SE504976C2 - Fibermassasuspensionspump med inbyggd vakuumpump - Google Patents

Description

504 976 10 20 25 30 35 pumpskovlama från den inre delen av den främre pumpkammardelen mot den yttre delen av den bakre pumpkamrnardelen.

Vid en föredragen utföringsform innefattar navet framför det yttre partiet ett fi-ämre parti med växande diameter i riktning mot den sektion av navet som innefattar det yttre partiet, vilken sektion företrädesvis utgör en bakre sektion av navet. Ytterligare känne- tecken och aspekter på uppfinningen framgår av de efterföljande patentlcraven och av följande beskrivning av en föredragen utföringsform.

KORT FIGURBESKRIVNING I den följande beskrivningen av en föredragen utföringsforrn kommer att hänvisas till bifogade ritningsfigtirer, av vilka Fig. 1 visar en pump enligt uppfinningen i axiell sektion, varvid för uppfinningen oväsentliga detaljer har utelämnats, Fig. 2 visar ett i pumpen ingående löphjul i axiell sektion, Fig. 3 visar löphjulet i en vy III-HI i Fig. 2, Fig. 4 visar löphjulet i en vy IV-IV i Fig. 2, Fig. 5 visar löphjulet i en perspektivisk vy snett framifrån, Fig. 6 visar löphjulet i en perspektivisk vy snett bakifiån, och Fig. 7 illustrerar de huvudsakliga flödesvägama för massasuspensionen och för den avskilda gasen/lufien ipumpkammaren.

DETALJERAD BESKRIVNING Av BN UrFöRINGsFoRM Pumpens huvuddelar, Fig. 1, utgörs av ett pumphus 1 vars inloppsdel utgörs av en hylsa 2; ett löphjul 3; en pumpkammare 4, som via en snacka 5 övergår i ett radiellt utlopp 6; en ändvågg 7, som avgrânsar pumpkammaren 5 från en rotorenhet 8, som inrymmer en vakuumptnnp allmänt beteclmad 9; en drivaxel 10 för löphjulet 3 och för vakuumpumpen 9; en drivmotor symboliskt visad genom 11 för axeln 10, som sträcker sig genom ändväggen 7; och en lagerenhet 12 med rullager 13 och kullager 14, 15 ñr drivaxeln 10.

I inloppsdelen 2 finns ett cylindriskt inlopp 17 för den massasuspension som skall pumpas och som innehåller en viss mängd gas, normalt huvudsakligen luft. Mellan pump- kammaren 3 och vakuumpumpen 9 finns en eller flera passager 19 för nânmda gas/luft och ett utlopp, symboliskt visat genom siffran 20, för den avskilda gasen/luften.

Pumpen monteras normalt med rotationsaxehi 21 horisontell Ett stativ har betecknats 22. Andra detaljer som inte berör uppfinningen har inte visats i ritningsfigurema. 20 25 30 504 976 Pumpkammaren 4 kan inledas i en främre pumpkammardel 4A och en bakre del 4B.

Framåt begränsas pumpkammaren 4 av inloppsdelen 2, bakåt begränsas den av änd- väggen 7 och utåt av snäckan 5.

Det för uppfinningen speciellt utmärkande ligger i utformningen av löphjulet 3, mer bestämt utformningen av ett pumphjrrl 25, som ingår som en integrerad del av löphjulet och som skall beskrivas i detalj med hänvisning till Fig. 2-6.

Löphjulet 3 består av nänmda pumphjul 25 ipurnpkammaren 4 och en fluidiserande rotor 26 iinlopp sdelen 2, och utgörs av en genom gjutning integrerad enhet. Den fluidiserande rotom 26 är enligt utföringsformen av samma typ som enligt ovan nämnda SE 467 466/ US 5 039 320, och kommer därför inte här att närmare beskrivas utan hänvisas i stället till nämnda patentskriflzer.

Pumphjulet 25 är i likhet med motsvarande pumphjril som beskrivs i SE 467 466/ US 5 039 320 av radiallrjrrlstyp och innefattar ett nav 27, en skiljevägg 28 mellan främre och bakre pumpkammardelama 4A och 4B och ett flertal med sina sidokanter 29 mot inlopp sdelen 2 vända främre skovlar 30 och ett flertal med sina sidokanter 31 mot ändväggen 7 vända bakre skovlar 32, vilka fi-ämre och bakre skovlar 30, 32 är fast förbundna med skiljeväggen 28 och löper i den främre pumpkammardelen 4A respektive i den bakre pumpkammardelen 4B. Skovlama 30, 32 är på i och för sig känt sätt böjda bakåt mot pumphjrilets 25 rotationsriktnirrg, såsom fi-amgår av figurema 3-6. De främre skovlama 30 har enligt utföringsformen en större axiell utsträckning än de bakre skovlama 32 och bestämmer väsentligen pumpens kapacitet. I gengäld har de bakre skovlama 32 på i och för sig känt sätt en större radiell utsträckning för att ge önskat tryck enligt principer som är i och för sig kända vid så kallade MC-prmrpar. De främre skovlama 30 anligger med sina fiämre kanter 29 i det närmaste mot inloppsdelen 2 och de bakre skovlama 32 anligger med sina kanter 31 i det närmaste mot ändväggen 7, vilket medverkar till att ge pumpen önskad hög verkningsgrad. Respektive främre och bakre skovlar 30, 32 ivarje skovelpar ligger på i och för sig känt sätt i sammanfallande krökta plan, parallella med rotationsaxehr, och varannan av de främre skovlama utgör integrerade fortsättningar på de framförliggande rotorvingama. Ett övergångsparti mellan de främre och bakre skovlama har beteclmats 33.

Navet 27 består av ett främre koniskt parti 35 och ett bakre kragformat parti 36. Det främre koniska partiet 35 utgör navets 27 huvuddel och har mer bestämt formen av en rät styrnpad kon med 90° konspetsvinkel, vilket innebär att konens generatris hrtar i en 504 976 20 25 30 vinkel a=45° mot rotationsaxehr 21. Även det kragformade partiet 36 har formen av en rät stympad kon med spetsen riktad framåt, men konspetsvinkehr är mycket större än konvinkeln på det främre partiet 35; enligt utföringsformen 150°, vilket innebär att det kragformade partiets 36 framsida 37, eller mer bestämt dess generatris, bildar en vinkel b=15° mot ett mot rotationsaxeln 21 vinkelrätt radialplan. Enligt utföringsformen har det kragfonniga partiet 36 en axiell utsträckning som motsvarar endast ca en tredjedel av den axiella utsträckningen hos navets fiämre koniska parti 35. Navet 27 avslutas med ett cylindriskt parti 39 som sträcker sig fram mot och in i genomföringsöppningen i ändväggen 7. Varannan av de bakre skovlama 32 är med sina inre ändar förenade med nämnda cylindriska parti 39. Mellan övriga bakre skovlar 32 och det cylindriska partiet finns i en spalt 34, Fig. 1.

Slciljeväggen 28, som utgör skiljevägg mellan pumpkammarens 4 främre och bakre delar 4A och 4B, är enligt uppfinningen ringformad och uppvisar en plan fiamsida 40. Mer bestämt består den av en inre del 41, med konisk, lutande baksida 42 och en yttre del 43 med plan baksida 44. Den inre delen 41 sträcker sig från en inre nmtomgående kant 45 framför navets kragformade parti 36 och något utanför övergången 46 mellan navets främre del 35 och kragformade partiet 36 ut till skiljeväggens 28 yttre nmtomgående kant 47 som också ligger fiamför navets kragformade parti 36 och utanför detta. Den bakre väggens 42 lutningsvinkel mot radialplanet uppgår enligt utföringsformen till c=l2°.

I denna text definieras de främre skovlarna 30 som de partier av de förenade skovlama 30/32, vilka sträcker sig från den främre kanten 29 till det radialplan som sammanfaller med skiljeväggens 28 plana framsida 40. De bakre skovlarna 32 definieras som de partier av de förenade skovlarna 30/32, vilka sträcker sig fi-än det radialplan som sammanfaller med skiljeväggens plana baksida 44 till den bakre skovelkanten 31, och övergångspartiet 33 mellan de fiämre och bakre skovlama definieras som det område som i ardell riktning begränsas av navet 27 och slciljeväggens 28 insida och av de båda radialplan som sammanfaller med skiljeväggens plana sidor 40, 44.

Navets kragformade parti 36 kan beskrivas sålunda att det i ett axiellt snitt har formen av en utåt avsmalnande lcil, medan skiljeväggens 28 inre del 41 på motsvarande sätt kan sägas ha formen av en inåt avsmalnande kil Dessa kilformade partier - flänsformade partiet 36 och skiljeväggens 28 inre del 41 - är vidare så orienterade att de i radiell led huvudsakligen överlappar varandra. Härigenom bildas ett antal kanaler 50, Fig. 1, Fig. 5, Fig. 6, mellan den fiâmre pumpkammardelen 4A och den bakre pumpkammardelen SB, 10 20 25 30 35 504 976 vilka kanaler 50 sträcker sig ihuvudsakligen radiell riktning från den fiänrre pump- kammardelens 4A inre del mot den bakre pumpkammardelens 4B yttre del. Dessa kanaler 50 vidgar sig svagt utåt och begränsas framåt av den lutande väggen 42 på slciljeväggen 28 och bakåt av den lutande väggen 37 på navets kragformiga parti 36 och från varandra begränsas närliggande kanaler 50 av övergångspartierna 33 mellan de främre och balce skovlama 30, 32 och av de avgränsade partier av de fiâmre, respektive balne skovlarna 30, 32. Dessa kanalers 50 medellumingsvinkel d, dvs lutningsvinkehr hos kanalemas mittlinje 51, mot radialplanet uppgår enligt utföringsformerr till 13,5°.

Skiljeväggen 28 är vidare försedd med ett antal i axiell riktning genomgående hål 53 - enligt utföringsformen sex stycken; lika många som antalet främre och bakre pump- skovlar 30, 32 - iradiell riktning ovala hål 53. Hålen 53 är ovala och har i radiell riktning en utsträckning från en punkt något innanför övergången 46 mellan navets främre koniska parti 27 och kragformade parti 36 fram till något innanför det kragformiga partiets nmtomgående omkretslinje och år placerade bakom de bakre pumpskovlarna 32 sett i pumphjulets rotationsriktrring.

Den sålunda beskrivna pumpen är avsedd att pumpa fibersuspensioner med medelhög fiberkoncentration, normalt ca 8-10%, som inte kan pumpas med konventionella pumpar.

För att den genom inloppet 17 inströmmande suspensionen skall bli pumpbar måste den först fluidiseras, vilket sker på i och för sig känt sätt med hjälp av rotorn 26. Med hjälp av pumpskovlarna 30, 32 på det roterande pumphjrrlet 25 shmgas den fluidiserande suspensionen ut i snäckan 5 och vidare ut genom det radiella utloppet 6. Huvudflödet A drivs ut genom den främre pumpkammardelen 4A av de främre pumpskovlarna 30 och ett delflöde B strömmar genom kanalema 50 ut i den yttre delen av den bakre pump- kammardelen 4B, där de bakre pumpskovlarna 32 genererar önskat pumptryck Massa- suspensionens flödesriktning sett i axiella snitt genom pumpen blir alltså helt över- vägande radiell, medan den axiella rörelsekomposanten blir förhållandevis liten i området för pumpkammaren 4. Suspensionens i axiell riktning utövade krafi på pumphjulet 3 blir i motsvarande grad liten, vilket i sin tur innebär förhållandevis små påfrestningar i axiell led på axellagren. Därför kan kullagren 14, 15 utgöras av t. ex. vinkelkontaktlager, som tillåter mycket små axiella och radiella spel, vilket från konstruktionssynpunkt är en väsentlig fördel. Givetvis är uppfinningen emellertid inte begränsad till användningen av sådana lager, men det är en fördel att uppfinningen ger konstruktören fiiare händer vid val av lager än vid t. ex. den pump som beskrivs i nänmda SE 467 466/U S 5 039 320. Även de genomgående hålen 53 i skiljeväggen 28 bakom pumpskovlama medverkar i den axiella balanserirrgen av pumphjulet 25. På baksidan av navet 27, bakom de bakre 504 976 10 pumpskovlama 32 bildas vid, i avsaknad av nämnda hål 53, undertryck som avlastas av hålen 53. Genom pumphjrrlets 25 utformning uppnås även en mycket god avskiljning av den luft, ånga eller annan gas som finns i suspensionen. Denna gas avskiljs och ansamlas företrädesvis i centrrnn framför pumphjulet 25, varifiån den, visad genom C, strömmar utmed navets fiämre koniska del 35, vidare genom kanalerna 50 intill den frärnre ytan 37 på det kragfonnade partiet 36, nmt detta parti och inåt mellan det kragformade partiets 36 baksida och ändväggen 7 mot navets cylindriska del 39, varifrån gasen sugs in genom öppningen/öppningarna 19 i ändväggen 7 av vakurrniprrmpen 9 för att slutligen drivas ut genom utblåsningsöppningen 20. En del gas strömmar även genom öppningama 53 i det kragformade partiet 36 för att förena sig med den gas som passerar nmt det lflagformade partiets yttre nmtomgående kant.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 504 976 PATENTKRAV

1. Pump för fibermassasuspension med medel för att avskilja gas ur suspensionen, innefattande ett pumphus med en pumphuskammare (4) med ett axiellt inlopp ( 17) och ett radiellt utlopp (6) för suspensionen samt ett gasutlopp (19); ipumpkammardelen ett pumphjul (3) med ett nav (27), på navet fiämre pumpskovlar (30) i en fiämre, mot inloppet vänd pumpkammardel (4A), bakre pumpskovlar (3 2) i en bakre pumpkammar- del (4B) och en ringformad skiljevägg (28) mellan de främre och bakre pumpkammar- delarna, vilken skiljevägg är förenad med navet; och en drivaxel (10) för pimrphjulet vilken sträcker sig genom en ändvägg (7) på pumphuset, samt lagerorgan (13, 14, 15) för drivaxeln, k änn et e c kn a d av attnavet uppvisarett yttreparti(36) som sträcker sig huvudsakligen radiellt utåt i den bakre pumpkammardelen, att den ringformade skiljeväggen är anordnad ett stycke framför nämnda yttre navparti, att skiljeväggens inre diameter är mindre än det yttre navpartiets yttre diameter, så att skiljeväggens och det yttre navpartiets radiella utsträckningar åtminstone delvis över- lappar varandra i radiell led, och att kanaler (50) sträcker sig med ett parti övervägande radiellt mellan baksidan (42) på skiljeväggen (28) och framsidan (3 7) på det yttre navpartiet (36) från den inre delen av den främre p1m1pkammardelen(4A) mot den yttre delen av den bakre pumpkammardelen (4B).

2. Pump enligt lcrav 1, k änn et e ckna d av attnär1iggandekanaler(50) är avgränsade från varandra genom någon av nämnda främre eller bakre pumpskovlar och/eller av övergångspartier (54) mellan nämnda fiämre och bakre prmlpskovlar.

3. Pump enligtlcrav 1 eller2,kännetecknad av attnavetframíördetyttrepartiet (36) innefattar ett fiänire parti (35) med växande diameter i riktning mot det yttre partiet.

4. Pump enligt något av kraven 1-3, k ä n n et e c k n a d av att det yttre partiet utgörs av ett sig huvudsakligen radiellt sträckande kragformigt parti (32).

5. Pump enligt något av kraven 3-4, k ä nn et e c kn a d av att medellutningsvinkeln mellan det fiämre partiets generatris och rotationsaxeln (21) är väsentligt mindre än motsvarande medellumingsvinkel hos det kragformade partiets framsida. 'so4 976

6. Puxnpenligtkravikånnetecknad av attdetfrämrepartiet(35)haren väsentligt längre axiell längd än det kragformade parfiet (36), företrädesvis 2-5 gånger så lång. 5

7. Pumpenligtkrav5 elleró, känneteckna d av att detfrämrepartietharen medellutningsvinkel mot rotationsaxeln, som uppgår till mellan 30 och 60°, företrädesvis till mellan 35 och 55°, lämpligen till mellan 40 och 59°, och att det kragformade partiets framsida har en medellutningsvinkel mot rotationsaxeln som uppgår till mellan 70 och 90°, företrädesvis mellan 65 och 85°, lämpligen mellan 70 och 80°.

8. enligtlcrav 7, känn et e c kn a d av attkanalemasmedellutningsvinkelmot radialplanet uppgår till mellan 5 och 30°, företrädesvis max 20° och lämpligen mellan 8 och l7°. 15

9. Pump enligtnågot avkraven 1-8,kännete cknad av attnämndayttrepartipå navet är försett med genomgående hål (53) bakom pumpskovlama sett ipmnphjiilets rotationsriktning.