[发明专利]浆料泵叶轮

说明书

技术领域

本发明大体涉及用于离心浆料泵的叶轮。浆料通常是液体和颗粒固体的混合物，且通常存在于矿物处理、沙和砾石和/或挖泥工业中。

背景技术

离心浆料泵大体包括泵壳体，其中具有泵腔室，其可以是具有安装成在泵腔室中旋转的叶轮的蜗壳配置。驱动轴被可操作地连接至泵叶轮用于使得其旋转，该驱动轴从一侧进入泵壳体。该泵还包括泵入口，其通常是相对于驱动轴共轴的且被设置在泵壳体上的与驱动轴相反的侧上。还有排出出口，其通常设置在泵壳体的外周上。泵壳体可以是由外泵壳包围的衬的形式。

叶轮通常包括驱动轴可操作地连接的轴心(hub)，以及至少一个罩(shroud)。泵叶片被设置在罩的一侧上，在相邻的泵叶片之间具有排出通道。叶轮可以是封闭形式，其中两个罩在其间设置有泵叶片。然而，叶轮可以是“开放”表面类型，其仅包括一个罩。

在一些应用中，常规的泵叶片被覆盖，从而通过叶片的一部分在叶片的压力表面上与罩形成锐角，且提供沿着叶片长度从入口至排出口平滑过渡。

在US2010/0284812和US6,082,000中示出了具有扭曲叶片(wrapedvane)的叶轮的两个示例。US2010/0284812公开了离心水泵，其具有叶轮，该叶轮具有机翼形状叶片，其具有朝向薄末端渐缩的厚底部(与后罩接触的部分)。在US6,082,000中，D2的叶片通常为混合流动类型，即该叶片为双曲率类型。该专利涉及生产该叶片的新方法。

对于处理非均匀浆料的浆料泵(具有通常尺寸为0.5mm的沉积颗粒)，在入口管道中以及在叶轮和泵壳体内的全部流动中，具有固体浓度梯度是常见的。该浓度梯度由作用在颗粒上的多种力所引起，包括：重力、流体阻力和离心力。随着浆料进入叶轮，其需要转向经过90度的流动角度，从而被导出泵，且通过惯性力和科里奥利力(由叶片所施加的)，浆料颗粒在叶轮的后罩上的叶片根部处具有最高浓度，即在叶片与后罩接触的侧边缘的区域处具有最高浓度。

沿着叶片的根部的高浓度颗粒流动的后果是由于叶轮在该点处的开槽引起的高和不均匀的磨损，其可引起叶轮的过早失效。

发明内容

在第一方面，公开了泵叶轮的实施方式，其包括：

后罩，其包括具有外周边缘的内主表面和中心轴线，叶片在使用中能绕该中心轴线在旋转方向上旋转，

从所述后罩的内主表面延伸的多个泵叶片，该泵叶片被设置成彼此间隔开的关系，且各泵叶片包括：

相反的第一和第二侧表面，

在所述中心轴线附近的前缘，和

在所述后罩的外周边缘附近的后缘，以及

在相邻泵叶片之间的通道，

其中在前缘处第一侧表面在与所述后罩的内主表面的平面成锐角的平面中，且在所述后缘处第一侧表面在与所述后罩的内主表面的平面成钝角的平面中。

该叶片的配置是使得在使用中，由叶片产生的科里奥利力在叶片上在其后缘上散布颗粒，从而减少在叶片与后罩的表面邻靠的区域附近的磨损。

在一些实施方式中，在后缘处所述第一侧表面是在大于约90°至约135°的范围内的钝角的平面内。

在一些实施方式中，叶轮还包括具有内主表面的前罩，所述泵叶片在前和后罩的内主表面之间延伸，尽管在一些实施方式中叶轮可不具有前罩(在“开放”表面类型叶轮中)。

在一些实施方式中，后罩的内主表面与中心轴线成直角，而在其它实施方式中可具有除了直角之外的一些布置。

在一些实施方式中，所述第一侧表面的角度在从叶片的所述前缘向所述后缘移动时渐进式改变。当从前缘向后缘移动时，这可以是连续的曲率形式，或者是在不同的锐角或钝角处的多个直的部分，以形成泵叶片的形状。

在一些实施方式中，第一侧面是相对于旋转方向的前表面，从而被泵送的流体冲击该前表面。

在一些实施方式中，各泵叶片包括终止于前缘处的前缘部分和终止于后缘处的后缘部分，其中该前缘部分朝向前缘向内渐缩，而该后缘部分朝向后缘向内渐缩，各泵叶片包括在前缘和后缘部分之间的主体部分，其具有从其一侧边缘至相反侧边缘以及沿着其长度从前缘部分至后缘部分的大体恒定的宽度或厚度。

在一些实施方式中，第一侧表面是泵送或压力侧表面。

在一些实施方式中，第一侧表面被配置成使得其表面在任何从一个侧边缘至另一个侧边缘成90°的线处，在该线的方向上是平坦或线性的。

在一些实施方式中，所述泵叶片在所述前和后缘之间的长度方向上弯曲，而在一些其它实施方式中，叶轮泵叶片沿着其远端长度(distallength)是直的。