Способ перекачки целлюлозы высокой консистенции центробежным насосом и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК D21C9/10 

Изобретение касается способа и устройства для перекачки целлюлозы высокой консистенции. Способ и устройство по этому изобретению особенно удобны для переработки суспензии волокон высокой консистенции в целлюлозной и бумажной промышленности.

Известно несколько способов и устройств для перекачки целлюлозы высокой консистенции. Ранее, для перекачки высококонсистентной целлюлозы использовались только лишь поршневые насосы, такие как винтовые насосы или им подобные устройства. Сейчас появилась тенденция к их замене из-за недостатков, которыми они обладают. Было намерение разработать цент- робежлый насос, который обычно используется для перекачки воды и соответствующих жидкостей, для перекачки целлюлозы высокой консистенции. Одной из проблем/возникающих при попытках перекачки целлюлозы высокой консистенции - более 8%, является то, что целлюлоза не может свободно поступать к крыльчатке насоса во всасывающем отверстии. В качестве решения этой проблемы предлагалось использовать специальный подающий винт для подачи целлюлозы во всасывающее отверстие насоса или устанавливать во всасывающем отверстии, так называемый, подаватель для перемещения целлюлозы в это отверстие к крыльчатке насоса. Однако, на практике, не представлялось возможным перекачивать целлюлозу с консистенцией порядка 15%. В третьем примере возможного вэри: анта изобретения, так называемый разжижающий центробежный насос используется для перекачки целлюлозы высокой консистенции, в этом насосе разжижающий ротор проходит во всасывающее отверстие насоса, либо в некоторых случаях, проходит через него в колонну с массой. При помощи

00 СА О

ся

00

СА)

этого типа разжижающего ротора, становится возможным достичь вышеуказанной консистенции 15%, что, однако, не покрывает всех потребностей для целей подачи цел- люлозы в целлюлозной и бумажной промышленности.

Одной из возможностей является разжижение целлюлозы до того, как она попадает в насос и увеличение частиц ее после выхода из ..насоса, как это предусмотрено в различных устройствах по обработке целлюлозы в соответствии с достигнутым уровнем развития техники. Однако, эта вышеописанная техника также обладает недостатками такими как необходимость иметь дополнительные технические устройства потому, что до того, как целлюлоза попадает в насос, необходимо использовать устройства подачи и смешивания целлюлозы, устройства, увеличивающие размер час- тиц ее, требуются после выхода целлюлозы ИЗ насоса для того, чтобы вернуть ее к первоначальной консистенции. Другой недостаток заключается в повышенном потреблении энергии, которая требуется для увеличения размера частиц целлюлозы.

Способ и устройство по данному изобретению дает возможность устранить или свести к минимуму эти недостатки и проблемы и, таким образом, позволяют легко пере- качивать целлюлозу с консистенцией более 15% без применения разжижающих устройств или устройств, увеличивающих размер частиц целлюлозы. В соответствии с изобретением, жидкость отделяется через поверхность фильтров от целлюлозы и откачивается, а отделенная жидкость ис- , пользуется для разжижения целлюлозы, поступающей в насос,

Этот способ, в соответствии с изобре-те- нием, отличается тем, что во время процесса перекачки, жидкость отделяется от целлюлозы,, затем, эта жидкость подается для разжижения целлюлозы, подлежащей перекачке, в район насоса или вверх от него.

Устройство, в соответствии с изобретением, отличается тем, что с устройством насоса соприкасается одна или более поверхностей фильтра, при помощи которых жидкость отделяется от целлюлозы, для воз- врата жидкости в целлюлозу в такое место и/или таким образом, чтобы улучшить операцию перекачки, имеются трубопроводы.

Другие особенности этого способа и устройства в соответствии с изобретением, описаны в сопутствующих пунктах формулы изобретения.

Ниже приводится подробное описание изобретения с иллюстрацией примеров и со ссылкой на сопутствующие чертежи, где: на

фиг, 1 представлен схематический вид разреза, иллюстрирующего устройство в соответствии с предпочтительным вариантом использования изобретения; на фиг. 2а и 26 представлен схематический вид устройства в соответствии с другим вариантом использования изобретения; на фиг. 3 показано первое преимущественное применение в соответствии с изобретением; на фиг., 4 - второе преимущественное применение в соответствии с изобретением; на фиг. 5 показано третье преимущественное применение в соответствии с изобретением: на фиг. 6 - четвертое преимущественное применение в соответствии с изобретением.

Устройство в соответствии с изобретением и рис.1 состоит из насоса, такого как центробежный насос 1, который включает вал 2 и крыльчатку 3.

Имеется возможность устанавливать разжижающий ротор 4 или другие устройства в совокупности с крыльчаткой 3 для подачи к ней целлюлозы. В соответствии с фиг. 1, поверхности фильтров 5, 6, 7, 8 и 9 помещены, в корпус 10 насоса 1, они могут быть размещены в корпусе 11 так, как это показано на рис. Поверхность фильтра 5 размещена на краю всасывающего отверстия 11 насоса в виде цельного цилиндра, либо отдельных поверхностей. Соответственно, поверхность фильтра 6, помещена на стенке как можно ближе к передней стороне крыльчатки 3 в корпусе насоса 1 и может быть круглой формы или образованной из отдельных поверхностей. Поверхность фил.ьтра 7 на наружном крае насоса аналогична ранее описанным поверхностям, поверхность фильтра 8, по крайней мере, частично размещается позади крыльчатки на задней стенке корпуса насоса, а поверхность фильтра 9 соприкасается с выходным отверстием 12 корпуса насоса Позади поверхностей фильтров 5, 6, 7, 8 и 9 имеется камера, где собирается жидкость, отфильтрованная через фильтры и из этой камеры она отводится дальше. Насос 1 такого вида может подводиться с фланца, закрывающего всасывающее отверстие к колонне массы,всасывающей трубе и т.д. На рис. 2а и 26 показан альтернативный вариант в соответствии с изобретением, который состоит из центробежного насоса 13, установленного непосредственно на стенке 14 колонны массы 15 таким образом, что здесь нет необходимости во всасывающем трубопроводе. В этом случае (фиг. 2а), труба, образованная из поверхностей фильтра 16,проходит внутри колонны массы 15, внутри этой трубы установлено устройство, такое как разжижающий ротор 17, облегчающий подачу целлюлозы. В этом случае, жидкость .отфильтрованная через поверхность фильтров, поступает непосредственно в колонну массы 15 и разбавляет целлюлозу за пределами трубы 16, которая, таким образом, течет более легко в трубу 16. В соответствии с рис. 2а, разжижающий ротор 17 может выходить за пределы трубы 16 и, таким образом, облегчить проход целлюлозы в трубу 16. В модифицированном варианте рис. 26. передняя стенка 18 корпуса обычного центробежного насоса 19, работает как поверхность фильтра, в результате чего крыльчатка заставляет жидкость протекать через поверхность фильтра 18 прямо к насосу.

Целлюлоза, поступая в колонну массы, колонку сброса, всасывающую трубу и т.д., таким образом, разбавляется жидкостью, отфильтрованной поверхности фильтра, в результате чего консистенция целлюлозы, поступающей в трубу 16 или во всасывающее отверстие ниже средней консистенции целлюлозы в вышеупомянутом пространстве, которая в свою очередь ниже консистенции перекачиваемой целлюлозы, соответствующей консистенции целлюлозы, поступающей в колонну массы. Конечно имеется возможность.чтобы насос в соответствии с этим вариантом, имел одну или несколько поверхностей фильтра, посредством чего консистенция целлюлозы также увеличивается в насосе или более точно, восстанавливается, до ее первоначальной величины.

На фиг. 3 показан преимущественный вариант в соответствии с изобретением, который включает колонну массы, колонку сброса или аналогичное устройство 20 и оборудование насоса 21, соединенное с ним. Оборудование насоса 21 может включать насосы в соответствии с фиг. 1 и/или 2, камеры для жидкости поверхностей фильтров 6-10, насосы которых соединены с трубой 22. ведущей к колонне массы 20. Клапан 23.установленный на трубе 22, используется для регулирования количества жидкости, разбавляющей целлюлозу. Конечно, возможна установка отдельного насоса для откачки жидкости из пространства позади поверхностей фильтра в колонну массы.

На фиг. 4 показано устройство, аналогичное устройству на рис. 3 за исключением того, что здесь установленный аккумулятор давления с клапанами 23 соединен с возвратной трубой 22 для разжижающей жидкости - эти клапаны.обеспечивают пульсирующее поступление разжижающей жидкости в колонну массы. Этот метод может быть использован в модификации, показанной на рис. 5, путем подачи разжижающей жидкости при помощи сопел 24 на кромочную поверхность 25 целлюлозы и в колонну 26 или на целлюлозу и во всасыва- 5 ющую трубу, посредством чего, импульсы жидкости уменьшают трение и облегчают процесс разжижающей целлюлозы. Таким образом, консистенция поверхностного слоя целлюлозы меньше и целлюлоза течет 10 легко, к примеру, вниз к стенке колонны массы: Если это необходимо, то разжижающая жидкость может быть также подана в колонну массы в виде пульсирующего потока через сопла 27, как это показано на фиг.

5 4. Соответственно, можно подавать разжижающую жидкость также и1 на дно колонны массы в виде пульсирующего или постоянного потока, посредством чего консистенция целлюлозы в донной части колонны

0 массы уменьшается и откачивать насосом поток целлюлозы легче. Если разжижающая жидкость подается в виде пульсирующего потока на дно колонны массы, то может быть имеется возможность создать неболь5 шой эффект разжижения целлюлозы на дне, что еще больше облегчит подачу целлюлозы к всасывающему отверстию насоса.

Аналогичным образом разжижающая жидкость может также подаваться, как в ва0 рианте. показанном на фиг. 6, где насос 28 установлен на конструкции из труб, имеющей всасывающую и выходную трубы 29 и 30. В этом случае, разжижающая жидкость пропускается через поверхности фильтров,

5 показанных на-фиг. 1.и возвращается через трубу31 назад в целлюлозу во всасывающей трубе 29. В этом варианте с успехом может применяться и пульсирующая подача, показанная на рис. 4 и 5, что уменьшает трение

0 между целлюлозой и всасывающей трубой.

В некоторых случаях можно успешно

подавать разжижающую жидкость позади

крыльчатки насоса, в некоторых насосах это

делается, например, для целей удаления га5 зов, в район задних лопастей, используемых для разбЗвления целлюлозы, протекающей между лопастями с целью улучшения протекания целлюлозы от места позади крыльчатки до главного потока и для того, чтобы не

0 заблокировать промежуток между крыльчаткой и задней стенкой насоса. Таким образом, в соответствии с изобретением, становится возможным подавать отфильтрованную жидкость для растворения хлопь5 ев целлюлозы, которые могут время от времени оседать в насосе и представляют вред для процесса перекачки. Возможно также отводить по трубопроводу жидкость. отфильтрованную из целлюлозы в контейнер для временного хранения и обрJ1ной

подачи в случае необходимости для уменьшения временных пиков консистенции или растворения хлопьев целлюлозы в некоторых частях насоса или вблизи его. Эти хлопья, если их не растворять могут подвергнуть опасности бесперебойную работу по откачке целлюлозы. Следует оценить то, что здесь нет необходимости направлять жидкость, отделенную от всех поверхностей Фильтров к одному месту растворения, а есть возможность подводить ее в то же время ко многим различным местам,

Ни на одном из рисунков не показывается возвратное устройство для внутренней разжижающей жидкости, отфильтрованной из целлюлозы, поскольку такое устройство (а другими словами насос) не нужно, если поверхности фильтров размещены на стороне выхода в камере с давлением, так как эта жидкость течет сама вследствие давления, вызванного высотой столба целлюлозы и насосом. С другой стороны, если разжижающая жидкость берется из поверхности фильтра на стороне, где происходит всасывание, то насос может и понадобиться для того, чтобы подавать жидкость о камеру с целлюлозой. Аналогичным образом насос может потребоваться при подаче разжижающей жидкости к аккумулятору давления, если таковой используется, потому, что только лишь при чрезвычайно благоприятных обстоятельствах акуумулятор давления может заряжаться без отдельного гидравлического насоса, другими словами, когда жидкость выходит с выходной стороны, благодаря чему она входит почти под воздействием давления, созданного насосом.

Также возможно установить теплооб менник на возвратной трубе с разбавляющей.жидкостью, либо для отвода тепла от фильтрующей жидкости, либо для ее обогрева. Когда насосный агрегат работает в совокупности с промывочной машиной или подобным устройством, а выходящая из него целлюлоза особенно горячая/то особенно целесообразно отводить тепло. В некоторых случаях целесообразно подогревать целлюлозу.

Как это видно из вышеприведенного описания, здесь разработан совершенно новый тип центробежного насоса, с помощью которого возможно перекачивать целлюлозу с более крупными волокнами, чем раньше без риска отложения целлюлозы поблизости всасывающего отверстия насоса, и того, что, в противном случае, целлюлоза не дойдет до крыльчатки насоса. Однако, варианты, описанные выше, были приведены только лишь в качестве примеров и никаких ненужных ограничений здесь

нет. Таким образом, совершенно не обязательно для работающего центробежного насоса быть, так называемым разжижающим насосом, возможны другие варианты.

Вполне возможно применять его изобретение к обычному центробежному насосу или к насосу, у которого винтовой питатель применяется для подачи целлюлозы к насосу - таким как, так называемый,

0 подаватель и ему подобные устройства. Нет также необходимости в том, чтобы поверхности фильтрования отфильтровывающие разбавляющую жидкость, были размещены там, где они размещены на

5 показанных вариантах - т.е., на фиг. 1 и 2. Аналогичным образом, термин процесс перекачки, использованный в формуле изобретения, подразумевает все операции, связанные с перекачкой - с момента, когда

0 целлюлоза начинает перемещаться к насосу и до момента, когда она выходит из выходной трубы насоса. Таким же образом, термин система удаления газов обозначает часть насоса или дополнительные устройст5 ва в совокупности с ним, которые используются для удаления газов из насоса. Фор мула изобретения 1. Способ перекачки целлюлозы высокой консистенции центробежным насосом,

0 при котором ее разжижают жидкостью, о т- личающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, в процессе перекачки от целлюлозы отфильтровывают жидкость, которую затем используют для

5 разжижения целлюлозы, поступающей на перекачку, или в процессе ее перекач- ки.

2.Способ по п, 1, о т ли чающийся . тем, что, с целью повышения эффективности

О процесса, отфильтрованную жидкость подают для разжижения целлюлозы на лопасти центробежного насоса или в систему удаления газов.

3.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щи и с я 5 тем, что, с целью повышения эффективности

процесса, отфильтрованную жидкость подают в целлюлозу в виде пульсирующего потока.

4.Устройство для перекачки целлюлозы 0 высокой консистенции центробежным насосом, содержащее установленный в корпусе на приводном валу центробежный насос, имеющий всасывающее отверстие, выпускное отверстие и крыльчатку, отличаю5 щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса, оно снабжено фильтрами и соединенной с корпусом насоса емкостью для разбавления целлюлозы жидкостью, которые кинематически связаны между собой.

5.Устройство по п. 4, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что фильтры смонтированы в корпусе.

6.Устройство по п. 4, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что фильтры расположены в емкости для разбавления целлюлозы жидкостью

перпендикулярно к всасывающему отверстию центробежного насоса.

7. Устройство по п. 4, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что фильтры расположены а емкости для разбавления целлюлозы жидкостью над лопатками крыльчатки центробежного насоса.

Использование: перекачка целлюлозы высокой консистенции. Сущность изобретения: в процессе перекачки от целлюлозы отфильтровывают жидкость, которую затем используют для разжижения целлюлозы, поступающей на перекачку, или в процессе ее перекачки. 2 с.п. ф-лы; 5 з.п. ф-лы. 6 ил.

л

nJ i

фе/г. /

я

#

Vi- .-.-/«

ш

физ.2.

В

Ј3

фс/е4

у