ее, наружным и внутренним шнековыми транспортерами и закрепленной соосно на внутреннем транспортере крыльчаткой. Внутренний транспортер снабжен средством для отвода воздуха из массы, выполненным в виде канала внутри вала, имеющего со стороны крыльчатки перфорацию.

Основным недостатком перечисленных известных устройств является ограниченная область их применения.

В последнее время разработан целый ряд новых технологических процессов обработки волокнистой массы высокой концентрации, т.е. 16 90% Как уже говорилось выше, известные устройства способны транспортировать волокнистую массу только ограниченной концентрации не более 16% Вследствие этого внедрение новых технологий, например, технологии отбелки волокнистой высокой концентрации, требует либо дополнительной установки специальных устройств для концентрирования волокнистой массы /3/, либо разработки новых насосов, позволяющих непосредственно транспортировать волокнистую массу высокой концентрации.

Изобретение направлено на создание специального устройства, позволяющего с максимальной эффективностью перекачивать влажную волокнистую массу высокой концентрации /16 90%/ на различных участках технологических линий целлюлозно-бумажного производства.

Поставленная задача решается за счет того, что предложенный насос для перекачивания влажной волокнистой массы имеет корпус, включающий бункер для приема волокнистой массы, сменный штуцер с коаксиально расположенным в нем шнеком, обратный клапан, смонтированный со стороны вывода волокнистой массы из штуцера, и камеру смешения волокнистой массы с транспортным агентом, соединенную со штуцером и снабженную средством для подвода транспортного агента, при этом между торцами шнека и обратным клапаном имеется регулируемый зазор, а на поверхности штуцера на уровне последнего витка шнека выполнены продольные сквозные шлицы шириной 0,2 1,0 мм, длиной не более шага последнего витка шнека и суммарной площадью проходного /живого/ сечения от 0,5 S до S, где S означает разность между площадью внутреннего сечения штуцера и площадью сечения стержня шнека.

Предложенный насос отличается от известного тем, что корпус насоса снабжен сменным штуцером с коаксиально расположенным в нем шнеком, обратным клапаном, смонтированным со стороны вывода волокнистой массы из штуцера, и камерой смешения волокнистой массы с транспортным агентом, соединенной со штуцером и снабженной средством для подвода транспортного агента, причем между торцом шнека и обратным клапаном имеется регулируемый зазор, и средство для отвода воздуха из насоса выполнено в виде продольных сквозных шлиц, расположенных на поверхности штуцера на уровне последнего витка шнека, шириной 0,2 1,0 мм, длиной не более шага последнего витка шнека и суммарной площадью проходного сечения от 0,5 S до S, где S определено выше.

Использование в конструкции предложенного насоса сменного штуцера позволяет при его установке выбрать желаемую величину зазора между обратным клапаном и торцом жестко закрепленного стержня шнека. Величина зазора зависит от качества волокнистой массы и технологических особенностей процесса и может составлять 10 50 мм. Кроме того использование сменного штуцера значительно облегчает эксплуатацию насоса в случае его засорения, вызванного загрязнениями в массе, штуцер легко удаляется и засорение ликвидируется.

Выполненные на поверхности штуцера сквозные шлицы предназначены для удаления воздуха, который вытесняется из волокнистой массы в процессе ее уплотнения в пространстве между последним витком шнека и обратным клапаном. При этом размеры шлиц и суммарная площадь проходного сечения выбраны таким образом, что с одной стороны исключается возможность выдавливания волокнистой массы через шлицы /за счет ограничения максимальных размеров и площади/, в с другой стороны достигается максимально эффективное удаление воздуха из сжатой массы /за счет ограничения минимальных размеров и площади/.

При расчете длины сквозных шлиц во внимание принимается только величина шага последнего вида шнека, т.к. именно этот виток выполняет функцию уплотнения волокнистой массы, тогда как остальные витки только продвигают волокнистую массу. При этом шаг витка шнека может быть как величиной постоянной, так и переменной, в зависимости от вида волокна и технологических особенностей процесса, в котором используется предложенное транспортирующее устройство.

На фиг. 1 изображен насос, разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.

Насос имеет корпус 1, который включает бункер 2 для приема волокнистой массы, сменный штуцер 3 и камеру смешения волокнистой массы и транспортного агента 4. Штуцер 3 снабжен коаксиально расположенным шнеком 5. Со стороны вывода волокнистой массы из штуцера смонтирован обратный клапан 6. Шнек 5 имеет две зоны зону загрузки 5a, расположенную в приемном бункере 2, и зону питания 5b, расположенную непосредственно в штуцере 3. Шнек 5 приводится во вращение с помощью электропривода 7. На поверхности штуцера 3 на уровне последнего витка шнека 5 имеются продольные сквозные шлицы 8. Между торцом жестко закрепленного шнека 5 обратным клапаном 6 имеет зазор 9, величина которого регулируется с помощью штуцера 3. Камеры смешения 4 снабжена средством 10 для подвода транспортного агента. Указанное средство может быть выполнено в виде подводящего трубопровода. Корпус насоса располагается на специальных опорах 11.

Конкретные размеры и материалы отдельных элементов насоса определяются видом волокнистой массы и технологическими условиями производства.

Насос работает следующим образом. Влажная волокнистая масса высокой концентрации (16 90% ) из приемного бункера 2 с помощью шнека 5 подается через загрузочную зону 5a в питательную зону 5b, продвигается на выход штуцера 3 попадает в зазор 9 между торцом шнека 5 и обратным клапаном 6. Здесь с помощью последнего витка шнека 5 масса уплотняется и формируется в "массную пробку". В процессе образования "массовой пробки" из нее вытесняется воздух, который удаляется наружу через сквозные шлицы 8, расположенные на поверхности штуцера 3. Образование "массовой пробки" сопровождается возрастанием давления на обратный клапан 6. Как только это давление становится выше, чем внешнее давление в камере смешения 4, обратный клапан 6 открывается и порция волокнистого материала поступает в камеру смешения 4. Транспортный агент /обычно это воздух или его смесь с другим газом/, подаваемый под высоким давлением в камеру смешения 4 через средство для ввода 10, разбивает массу на отдельные волокна. Из камеры смешения 4 волокнистая масса, разбитая на отдельные волокна, подается с помощью транспортного агента по трубопроводу /на чертеже не показан/ на любой требуемый участок технологической линии.

Как уже отмечалось выше зазор между последним витком шнека 5 и обратным клапаном 6 легко регулируется при установке штуцера 3, что позволяет формировать "массовую пробку" различной толщины, например, от 10 до 50 мм, в зависимости от вида сырья и технологических особенностей процесса. Эти факторы влияют на расчет оптимальных размеров сквозных шлиц и площади проходного сечения. Выбор оптимальной толщины "массовой пробки", размеров сквозных шлиц, а также площади проходного сечения позволяет перекачивать увлажненную волокнистую массу с максимальной эффективностью.

Использование предложенного транспортирующего устройства позволяет снизить расход энергии на транспортировку влажной волокнистой массы за счет того, что содержание воды в массе может быть уменьшено с 84% до 10% /что соответствует перекачиванию влажной волокнистой массы с концентрацией абсолютно сухого вещества от 16 до 90% мас./.

Внедрение в производство насосов предложенной конструкции предоставляет широкие возможности по решению проблем, связанный с транспортировкой массы в бумажных цехах. Использование насосов позволит распределить волокнистую массу между отдельными бумагоделательными машинами без использования белой воды короткой циркуляции в качестве перемещающей среды.

Предложенный насос можно устанавливать на различных участках технологических линий целлюлозно-бумажного производства и транспортировать волокнистую массу высокой концентрации на большие расстояния. В результате исключается необходимость применения системы разбавления массы водой, сокращается общее количество сточных вод и энергозатраты на их обработку.