Способ перекачки целлюлозы высокой консистенции центробежным насосом и устройство для его осуществления

.86,а И Вес исполь ствующ лозы в пробле ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Патент США М 35049кл. 415-11, опубл. 1980. Изобретение касается способа и устройства для перекачки целлюлозы высокой консистенции. Способ и устройство по этому изобретению особенно удобны для переработки суспенэии 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, такив как винтовые насосы или им подобныеустройства. Сейчас появилась тенденция к их замене иэ-за недостатков, которыми они обладают. Было намерение разработать центробежный насос, который обычнозуется для перекачки воды и соответих жидкостей, для перекачки целлюысокой консистенции. Одной иэ м, возникающих при попытках пере(54) СПОСОБ ПЕРЕКАЧКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ВЫСОКОЙ КОНСИСТЕНЦИИ ЦЕНТРОБЕЖНЬ М НАСОСОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 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. качки целлюлозы высокой консистенции - более 80 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 всасываю- ф щем отверстии, так называемый, подаватель (гд для перемещения целлюлозы в это отверстие О к крыльчатке насоса. Однако, на практике, 0)1 не представлялось возможным перекачи- а вать целлюлозу с консистенцией порядка 0 15. В третьем примере возможного вари- анта изобретения, так называемый разжижающий центробежный насос используется фф для перекачки целлюлозы высокой консистенции, в этом насосе раэжижающий ротор проходит во. всасывающее отверстие насаса, либо в некоторых случаях, проходит через него в колонну с массой. При помощиэтого типа разжижающего ротора, становится возможным достичь вышеуказаннойконсистенции 15 , что,.однако, не покрыва ет всех потребностей для целей подачи целлюлозы в целлюлозной и бумажнойпромышленности.Одной из вОзможностей является разжижение целлюлОзы до того, как она попадает в насос и увеличение частиц ее послевыхода из,насоса, как это предусмотрено вразличных устройствах по обработке целлюлозы в соответствии с достигнутым уровнем развития техники. Однако, этавышеописанная техника также обладает недостатками такими как необходимостьиметь дополнительные технические устройства потому, что до того, как целлюлоза попадает в насос, необходимо использоватьустройства подачи и смешивания целлюлозы, устройства, увеличивающие размер частиц ее, требуются после выхода целлюлозыиз насоса для того, чтобы вернуть ее к первоначальной консистенции, Другой недостаток заключается в повышенномпотреблении энергии, которая требуетсл дллувеличения размера частиц целлюлозы.Способ и устройство по данному изобретению дает возможность устранить илисвести к минимуму эти недостатки и проблемы и, таким образом, позволяют легко перекачивать целлюлозу с консистенцией более15 без применения разжижающих устройств или устройств, увеличивающих размер частиц целлюлозы. В соответствии сизобретением, жидкость отделяется черезповерхность фильтров от целлюлозы и откачивается, а отделенная жидкость ис, пользуется для разжижения целлюлозы,поступающей в насос,Этот способ, в соответствии с изобретением, отличается тем, что во время процессаперекачки, 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 устройствомнасоса соприкасается одна или более поверхностей фильтра, при помощи которыхжидкость отделлетсл от целлюлозы, для возврата жидкости в целлюлозу в такое местоиили таким образом, чтобы улучшить операцию перекачки, имеются трубопроводы.Другие особенности этого способа и устройства в соответствии с изобретением,описаны в сопутствующих пунктах формулыизобретения. Ниже приводится подробное описание изобретения с иллюстрацией примеров и со ссылкой на сопутствующие чертежи, где: на 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фиг, 1 представлен схематический вид разреза, иллюстрирующего устройство в соответствии с предпочтительным вариантом использования изобретения; на фиг. 2 а и 2 б 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, б - 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, б, 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 б, 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 фильтра 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, б, 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, 2 а и 2 б показан альтернативный вариант в соответствии с изобретением, который состоит из центробекного насоса 13, установленного непосредственно на стенке 14 колонны массы 15 таким образом, что здесь нет необходимости во всасывающем трубопроводе. В этом случае (фиг, 2 а), труба, образованная из поверхностей фильтра 1 б,проходит внутри колонны массы 15, внутри этой трубы установлено устройство, такое как разжижающий ротор 17, облегчающий подачу цел 18365185 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 люлозы, В этом случае, жидкость,отфильтрованная через поверхность фильтров, поступает непосредственно в колонну массы 15 и разбавляет целлюлозу эа пределами трубы 16, которая, таким образом, течет более легко в трубу 16, В соответствии с рис.2 а, разжижающий ротор 17 может выходить за пределы трубы 16 и, таким образом, облегчить проход целлюлозы в трубу 16. В модифицированном варианте рис, 2 б. 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, раэбавляется 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, покаэанной на рис. 5, путем подачи разжижаю щей жидкости при помощи сопел 24 на кромочную поверхность 25 целлюлозы и в колонну 26 или на целлюлозу и во всасывающую трубу, посредством чего., импульсы жидкости уменьшают трение и облегчают процесс разжижающей целлюлозы. Таким образом, консистенция поверхностного слоя целлюлозы меньше и целлюлоза течет легко, к примеру, вниз к стенке колонны массы: Если это необходимо, то раэжижающая жидкость может быть также подана в колонну массы в виде пульсирующего потока через сопла 27, как это показано на фиг.4, Соответственно, можно подавать разжижающую жидкость также и на дно колонны массы в виде пульсирующего или постоянного потока, посредством чего консистенция целлюлозы в донной части колонны массы уменьшается и откачивать насосом поток целлюлозы легче. Если раэжижающая жидкость подается в виде пульсирующего потока на дно колонны массы, то может быть имеется возможность создать небольшой эффект разжижения целлюлозы на дне, что еще больше облегчит подачу целлюлозы к всасывающему отверстию насоса,Аналогичным образом оазжижающая жидкость может также подаваться, как в варианте, 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, показанных на.фиг. 1,и возвращается через трубу 31 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 между целлюлозой и всасывающей трубой. В некоторых случаях можно успешно подавать разжижающую жидкость позади крыл ьчатки насоса, в некоторых насосах это делается, например, для целей удаления газов, в район задних лопастей, используемых для разбьвления целлюлозы, протекающей между лопастями с целью улучшения протекания целлюлозы от места позади крыльчатки до главного потока и для того, чтобы не заблокировать промежуток между крыльчаткой и задней стенкой насоса, Таким об-.разом, в соответствии с изобретением,становится возможным подавать отфильтрованную жидкость для растворения хлопьев 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 обГ: ной163 651 В 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 пита- тель применяется для подачи целлюлозы к насосу - таким как, так называемый, подаватель и ему подобные устройства, Нет также необходимости в том, чтобы поверхности фильтрования отфильтровывающие разбавляющую жидкость, были размещены там, где они размещены на 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 целлюлоза начинает перемещаться к насосу и до момента, кбгда она выходит из выходной трубы насоса, Таким же образом, термин "система удаления газов" обозначает ния, вызванного высотой столба целлюлозы и насосом, С другой стороны, если разжижающая жидкость берется из поверхности фильтра нэ стороне, где происходит часть насоса или дополнительные устройст 25 всэсывание, то насос может и понадобиться ва в совокупности с ним, которые используются для удаления газов из насоса. Формула изобретения 1. Способ перекачки целлюлозы высокой консистенции центробежным насосом, при котором ее разжижают жидкостью, о тлича ю щи йс я тем, что, с целью повышения эффективности процесса, в процессе перекачки от целлюлозы отфильтровывают жидкость, которую затЕм используют для 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 зто видно из вышеприведенного описания, здесь разработан совершенно процесса, отфильтрованную жидкость подают в целлюлозу в виде пульсирующего потока. 4. Устройство для перекачки целлюлозы высокой консистенции центробежным насосом, содержащее установленный в корпусе на приводном валу центробежный насос, имеющий всасывающее отверстие, выпускное отверстие и крыльчатку, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса, оно снабкено филь 50 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 трами и соединенной с корпусом насоса емкостью для разбавления целлюлозы жидприведены только лищь в качестве приме- костью, которые кинематически связаныров и никаких ненужных ограничений здесь между собой. 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 возмокность подводить ее в то ке время ко многим различным местам,Ни на одном из рисунков не показывается возвратное устройство для внутренней разжикающей жидкости, отфильтрованной из целлюлозы, поскольку такое устройство (а другими словами насос) не нужно, если поверхности фильтров размещены нэ стороне выхода в камере с давлением, так как зта жидкость течет сама вследствие дэвледля того, чтобы подавать жидкость в камеру с целлюлозой. Аналогичным образом насос может потребоваться при подаче разкижэющей 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 теплообменник на возвратной трубе с разбавляющей жидкостью, либо для отвода тепла от 5 10 15 20 30 35 40 разжижения целлюлозы, поступающей на перекачку, или в процессе ее перекачки.2, Способ по и, 1, о тл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения эффективности процесса, отфильтрованнуЮ жидкость подают для разжижения целлюлозы на лопасти центробекного насоса или в систему удаления газов,3, Способ по и. 1, о т л и ч а ю щи й ся тем, что, с целью повышения эффективности5. Устройство по п.4, отл ича ю щеес я тем, что фильтры смонтированы в корпусе,б. Устройство по и. 4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что фильтры расположены в емкости 5 для разбавления целлюлозы жидкостью перпендикулярно к всасывающему отвер. стию центробежного насоса.7, Устройство поп,4, от лича ю щеес я тем, что фильтры расположены в емкости для разбавления целлюлозы жидкостью над лопатками крыльчатки центробежного насоса,1836518 ЛГ О 9,о Составитель И, КарандееТехред М.Моргентал едактор А. Купряко ктор Л, Пилипенко Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 3012 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5