离心泵除气装置及纸浆输送系统的制作方法

本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种离心泵除气装置及纸浆输送系统。

背景技术：

离心泵是一种靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵，其结构一般包括蜗壳，蜗壳内转动安装有叶轮，蜗壳外设有用于驱使叶轮转动的电机，蜗壳的轴向中央设有与叶轮正对的进液口，蜗壳的周向上则设有出液口。

离心泵的工作原理为：进入离心泵内的流体随叶轮旋转，在惯性离心力的作用下自叶轮中心被甩向外周并获得了能量，使流向叶轮外周的流体的静压强提高，流速增大；离开叶轮的流体被甩至离心泵的蜗壳上，由于蜗壳内的流道逐渐扩大，因此，在沿流道流动的过程中，流体的流速逐渐减慢，流体的部分动能转换成静压能，于是，具有较高压强的液体从泵的排出口进入排出管路，被输送到所需的管路系统中去。

在造纸行业中，也常常需要采用离心泵等输送设备将纸浆均匀地输送至下游各个工序中。不过与其他流体不同，造纸行业中要求纸浆在运输过程中需要保持均一的浓度，因此常常需要在离心泵的上游设置搅拌工序，纸浆经搅拌均匀后再由离心泵输送到下游工序。

然而，搅拌工序的剧烈搅拌会导致纸浆中混入大量的空气，当混杂有大量气泡的纸浆进入离心泵时，叶轮推动纸浆输送，在叶轮旋转的过程中会驱使气泡与纸浆分离，因空气极轻，因此被分离出来的气泡就聚集在叶轮中心，形成气旋，气旋致使离心泵的输送能力降低了30％以上。

为了除去纸浆中的气泡，避免对离心泵的输送能力产生影响，公开号为cn205401148u的中国实用新型专利公开了一种离心泵，该离心泵包括设有泵腔的蜗壳、位于该泵腔内的泵轴和叶轮、驱动该泵轴转动的驱动装置、以及位于该蜗壳外部的抽气装置，所述的叶轮套设于该泵轴上，所述的泵轴设有第一排气孔，所述的叶轮设有至少一个与所述的第一排气孔和所述的泵腔连通的第二排气孔，所述的第一排气孔远离第二排气孔的一端与所述的抽气装置连通。

该离心泵的不足之处在于，纸浆容易灌入第一排气孔、第二排气孔中，使排气孔被纸浆中的固形物堵塞，失去原有的抽气作用。

又如授权公告号为cn1147342c的中国发明专利公开了一种离心式气体分离泵，包括一个空心的转桶，其一端连到一个静止的流体入口，而另一端则连到静止的流体出口，并且在其中央有一个排气管，所说的转桶的入口处有一个叶轮使得转桶内的液体旋转；该叶轮具有铲斗形状的弧形叶片，用于加速液体在转桶入口端处的流动速度，并且使得流体以比转桶入口端的圆周速度更高的圆周速度旋转；所述的弧形叶片从转桶的内壁向内延伸，其前缘朝向静止的入口端而出口边缘则朝向转桶内壁，且出口边缘与转桶中心线的平行线之间有一个角度。该离心式气体分离泵体积较大，结构复杂，造价高。

技术实现要素：

本发明的发明目的是提供一种离心泵除气装置及纸浆输送系统，该离心泵除气装置结构简单，施工方便，施工改造速度快，无需额外的动力输出，能够在不对离心泵进行改造的前提下，除去纸浆中的气泡，提升离心泵的泵送能力。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种离心泵除气装置，包括连接浆池与离心泵的进浆管路，所述的进浆管路上设有至少一个变径段，所述的变径段的内径较处于变径段上游的进浆管路的内径小；至少一个所述的变径段上开设有排气口，所述的排气口处安装有排气筒。

本发明的离心泵除气装置中，由于排气筒通过进浆管路与浆池相连通，因此纸浆会涌入排气筒内；在进浆管路上纸浆流动，而变径段处的内径较小，因此变径段处流体压强较小，导致纸浆内的气泡因体积变大而上浮，经排气口进入排气筒内；而在排气筒内，纸浆几乎不流动，因此自排气筒底端向顶端，压强进一步变小，气泡继续膨胀而上浮，直至逸出排气筒，从而达到排气的目的。

经对比，经本发明的离心泵除气装置排气后，离心泵叶轮中心的气旋消失，离心泵的泵送能力提升30％；同时，在同等流量和扬程下，离心泵的输出功率明显降低，节电达30％。

变径段的内径可以是不变的，也可以是逐渐变小的，只要确保变径段的内径较处于变径段上游的进浆管路的内径小即可。不过，为了进一步加快纸浆内气泡上浮的速度，在上述的离心泵除气装置中，沿进浆管路的送浆方向，所述的变径段的内径逐渐变小。如此变径段处流体压强逐渐变小，气泡体积匀速变大，气泡上浮速率进一步提升。

在上述的离心泵除气装置中，所述的变径段为安装在进浆管路上的带直段偏心异径管。这种带直段偏心异径管不仅便于安装到进浆管路上，而且也便于将排气筒安装到变径段的顶沿。

为了进一步提高排气效率，在上述的离心泵除气装置中，所述的排气筒的内径较排气口的内径大。如此，排气筒内的压强交变径段处的压强更小，纸浆内的气泡加速膨胀而上浮。

作为优选，在上述的离心泵除气装置中，所述的排气筒的内径较变径段进浆端的内径大。

作为进一步优选，在上述的离心泵除气装置中，所述的排气筒的内径是变径段进浆端的内径的至少三倍。排气筒的内径越大，则纸浆内气泡膨胀速率越高，除气效率也越高。

由于排气筒通过进浆管路与浆池相连通，因此纸浆会涌入排气筒内，为了避免纸浆从排气筒顶端溢出，在上述的离心泵除气装置中，所述的排气筒竖直安装在所述的变径段上，所述的排气筒的高度不低于浆池内纸浆的最高液面。

在上述的离心泵除气装置中，所述的排气筒由不锈钢无缝钢管制成；所述的排气筒的顶端安装有球阀。

不锈钢无缝钢管内壁光滑，不会残留气泡。顶端安装的球阀处于常开状态，在需要进一步加快除气速度的时候可以在球阀处安装抽气装置。

在上述的离心泵除气装置中，所述的进浆管路上设有用于调节纸浆流量的阀门。不同离心泵的输出功率不同，对纸浆的输送速率不同，设置阀门便于控制进浆管路内纸浆的流速，避免流速过快而导致除气效率下降。

本发明的纸浆输送系统包括用于储存纸浆的浆池，以及用于输送纸浆的离心泵，还包括上述的离心泵除气装置，该离心泵除气装置的进浆端与浆池相连，该离心泵除气装置的出浆端与离心泵相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)本发明的离心泵除气装置中，由于排气筒通过进浆管路与浆池相连通，因此纸浆会涌入排气筒内；在进浆管路上纸浆流动，而变径段处的内径较小，因此变径段处流体压强较小，导致纸浆内的气泡因体积变大而上浮，经排气口进入排气筒内；而在排气筒内，纸浆几乎不流动，因此自排气筒底端向顶端，压强进一步变小，气泡继续膨胀而上浮，直至逸出排气筒，从而达到排气的目的；经对比，经本发明的离心泵除气装置排气后，离心泵叶轮中心的气旋消失，离心泵的泵送能力提升30％；同时，在同等流量和扬程下，离心泵的输出功率明显降低，节电达30％。

(2)本发明的离心泵除气装置中，沿进浆管路的送浆方向，所述的变径段的内径逐渐变小；如此变径段处流体压强逐渐变小，气泡体积匀速变大，气泡上浮速率进一步提升。

(3)本发明的离心泵除气装置中，排气筒的内径较排气口的内径大，如此排气筒内的压强较变径段处的压强更小，纸浆内的气泡加速膨胀而上浮。

(4)本发明的离心泵除气装置中，所述的排气筒由不锈钢无缝钢管制成，不锈钢无缝钢管内壁光滑，不会残留气泡；所述的排气筒的顶端安装有球阀，该球阀处于常开状态，在需要进一步加快除气速度的时候可以在球阀处安装抽气装置。

(5)本发明的离心泵除气装置中，所述的进浆管路上设有用于调节纸浆流量的阀门；如此便于控制进浆管路内纸浆的流速，避免流速过快而导致除气效率下降。

附图说明

图1为本发明离心泵除气装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例一种离心泵除气装置，包括连通浆池100与离心泵200的进浆管路1，该进浆管路1的进浆端处于浆池100的底部，在进浆管路1的上方，浆池100的侧壁上安装有搅拌装置300，搅拌装置300用于对自进浆口101进入浆池100内的纸浆进行搅拌，以确保进入进浆管路1内的纸浆保持较为均一的浓度。本实施例的进浆管路1上还安装有阀门2，阀门2用于调节纸浆输送速度。

由图1可见，进浆管路1上设有至少一个变径段3，每个变径段3的内径较处于变径段3上游的进浆管路1的内径小；并且，至少一个变径段3上开设有排气口(图中未示出)，该排气口处则安装有排气筒4。

由于变径段3的内径较小(横截面较小)，纸浆流经变径段3的流速较快，因此变径段3处流体压强较小，导致纸浆内的气泡因体积变大而上浮，经排气口进入排气筒4内；而在排气筒4内，纸浆几乎不流动，因此自排气筒4底端向顶端，压强进一步变小，气泡继续膨胀而上浮，直至逸出排气筒4，从而达到排气的目的。

变径段3的内径可以是不变的，也可以是逐渐变小的，只要确保变径段3的内径较处于变径段3上游的进浆管路1的内径小即可。不过，为了进一步加快纸浆内气泡上浮的速度，本实施例中，该变径段3为安装在进浆管路1上的带直段偏心异径管31；这种带直段偏心异径管31的内径逐渐变小，流体压强匀速变化，有利于确保纸浆保持较为稳定的状态。同时，这种带直段偏心异径管31不仅便于安装到进浆管路1上，而且也便于将排气筒4安装到变径段3的顶沿。

如图1所示，本实施例中，排气筒4是竖直安装在变径段3上的；并且，排气筒4的顶端所处高度与浆池100内纸浆的最高液面102相当，或者，排气筒4的顶端所处高度高于浆池100内纸浆的最高液面102，以避免纸浆从排气筒4顶端溢出。显然，为了确保浆池100内纸浆的最高液面102保持不变，浆池100内设有溢流口103。

本实施例中，排气筒4由不锈钢无缝钢管制成，以确保排气筒4内壁光滑，不残留气泡。排气筒4的顶端还安装有球阀5，该球阀5处于常开状态，在需要进一步加快除气速度的时候可以在球阀5处安装抽气装置(图中未示出)。

由图1可见，本实施例中，排气筒4的内径较排气口的内径大；如此，排气筒4内的压强交变径段3处的压强更小，纸浆内的气泡加速膨胀而上浮。排气口的内径受变径段3的内径影响，因此，在实际操作中，可以将排气筒4的内径设置为变径段3进浆端的内径的至少三倍(本实施例设置为三倍)。排气筒4的内径越大，则纸浆内气泡膨胀速率越高，除气效率也越高。

本实施例离心泵除气装置的工作原理为：纸浆经进浆口101进入浆池100，搅拌装置300对浆池100内的纸浆进行搅拌，以确保进入进浆管路1内的纸浆保持均一的浓度；在离心泵200的作用下，被搅拌均匀的纸浆进入进浆管路1内，利用阀门2可以控制进浆管路1内纸浆的流速；

当纸浆流至变径段3时，纸浆经排气口涌入排气筒4内；由于变径段3处内径变小，因此在变径段3处流体压强变小，导致纸浆内的气泡因体积变大而上浮，经排气口进入排气筒4内；而在排气筒4内，纸浆几乎不流动，由于自排气筒4底端向顶端压强进一步变小，因此气泡继续膨胀而上浮，直至逸出排气筒4，从而达到排气的目的。

采用普通的纸浆输送系统(进浆管路1为封闭管道，未设置排气筒4)与本实施例的纸浆输送系统(进浆管路1上设置有排气筒4)进行纸浆输送，并对离心泵200的泵送能力、系统的用电情况进行考察。

经对比，经本发明的离心泵除气装置排气后，离心泵200叶轮中心的气旋消失，本实施例的纸浆输送系统中，离心泵200的泵送能力提升30％；同时，在同等流量和扬程下，本实施例的纸浆输送系统中离心泵200的输出功率明显降低，节电达30％。