CC BY
1УДК 676.024.13 МалыхА.С., Исаков С.Н., СиваковВ.П.
Малых А.С.
Уральский государственный лесотехнический университет (г. Екатеринбург, Россия)
Исаков С.Н.
Уральский государственный лесотехнический университет (г. Екатеринбург, Россия)
Сиваков В.П.
Уральский государственный лесотехнический университет (г. Екатеринбург, Россия)
ОБЗОР ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ ДЛЯ БУМАЖНОЙ МАССЫ ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
Аннотация: приведен обзор насосов для бумажной массы, их характеристиками и особенности конструкций.
Ключевые слова: бумажная масса, перекачка бумаги, насос.
Конструкция насосов будет сильно зависеть требуемого объёма перекачиваемой жидкости, давления и её свойств. Специфичность насосов заключается в свойствах бумажной массы и в минимизации пульсации давления. Бумажная масса (БМ) -волокнистый полуфабрикат, разбавленный водой, растительного (минерального, искусственного) происхождения с добавлением наполнителей, проклеивающих компонентов, красителей и других веществ. Наиболее распространенными являются насосы серии БМ, а характеристики некоторых насосов серии представлены в таблице 1 [1,2]. Насосы БМ - центробежные консольные одноступенчатые с горизонтальным
расположением вала и осевым подводом жидкости. Он предназначены для перекачивания бумажной массы и древесноволокнистых полуфабрикатов концентрацией до 8%, водородным показателем (рН) от 2 до 13, температурой до 100° С. Проточная часть насосов БМ изготавливается из нержавеющей стали, стойкой в кислых и щелочных средах.
Таблица 1. Центробежные насосы для бумажной массы.
Типоразмер насосного агрегата Параметры насоса Параметры электродвигателя Параметры насосного агрегата Масса, кг
0, м3/ч Н, м Тип п, мин-1 ^ кВт L, мм В, мм Н,мм
БМ40/16 40 16,0 АИР112М4 1450 5,5 1070 400 535 250
БМ56/31,5 56 31,5 АИР132М4 1450 11,0 860 780 545 317
БМ190/10 190 10,0, АИР160М6 980 15,0 1610 620 875 720
БМ355/6З 355 63,0 АИР 280S4 1450 110,0 2510 910 1035 1662
БМ1500/45 1500 45,0 А4-400Х6 УЗ 960 400,0 3900 1550 1690 6004
Вся линейка насосов БМ по характеристикам находится в следующем интервале: подача - от 40 до 1500 м3/мин, напор от 10до 63 м, мощность электродвигателя от 5,5 до 400 кВт.
Рассмотрим импортные насосы, например фирмы FLOWSERVE. По данным фирмы производителя [4], для бумажной массы подходят следующие типы: смешивающие и вертикальные (дляперекачка шлама и твердых частиц), вертикальные (для отстойников) и объемные(винтовые).
Смешивающие для перекачка шлама и твердых частиц. Насос серии «М» представлен на рисунке 1 и его отличительные свойства: цельный корпус из хромистого железа с высоким содержанием хрома с заменяемым сальником и изнашиваемыми пластинами на стороне всасывания, закрытая крыльчатка с лопастями отсасывания спереди и задним защитным кожухом, стандартная сальниковая набивочная камера с заменяемой изнашиваемой пластиной,
штуцеры промывки с полным и низким расходом, прочные корпус, вал и подшипники рассчитаны на нагрузки клинового ремня, трехточечная регулировка зазора внешнего конца.
Опционально: полууглубленная вихревая крыльчатка, подшипники в виде картриджей, экспеллер из твердого металла.
Характеристики насосов серии «М»: Расход до 10000 м3 /час,напор до 90 м,температура перекачиваемой жидкости до 120°С, твердые частицы от 2% до 70% по весу.
Для химического шлама, предназначена серия <^С» (рисунок 2). Её отличительные свойства: концентрический корпус с тангенциальным нагнетанием, прочная цельная рама подшипника с двумя внешними подшипниками углового контакта и роликовыми внутренними подшипниками, прочный вал большого диаметра, выбор вариантов уплотнения вала - влажная сальниковая набивка, одинарное или двойное механическое уплотнение, двойное механическое уплотнение высокого давления, специальные уплотнения для высокого содержания твердых частиц, промышленное уплотнение из алюминия, различные конструкции крыльчатки, прямой привод муфтой или ременной привод, выбор шести вариантов установки привода.
Опционально: устройство нагнетания и система охлаждения сальниковой коробки.
Характеристики насосов серии <^С»: расход до 8000 м3 /час, напор до 90 м, температура перекачиваемой жидкости до 140°С, удельная плотность до 1700 кг/м3.
Рисунок 1. Насос серии «М». Рисунок 2. Насос серии <^С».
Для бумажной массы и других технологических процессов, предназначена серия «^ЯВН» (рисунок 3).
Её отличительные свойства: самоочищаемый, корпус с верхним нагнетанием, полуоткрытая полностью лопастная крыльчатка с обратными лопастями нагнетания, большая величина всасывания, уплотнительная камера допускает установку сальниковой набивки или механического уплотнения, трехточечная регулировка концевого зазора, конструкция вытянутоя к электродвигателю, качественные подшипники, смазываемые маслом, полностью разъемные, блокирующиеся сальники, очень прочный вал из сплава стали, фасонная изнашиваемая пластина, обрабатываемая вместе с крыльчаткой,конструкция с сухим валом с уплотненной гайкой крыльчатки и втулка из нержавеющей стали.
Опционально:большой конический корпус уплотнения, экспеллер, углубленная крыльчатка.
Характеристики насосов серии «^ЯВН»: расход до 9085 м3 /час, напор до 100 м, температура перекачиваемой жидкости до 150°С °С.
Серия «^ЯВШС» - вертикальные консольный насос, для отстойника (для перекачки шлама и твердых частиц) представлен на рисунке 4.
Характеристики насосов серии «^ЯВШС»: расход до 2700 м3 /час, напор до 100 м, температура перекачиваемой жидкости до 150°С °С, скорость вращения ротора до 1780 об/мин.
Её отличительные свойства: конструкция с исключительно жестким валом и консолью без нижнего подшипника или промывки водой, резко возрастающая зависимость подачи, полуоткрытая полностью лопастная крыльчатка с обратными лопастями нагнетания, прямой привод через муфту или через клиновой ремень.
Рисунок 3. Насос серии «^ЯВН». Рисунок 4. Насос серии «^ЯВШС».
Насосы фирмы «^В» так же широко представлены. Например, серии «KWP» способна перекачивать 5% бумажную массы.
Характеристики насосов серии «KWP»: расход до 15000 м3 /час, напор до 100 м, температура перекачиваемой жидкости до 140°С °С, плотностью до 2000 кг/м3. В зависимости от особенностей перекачиваемых сред возможно использование различных рабочих колес: К-колесо, О-колесо и F-колесо. F-колесо - закрытое канальное колесо (рисунок 5, а), для использования загрязненных жидкостей с твердой фазой, но не значительно содержащие газы. О-колесо - открытое многолопастное колесо (рисунок 5, б), для чистых или слегка загрязненных рабочих сред, а также для рабочих сред, склонных к образованию осадка или агломерации, с незначительным содержанием газа. F-колесо - открытое свободновихревое колесо (рисунок 5, в), для рабочей среды с более крупными частицами твердой фазы и примесями, а также с содержанием газов и воздуха.
Фирма Wilo также производит насосы для целлюлозно-бумажной промышленности [5]. В представленной информации хотели бы отметить особенности конструкции улиток для снижения нагрузки на вал из-за неравномерного давления на рабочее колесо и повышения давления.
а б в
Рисунок 5. Возможные исполнения рабочих колес насосов серии «KWP»: К-колесо (а), О-колесо (б) и Б-колесо (в).
Распределение давления в корпусах серии «НА» и «НВ» показано на рисунке 6. Минимальное давление у водореза, а максимальная на выходе из улитки. Эта неравномерность создает дополнительную поперечную нагрузку на вал. В конструкции насосов «DS» применена двойная спираль, которая уменьшает, описанное выше, радиальное усилие увеличивая тем самым ресурс элементов насоса (рисунок 7).
Рисунок 6. Насос серии«НА»
Рисунок 7. Насос серии «FRBШC».
и «НВ».
Объем данной статьи не позволяет описать больше производителей из Германии, США и Австрии и других стран.
Из сравнения российских и импортных насосов:
Российские насосы работают с бумажной массой концентрацией до 8 %, в импортных - концентрация волокна до 5 %, либо указывается плотность суспензии кг/м3.
Российские насосы производительностью до 1500 м3/час, иностранные аналоги могут прокачивать до 15000 м3/час
Типовыенасосы отечественного и импортного производства не рассчитаны на работу с суспензиями высокой концентрации.
В РФ следует разработать линейку насосов для бумажной массы большей производительности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Теория и конструкция машин и оборудования отрасли. Бумаго- и картоноделательные машины: Учеб, пособие / Под ред. В.С. Курова, Н.Н. Кокушина. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2006. 588 с;
2. Насосы массные типа БМ. URL: https://kontmotor.ru/articles/nasosy_ massnye_tipa_bm;
3. Насосы Flowserve. URL: http://flowserve-mdustry.ru/flowserve-industry/nasosy-flowserve;
4. Насосы для предприятий промышленности и теплоэнергетики https: //wilo. cdn. mediamid. com/cdndoc/wilo 191640/1664760/wilo191640.pdf
Malykh A.S., Isakov S.N., Sivakov V.P.
Malykh A.S.
Ural State Forest Engineering University (Yekaterinburg, Russia)
Isakov S.N.
Ural State Forest Engineering University (Yekaterinburg, Russia)
Sivakov V.P.
Ural State Forest Engineering University (Yekaterinburg, Russia)
REVIEW OF CENTRIFUGAL PUMPS FOR HIGH CONCENTRATION PAPER PULP
Abstract: a review of pumps for paper pulp, their characteristics and design features is provided.
Keywords: paper pulp, paper, pulp.
