Устройство для перекачивания газовых суспензий, в частности волокнистых суспензий
Изобретение относится к устройству для перекачивания газосодержащих суспензий, в частности волокнистых суспензий. Устройство включает псевдоожижающий ротор (2) с одной или более лопастями (5), рабочее колесо насоса и напорный патрубок (7). Псевдоожижающий ротор (2) размещен во всасывающем патрубке (6) насоса (1) и имеет ступицу (3). Центр входного конца (4) псевдоожижающего ротора (2) выполнен полым, а лопасти (5) работают свободно, без взаимного усиления или взаимной связи. Отношение свободной длины (FI) псевдоожижающего ротора (2) к диаметру (Dr) псевдоожижающего ротора составляет от 0% до 75%. Благодаря этому может быть обеспечена необходимая устойчивость практически для всех областей применения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для перекачивания газосодержащих суспензий, в частности волокнистых суспензий, включающему псевдоожижающий ротор с одной или более лопастями, рабочее колесо насоса и напорный патрубок, причем псевдоожижающий ротор размещен во всасывающем патрубке насоса и имеет ступицу, центр входного конца псевдоожижающего ротора выполнен полым, а лопасти работают свободно, без взаимного усиления или взаимной связи.
Уровень техники
Известен ряд устройств для перекачивания газосодержащих суспензий. Так, в документе US 4971519 (Timperi) представлен насос с переднерасположенным псевдоожижающим ротором, при этом суспензия псевдоожижается таким образом, что, в основном, предотвращается попадание газа к всасывающему отверстию насоса. Далее, известны конструкции устройств согласно документам EP 0474476 и EP 0474478, в которых за рабочим колесом насоса размещено рабочее колесо вакуумного насоса для отсоса газа. Во всех этих вариантах, как и в варианте согласно документу EP 1147316, вследствие вращения в центре ротора создается зона, в которую выделяется газ. Газ, который должен быть выделен, представляет собой, в общем случае, воздух, однако в специальных применениях это может быть и другой газ. Все эти конструкции имеют тот недостаток, что для отвода газа требуется дополнительное устройство, расположенное либо непосредственно в насосе, либо отдельно от него. Далее, в документе DE 69924021Т2 представлен псевдоожижающий ротор с полостью в центре, то есть не имеющий центрального вала. В документе WO 2000/34663 также представлен центробежный насос. Здесь имеются дополнительные лопасти, по меньшей мере, на некоторых лопастях рабочего колеса. Однако отдельного псевдоожижающего ротора не предусмотрено.
В документах US 5039320 и US 5615997 представлены псевдоожижающие роторы, в которых лопасти для усиления соединены по наружному краю и, кроме того, имеется втулка подшипника. Поперечное сечение здесь сильно сужено, что очень легко может привести к засорению волокнами. В документах US 4637779 и US 5087171 представлены аппараты с насадными роторами, не достающими до всасывающего патрубка, при этом ступица доходит до конца всасывающего патрубка. Из-за этого нельзя ни отвести газ, ни произвести без дополнительных устройств отсос из насоса.
Настоящее изобретение устраняет вышеуказанные недостатки, благодаря чему отпадает необходимость использования дополнительного устройства при одновременном обеспечении устойчивости псевдоожижающего ротора.
Раскрытие изобретения
Таким образом, настоящее изобретение отличается тем, что отношение свободной длины FI (то есть длины без ступицы) псевдоожижающего ротора к диаметру Dr псевдоожижающего ротора составляет от 0% до 75%, предпочтительно от 10% до 20%. Этим достигается хорошая устойчивость и, одновременно, высокий кпд.
Одна из предпочтительных дальнейших разработок настоящего изобретения отличается тем, что псевдоожижающий ротор выступает за всасывающий патрубок насоса. Благодаря этому предназначенную к перекачке суспензию легче подать к всасывающему патрубку.
Один из удачных вариантов осуществления настоящего изобретения отличается тем, что псевдоожижающий ротор имеет широкие лопасти, благодаря чему достигается более 40% перекрытия сечения всасывающего патрубка, предпочтительно более 60%.
При расположении поверхностей лопастей на входном конце по существу перпендикулярно оси можно значительно снизить входные потери.
Предпочтительно, как оказалось, оснащать ротор четырьмя лопастями. При этом может быть достигнуто хорошее распределение сил.
Изобретение относится также к ротору насоса для перекачивания газосодержащих суспензий, в частности волокнистых суспензий, отличающемуся тем, что отношение свободной длины FI псевдоожижающего ротора к диаметру Dr псевдоожижающего ротора составляет от 0% до 75%, предпочтительно от 10% до 20%.
Особенно удачным оказался вариант осуществления, в котором псевдоожижающий ротор имеет широкие лопасти.
При расположении поверхностей лопастей на входном конце по существу перпендикулярно оси можно значительно снизить входные потери.
Предпочтительно, как оказалось, оснащать ротор четырьмя лопастями. При этом может быть достигнуто хорошее распределение сил.
Краткое описание графических материалов
Ниже настоящее изобретение описывается на примере со ссылкой на чертежи, на которых представлены:
на Фиг.1 - трехмерное изображение псевдоожижающего ротора согласно изобретению и рабочего колеса насоса,
на Фиг.2 - вид устройства согласно настоящему изобретению,
на Фиг.3 - вид сверху псевдоожижающего ротора.
Осуществление изобретения
На ФИГ.1 изображен насос 1 с псевдоожижающим ротором 2, имеющим ступицу 3. Поверхности лопастей 5 на входном конце 4 расположены перпендикулярно оси псевдоожижающего ротора 2. Это минимизирует гидравлические входные потери, благодаря чему повышается кпд насоса. Псевдоожижающий ротор 2 размещен во всасывающем патрубке 6 насоса 1, при этом псевдоожиженная суспензия, в частности волокнистая суспензия, прогоняется рабочим колесом к напорному патрубку 7. Псевдоожижающий ротор 2 выступает из всасывающего патрубка 6, например, в емкость, из которой должна перекачиваться суспензия, благодаря чему может быть облегчена подача суспензии к всасывающему патрубку 6. Ступица 3 псевдоожижающего ротора 2 крепится к валу 9 насоса винтом 8.
На ФИГ.2 изображен насос 1 с псевдоожижающим ротором 2 согласно изобретению. Здесь особенно хорошо видно, что центр входного конца 4 псевдоожижающего ротора 2 - полый, и лопасти 5 работают свободно, без взаимного усиления или взаимной связи. Этот полый конец имеет свободную длину FI от края до ступицы 3. Как оказалось, особенно предпочтительно, когда отношение свободной длины FI псевдоожижающего ротора к диаметру Dr псевдоожижающего ротора находится в пределах от 0% до 75%, предпочтительно составляет около 40%. Выяснилось, что в таком варианте осуществления псевдоожижающий ротор 2 очень устойчив и может использоваться практически при всех условиях применения.
На ФИГ.3 изображен псевдоожижающий ротор 2 согласно изобретению; очень хорошо видны четыре лопасти 5, которые сходятся к центрально расположенной ступице 3 и в процессе работы прогоняют суспензию, в частности волокнистую суспензию, к напорному патрубку 7. Лопасти 5 имеют при этом прочность, обеспечивающую надлежащую устойчивость.
Выбранный вариант осуществления, прежде всего, обеспечивает выделение на лопастях и отвод газа из газосодержащих суспензий, в частности волокнистых суспензий, благодаря чему можно обойтись без дорогого и увеличивающего издержки вакуумного насоса.
Настоящее изобретение не ограничивается приведенными примерами. Так, например, могут быть выбраны другие размеры, которые зависят от типоразмера и производительности наоса. Однако существенными являются принципиальная конструкция псевдоожижающего ротора и его размещение в корпусе насоса/всасывающем патрубке, благодаря которым псевдоожижающий ротор выдавливает выделенный газ из насоса, и каких-либо дополнительных устройств для создания вакуума уже не требуется.
1. Устройство для перекачивания газосодержащих суспензий, в частности волокнистых суспензий, включающее псевдоожижающий ротор (2) с одной или более лопастями (5), рабочее колесо насоса и напорный патрубок (7), причем псевдоожижающий ротор (2) размещен во всасывающем патрубке (6) насоса (1) и имеет ступицу (3), центр входного конца (4) псевдоожижающего ротора (2) выполнен полым, а лопасти (5) работают свободно, без взаимного усиления или взаимной связи, отличающееся тем, что отношение свободной длины (FI) псевдоожижающего ротора (2) к диаметру (Dr) псевдоожижающего ротора составляет от 0% до 75%.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отношение свободной длины (FI) псевдоожижающего ротора (2) к диаметру (Dr) псевдоожижающего ротора составляет от 10% до 20%.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что псевдоожижающий ротор (2) выступает за всасывающий патрубок (6) насоса (1).
4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что псевдоожижающий ротор (2) имеет широкие лопасти (5), обеспечивающие перекрытие более 40% сечения всасывающего патрубка, предпочтительно более 60%.
5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что поверхности лопастей (5) на входном конце (4) расположены по существу перпендикулярно оси.
6. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что псевдоожижающий ротор (2) имеет четыре лопасти (5).
7. Ротор насоса для перекачивания газосодержащих суспензий, в частности волокнистых суспензий, причем центр входного конца (4) псевдоожижающего ротора (2) выполнен полым, а лопасти (5) работают свободно, без взаимного усиления или взаимной связи, отличающийся тем, что отношение свободной длины (FI) псевдоожижающего ротора (2) к диаметру (Dr) псевдоожижающего ротора составляет от 0% до 75%.
8. Ротор по п.7, отличающийся тем, что отношение свободной длины (FI) псевдоожижающего ротора (2) к диаметру (Dr) псевдоожижающего ротора составляет от 10% до 20%.
9. Ротор по п.7 или 8, отличающийся тем, что поверхности лопастей (5) на входном конце (4) расположены по существу перпендикулярно оси.
10. Ротор по п.7 или 8, отличающийся тем, что псевдоожижающий ротор (2) имеет четыре лопасти (5).
