SE467982B - Suspensionspump med inbyggd vakuumpump, vilken vakuumpump har variabel kapacitet - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 467 982 z nivåer arbetar vakuumpumpen mot stängt utlopp och bi- drager till en onödig effektförbrukning, 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 O 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 driftförhållanden 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 på 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.

Detta ändamål uppnås genom föreliggande uppfinning genom att vakuumpumpens pumphus innefattar ett i förhållande till det nämnda andra pumphjulets rotationsaxel förflytt- bart element, som i omkretsled med avseende på pump- hjulets rotationsaxel avgränsar nämnda kammare och som är anordnat att förflyttas mellan ett första läge, i vilket vätskeringen för maximal sugeffekt har maximal excentri- citet i förhållande till pumphjulet, och ett andra läge, i vilket vätskeringen för en sugeffekt av noll är kon- centrisk med pumphjulet, för att inställa sugeffekten i huvudsak i beroende av den mängd gas som ansamlas i suspensionspumpen under varje enskilt driftsförhållande lO 15 20 25 30 3 467 982 hos suspensionspumpen; samt ett rörelsedon anordnat att förflytta det förflyttbara 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 l och illustrerar tre olika driftslägen.

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

Med hänvisning till figur 1 visar denna en suspensions- pump 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 en rotationsaxel 5 och drivs av en motor 6. Inloppet 2 är koncentriskt i förhållande till rotationsaxeln 4. Huset l 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 tillslu- ter suspensionspumpen vid dess från suspensionsinloppet 2 vända ände, vilket väggorgan innefattar ett inre vägg- element 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 35 467 982 4 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 5 467 982 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. Vâtskeringens 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 25 30 35 467 982 6 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 41, 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 41 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 180° 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 zs' 30 35 7 467 982 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 3Q (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 180” 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 35 467 982 s 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.

Vid en ytterligare utföringsform (ej visad) är det förflyttbara elementet 40 så anordnat i pumphuset 26 att vätskeringens 29 rotationsaxel 49 förflyttas linjärt i stället för i en båge såsom fallet är vid de två visade utföringsformerna. Medan elementet 40 bildar en cylind- risk kammare 25 såsom vid de två visade-utföringsformerna kan elementets 40 yttre form vara rektangulär, t. ex. kvadratisk, varvid pumphuset 24 har ett motsvarande rektangulärt hålrum med två parallella sidor för glid- samverkan med elementet 40, som är förbundet med ett utvändigt påverkbart rörelsedon. ma;

Claims (10)

10 15 20 25 30 P A T E N T K R A V l. Pump för pumpning av en suspension av cellulosa- haltigt 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 inloppet (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), via ett kanalsystem (20, 21, 22), vilken kammare (25) för erhållande av en sugverkan är excentrisk i förhållande till det andra pumphjulet (26) och innehåller en med detta medroterande vätskering (29), varvid rotorn (15) och nämnda två pumphjul (12, 26) är monterade pà nämnda axel (4) för gemensam rotation med denna, kännetecknad av att vakuumpumpens (23) pumphus (24) innefattar ett i förhållande till det andra pump- hjulets (26) rotationsaxel (5) förflyttbart element (40), som i omkretsled med avseende pá pumphjulets (26) rota- tionsaxel (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 sugeffekten i huvudsak i beroende av den mängd gas som ansamlas i suspensionspumpen under varje enskilt driftsförhàllande hos suspensionspumpen; samt ett rörel- sedon (48, 50, 51: 59) anordnat att förflytta det för- flyttbara elementet (40). 10 15 20 25 30 467 982 10

2. Pump enligt krav 1, kännetecknad av att det för- flyttbara elementet (40) utgöres av en ring (41: 52) som är vridbart eller svängbart lagrad i pumphuset (24) för att ändra läget på vätskeringens (29) rotationsaxel (49) i förhållande till pumphjulets (26) rotationsaxel (5).

3. Pump enligt krav 2, kännetecknad av att den vrid- bara ringens (41) vridningsaxel (45) är excentrisk i förhållande till vätskeringens (29) rotationsaxel (49).

4. Pump enligt krav 3, kännetecknad av att den vrid- bara ringens (41) vridningsaxel (45) även är excentrisk i förhållande till pumphjulets (26) rotationsaxel (5).

5. Pump enligt krav 2, kännetecknad av att den sväng- bara ringens (52) svängningsaxel (54) är belägen utanför ringen (52) och nära dess periferi (55).

6. Pump enligt något av kraven 2-4, kännetecknad av att rörelsedonet innefattar en på ringens (41) utsida (44) anordnad kuggkrans (50) och en med kuggkransen (50) samverkande snäckskruv (48) eller kuggstång, som har en till pumphusets (24) utsida sig sträckande stång (51) för manuell eller automatisk påverkan av ringen (41) via nämnda stång (51).

7. Pump enligt något av kraven 2 och 5, kânnetecknad av att rörelsedonet innefattar en stång (59), som sträcker sig från ringen (52) till pumphusets (24) utsida, och som är ledbart förbunden med ringen (52) vid ett ställe, som är beläget på motsatt sida av ringen (52) i förhållande till ringens svängningsaxel (54).

8. Sätt att inställa kapaciteten hos en vakuumpump (23) som är inbyggd i en pump för pumpning av en suspen- sion av cellulosahaltigt fibermaterial, vilken vakuumpump (23) innefattar ett pumphus (24) med en kammare (25) och ,.J 10 15 20 25 30 11 467 982 ett däri roterande pumphjul (26) för evakuering av gas ur suspensionen via ett kanalsystem (20, 21, 22), vilken kammare (25) för erhållande av en sugverkan är excentrisk i förhållande till pumphjulet (26) och innehåller en med detta medroterande vätskering (29),kännetecknat av att vätskeringen (29) förflyttas i förhållande till vakuum- pumpens (23) pumphjul (26) medelst ett förflyttbart element (40), som påverkas från pumphusets (24) utsida av ett rörelsedon (48, 50, 51; 59) och som avgränsar nämnda vätskering (29) innehållande kammare (25), mellan ett första läge, i vilket vätskeringen (29) för maximal sugeffekt har maximal excentricitet i förhållande till vakuumpumpens (23) pumphjul (26), och ett andra läge, i vilket vätskeringen (29) för en sugeffekt av noll är koncentrisk med vakuumpumpens (23) pumphjul (26), för att inställa sugeffekten i huvudsak i beroende av den mängd gas som ansamlas i suspensionspumpen under varje enskilt driftsförhållande hos suspensionspumpen.

9. Sätt enligt krav 8, vid vilket pumpen för pumpning av suspensionen är installerad för att arbeta med ett varierande tryck vid inloppssidan, kännetecknat av att nämnda element (40) inställes i ett konstant läge i .beroende av den mängd gas som finns i suspensionen.

10. Sätt enligt krav 8, vid vilket pumpen för pumpning av suspensionen är installerad för att arbeta med ett varierande tryck vid inloppssidan, kännetecknat av att nämnda element (40) inställes i olika lägen i beroende av den mängd gas som ansamlas i suspensionspumpen vid varje enskilt tryckförhàllande vid inloppssidan. ll. Sätt enligt krav 8 eller 10, kännetecknat av att sugeffekten inställes automatiskt medelst reglerdon, som påverkar nämnda rörelsedon och som avkänner rådande suspensionsnivà vid eller rådande tryck på suspensions- pumpens inloppssida.