專利名稱：用于泵送物料的方法和設備以及與其結(jié)合使用的轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于泵送液體或各種乳濁液懸浮液的方法和裝置的改進。這種方法、裝置，以及與其結(jié)合使用的轉(zhuǎn)子特別適合于泵送中等濃度(8-20％)和高濃度(20％以上)的工業(yè)紙漿纖維懸浮液。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該方法、裝置以及與其結(jié)合使用的轉(zhuǎn)子適于泵送粘稠的和/或含有氣體的介質(zhì)。方法發(fā)明不但主要涉及到增強對液體或各種懸濁液的泵送作用，而且涉及到消除由于存在于或被吸收于所述介質(zhì)中的空氣或氣體所導致的缺陷的方法。特別是該裝置發(fā)明涉及到一種用于與一種離心泵結(jié)合使用的結(jié)構(gòu)，以便提高泵的入口壓力。
現(xiàn)有技術(shù)公開了大量離心泵，這些泵已經(jīng)和仍然用來在木材加工工業(yè)中泵送纖維懸浮液。最大的一類是離心泵，這些離心泵具有一種普通的基本結(jié)構(gòu)，其中具有一些無關(guān)緊要的改變以使之能夠泵送紙漿。舉例來說，這種類型的改變，例如可能述及將所謂的電感器安裝在實際葉輪之前以便于紙漿流向泵的實際葉輪。盡管人們做了很多的嘗試并改變了一些細小的結(jié)構(gòu)，所述類型的泵幾乎依然不能泵送濃度在6-8％以上的紙漿。這種缺陷的不僅在于紙漿中空氣含量會隨著濃度的增加而增加，由此聚集在葉輪中心的空氣或氣泡就會阻止紙漿通過葉輪，而且在于泵的吸入管道中的濃稠紙漿的較差的流動性能或從含有紙漿的空間進入泵的吸入管道。
在后來70年代進入市場的第二階段是一種稱之為MCtm的泵，這種泵的特征在于，在泵的進口處安裝有一個轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子以最通常的方式穿過吸入管道并在一定程度上伸進紙漿容器中，借助于大氣水腿或類似部件，位于纖維懸濁液的纖維之間轉(zhuǎn)子粘合劑通過將能量以剪切力場的方式注入到紙漿中而松弛，由此，流向泵的葉輪的紙漿的流動就變得容易了。這些泵的目的是為了使之能夠泵送濃度為8-15％的紙漿。據(jù)稱，這種泵主要的問題是處于所述濃度下的紙漿在泵的吸入管道中的流動性比較差，由于這種問題，那個時候的發(fā)明涉及到了一些使得紙漿在該本泵的吸入管道中流向葉輪的方法。例如在美國專利US4410377，US4435193以及US463779中描述了這類泵的各種實施例。所有所述的技術(shù)方案的特征在于，使得被泵送的紙漿流態(tài)化并將氣體(通常主要是空氣)從中去掉，這些空氣干擾紙漿的泵送并進而干擾其處理?！傲鲬B(tài)化”可以理解成將纖維懸濁液中的紙漿塊碎裂到一定程度的小塊以使得紙漿開始表現(xiàn)出一定的流體特性。盡管許多技術(shù)方案都采用了被彎扭到一定程度的葉片，流態(tài)化依然是通過位于泵的相對較長的吸入管道中的轉(zhuǎn)子葉片來實現(xiàn)的，其中葉片必需是沿著徑向平面和主軸線方向分布。在所有現(xiàn)有的涉及泵的技術(shù)方案中，氣體的分離是在離心力作用下進入位于葉輪前方的轉(zhuǎn)子中空部分而實現(xiàn)的，接著，氣體在許多情況下都是受到一種真空泵所產(chǎn)生的抽吸力而從中空部分中穿過葉輪背板上的開口而進一步被清除掉。所述的抽吸或真空泵(多數(shù)通常被稱為流體環(huán)泵)或者相對于與其自身的傳動裝置相連的實際離心泵分離布置，或與離心泵交替地與同一主軸相連。象后述情況的一些例子，在美國專利US5078573，US5114310，US5116198，US5151010，以及US5152633中都可能會提到。
關(guān)于現(xiàn)有的MCtm泵的結(jié)構(gòu)細節(jié)，在所有所述的公開文獻中可能會這樣敘述，轉(zhuǎn)子一定程度地伸進裝有紙漿的空間內(nèi)。這在美國專利US4637779中描述的最清楚，在該專利中，提到轉(zhuǎn)子要伸進罐中大約3英寸，即75毫米。該尺寸恰好是一個最大值，因為生產(chǎn)計劃主要包括泵，泵的轉(zhuǎn)子不會伸進吸入腔中如此之深。該最大尺寸據(jù)稱為吸入管道的直徑的0.5，該比例值實際上會隨著吸入管道的直徑的增加而減小。實際上，最小MCTM泵的直徑約為150毫米，這樣所述比例值則能滿足。由于吸入管道的直徑會進一步增大，所以轉(zhuǎn)子伸進紙漿腔室的實際長度實際上不會增加。
因為從實際上看，轉(zhuǎn)子伸進該腔室中的所述長度并不充足，所以美匡專利US4971519提出來保護一種技術(shù)方案，在該技術(shù)方案中，使流態(tài)化轉(zhuǎn)子伸進的長度至少達到泵吸入口的直徑那么長的程度。在所述專利所描述的實施例中，流態(tài)化轉(zhuǎn)子的末端設有葉片，該葉片將紙漿輸送到泵的吸入口，借助于該葉片，在吸入口附近的相對較大區(qū)域的移動紙漿就會受到作用而確保這些紙漿在該吸入口的附近不會很容易地彎成拱形。
由于在所述MCTM泵上獲得了大量的實踐經(jīng)驗，現(xiàn)在已經(jīng)認識到，盡管這些泵運轉(zhuǎn)相當良好且其濃度值已達到了15％，但其依然能得到進一步的發(fā)展。在開發(fā)MCTM泵的最初階段的主要消耗是，泵送濃稠紙漿的最大障礙是吸入管道和紙漿紙漿的摩擦，人們試圖通過使得吸入管道中的紙漿流態(tài)化而消除這種摩擦。第二個問題據(jù)稱是將紙漿從吸入腔或大氣水腿排到吸入管道中，因為濃稠紙漿會逐漸充滿由鋒利邊緣包圍的開口，即包括吸入開口。因此，有人決定將流態(tài)化轉(zhuǎn)子安裝成伸進所述腔室中一定長度，以便使得轉(zhuǎn)子將可能粘在開口邊緣上的纖維和纖維絮狀物撕扯掉，從而防止堵塞吸入口。然而，這些屬于一位離心泵設計者的老規(guī)則得到維持，按照這些規(guī)則，被泵送物料的流動在進入泵中時必需盡可能成為層流以便消除流動損失。在所述美國專利US4637779的第2欄第24-30行中仍可以找到這種敘述，它述及了一種現(xiàn)有裝置，該裝置在泵吸入口的前面和周圍形成一個“救生圈形”的紊流區(qū)域(即至少是局部流動的)，該區(qū)域恰好位于泵吸入口的邊緣附近。在所述美國公開文獻中，所述現(xiàn)象據(jù)稱會干擾泵送作用，遵循與泵結(jié)構(gòu)相關(guān)的規(guī)則，因此，伸進到MCTM泵的紙漿容腔或類似容腔中的轉(zhuǎn)子葉片的尖端受到彎扭后會給紙漿一個向吸入口方向作用的分力。在該公開文件中，所述方案的使用是基于給予向內(nèi)流動的紙漿一個壓力，該壓力有利于將葉輪前方的氣體清除掉。
所面臨的下一個問題是用MCTM泵泵送中等濃度的紙漿時人們所熟知的一個問題，即，即使泵和其轉(zhuǎn)子能夠以充足的功率處理吸入管道中的和來自于吸入管道的紙漿，在足夠高的濃度狀態(tài)下所存在的問題也是將紙漿從容腔或類似容腔送到吸入管道中。產(chǎn)生這種問題的原因不但在于在紙漿空間內(nèi)紙漿形成弧形，即在泵的吸入口的前方形成一個空的弧形空間，而且在于紙漿和所述空間的壁面之間存在摩擦，這種摩擦會阻礙紙漿向下流動。
所述美國專利US4971519試圖努力使這種泵向更好的方向發(fā)展，因為人們注意到，盡管紙漿在泵的前方不再形成弓形，但是泵的工作效率依然相當?shù)?。作為針對所述問題的技術(shù)方案，美國專利US4877368提供了一種泵的吸入結(jié)構(gòu)，其中流態(tài)化轉(zhuǎn)子的葉片的外側(cè)、泵的吸入管內(nèi)、或者在兩者中都安裝有一螺桿螺紋。所述螺紋的用途是在貼到旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子上后便主動地向離心泵的葉輪進給紙漿，并且在接觸到吸入管道的內(nèi)壁時被動地將在吸入管道中旋轉(zhuǎn)的紙漿流體導向葉輪。所述技術(shù)方案結(jié)構(gòu)比較復雜。在某些實施例中，它既需要沿著周向安裝流態(tài)化轉(zhuǎn)子葉片，又要在葉片上安裝螺紋。換句話說，以澆鑄方式生產(chǎn)轉(zhuǎn)子在實踐中幾乎是不可能的。
盡管如此，按照所述美國專利US4877368的技術(shù)方案的實驗已經(jīng)表明這種開發(fā)正向著一種正確的方向進行。但是所述方案除了生產(chǎn)起來結(jié)構(gòu)復雜和成本較高外，還具有一些缺點。由于安裝在流態(tài)化轉(zhuǎn)子上的螺紋的螺距是恒定的，經(jīng)證明，泵對體積流量或泵的旋轉(zhuǎn)速度的變化非常的敏感。而且，主要由于所述敏感性的原因，發(fā)現(xiàn)所述泵只能在相對較低的濃度下用來處理紙漿。實際上，紙漿濃度的上限大約為10％，該濃度對幾乎所有的MCTM泵的用途而言都太低了。由于所述的原因，以及其它原因，這種泵從來沒有有效地市場化。
下一代高濃度紙漿泵的出發(fā)點是為了采用這樣一種方式解決上述問題，該方法能夠通過鑄造生產(chǎn)出泵的葉輪，并且該泵將適于在各種旋轉(zhuǎn)速度下泵送各種體積的流體，且由所述泵泵送的紙漿的濃度將必需高于10％。在所進行的實驗中，采用了一種螺桿狀的流態(tài)化裝置，流態(tài)化裝置的螺距基本上沿著螺桿的整個長度變化。
當然，現(xiàn)有技術(shù)也公開了一些泵，其中位于泵葉輪前方或安裝于其上的螺紋也是變化的。這種類型的裝置被稱為導流裝置。
美國專利US4275988涉及到一種離心泵，在該泵葉輪的前方，安裝有一個螺桿狀的裝置。所述裝置由一主軸構(gòu)成，該主軸布置成葉輪軸轂的延伸部分，螺紋貼附在該主軸上。所述螺桿狀的裝置的目的是為了在采用高速泵或在泵的吸入水頭較低的情況下增加泵的吸入能力。從用途方面舉例來說，例如化學和石化工業(yè)。據(jù)認為，主要的問題是現(xiàn)有泵的較高的氣穴敏感性以及在吸入和有壓管道中較大的壓力波動。所述公開文獻中的出發(fā)點是，根據(jù)幾何相似原理，所述螺桿狀供給裝置的直徑和螺距必須以相同的比例變化。換句話說，由于螺桿的直徑翻倍時，其螺距也必須翻倍。該公開文獻提供了一些各種實施例來實現(xiàn)所述的最初需求。在該公開文本中所提出的技術(shù)方案其特征還在于，轉(zhuǎn)子的尺寸決不會與吸入管道相一致，但僅有轉(zhuǎn)子的直徑和螺距可以按照前面所述方式進行調(diào)節(jié)。結(jié)果，由于轉(zhuǎn)子直徑較小，轉(zhuǎn)子和吸入管道之間的距離相對較長。那樣就會對轉(zhuǎn)子的供料效果提出了疑問，特別是對于比較粘稠的物料，當轉(zhuǎn)子僅僅是在粘稠物料中開啟一個空腔而不迫使它流進吸入管道并從其中流進泵中時。
瑞士專利文獻CH606804也涉及到一種帶有螺桿狀進料元件的離心泵，該元件布置成葉輪的延伸部分。在這種情況下，該元件的螺紋被貼附在作為葉輪軸轂的延伸部分的主軸上。該文獻的不同的實施例提供了幾種結(jié)構(gòu)不同的進料元件。這些結(jié)構(gòu)都具有以下這些特征，即，它們完全位于泵吸入管道之內(nèi)，并且它們都在其自身和葉輪之間留有一段相對較長的自由區(qū)域，轉(zhuǎn)子或葉輪都沒有延伸到該區(qū)域。而且從該文獻中可以得出結(jié)論，泵的轉(zhuǎn)子和吸入管道之間的距離對所述裝置來說并非必不可少的，因為該文獻的圖5和圖7釋出了一個直徑明顯較小的轉(zhuǎn)子。除了那之外，該文獻的技術(shù)方案提出，轉(zhuǎn)子部件上可以設有帶兩個不同數(shù)量級螺距(圖6和7)的螺紋。該文獻主要集中在如何降低噪聲的方法上，這種噪聲是這些所謂的導流裝置造成的，特別是在部分泵加載的情況下。
為了表達出它的不同，采用一種連續(xù)的螺紋使介質(zhì)進給到離心泵的現(xiàn)有導流裝置的技術(shù)方案總是包括一根位于泵吸入管道的軸線上的主軸，該主軸自然地將吸入管道的中心封住。對于泵送一種含氣體的介質(zhì)或易于轉(zhuǎn)變成氣態(tài)(或蒸汽)狀的物料，這種方案不可能是最好的，因為現(xiàn)有的主軸妨礙了氣體或蒸汽有效地分離而進入液流的中心。因此，很清楚地表明，所述現(xiàn)有的泵從來沒有用來泵送含有氣態(tài)物料的液體，而僅僅是用來泵送液體本身。根據(jù)這種事實以及其它情況，很顯然，在現(xiàn)有技術(shù)中，在帶有這種封閉中心的封閉導流裝置的泵中，葉輪上沒有設置用于氣體溢出的開口。
本發(fā)明的裝置和方法的目的是為了解決所述的影響到現(xiàn)有技術(shù)的泵中的問題中的至少一部分。本發(fā)明的某些特點可說明如下在一優(yōu)選實施例中，流態(tài)化轉(zhuǎn)子上帶有一中心開口，用于分離氣體和/或蒸汽的分離裝置該裝置與轉(zhuǎn)子和/或葉輪相連，流態(tài)化轉(zhuǎn)子的葉片，該葉片的螺距在轉(zhuǎn)子的整個長度上基本上平緩地變化，以及位于轉(zhuǎn)子和吸入管道之間的暢通的縫隙。
本發(fā)明的方法和設備也適于泵送各種不同的液體。下面所例舉的介質(zhì)的例子是值得一提的含有氣體的紙漿(即木材加工工業(yè)中的纖維懸濁液)，特別是熱紙漿，過程濾液，木削，其它的易于氣化的具有纖維素的液體，糖和食品工業(yè)以及不同的熱液體。除此之外，本發(fā)明的方法和設備能夠泵送處于比以前高的溫度下的所述介質(zhì)。
本發(fā)明的借助于一種設備泵送含有氣體且粘稠物料的方法只要包括一殼體，位于該殼體中的吸入管道和排出管道，一含有至少一個或多個泵葉的葉輪，以及一個安裝在葉輪前端的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子還包括一個或多個葉片。在該方法中，使所述的物料通過所述吸入管道流進泵送裝置，并使所述的物料排到排出短導中，其特征在于，從葉輪的另一端看，在吸入管道的開始部分，使得紙漿的壓力上升以便將其輸送到該設備中。
本發(fā)明用于泵送含有氣體且/或粘稠的物料的裝置，它主要包括一殼體，位于該殼體中的吸入管道和排出管道，一含有至少一個或多個泵葉的葉輪，以及一個安裝在葉輪前端的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子還包括一個或多個葉片，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的葉片被彎扭成葉片的螺距沿著轉(zhuǎn)子的主要長度部分變化。
用于與一設備相連的本發(fā)明的轉(zhuǎn)子，該設備主要包括一殼體，位于該殼體中的吸入管道和排出管道，一含有至少一個或多個泵葉的葉輪，該泵葉主要用于泵送一種含有氣體和/或粘稠物料，該轉(zhuǎn)子包括一個或多個葉片，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的葉片被彎扭成葉片的螺距沿著轉(zhuǎn)子的主要成長部分變化。
本發(fā)明的方法和設備的其它特征公開在所附的權(quán)利要求書中。
下面參照附圖，對本發(fā)明的方法和裝置進行詳細的解釋，這些附圖為

圖1所示的為一種現(xiàn)有MC-泵的沿軸線所作的橫斷面圖。
圖2是相應于本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的離心泵沿軸線所作的橫斷面圖。
圖3是相應于本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的離心泵沿軸線所作的橫斷面圖。
圖4相應于本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例的離心泵沿軸線所作的橫斷面圖。
圖5相應于本發(fā)明的第四優(yōu)選實施例的離心泵沿軸線所作的橫斷面圖，以及圖6相應于本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例的離心泵沿軸線所作的橫斷面圖。
根據(jù)圖1所示，一種現(xiàn)有的離心泵包括，一個蝸殼10以及一泵體40。蝸殼10包括離心泵的吸入口12以及一個基本上沿切向的排出口(未示出)。蝸殼10將離心泵的半開式葉輪14包圍著，該葉輪包括一個所謂的背板16，位于吸入口12這一側(cè)固定在其表面上的泵葉18，所謂的前端面，以及一流態(tài)化轉(zhuǎn)子32；所述流態(tài)化轉(zhuǎn)子最好包括葉片34，該葉片從泵的軸線和吸入管壁開始伸出一定的距離，以及固定在背板16的背面上的背葉20。葉輪14的背板16上還沒有氣體排出口22。在這種結(jié)構(gòu)的實施方式中，在蝸殼10和安裝在泵體40內(nèi)的真空泵之間最好以可拆卸的方式安裝有一個泵的后壁24，如圖所示，該后壁在其自身和主軸之間留有一從葉輪伸出的圓柱臺肩，在該實施例中，一氣體清除管道26延伸以形成一環(huán)形腔室28，用于將氣體從離心泵的蝸殼導入真空泵中。參考前面所描述的泵，必需指出的是，所述泵僅僅是現(xiàn)有技術(shù)中的一個例子。它和本發(fā)明的泵之間的唯一的聯(lián)系是，在我們的發(fā)明中，我們提出了一種可以替換已描述的現(xiàn)有泵的轉(zhuǎn)子的新型泵。因此，也很清楚地表面，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子可以與任何種類的離心泵相連，無論是現(xiàn)有技術(shù)中的還是采用新方案的泵。
在圖2所示的實施例中，安裝在圖1所示的離心泵的蝸殼10中的半開式葉輪14也被替換成本發(fā)明的一種半開式葉輪50的優(yōu)選實施例，該葉輪除了轉(zhuǎn)子52之外在其它方面都和現(xiàn)有技術(shù)一致。因此，該圖中的實施例中，泵的葉輪包括一種具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的葉輪背板16，該背板在離心泵中絕不是必不可少的；安裝在其表面的泵葉18；以及穿出所述背板16伸向泵的吸入管道54的轉(zhuǎn)子52(轉(zhuǎn)子的附圖標記總體上用52標記，在不同附圖中的各個轉(zhuǎn)子通常采用數(shù)字521-526來標記)。而且，如果泵必需分離氣體的話，那么在葉輪50的背板16上必需設有氣體清除口，并且可能也要設置背葉。第二種方法必然就是安裝一個與轉(zhuǎn)子52相連的裝置用于氣體清除。這種方法可以這樣進行，即，在轉(zhuǎn)子的一些具有較低壓力的區(qū)域內(nèi)；在葉片的根部區(qū)域上，即沿著旋轉(zhuǎn)方向看與葉片的背面相連；或在轉(zhuǎn)子軸附近，安裝有一個氣體清除口，通過這些口，無論是采用真空供給裝置或是不采用這些裝置，氣體都會象從聯(lián)接安裝在葉輪50上的氣體清除裝置上清除的方式一樣而根據(jù)壓力狀況被清除掉。所述氣體清除口可以通過位于一轉(zhuǎn)子葉片中的流道和/或經(jīng)過轉(zhuǎn)子主軸的一流道進行進一步的引導。轉(zhuǎn)子52最好延伸到泵的吸入管道54的整個長度。然而，在許多使用中，例如象圖2的實施例，轉(zhuǎn)子521顯然從吸入管道54開始的伸出長度至少為吸入管道54的直徑的一半。在圖示的實施例中，葉片56(轉(zhuǎn)子葉片總體上用標記56來標引，各個技術(shù)方案中的轉(zhuǎn)子葉片分別用標記561-566標引)由三種螺紋構(gòu)成，螺紋的螺距從轉(zhuǎn)子的尖端部分向葉輪基本上平緩地變化。在圖示的實施例中，所述葉片561寬到它可以延伸到轉(zhuǎn)子521的軸，因此在轉(zhuǎn)子521的中心不會留下敞開的空間，但會迫使轉(zhuǎn)子521的葉片561的效果延伸到非?？拷D(zhuǎn)子521的中心的地方。在距離葉輪50最遠的葉片尖端部分處葉片56的螺距最小。
圖3所示的是本發(fā)明的泵的技術(shù)方案的第二優(yōu)選實施例，其與圖2中所示的那個非常相似。然而，兩者的區(qū)別在于，轉(zhuǎn)子522由三種葉片562構(gòu)成，該葉片基本上要比圖2中所示轉(zhuǎn)子的葉片要窄。在圖3所示的實施例中，葉片562采用象所謂的MC-泵中的現(xiàn)有轉(zhuǎn)子葉片的方式在其中間留有一中心開口。按照另外的實施例，在該實施例中和其它實施例中，轉(zhuǎn)子葉片在可使用部分是葉輪葉片的延伸。正如在圖2所示的實施例一樣，當該實施例中的轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)時，在可使用的條件下，可以將氣體分離出來，該氣體在某種可使用的程度上可以通過已結(jié)合前一附圖進行描述的方法被清除掉。因此，很顯然，轉(zhuǎn)子葉片不必必然地與圖2或3相應，但它們也可以沿著其長度一部分彼此接觸和沿著其長度方向彼此分開以便在轉(zhuǎn)子的中心留下一個敞開的空間。
圖4所示的是本發(fā)明的泵的技術(shù)方案的第三個實施例，它也與圖2所示實施例非常相似。與圖2不同的是，在該實施例中，轉(zhuǎn)子523不會沿縱向延伸到吸入管道54的外面，但轉(zhuǎn)子523會完全保持在吸入管道54的內(nèi)面。當然，除了在轉(zhuǎn)子中心彼此接觸之外，轉(zhuǎn)子葉片563也可以按照圖3那樣留下一個轉(zhuǎn)子中心開口。氣體分離裝置也可以采用前面描述過的方式布置。
依次，圖5所示的是本發(fā)明泵的技術(shù)方案的第四個優(yōu)選實施例，其明顯與前面所有的實施例不同。與前面所有實施例不同的是，其中轉(zhuǎn)子52直接或通過泵的葉輪50固定在泵的主軸上，轉(zhuǎn)子524設計成具有其自身的傳動鏈(未示出)。在該圖中的實施例中，轉(zhuǎn)子524的主軸與葉輪50的主軸一致。在該實施例中，轉(zhuǎn)子524的葉片根據(jù)用途和特定的目的可寬(如圖中所示)可窄。轉(zhuǎn)子524，盡管是獨立的，如果有必要的話，也可以按照先前的實施方式在適當?shù)牟糠智‘數(shù)卦O置氣體分離裝置。所述的轉(zhuǎn)子524(也可以稱之為供料裝置)可置于大氣水腿的底部或在肘管中，以便將介質(zhì)供輸送給泵。盡管圖中所示的轉(zhuǎn)子524延伸到了泵吸入管道的內(nèi)部，但用一種與泵分離的吸入管道來替換所述的吸入管道是完全有可能的。所述的轉(zhuǎn)子殼體也可以是與轉(zhuǎn)子一起從市場上買來的裝置的一個結(jié)構(gòu)部件，由此，按照優(yōu)選實施例，所述殼體為上側(cè)開口，在這種情況下，在殼體上安裝一個紙漿大氣水腿或類似部件也是可能的。
圖6所示的是本發(fā)明的泵方案的第五個實施例，其中，轉(zhuǎn)子525上配備有其自身的傳動鏈，而且還相對于葉輪50的軸線有一個角度。此外，需要根據(jù)圖釋的結(jié)構(gòu)指出的是，在圖6中，轉(zhuǎn)子525被殼體58包圍著。換句話說，圖6所示的技術(shù)方案是比較恰當?shù)?，因此，轉(zhuǎn)子的殼體58向上延伸而具有相同或不同的直徑，并與洗滌器的卸料螺旋一起形成一卸料裝置用于將紙漿從洗滌器中排出。當然，殼體58可以帶有泵吸入管道54的同一部件，或者至少安裝其上的部件。顯然，所述的裝置也可以置于許多其它的將紙漿通過一個直徑受到限制的空間排放到泵中的場合。在這些實施例中，轉(zhuǎn)子葉片可以彼此接觸，部分或始終彼此分離，由此，處于分離氣體的目的，這些泵就會在轉(zhuǎn)子上留有一中心開口。
轉(zhuǎn)子殼體本身，如果存在的話，可以為一種對稱管或漏斗，或者也可以是非對稱的。在末端安裝一個類似離心泵蝸殼的部件也是十分有可能的，借助于該部件，裝置的進料壓力會稍微增加一些。
在我們所進行的實驗中，我們已經(jīng)注意到，對于在實驗中所使用的紙漿，對于其所含氣體量以及其粘稠度，采用一種其螺距在開始階段為200mm而在葉輪附近則增加到3600mm的葉片，所得到的結(jié)果最好。相同的實驗也揭示出，螺距幾乎必需要一直增加到葉輪，盡管剛好在葉輪的前方，甚至單單純粹的生產(chǎn)技術(shù)就會產(chǎn)生這樣的需要，即準備為一部分轉(zhuǎn)子葉片留下轉(zhuǎn)子長度的10％以便自由成形。未詳細描述的參考時運行已經(jīng)顯示出，螺距在流態(tài)化裝置的長度上至少要增加五倍，最好是十倍。時運行也已經(jīng)表明，螺距的增加最好是平緩而連續(xù)的，但是螺距的變化至少不少于三個階段或更多從功能上而言也可以認為是可以接受的。
而且我們的實驗也顯示，轉(zhuǎn)子葉片與吸入管道壁之間的距離會從本質(zhì)上影響設備的運轉(zhuǎn)。因此，舉例而言，在木材加工工業(yè)的纖維懸浮液的情況下，根據(jù)紙漿的濃度和吸入管道的整個直徑的不同，葉片56與吸入管道壁之間的距離應該在5-50mm的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的設備起到了一個用于泵送木材加工工業(yè)中的纖維懸浮液的例子，以便轉(zhuǎn)子用其尖端部分非常有效地切掉紙漿容腔、大氣水腿或流體管道中的部分紙漿，并開始將紙漿傳送到泵的葉輪處。為了顯示出它的不同，借助于其尖端部分，轉(zhuǎn)子起到了一個獨立的螺桿泵的作用。與現(xiàn)有的所謂MC-泵不同的是，該轉(zhuǎn)子的唯一的目的是為了使得紙漿流態(tài)化，并且從轉(zhuǎn)子整個長度流向葉輪的紙漿會受的泵所產(chǎn)生的吸入力的影響。因此，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子借助于紙漿由于泵的葉輪而產(chǎn)生一個壓力。在本發(fā)明的設備中，在接近葉輪時，轉(zhuǎn)子的進料和壓力增加效果會變得不太重要，因為泵的葉輪所造成的吸入力和由轉(zhuǎn)子本身在紙漿中所產(chǎn)生的移動速度會使得紙漿流向泵。與此同時，在實際泵送狀態(tài)下，降低紙漿在吸入管道內(nèi)的移動速度也變得必不可少了，因此，氣體就可以從紙漿中分離到葉輪的中心。即使考慮到實際泵送是進料轉(zhuǎn)子會降低汽體分離的需要，盡管轉(zhuǎn)子的壓力增加效應會降低氣體從紙漿中分離出來的速度，但在多數(shù)情況下由于工藝技術(shù)的原因氣體從紙漿中分離都是比較理想的。因此，由于所述原因，就需要在泵的半開式葉輪的前方在轉(zhuǎn)子內(nèi)設置一個縱向區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)子葉片的螺距要非常大。所述區(qū)域起到了一個高效氣體分離器的作用，由此，分離到葉輪中心的氣體也易于通過葉輪的氣體清除口被排出到葉輪的背面的空間中，并且進一步通過與葉輪安裝在同一主軸上的流體環(huán)泵或獨立于泵而具有其自身的傳動鏈的流體環(huán)泵被清除掉。
除木材加工工業(yè)中的紙漿外，本發(fā)明的方法和設備用于泵送許多其它的介質(zhì)也非常地優(yōu)秀。一種比較好的用途是泵送接近于沸點的高溫液體。在這種情況下，當提高吸入管道中的液體的壓力并確保吸入管道中的壓力保持足夠的高度時，轉(zhuǎn)子能防止液體在泵中沸騰。采用那種方式，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子有利于在接近沸點的溫度下泵送液體。
如同前面所指出的那樣，本發(fā)明的方法和設備消除了現(xiàn)有設備和方法中的許多問題。而且，相對于以前的而言，本發(fā)明的設備多種用途中能簡單地實施泵送方案。從上面已經(jīng)說明的情況看，人們必需記住，盡管它僅僅提出了本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例，但決不是為了將本發(fā)明僅僅限制為所述的實施例。也就是說，盡管所有已描述的實施例都有一種帶有三個葉片的轉(zhuǎn)子，但是葉片的數(shù)量是可以根據(jù)情況不同而變化的，以致于葉片的最小數(shù)目可以是一個。還需要指出的是，詞語“含有氣體的”也應被理解為表示一種易于氣化和蒸發(fā)的介質(zhì)，例如在木材加工工業(yè)中的纖維懸浮液中的熱水或許多油液產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種借助于一種設備泵送一種含有氣體的粘稠物料的方法，該設備主要包括殼體(10)，位于殼體內(nèi)的吸入和排出管道(54，11)，一個包括至少一個或多個泵葉(18)的葉輪(50)，以及安裝在葉輪(50)前方的轉(zhuǎn)子(52)，該轉(zhuǎn)子還包括一個或多個葉片(56)，在該方法中，使得所述物料經(jīng)過所述吸入管道(54)流到泵送設備，將該物料從所述泵送設備排到排出管道(11)中，其特征在于，在吸入管道(54)的第一部分，從葉輪(50)的另一端部看，物料的壓力會增加以使紙漿進給到設備中，并且在吸入管道(54)的末端部分，在葉輪(50)的附近，該物料會受到離心力的作用而使得氣體從物料中分離出來。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在吸入管道(54)中，維持轉(zhuǎn)子(52)產(chǎn)生的壓力，借助于該壓力，防止物料在在吸入管道(54)中氣化。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在吸入管道(54)的最末部分，氣體從物料中分離出來。
4.一種泵送一種含有氣體的粘稠物料的設備，該設備主要包括殼體(10)，位于殼體內(nèi)的吸入和排出管道(54，11)，一個包括至少一個或多個泵葉(18)的葉輪(50)，以及安裝在葉輪(50)前方的轉(zhuǎn)子(52)，該轉(zhuǎn)子還包括一個或多個葉片(56)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(52)的葉片(56)被扭曲成其螺距會沿著轉(zhuǎn)子(52)的長度的主要部分產(chǎn)生變化并且在葉輪(50)的附近在轉(zhuǎn)子(52)內(nèi)設有一個氣體分離區(qū)域。
5.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，在所述的氣體分離區(qū)域中，轉(zhuǎn)子(50)的葉片(56)的螺距非常大，大到足以使紙漿在吸入管道中運動。
6.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，氣體分離區(qū)域與從所述區(qū)域分離氣體的裝置相連通。
7.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，所述一個或多個葉片(56)被扭曲成它們足以將所述物料輸送到葉輪(50)。
8.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，轉(zhuǎn)子(52)的一個或多個葉片(56)的所述螺距從轉(zhuǎn)子(52)的尖端部分開始向著葉輪(50)方向增大。
9.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(52)的一個或多個葉片(56)的所述螺距逐級增加。
10.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(52)的一個或多個葉片(56)的所述螺距是連續(xù)的。
11.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(52)的一個或多個葉片(56)的所述螺距是平滑連續(xù)的。
12.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(52)的一個或多個葉片(56)的所述螺距在轉(zhuǎn)子(52)一半以上的長度上變化。
13.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(52)的一個或多個葉片(56)的所述螺距在轉(zhuǎn)子(52)80％以上的長度上變化。
14.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(52)的一個或多個葉片(56)的所述螺距變化到至少五倍。
15.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(52)的一個或多個葉片(56)的所述螺距變化到至少十倍。
16.如權(quán)利要求4-15所述的設備，其特征在于，葉輪(50)設有一個背板(16)，并且氣體清除口位于所述背板中。
17.如權(quán)利要求4-15所述的設備，其特征在于，將一些氣體排出口設置成與轉(zhuǎn)子和/或其葉片和/或轉(zhuǎn)子的主軸相連通。
18.如權(quán)利要求16或17所述的設備，其特征在于，安裝有如一種液體環(huán)泵的氣體分離裝置，該裝置與氣體分離口有效地相連通。
19.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，轉(zhuǎn)子(52)的尖端伸出吸入管道(54)之外的長度至少為吸入管道(54)的直徑的一半，最好達到吸入管道(54)的直徑那么長。
20.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，轉(zhuǎn)子(521，523，524，525，526)的葉片(561，563，564，565，566)覆蓋轉(zhuǎn)子的中心。
21.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，轉(zhuǎn)子(521，523，524，525，526)的葉片(561，563，564，565，566)在轉(zhuǎn)子中心內(nèi)彼此接合。
22.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，轉(zhuǎn)子(522)的葉片(562)在轉(zhuǎn)子中心留有開口。
23.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，轉(zhuǎn)子(521，522，523)與葉輪(50)連接在同一主軸上，或者轉(zhuǎn)子(521，522，523)是葉輪(50)的一部分。
24.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，將轉(zhuǎn)子(524，525，526)布置成具有其自身與葉輪(50)分離的傳動裝置。
25.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，將轉(zhuǎn)子(525，526)布置成相對于葉輪(50)軸線具有一定的角度。
26.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，轉(zhuǎn)子(525)設有一殼體(58)。
27.如權(quán)利要求26所述的設備，其特征在于，該殼體(58)固定在吸入管道(54)端部。
28.如權(quán)利要求4所述的設備，其特征在于，轉(zhuǎn)子(526)自由地布置在位于設備上游的空間內(nèi)。
29.一種與一種設備結(jié)合使用的轉(zhuǎn)子，該設備主要包括殼體(10)，位于殼體內(nèi)的吸入和排出管道(54，11)，一個包括至少一個或多個泵葉(18)的葉輪(50)，該泵葉用于泵送一種粘稠的含有氣體的物料，該轉(zhuǎn)子(52)還包括一個或多個葉片(56)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(52)的葉片(56)被扭曲成其螺距會沿著轉(zhuǎn)子(52)的長度的主要部分產(chǎn)生變化，并且在葉輪(50)的附近在轉(zhuǎn)子(52)內(nèi)設有一個氣體分離區(qū)域。
30.如權(quán)利要求29所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述一個或多個葉片(56)被扭曲成能將所述的物料輸送到所述轉(zhuǎn)子(52)的另一端。
31.如權(quán)利要求29所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，轉(zhuǎn)子(52)一個或多個葉片(56)的所述螺距從轉(zhuǎn)子(52)的尖端部分開始向著所述轉(zhuǎn)子(52)另一端的方向增大。
32.如權(quán)利要求29所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(52)一個或多個葉片(56)的所述螺距在轉(zhuǎn)子(52)一半以上的長度上變化。
33.如權(quán)利要求29所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(52)一個或多個葉片(56)的所述螺距變化到至少五倍。
34.如權(quán)利要求29-33所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，將一些氣體排出口設置成與轉(zhuǎn)子和/或其葉片和/或轉(zhuǎn)子的主軸相連通。
35.如權(quán)利要求29所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，將轉(zhuǎn)子(524，525，526)設置成具有其自身與用以泵送物料的所述裝置的葉輪(50)分離的傳動裝置。
36.如權(quán)利要求29所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，轉(zhuǎn)子(525)設有一殼體(58)。
37.如權(quán)利要求29所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，轉(zhuǎn)子(521，522，523，524)至少沿其長度的一部分被用于泵送所述物料的所述設備的吸入管道(54)所包圍。
38.如權(quán)利要求36或47所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，在轉(zhuǎn)子(52)的端部布置有一個氣體分離區(qū)域，該區(qū)域靠近用于泵送所述物料的所述設備的葉輪(50)配置。
39.如權(quán)利要求29所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，轉(zhuǎn)子(521，522，523)和用于泵送所述物料的所述設備的葉輪(50)由一種和同一件制成。
40.如權(quán)利要求29所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述葉輪(50)設有氣體分離口，以便將氣體從轉(zhuǎn)子(521，522，523)的氣體分離區(qū)域中引導出去。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于泵送一種物料的設備和方法,以及用于所述設備中的轉(zhuǎn)子。特別地是,本發(fā)明的方法、設備以及轉(zhuǎn)子適于泵送木材加工工業(yè)中的粘稠的含有氣體的纖維懸浮液,在大多數(shù)情況下該氣體為空氣。本發(fā)明的方法、設備以及轉(zhuǎn)子的特征在于,所述的紙漿借助于轉(zhuǎn)子(522)所產(chǎn)生的離心力進行泵送,轉(zhuǎn)子的葉片(562)被扭曲成其螺距沿著轉(zhuǎn)子(522)的長度的主要部分產(chǎn)生變化。
文檔編號F04D29/18GK1335916SQ99815098
公開日2002年2月13日 申請日期1999年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月30日
發(fā)明者K·佩爾托寧, R·維薩拉, V·維克曼 申請人:蘇舍泵有限公司