SE515577C2 - Suspensionspump med inbyggd vakuumpump, vilken vakuumpump har en varierbar kapacitet - Google Patents

Description

25 30 35 515 577 gemensamt av samma axel, kan den inte bortkopplas i sådana fall då någon gas inte behöver evakueras eller inte finns i suspensionen. Vakuumpumpen måste därför arbeta under mycket varierande förhållanden i såväl olika installationer som i en och samma installation. Suspen- sionspumpar i stup, som innehåller massa av medel- konsistens i en låg nivå och med mycket luft kräver en hög kapacitet på vakuumpumpen för att kunna evakuera tillräckligt stora luftmängder vid lågt tryck på suspen- sionspumpens inloppssida. Suspensionspumpar som arbetar med hög massanivå på inloppssidan, t. ex. en suspensions- pump som är installerad vid botten av ett lagringstorn, behöver avluftas endast när massanivån sjunker under 7-8 meter. Vid högre nivåer arbetar vakuumpumpen mot stängt utlopp och bidrager till en onödig effektförbruk- ning, men även andra problem kan uppkomma. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en suspensionspump med en inbyggd och gemensamt driven vakuumpump, vars kapacitet kan varieras från 0 till maximum för att inställas till önskat läge i beroende av rådande driftsförhållande med avseende på den mängd gas som bör avlägsnas ur suspensionspumpen. Uppfinningen är tillämpbar vid såväl ett konstant driftsförhållande som variabla driftsförhållanden hos en och samma suspensions- pump. Vid en suspensionspump som är installerad för att arbeta med en konstant massanivå vid inloppssidan kan vakuumpumpen enligt uppfinningen inställas i ett konstant läge i beroende av den mängd gas som kontinuerligt skall evakueras ur suspensionspumpen. För en suspensionspump som har varierande inloppstryck ändras vakuumpumpens avgasningskapacitet så att denna anpassas till det behov som föreligger vid varje nytt värde pà inloppstrycket. En sådan anpassning kan ske automatiskt genom en lämplig reglerfunktion som påverkar inställningen av vakuum- pumpens kapacitet i beroende av rådande massanivå vid eller tryck på suspensionspumpens inloppssida. 10 15 20 25 30 35 515 577 Pumpen enligt föreliggande uppfinning kännetecknas av att det förflyttbara elementet har en yttre form som är rek- tangulär, att pumphuset har ett rektangulärt hàlrum med tvà parallella sidor för glidsamverkan med elementets motstàende parallella sidor, och att rörelsedonet inne- fattar en stäng, som sträcker sig fràn det förflyttbara elementet till pumphusets utsida och som är förbunden med elementet.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande med hänvisning till ritningarna.

Figur 1 är en längdgenomskärning av en suspensionspump med en inbyggd vakuumpump enligt föreliggande uppfinning.

Figur 2-4 är tvärsnitt av vakuumpumpen enligt figur 1 och illustrerar tre olika driftslägen.

Figur 5 är ett tvärsnitt av en vakuumpump enligt en annan utföringsform av uppfinningen.

Figur 6 är ett tvärsnitt av en vakuumpump enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen.

Figur 7 är en längdgenomskärning av en suspensionspump med en inbyggd vakuumpump enligt figur 6.

Med hänvisning till figurerna 1-6 visar dessa en suspen- sionspump för pumpning av en suspension av ett cellulosa- haltigt fibermaterial, särskilt pappersmassa av medelkon- sistens, d.v.s. omkring 6-15 % torrsubstans, vid vilken konsistens konventionella centrifugalpumpar inte är användbara. Suspensionspumpen omfattar ett hus l, som har ett inlopp 2 för suspension och ett utlopp 3 för suspen- sion. Utloppet 3 är i huvudsak vinkelrätt mot inloppet 2.

Suspensionspumpen har en axel 4, som är roterbar omkring 10 l5 20 25 30 35 515 577 en rotationsaxel 5 och drivs av en motor 6. Inloppet 2 är koncentriskt i förhållande till rotationsaxeln 4. Huset 1 uppvisar en cylindrisk del 7, som sträcker sig från inloppet 2, och en i förhållande till den cylindriska delen 7 radiellt utvidgad del 8, som är försedd med nämnda utlopp 3 för suspensionen. Ett väggorgan till- sluter suspensionspumpen vid dess från suspensionsinlop- pet 2 vända ände, vilket väggorgan innefattar ett inre väggelement 9 och ett yttre väggelement 10, genom vilka väggelement 9, 10 nämnda axel 4 sträcker sig. Tätningar ll ger erforderlig tätning mellan axeln 4 och det yttre väggelementet 10 av huset. 10 15 20 25 30 35 f s I' \ 4» en a »<- u u -u ~u~ šïs Suspensionspumpen innefattar ett första pumphjul 12 av radialhjulstyp som är monterat på axeln 4 för att rotera i den radiellt utvidgade husdelen 8. Suspensionspump- hjulet 12 har ett flertal med sina sidokanter mot suspen- sionsinloppet 2 vända främre skovlar 13 och ett flertal med sina sidokanter mot det inre väggelementet 9 vända bakre skovlar 14.

Vidare har suspensionspumpen en fluidiserande rotor 15, som är monterad på axeln 4 via det första pumphjulet 12.

Rotorn innefattar ett flertal blad 16, som är fästa vid det första pumphjulet 12 och sträcker sig på avstånd från rotationsaxeln 5 och den cylindriska insidan 17 av husdelen 7. Rotorbladen 16 är förlängda förbi inloppet 2 och förenade med tvärstag 18. Suspensionspumpen kan anbringas horisontellt eller vertikalt i en öppning i botten av en behållare, som innehåller massa av medelkon- sistens. Under sin snabba rotation sätter rotorbladen 16 massan i rörelse med sådan hög hastighet och alstrar rotorbladen sådan turbulens i massan att denna fluidi- seras till ett pumpbart tillstånd. Den gas som förekommer i fibersuspensionen i större eller mindre mängder kommer under fluidiseringsförloppet att ansamlas framför det _ första pumphjulet så att en gasblåsa 19 bildas. Gasen avlägsnas via ett kanalsystem, som innefattar ett flertal mindre hål 20 i det första pumphjulet 12, den inre delen 21 av utrymmet mellan det första pumphjulet 12 och det inre väggelementet 9, och en passage 22 genom det inre väggelementet 9.

Suspensionspumpen är vidare utrustad med en vakuumpump 23 som är av vätskeringtyp och innefattar ett pumphus 24 med en cylindrisk kammare 25 och ett i denna roterande andra pumphjul 26 med ett flertal skovlar 27, vilka mellan sig avgränsar luckor 28. Vakuumpumpen innefattar närliggande delar av de inre och yttre väggelementen 9, 10 så att dessa mellan sig avgränsar vakuumpumpens kammare 25. 10 15 20 25 30 ..- . ' .v nu a a I I 9 " Q. go n v n r ß V' _. . - o 5156577 Vakuumpumpens pumphjul 26 är monterat på axeln 4 för att rotera tillsammans med det första pumphjulet 12 och rotorn 15 omkring rotationsaxeln 5 i den i figur 2 angivna riktningen. För att erhålla en sugverkan är kammaren 25 excentriskt anordnad i förhållande till det andra pumphjulet 26, varvid kammaren 25 innehåller en vätskering 29, som således har samma excentricitet som kammaren 25 i det att vätskeringen glider utefter kam- marens cylindriska insida 30. Vätskeringens radiella storlek anpassas så att dess inre excentriska yta 31 i omkretsled helt ligger inom skovlarnas 27 utsträckning.

Med andra ord är skovlarnas 27 yttre ändar belägna inne i vätskeringen 29. Vätska för reglering av vätskeringens storlek tillföres genom en ledning 32. Genom att vätske- ringen 29 är excentrisk i förhållande till pumphjulet 26 kommer de nämnda skovelluckorna 28 att succesivt för- storas på vakuumpumpens sugsida 33 och succesivt för- minskas på dess trycksida 34 sett i pumphjulets rota- tionsriktning såsom framgår av figur 2.

Vakuumpumpen har ett bågformigt inlopp 35 till kammaren 25 och ett bågformigt utlopp 36 från kammaren. Utloppet 36 står i förbindelse med en ledning 37 för bortförande av den från suspensionspumpens centrum utsugna gasen.

Utloppet 36 är anordnat vid insidan av det yttre vägg- elementet 10 och har därför streckmarkerats i figurerna 3-5. Inloppet 35 bildar mynningen hos den passage 22 som sträcker sig axiellt genom det inre väggelementet 9.

Inloppet 35 och utloppet 36 är anordnade nära intill pumphjulets 26 nav 38, varvid inloppet 35 utvidgar sig och utloppet 36 avsmalnar i pumphjulets rotationsrikt- ning. Den radiellt yttersta kanten 39 av utloppet 36 bestämmer storleken av vätskeringen 29. Överskott av vätska kommer följaktligen att pressas ut genom utloppet 36. 10 15 20 30 35 a <- u o ...v ,, .. v o n. n o e n n I 0 o | v 5175 577 Enligt föreliggande uppfinning innefattar pumphuset 24 ett i förhållande till pumphjulets 26 rotationsaxel 5 förflyttbart element 40, som i omkretsled med avseende på pumphjulets 26 rotationsaxel 5 avgränsar nämnda kammare 25 medelst sin insida 30, runt vilken vätskeringen 29 rör sig. Elementet 40 är anordnat att förflyttas mellan ett första driftsläge, i vilket vätskeringen 29 för maximal sugeffekt har maximal excentricitet i förhållande till pumphjulet 26, såsom framgår av figur 2, och ett andra driftsläge, i vilket vätskeringen 29 för en sugeffekt av noll är koncentrisk med pumphjulet 26, såsom framgår av figur 4, för att inställa sugeffekten i beroende av den mängd gas som ansamlas framför det första pumphjulet 12.

Elementet 40 kan följaktligen inställas i vilket som helst läge mellan nämnda två ytterlägen.

Vid den i figurerna 1-4 visade utföringsformen består det förflyttbara elementet av en vridbar ring 4l, som är lagrad i en radiellt yttre del 42 av pumphuset 24, vilken del 42 har en cylindrisk insida 43, varvid den vridbara ringen 41 har en cylindrisk utsida 44 som i det närmaste har samma radie som delens 42 insida 43 så att ringen 41 kan vridas runt i delen 42 under glidsamverkan mellan insidan 43 och utsidan 44. Den vridbara ringen 4l har sin vridaxel 45 excentriskt förskjuten i förhållande till pumphjulets 26 rotationsaxel 5. För att uppnå den enligt uppfinningen eftersträvade reglerbarheten av sugeffekten är nämnda vridaxel 45 för ringen 41 excentriskt belägen även i förhållande till vätskeringens 29 rotationsaxel 49, som även utgör centrum för ringens 41 insida 30.

Därav följer att ringens 41 radiella tjocklek varierar och ökar i båda riktningarna från en referenspunkt 46 till den l80° motsatta referenspunkten 47 och att ringens 41 insida 30 och dess utsida 44 är excentriska i för- hållande till varandra förutom att de är båda excentriska i förhållande till pumphjulets 26 rotationsaxel 5. Den största sugeffekten erhålles då vätskeringen 29 har 10 15 20 25 30 35 sifftssvå störst excentricitet i förhållande till pumphjulets 26 rotationsaxel 5 eller med andra ord då vätskeringens 29 rotationsaxel 49 är belägen på sitt största möjliga avstånd från pumphjulets 26 rotationsaxel 5, då samtidigt skovlarna 27 på motsatta sidan om pumphjulets 26 rota- tionsaxel 5 i förhållande till vätskeringens 29 rota- tionsaxel 49 passerar nära intill ringens 41 insida 30 (så nära intill som möjligt). Vid den visade ut- föringsformen med en vridbar ring 41 är dess vridaxel 45 belägen mitt emellan pumphjulets 26 rotationsaxel 5 och vätskeringens 29 rotationsaxel 49, då nämnda maximala sugeffekt uppnås, och ett plan genom dessa tre centra skär därvid nämnda referenspunkter 46, 47 vid ringens 41 smalaste respektive tjockaste partier. Vridningen av ringen 41 åstadkommes med hjälp av en snäckskruv 48, som är monterad i den yttre pumphusdelen 42, och en kuggkrans 50 på ringens 41 utsida, med vilken snäckskruven 48 står i ingrepp såsom framgår av figur l. Genom att med hjälp av snäckskruven 48 via en genom pumphuset sig sträckande stång 51 vrida ringen kan vakuumpumpens kapacitet redu- ceras steglöst så att den till slut blir noll, vilket illustreras i figur 4, då ringen 41 vridits l80° och vätskeringens 29 rotationsaxel 49 sammanfaller med pumphjulets 26 rotationsaxel 5. Figur 3 illustrerar ett mellanläge med reducerad kapacitet, då ringen 41 vridits 90° och vätskeringens 29 rotationsaxel 49 förflyttats i en motsvarande cirkelbåge.

I figur 5 visas en andra utföringsform av en vakuumpump med reglerbar kapacitet i beroende av den mängd gas som skall evakueras från_suspensionspumpens centrum. Det förflyttbara elementet 40 utgöres även här av en ring 52, men med konstant radiell tjocklek. Pumphusets hålrum är förstorat så att det även bildas ett utrymme 53 utanför ringen. Ringen 52 är svängbart lagrad kring en sväng- ningsaxel 54 som är parallell med pumphjulets 26 rota- tionsaxel 5. På ringens 52 utsida 55 finns ett öra 56 för 10 15 20 25 30 35 lagring av en axeltapp 57 som är monterad i pumphuset 24 och som bildar nämnda svängningsaxel 54. På motsatta sidan av ringen 52 finns ett rörelsedon som innefattar ett liknande öra 58 och en vid örat 58 monterad stång 59, som sträcker sig tangentiellt ut ur pumphuset 24 för att påverkas för förflyttning i sin längdriktning ut ur eller in i pumphuset 24 efter behov, varvid en urtagning 60 är utformad i pumphuset 24 för att ge plats för örats 58 tangentiella förflyttning. En tätning 61 ger nödvändig tätning mellan stången 59 och pumphuset 24. Svängnings- axeln 54 och rörelsedonets öra 56 är så anordnade i förhållande till varandra att, då ringen 52 står i sitt första läge för maximal sugeffekt hos vakuumpumpen, och i sitt andra läge för en sugeffekt av noll hos vakuum- pumpen, bildar de två linjer 62, 63, som skär svängnings- axeln 54 och rörelsedonets öra 58, en vinkel av 9°, varvid i det andra läget nämnda linje 63 följaktligen skär pumphjulets 26 rotationsaxel 5. Förflyttningen av ringen 52 mellan de två ändlägena sker således genom en motsvarande förflyttning av stången 59. Ringen 52 är koncentrisk med pumphjulet 26 i det nämnda andra ytter- läget, vilket således innebär att sugeffekten blir noll, eftersom något deplacement inte uppstår. Ringens 52 andra koncentriska ytterläge visas i figur 5 med streckade linjer.

I figurerna 6 och 7 visas pumpar av samma grundutförande som de ovan beskrivna pumparna, men det förflyttbara elementet 40 är här så anordnat i pumphuset 24 att vätskeringens 29 rotationsaxel 49 förflyttas linjärt i stället för i en båge såsom fallet är vid de två ovan beskrivna utföringsformerna, dvs. rotationsaxeln för- flyttas parallellt i ett rakt plan. Medan elementet 40 bildar en cylindrisk kammare 25 såsom vid de två ovan beskrivna utföringsformerna kan elementets 40 yttre form vara rektangulär, t.ex. kvadratisk såsom visas i figur 6, varvid pumphuset 24 har ett motsvarande rektangulärt -...,- 10 15 20 25 30 35 -v-.nr .. - wn-»v-w s1ä°s77 hålrum 70 med två parallella sidoytor 74, 75 för glid- samverkan med motstående parallella sidoytor 76, 77 hos elementet 40, vilket är förbundet med ett utvändigt påverkbart rörelsedon, som innefattar en stång 71, vilken stång 71 är förbunden med elementet 40 och sträcker sig genom pumphuset 24 till dess utsida. Elementet 40 är med andra ord linjärt förflyttbart mellan ett första läge som visas i figur 6 till ett andra läge (ej visat) där vätskeringens 29 rotationsaxel 49 sammanfaller med pump- hjulets 26 rotationsaxel. Vakuumpumpens kapacitet kommer därvid att reduceras steglöst från full kapacitet till noll. Om så önskas kan, såsom framgår av figur 6, elemen- tet 40 förflyttas ytterligare uppåt för att uppnå speci- fika effekter såsom torde inses. 970401 P1l58SE.T02

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 v vun- v v ll 515 577 P A T E N T K R A V l. Pump för pumpning av en suspension av cellulosahal- tigt fibermaterial, omfattande ett hus (1) med inlopp (2) och utlopp (3) för suspensionen, varvid utloppet (3) är i huvudsak vinkelrätt mot inloppet (2), en axel (4) som är roterbar omkring en rotationsaxel (5), med vilken inlop- pet (2) är koncentriskt, en fluidiserande rotor (15) för fluidisering av suspensionen, ett första pumphjul (12) för pumpning av den fluidiserade suspensionen, samt en vakuumpump (23), som innefattar ett pumphus (24) med en cylindrisk kammare (25) och ett däri roterande andra pumphjul (26) för evakuering av gas, som ansamlas framför nämnda första pumphjul (12), (20, 21, 22), sugverkan är excentrisk i förhållande till det andra via ett kanalsystem vilken kammare (25) för erhållande av en pumphjulet (26) och innehåller en med detta medroterande vätskering (29), hjul (12, varvid rotorn (15) och nämnda två pump- 26) är monterade på nämnda axel (4) för gemen- sam rotation med denna; vakuumpumpens (23) pumphus (24) innefattar ett i förhållande till det andra pumphjulets (26) rotationsaxel (5) förflyttbart element (40), som i omkretsled med avseende på pumphjulets (26) rotationsaxel (5) avgränsar nämnda kammare (25) och som är anordnat att förflyttas mellan ett första läge, i vilket vätskeringen (29) för maximal sugeffekt har maximal excentricitet i förhållande till pumphjulet (26), och ett andra läge, i vilket vätskeringen (29) för en sugeffekt av noll är koncentrisk med pumphjulet (26), för att inställa sug- effekten i huvudsak i beroende av den mängd gas som ansamlas i suspensionspumpen under varje enskilt drifts- förhållande hos suspensionspumpen; ett rörelsedon (71, elementet (40): och det förflyttbara elementet (40) är så 72) är anordnat att förflytta det förflyttbara anordnat i pumphuset (24) att vätskeringens (29) rota- kännetecknad (40) har en yttre tionsaxel (49) förflyttas linjärt, av att det förflyttbara elementet ..~.~« » .».-«~ 10 15 20 25 30 35 sfš 577 form som är rektangulär, att pumphuset (24) har ett rek- tangulärt hålrum med två parallella sidor (74, 75) för glidsamverkan med elementets (40) motstående parallella sidor (76, 77), och att rörelsedonet innefattar en stång, som sträcker sig från det förflyttbara elementet (40) till pumphusets (24) utsida och som är förbunden med elementet (40). 970401 Pll58SE.NKR u-.ou-w mn-u-