中高浓浆泵.docx

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1、中高浓泵前言：随着造纸工业的发展, 实现制浆造纸过程的中、高浓度化, 首先要解决的是浆料输送的关键设备浓浆泵。浓浆泵一般用来输送浓度为 8%20%的浆料，是近代制浆造纸工业采用高浓漂白、高浓精炼等新工艺而产生的一种新型浆泵。高浓浆泵目前主要用于多段漂白 系统中的高浓升流塔及降流塔，如我国开ft屯人厂与柳江厂就是这样。目前国外资料表明： 漂白工艺愈来愈向高浓与连续方向发展，如连续养漂白工艺中的纸浆浓度高达 25%，反应器内的压力大 10 公斤/cm2，这就对高浓浆泵提出更高的要求。其次，高浓浆泵还广泛用于高浓浆料的贮存及输送系统。事物是不断发展的，随着高浓工艺的不断发展，如高浓打浆， 高得率化学

2、机械浆生产和高浓粗浆的输送，特别是草浆等的高浓输送，都需要我进一步讨论。泵的定义泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体， 使液体能量增加。泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等， 也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。广义上的泵是输送流体或使其增压的机械，包括某些输送气体的机械。泵把原动机的机械能或其他能源的能量传给液体，使 液体的能量增加泵的分类按工作原理可分为：1. 动力式泵，又叫叶轮式泵或叶片式泵，依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，把能量连续地传递给液体，使液体的动能（为主）和压力能增加，随后通过压出室将动能转换为压力

3、能。 根据泵的叶轮和流道结构特点的不同可分为：离心泵、轴流泵、混流泵、旋涡泵。2. 容积式泵，依靠包容液体的密封工作空间容积的周期性变化，把能量周期性地传递给液体，使液体的压力增加至将液体强行排出，根据工作元件的运动形式又可分为往复泵和回转泵。3. 喷射式泵： 是靠工作流体产生的高速射流引射流体，然后再通过动量交换而使被引射流体的能量增加。4. 其他类型的泵，以其他形式传递能量。如射流泵依靠高速喷射的工作流体将需输送的流体吸入泵后混合，进行动量交换以传递能量；水锤泵利用制动时流动中的部分水被升到一定高度传递能量 ；电磁泵是使通电的液态金属在电磁力作用下产生流动而实现输送。按泵轴位置分为:立式泵

4、卧式泵 按吸口数目分为:单吸泵 (single suction pump)、双吸泵(double suction pump)。 按驱动泵的原动机来分:电动泵、汽轮机泵、柴油机泵。泵的结构：不同的泵结构上还是有区别的，下面一离心式纸浆中浓泵为例简述泵的主要结构。离心 式纸浆泵作为一种主要的浆料输送装置，在纸浆造纸厂中受到极大的关注。随着水资源紧缺 以及环境要求的提高，中浓技术仪器高效低耗的优点日益受到人们的关注，而中浓技术的关 键设备中浓泵的性能改进及新产品的研发成为人们关注的焦点。纸浆的流动是一种气、液、固三级流动，流动机理复杂，影响流动因素很多，如浆料的种类、浓度、打浆度、温度和纤维形态都对

5、浆料的流动产生影响，关于纸浆的流动机理至今还是没有透彻掌握，目前国内对纸浆泵的流动特点加以修正并通过实验加以验证。离心泵主要由叶轮、轴、泵壳、轴封及密封环等组成。离心泵的主要零部件(1) 泵壳泵壳有轴向剖分式和径向剖分式两种。大多数单级泵的壳体都是蜗壳式的， 多级泵径向剖分壳体一般为环形壳体或圆形壳体。一般蜗壳式泵壳内腔呈螺旋型液道，用 以收集从叶轮中甩出的液体，并引向扩散管至泵出口。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。(2) 叶轮叶轮是唯一的作功部件，泵通过叶轮对液体作功。叶轮型式有闭式、开式、半开式三种。闭式叶轮由叶片、前盖板、后盖板组成。半开式叶轮由叶片和后盖板组成。

6、开式叶轮只有叶片，无前后盖板。闭式叶轮效率较高，开式叶轮效率较低。(3) 密封环密封环的作用是防止泵的内泄漏和外泄漏，由耐磨材料制成的密封环，镶 于叶轮前后盖板和泵壳上，磨损后可以更换。(4) 轴和轴承泵轴一端固定叶轮，一端装联轴器。根据泵的大小，轴承可选用滚动轴承和滑动轴承。(5) 轴封轴封一般有机械密封和填料密封两种。一般泵均设计成既能装填料密封，又 能装机械密封中浓浆泵的工作原理离心泵，叶轮安装在泵壳内，并紧固在泵轴上，泵轴由电机直接带动。泵壳中央有一液 体吸入与吸入管连接。液体经底阀和吸入管进入泵内。泵壳上的液体排出口与排出管连接。在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，启动后，叶

7、轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。高浓浆泵是种转子式的容积泵。浆料从上面自由落人该泵的喂料螺旋中, 并被送至装置在平行轴上的两个转子的叶片间的空间, 然后像齿轮泵一样地将浆料送出去。两个转子的一端由一对齿数为 1:1

8、 的哟齿轮联结起来, 使两转子作角速度为 1：1 的相对运动, 一个转子的叶片尖部与另一转子的凹槽, 在理论上作等间隙的“ 共扼” 啮合。由于输送浆料本身矛盾的特殊性, 使高侬浆泵比之一般的转子式容积泵又有其特点。最大的特点是其啮合关系在空间必须是理论上的“线”（叶尖），与“面”（凹槽）的啮合, 如果是一般的面与面的啮合,如罗茨泵、齿轮泵等，则浆料会楔人啮合面中使之无法正常运转, 这是设计这种泵的啮合形式的基本出发点。目前, 根据我们所收集的资料, 国内外纯粹用来输送浆料的高浓浆泵, 不管转子的状如何复杂多样, 在任一横截面上的基本啮合关系可以简化为已知叶片尺寸, 求与之啮合的凹槽尺寸。高浓浆

9、泵制造工艺的核心问题是转子的加工 , 而加工转子的关键问题是摆线凹槽的加工方法。对于有能力制造成型盘状,或指状 铣刀的工厂, 一般情况下可以用成型铣刀加工, 这加工方法的主要缺点是成型铣刀不易制造, 一般小厂或纸厂的维修车间是有困难的。这里我们主要是介绍一个简易可行的办法 利用范成法加工摆线凹槽, 这一方法对于只要有插床或牛头刨床的工厂即可加工出合格的摆线凹槽。利用范成原理加工转子的摆线凹槽可作如下形象的理解。设两个转子作无间隙的共扼啮合, 如果把一个转子正在啮合中的叶片当作刀具, 另一个转子当作工件, 则可范成出理想的摆线凹槽。但在实际加工中, 应把这种相对关系加以转化, 我们把刀具刃口形状

10、磨成和叶片横截面一样, 当它作切削运动,刨或插.时,其空间留下的轨迹就相当于整个叶片。一般,刀具只作往复的切削运动, 为了实现刀具,叶片.与工件,凹槽. 类似于二个转子工作时所作的 1:1 的纯滚动, 我们将二者的相对运动全部转化到工件上, 即工件作行星运动太阳齿轮与行星齿轮和泵上的一对齿轮具有相同的节圆直径, 工件固结在行星齿轮上, 而太阳齿轮则是不动的, 这就实现了前面所说的转化。应该指出, 齿轮齿数的选取应使得一个齿轮的齿数是一个转子叶片数的整数倍, 这样便于分度。中高浓浆泵的应用中高浓泵是化工生产部门用来输送水、油类、化工原料及成品的主要动力设备，众所周知，离心叶式泵是应用最为广泛的一

11、种泵，近年来，随着石油，化工，轻工，食品，机械， 冶金，能源与交通部门的迅速发展，要求泵送介质的种类越来越多。从常温低粘度单相液体 介质如水，酒精，汽油到高温高粘度多想介质如化工输送润滑油，脂，原油，渣油，沥青， 油墨等。下面以中高浓泵在氧脱木素生产为例讲解下中高浓泵的实际应用：（1）中浓输送系统浆料在浓度增大至 6% 以上时, 浆料由悬浮液状态转变为拟塑性流态而形成较高强度的网络包和体, 在该包和体中纤维与纤维之间交织紧密, 散失流体特性, 在相互移动时表现出较大的内摩擦力; 当给纤维施以一定能量形成湍流且又有良好的流动特性, 是研究和设计中浓输送的依据。中浓输送系统主要由以下部分组成: 立

12、管、调质器、中浓浆泵、除气装置及 PID 控制系统, 如图 2 所示。.立管氧脱木素中浓输送流程图（1.1） 立 管缓冲、调节稳定浆料流量, 配置料位显示控制系中浓浆泵在氧脱木素生产中的应用统LIC。根据料位开、停中浓浆泵和通过PID 调节中浓浆泵P1 转速或放浆阀 V1 开度以稳定中输送系统, 保持氧脱木素反应压力、温度及浆料流量的恒定, 达到稳定高效的氧脱木素率。（1. 2） 中浓浆泵P1中浓输送系统的关键设备, 有调质器与泵叶片一体或分离两种形式, 选型时扬程和流量应在中浓泵设计工作曲线的 95%以上, 正常负荷时中浓泵工作频率在 55 60Hz 间调节, 或放阀 V1 在 85% 95

13、%开度调控。（1. 3） 除气装置包括真空泵 P2、真空控制阀 V3 和密封水监测器。调质器 P3 转子高速运转带动浆料旋转形成旋涡, 产生的离心力使气体从浆料中分离并聚集在转子的中央 , 然后被真空泵抽出。若浆料旋涡中聚集的空气不被抽走或抽走不完全 , 就会在中浓浆泵叶片周围充满空气, 即出现! 气缚.现象, 浆料不能被抽走或抽走不完全。真空度大小直接影响浆料的输送, 真空度太小不能将浆料旋涡中的空气完全抽走 ; 真空度太大则抽走浆料旋涡中空气的同时会带出少量碎浆, 造成真空泵部件磨损, 严重时堵塞管至停机; 不同浆种、不同浓度的纸浆含有不同的空气量, 现场调节手动球阀V3 达合适的真空度。真空泵P2 转子高速旋转易发热, 在无密封水冷却时运转 5min 部件将被烧坏, 系统设置密封水流量监测控制器 FSAL, 无冷却水时报警或停机。总之，中高浓泵在制浆造纸工业的广泛应用，把除气装置和泵体分开，可以达到非常理想的效果。通过控制推进器的转数，可以大大节能。纸浆在输送过程中，不再需要高强度的控制阀门。参考文献程奇峰 陈克复 杨人党 李军离心式中浓输送泵的研究中国造纸程荣中高浓泵在氧脱木素生产中的应用中国造纸天津轻工业机械厂高浓浆泵造纸技术通讯李大彬 李大林离心泵的应用农机使用与维修轻化 081-20 舒亮2011 5 25