BR112018070646B1 - Impulsor para uma bomba centrífuga e método - Google Patents

Abstract

Trata-se de modalidades não limitadoras de um impulsor resistente ao desgaste que tem uma junção não convencional fornecida entre uma superfície de uma palheta e uma superfície de pelo menos um dentre um invólucro de lado frontal e um invólucro de lado traseiro. O impulsor pode compreender tanto uma junção de lado traseiro como uma junção de lado frontal, e a junção de lado frontal pode compreender uma geometria diferente da junção de lado traseiro. A junção compreende, de preferência, uma geometria bulbosa que é exclusivamente adaptada para otimizar os padrões de fluxo adjacentes à paleta e entre os invólucros de lado frontal e traseiro de modo que desencoraje a formação de vórtices em ferradura perto da borda anterior da palheta durante a operação. Através da redução, mitigação ou eliminação de vórtices em ferradura, altas velocidades locais e turbulência são geralmente minimizadas, e o desgaste experimentado por porções do impulsor (por exemplo, para uma ou mais palhetas) de fluxos de pasta fluida abrasiva pode ser reduzido. Consequentemente, a vida útil de um impulsor pode ser aumentada.

Description

REFERÊNCIA REMISSIVA AOS PEDIDOS DE DEPÓSITO CORRELATOS

[0001] Este pedido reivindica o benefício de Pedido de patente provisório US n° de série 62/319.010 depositado em 6 de abril de 2016 e intitulado "Low Inlet Vorticity Impeller Having Enhanced Hydrodynamic Wear Characteristics". O pedido anteriormente mencionado está incorporado no presente documento a título de referência, em sua totalidade para quaisquer e/ou todas as finalidades como se estivesse totalmente apresentado no presente.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] Este pedido pertence a bombas, impulsores para bombas, projetos de palhetas para reduzir o desgaste em bombas e métodos de fabricação de impulsores para bombas. Em particular, este pedido pertence a bombas centrífugas inovadoras para usos industriais, incluindo propósitos de transporte de pasta fluida (ou seja, bombas para pasta fluida).

[0003] Particularmente é revelado um projeto de impulsor de bomba centrífuga que incorpora uma palheta dotada de pelo menos uma geometria de junção exclusiva especialmente adaptada para otimizar os fluxos, resistir ao desgaste e aumentar a longevidade do rotor.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0004] As bombas adequadamente configuradas para aumentar a longevidade são necessárias para reduzir as despesas operacionais (OPEX) em operações industriais. Mediante o aumento do tempo de funcionamento prático de bombas (entre a manutenção programada e os ciclos de revisão), os operadores podem prolongar seus processos com menos tempo de inatividade, com menos peças de reposição e/ou com menos custos de manutenção/mão de obra. Ao contrário de projetos anteriores, as modalidades do projeto robusto e aprimorado de impulsor e palheta resistente ao desgaste reveladas no presente documento (por exemplo, mostradas nas Figuras 2, 4, 6, 8 a 21) demonstraram prolongar a vida útil e o tempo de execução prático em pelo menos 50% em comparação com os projetos convencionais mostrados nas Figuras 1, 3, 5 e 7.

[0005] Há a necessidade de tais impulsores de bomba que possam ser prontamente fabricados sem aumentos substanciais no custo e que demonstrem excelentes características de desgaste que resultem em maior tempo de funcionamento antes da revisão. O assunto revelado no presente documento satisfaz pelo menos parcialmente esta necessidade e fornece uma infinidade de vantagens, como será entendido pelos versados nas técnicas de bomba.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0006] Um impulsor para uma bomba centrífuga é revelado. O impulsor compreende uma palheta que se estende em uma direção Z entre um invólucro de lado frontal anular e um invólucro de lado traseiro anular. A palheta compreende uma borda anterior radialmente para dentro, uma borda posterior radialmente para fora, um lado de sucção convexo, e um lado de pressão côncavo. A palheta é conectada ao invólucro de lado frontal e ao invólucro de lado traseiro. Uma característica inventiva do impulsor é que o mesmo compreende adicionalmente pelo menos uma dentre uma junção de lado frontal e uma junção de lado traseiro.

[0007] A junção de lado frontal pode ser fornecida entre uma superfície da palheta e uma superfície do invólucro de lado frontal conforme mostrado. A junção de lado traseiro pode ser fornecida entre uma superfície da palheta e uma superfície do invólucro de lado traseiro conforme mostrado. Cada junção é, de preferência, fornecida próxima e se estende a partir da borda anterior da palheta. Cada junção também é, de preferência, configurada com uma geometria bulbosa (ou seja, uma protuberância não uniforme que compreende uma superfície de curva composta tridimensional) que difere geometricamente de um filete de raio (r) convencional (ou seja, Uniforme). Cada junção pode se projetar a partir da palheta, de preferência, com sua própria geometria exclusiva. A geometria bulbosa de cada junção é, de preferência, adaptada para otimizar os padrões de fluxo adjacentes à paleta e entre os invólucros de lado frontal e traseiro de modo que desencoraja a formação de vórtices em ferradura perto da borda anterior da palheta durante a operação. Em virtude de desencorajar a formação de vórtices em ferradura perto da borda anterior da palheta durante a operação, as junções do lado frontal e traseiro são mais adequadamente adaptadas para mitigar os efeitos do desgaste do impulsor devido à pasta fluida abrasiva durante a operação. Consequentemente, as junções de lado frontal e traseiro podem substancialmente prolongar a vida do impulsor em comparação com impulsores convencionais (que compreendem apenas um filete de raio (r) entre uma superfície de uma palheta e uma superfície de um invólucro de lado frontal e traseiro conforme mostrado nas Figuras 1, 3 e 5).

[0008] Cada junção é, de preferência, fornecida perto da borda anterior da paleta e perto de uma região central do impulsor, por exemplo, perto das porções radialmente internas dos invólucros de lado frontal e traseiro, sem limitação. Em modalidades da máxima preferência, a palheta compreende tanto junções de lado frontal como traseiro perto da borda anterior, com uma junção de lado frontal sendo fornecida perto de uma região central do invólucro de lado frontal, e uma junção de lado traseiro sendo fornecida peto de uma região central do invólucro de lado traseiro.

[0009] Em algumas modalidades, um filete de raio convencional (r) pode ser fornecido entre uma superfície da palheta e uma superfície de pelo menos um dentre o invólucro de lado frontal e o invólucro de lado traseiro, além da junção (ou junções). Por exemplo, se uma junção de lado frontal for fornecida a uma palheta, um filete de raio (r) convencional de lado frontal pode ser fornecido adjacente à junção de lado frontal conforme mostrado. Além disso, se uma junção de lado traseiro for fornecida a uma palheta, um filete de raio (r) convencional de lado traseiro pode ser fornecido adjacente à junção de lado traseiro conforme mostrado. Os filetes de raio convencionais de lado frontal e/ou lado traseiro (r) podem ser fornecidos perto da borda posterior da palheta, bem como perto das porções de lados de sucção e pressão da palheta. Cada junção pode ser fornecida perto da borda anterior da palheta e pode migrar para um respectivo filete de raio convencional (r) em dois pontos (por exemplo, pontos p1 e p4 da Figura 4; ou pontos s1 e s6 da Figura 6) onde a junção termina, sem limitação.

[0010] Em algumas modalidades, o impulsor pode compreender tanto uma junção de lado frontal (por exemplo, fornecida entre uma superfície da palheta e uma superfície do invólucro de lado frontal), e uma junção de lado traseiro (por exemplo, fornecida entre uma superfície da palheta e uma superfície do invólucro de lado traseiro). A junção de lado frontal e a junção de lado traseiro podem ser, cada uma, fornecidas adjacentes à borda anterior da palheta. A junção de lado frontal e a junção de lado traseiro podem ser, cada uma, configuradas com uma geometria bulbosa que diferem geometricamente de um filete de raio convencional (r). De preferência, a geometria bulbosa de cada uma das junções de lado frontal e traseiro é, de preferência, adaptada para otimizar os padrões de fluxo adjacentes à paleta e entre os invólucros de lado frontal e traseiro de modo que desencoraja a formação de vórtices em ferradura perto da borda anterior da palheta durante a operação. Em algumas modalidades preferidas, a junção de lado frontal pode diferir geometricamente tanto da junção de lado traseiro como de seu respectivo filete de raio convencional de lado frontal (r), e a junção de lado traseiro pode diferir geometricamente tanto da junção de lado frontal como de seu respectivo filete de raio convencional de lado traseiro (r). Entretanto, é previsto e contemplado que modalidades menos desejáveis de um impulsor de acordo com a invenção poderiam, em vez disso, incorporar geometrias de junção de lado frontal e traseiro simétricas, espelhadas, simetrias ou idênticas ou porções das mesmas, e ainda obter algum benefício mensurável. Para modalidades preferidas, as dimensões relativas de junções podem ser selecionadas a partir de qualquer um dos valores preferenciais mostrados nas Figuras 21 e 22, em qualquer combinação ou permutação, sem se afastar do escopo da invenção. Os conteúdos totais das tabelas mostradas nas Figuras 21 e 22 estão incorporados no presente documento a título de referência, como se descritos nesta descrição com texto e prosa e como se toda e qualquer permutação possível que pudesse ser derivada fosse da mesma fosse descrita no presente documento. O Requerente reserva-se o direito de incorporar qualquer valor específico, faixa de valores, ou combinação ou permutação de valores mostrados nas Figuras 21 e 22, nas reivindicações deste pedido, ou nas reivindicações de um pedido de continuação do mesmo.

[0011] Em algumas modalidades, a junção de lado traseiro pode estender-se a partir de um primeiro ponto (p1) do lado de sucção ao longo do perímetro da palheta, circunferencialmente em torno da borda anterior da palheta, até um segundo ponto (p4) do lado de pressão do perímetro da palheta. Em algumas modalidades, uma largura da junção de lado traseiro pode aumentar a partir de uma primeira largura (w1) perto do primeiro ponto (p1), até uma terceira largura maior (w3) perto do segundo ponto (p4) à medida que a junção de lado traseiro progride circunferencialmente ao longo do perímetro da palheta e perifericamente em torno da borda anterior. A junção de lado traseiro pode compreender adicionalmente uma segunda largura de transição (w2) entre a primeira largura (w1) e a terceira largura (w3) em um ponto ao longo do perímetro da palheta que está circunferencialmente disposto entre o primeiro ponto (p1) e o segundo ponto (p4). A borda anterior pode ser substancialmente abrangida entre o primeiro ponto (p1) e o segundo ponto (p4) quando visualizada ao longo da dita direção Z (ou seja, em um plano que é perpendicular à dita direção Z).

[0012] Em algumas modalidades, a segunda largura de transição (w2) da junção de lado traseiro pode ser maior que a primeira largura (w4) e menor que a terceira largura (w3). A junção de lado traseiro pode migrar para um filete de raio convencional (r) em um ângulo (B1), no segundo ponto (p4) do lado de pressão. O ângulo (B1) pode ser medido em torno de um eixo geométrico que define a direção Z e pode aproximar a separação angular entre a borda anterior e o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro. A junção de lado traseiro pode migrar para um filete de raio convencional (r) no primeiro ponto (p1) do lado de sucção. Deve-se compreender, no entanto, que nem todas as modalidades compreenderão necessariamente uma filete de raio convencional (r); e que algumas modalidades menos preferenciais poderiam, em vez disso, compreender intersecções agudas (isto é, sem filetes) entre as palhetas e dois invólucros, sem limitação. Conforme ilustrado na Figura 4, o primeiro ponto (p1) pode ser orientado em um ângulo menor que o ângulo (B1), em relação a uma origem polar definida pela intersecção da direção X, direção Y e direção Z.

[0013] Em algumas modalidades, o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro pode estar situado mais perto da borda posterior da palheta que o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro. Por exemplo, o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro pode estar situado mais perto próximo da borda posterior da palheta que o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro em pelo menos uma direção Y (ou seja, que é perpendicular à direção Z), e/ou o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro pode estar situado mais perto da borda posterior da palheta que o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro em pelo menos uma direção X (ou seja, que é perpendicular tanto à direção Z como à direção Y), sem limitação. A junção de lado traseiro pode compreender um ou mais pontos de inflexão (p2, p3) fornecidos entre o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro e o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro ao longo do perímetro da palheta, sem limitação.

[0014] O primeiro ponto de inflexão (p2) da junção de lado traseiro pode estar situado entre o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro e o segundo ponto de inflexão (p3) da junção de lado traseiro. O segundo ponto de inflexão (p3) da junção de lado traseiro pode estar situado entre o primeiro ponto de inflexão (p2) da junção de lado traseiro e o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro. Uma porção da junção de lado traseiro que se estende entre o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro e o primeiro ponto de inflexão (p2) da junção de lado traseiro pode ser côncava; uma porção da junção de lado traseiro que se estende entre o primeiro ponto de inflexão (p2) da junção de lado traseiro e o segundo ponto de inflexão (p3) da junção de lado traseiro pode ser convexa; e uma porção da junção de lado traseiro que se estende entre o segundo ponto de inflexão (p3) da junção de lado traseiro e do segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro pode ser côncava, sem limitação.

[0015] Uma junção de lado frontal pode estender-se a partir de um primeiro ponto (s1) do lado de sucção ao longo do perímetro da palheta, circunferencialmente em torno da borda anterior da palheta, até um segundo ponto (s6) do lado de pressão do perímetro da palheta. Uma largura da junção de lado frontal pode aumentar a partir de uma primeira largura (w4) perto do primeiro ponto (s1), até uma quarta largura maior (w7) perto do segundo ponto (s6) à medida que a junção de lado frontal progride circunferencialmente ao longo do perímetro da palheta e perifericamente em torno da borda anterior.

[0016] A junção de lado frontal pode compreender adicionalmente uma segunda largura de transição (w5) entre a primeira largura (w4) e a quarta largura (w7) em um ponto ao longo do perímetro da palheta que está circunferencialmente disposto entre o primeiro ponto (s1) e o segundo ponto (s6). A borda anterior pode ser substancialmente abrangida entre o primeiro ponto (s1) e o segundo ponto (s6) quando visualizada ao longo da dita direção Z em um plano que é perpendicular à dita direção Z.

[0017] Em algumas modalidades, a segunda largura de transição (w5) da junção de lado frontal pode ser igual ou maior que a primeira largura (w4) e menor que a quarta largura (w7), sem limitação. Em algumas modalidades, a junção de lado frontal pode diminuir a partir de uma primeira largura (w4) perto do primeiro ponto (s1), para uma terceira largura de transição (w6), antes do aumento para a quarta largura (w7), sem limitação. Em algumas modalidades, a junção de lado frontal pode começar em um primeiro ponto (s1) em um lado de sucção da palheta em que um filete de raio convencional (r) termina. A junção de lado frontal pode aumentar para uma primeira largura (w4), subsequentemente aumentada para uma segunda largura de transição maior (w5), subsequentemente reduzir para uma terceira largura de transição menor (w6) e, então, subsequentemente aumenta novamente para uma quarta largura (w7), antes de terminar em um segundo ponto (s6) em um lado de pressão da palheta, em que o filete de raio convencional (r) começa. A quarta largura (w7) pode ser maior que a segunda largura de transição (w5); a segunda largura de transição (w5) pode ser maior que a primeira largura (w4); e a primeira largura (w4) pode ser maior que a terceira largura de transição (w6), sem limitação. Conforme mostrado, a terceira largura de transição (w6) da junção de lado frontal pode ser a menor dentre a primeira largura (w4), a segunda largura (w5) e a quarta largura (w7).

[0018] Em algumas modalidades, a junção de lado frontal pode diminuir a partir de uma primeira largura (w4) perto do primeiro ponto (s1), para uma terceira largura de transição (w6), antes do aumento para a quarta largura (w7). Conforme mostrado nas figuras, a junção de lado traseiro pode compreender um ou mais pontos de inflexão (s2, s3, s4, s5) fornecidos entre o primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal e o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal ao longo do perímetro da palheta. Os pontos de inflexão podem ser representativos de mudanças de curvaturas convexas para côncavas de superfícies que se estendem circunferencialmente ao longo do perímetro da palheta. A junção de lado frontal pode compreender uma largura maior (w7) adjacente ao quarto ponto (s4), e uma largura menor (w4) adjacente ao primeiro ponto (s1).

[0019] Em algumas modalidades, o impulsor inventivo revelado pode compreender um filete de raio convencional (r) que se estende a partir de um primeiro ponto (s1) no lado de sucção da palheta, circunferencialmente ao longo do perímetro da palheta até um quarto ponto (s4) no lado de pressão da palheta. O filete de raio convencional (r) pode se estender em torno da borda posterior da palheta, em que a junção de lado frontal pode aumentar inicialmente em largura (w4) a partir do primeiro ponto (s1), então reduzir para sua menor largura (w6) e, então, aumentar para sua maior largura (w7), antes de retornar ao quarto ponto (s4). A junção de lado frontal pode se estender apenas parcial ou completamente em torno da borda anterior da palheta (conforme mostrado), sem limitação. Em algumas modalidades menos desejadas (não mostradas), as porções de uma junção podem ser gradualmente menos evidentes ou não existentes em um lado de sucção e/ou em um lado de pressão de uma palheta, em que uma junção pode ser concentrada perto da borda anterior da palheta, sem limitação. Em algumas modalidades, uma junção pode reduzir em largura (e/ou perímetro efetivo) ao longo da direção Z, ao se aproximar de uma linha de corda através do centro da palheta, ou uma junção pode aumentar em largura (e/ou perímetro efetivo) ao longo da direção Z, ao se aproximar de uma linha de corda através do centro da palheta, sem limitação.

[0020] Em algumas modalidades, a junção de lado frontal pode compreender um primeiro ponto de inflexão (s2) entre o primeiro ponto (s1) e o segundo ponto (s6). Em algumas modalidades, a junção de lado frontal pode compreender um segundo ponto de inflexão (s3) entre o primeiro ponto (s1) e o segundo ponto (s6). Em algumas modalidades, a junção de lado frontal pode compreender um terceiro ponto de inflexão (s4) entre o primeiro ponto (s1) e o segundo ponto (s6), sem limitação. A junção de lado frontal pode compreender um quarto ponto de inflexão (s4) entre o primeiro ponto (s1) e o segundo ponto (s6); a junção de lado frontal pode migrar para um filete de raio convencional (r) em um ângulo (B2), no segundo ponto (s6); e o ângulo(B2) pode ser maior que o ângulo (B1), sem limitação. Conforme com a junção de lado traseiro, o primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal pode, em algumas modalidades, ser posicionado em relação a uma origem polar em um ângulo que é menor que o ângulo (B2) mostrado para o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal.

[0021] Conforme mostrado, uma porção da junção de lado frontal que se estende entre o primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal e o primeiro ponto de inflexão (s2) da junção de lado frontal pode ser côncava; uma porção da junção de lado frontal que se estende entre o primeiro ponto de inflexão (s2) da junção de lado frontal e o segundo ponto de inflexão (s3) da junção de lado frontal pode ser convexa; em que uma porção da junção de lado frontal que se estende entre o segundo ponto de inflexão (s3) da junção de lado frontal e o terceiro ponto de inflexão (s4) da junção de lado frontal pode ser côncava; uma porção da junção de lado frontal que se estende entre o terceiro ponto de inflexão (s4) da junção de lado frontal e o quarto ponto de inflexão (s5) da junção de lado frontal pode ser convexa; e uma porção da junção de lado frontal que se estende entre o quarto ponto de inflexão (s5) da junção de lado frontal e o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal pode ser côncava, sem limitação. Em algumas modalidades, o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal pode estar situado mais perto da borda posterior da palheta que o primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal. Por exemplo, o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal pode estar situado mais perto próximo da borda posterior da palheta que o primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal em pelo menos uma direção Y (ou seja, que é perpendicular à direção Z), e/ou o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal pode estar situado mais perto da borda posterior da palheta que o primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal em pelo menos uma direção X (ou seja, que é perpendicular tanto à direção Z como à direção Y), sem limitação.

[0022] Um método para aumentar a vida de uma bomba centrífuga é adicionalmente revelado. O método pode compreender as etapas de: fornecer um impulsor de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores descritas acima; passar pasta fluida através da bomba centrífuga enquanto o impulsor está girando; e, em virtude das características de projeto da palheta da impulsor (por exemplo, a geometria bulbosa de pelo menos uma junção que difere de um filete de raio convencional), otimizar os fluxos para desencorajar a formação de vórtices em ferradura e resistir ao desgaste durante a operação da bomba centrífuga. O método pode incluir adicionalmente alterar os padrões de fluxo adjacentes à palheta e entre os invólucros de lado frontal e traseiro de maneira que aumente a longevidade de impulsor e a vida útil.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0023] Para complementar a descrição que está sendo realizada, e com o propósito de ajudar a entender melhor as característica da invenção, um conjunto de desenhos que ilustram um novo aparelho impulsor é anexado ao presente relatório descritivo como uma parte integrante do mesmo, em que o seguinte foi descrito com um caráter ilustrativo e não limitativo. Deve-se compreender que referências numéricas similares usadas nos desenhos (se alguma for usada) podem identificar componentes similares.

[0024] A Figura 1 mostra uma renderização em perspectiva de um impulsor (de acordo com a técnica anterior) que usa um filete de raio padrão ou convencional (ou seja, uniforme) que fornece uma transição de raio pequeno (r) entre as superfícies da palheta e as superfícies de invólucros de lado frontal e traseiro.

[0025] A Figura 2 mostra uma renderização em perspectiva de um impulsor (de acordo com algumas modalidades da invenção) que emprega junções de lado frontal e lado traseiro, em que as junções podem compreender geometrias bulbosas. Cada junção pode ser representada como uma protuberância não uniforme que compreende uma superfície de curva composta tridimensional conforme mostrado. Cada uma das junções de lado frontal e lado traseiro pode compreender geometrias bulbosas exclusivas que compreendem protuberâncias convexas e/ou côncavas, e ambas as geometrias bulbosas podem ser diferentes. Essas junções não padronizadas (fornecidas nas porções de borda anterior adjacentes das palhetas), em combinação opcional com transições radiais a jusante (isto é, filetes de raio convencionais (r) que se estendem entre as superfícies da palheta e superfícies dos invólucros frontais e traseiros, como adjacentes a porções de borda posterior de palhetas), podem modificar os padrões de fluxo de fluido de maneiras que podem reduzir substancialmente o desgaste do impulsor. Acredita-se que, em virtude do design geométrico exclusivo das junções de lado frontal e/ou lado traseiro, as altas velocidades locais e a turbulência podem ser minimizadas, e os vórtices em ferradura podem ser suavizados ou substancialmente eliminados, sem limitação.

[0026] As Figuras 3, 5 e 7 ilustram transições de palheta para invólucro superior e inferior do dispositivo impulsor convencional da técnica anterior mostrado na Figura 1.

[0027] As Figuras 4, 6 e 8 ilustram transições de palheta para invólucro superior e inferior do dispositivo impulsor inventivo de acordo com a modalidade mostrada na Figura 2.

[0028] A Figura 9 mostra uma vista superior de um projeto de palheta não limitador exemplificador do dispositivo impulsor inventivo de acordo com a modalidade mostrada nas Figuras 2, 4, 6 e 8.

[0029] A Figura 10 mostra uma vista lateral do projeto de palheta não limitador exemplificador mostrado na Figura 10, que compreende adicionalmente várias linhas de corte transversal através do mesmo.

[0030] A Figura 11 mostra uma vista em corte transversal de uma palheta conforme visto a partir da linha de seção O-O mostrada na Figura 10.

[0031] A Figura 12 mostra uma vista em corte transversal de uma palheta conforme visto a partir da linha de seção P-P mostrada na Figura 10.

[0032] A Figura 13 mostra uma vista em corte transversal de uma palheta conforme visto a partir da linha de seção Q-Q mostrada na Figura 10.

[0033] A Figura 14 mostra uma vista em corte transversal de uma palheta conforme visto a partir da linha de seção R-R mostrada na Figura 10.

[0034] A Figura 15 mostra uma vista em corte transversal de uma palheta conforme visto a partir da linha de seção S-S mostrada na Figura 10.

[0035] A Figura 16 mostra uma vista em corte transversal de uma palheta conforme visto a partir da linha de seção J-J mostrada na Figura 10.

[0036] A Figura 17 mostra uma vista em corte transversal de uma palheta conforme visto a partir da linha de seção K-K mostrada na Figura 10.

[0037] A Figura 18 mostra uma vista em corte transversal de uma palheta conforme visto a partir da linha de seção L-L mostrada na Figura 10.

[0038] A Figura 19 mostra uma vista em corte transversal de uma palheta conforme visto a partir da linha de seção M-M mostrada na Figura 10.

[0039] A Figura 20 mostra uma vista em corte transversal de uma palheta conforme visto a partir da linha de seção N-N mostrada na Figura 10.

[0040] A Figura 21 mostra uma tabela sugerindo que a geometria de perfis de palheta das modalidades do impulsor inventivo pode ser descrita em termos do raio do orifício de entrada de sucção (Rs), a espessura das palhetas de bombeamento na borda anterior (t), as larguras da junção arqueada geométrica na borda anterior reveladas no presente documento (w1 a w7), e ângulos (B1, B2). A tabela revela adicionalmente as razões geométricas correspondentes de acordo com algumas modalidades preferidas, porém não limitadoras para complementar faixas geométricas previstas mais amplas.

[0041] A Figura 22 é outra tabela que sugere as modalidades preferenciais de uma geometria de palheta de baixa vorticidade que está dentro do escopo inventivo.

[0042] Na descrição a seguir, a invenção será descrita em mais detalhes com referência aos desenhos em conjunto com as modalidades exemplificadoras.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0043] Embora a presente invenção tenha sido descrita no presente documento usando modalidades exemplificadoras de uma palheta de impulsor de bomba mostrando razões de desenho geométrico preferidas, deve ser entendido que inúmeras variações e adaptações serão evidentes para os versados no campo a partir das instruções fornecidas no presente documento. As modalidades detalhadas mostradas e descritas no texto e figuras não devem ser interpretadas como limitativas no escopo; em vez disso, todas as modalidades fornecidas devem ser consideradas de natureza exemplificadora. Consequentemente, esta invenção é limitada apenas pelas reivindicações a seguir.

[0044] Um impulsor de entrada de palheta de baixa vorticidade configurada para uso dentro de bombas é revelado. O impulsor de entrada de palheta pode ser usado, por exemplo, em bombas centrífugas, sem limitação. O impulsor pode ser, por exemplo, vantajosamente empregado dentro de uma bomba para pasta fluida, sem limitação. Conforme mostrado, o impulsor de entrada de palheta de baixa vorticidade incorpora pelo menos uma junção arqueada personalizada de grande escala ao longo de pelo menos uma raiz de borda anterior e/ou ao longo do perímetro da palheta, em que a palheta une os invólucros de suporte de lado frontal e/ou lado traseiro. A pelo menos uma junção estende-se, de preferência, até a linha de estagnação na frente da palheta, promovendo assim uma transição hidráulica suave ou entrada de fluxo no impulsor. Em virtude do seu design exclusivo e inventivo, e da geometria inventiva da(s) junção(s), o impulsor de entrada de palheta de baixa vorticidade é adequadamente configurado para controlar ou prevenir a geração de vórtices em ferradura e turbulência. O design de cada junção é adaptado para neutralizar os efeitos erosivos dos fluxos, aumentando assim a vida útil da bomba quando manipula-se misturas líquidas-sólidas ou pastas fluidas.

[0045] As Figuras 1 e 2 identificam o orifício de entrada de sucção e os invólucros de lado frontal e lado traseiro de um impulsor. A Figura 1 mostra um projeto de impulsor convencional da técnica anterior, e a Figura 2 mostra uma modalidade inventiva de acordo com a invenção. As Figuras 3 a 6 Identificar a linguagem adicional normalmente usada para descrever as características estruturais de palhetas de bombeamento de impulsor, particularmente em termos de "borda anterior", "borda posterior" e lados de "sucção" e "pressão".

[0046] Os impulsores de bomba centrífuga compreendem tipicamente palhetas de bombeamento que são universalmente encostadas aos invólucros de lado frontal e traseiro, definindo uma área de contato com um perímetro normalmente dotado de filetes côncavos de escala relativamente pequena em comparação com outras dimensões do impulsor. Na maioria dos casos, os filetes côncavos de pequena escala podem ser descritos com um filete de raio convencional (r) (ou seja, uniforme) que exibe um valor uniforme em torno de todo o perímetro conforme mostrado nas Figuras 1, 3, 5 e 7. As modalidades da invenção introduzem uma ou mais junções arqueadas variavelmente dimensionadas de grande escala que são, de preferência, visivelmente ampliadas em direção à borda anterior da palheta. A uma ou mais junções, de preferência, reduzem progressivamente para corresponder a um tamanho de filete côncavo normal em direção à borda posterior da palheta como ilustrado nas Figuras 2, 4, 6 e 8. Na modalidade específica mostrada nas figuras, duas junções são fornecidas a uma única palheta - uma junção de lado frontal adjacente a um invólucro de lado frontal, e uma junção de lado traseiro adjacente a um invólucro de lado traseiro. Deve ser entendido que modalidades menos preferenciais podem incorporar apenas uma única junção, por exemplo, tanto uma junção de lado frontal adjacente ao invólucro de lado frontal, como uma junção de lado traseiro adjacente ao invólucro de lado traseiro). Como será apresentado mais adiante neste documento, a junção de lado frontal parece ter o maior benefício. A combinação da junção de lado traseiro proposta com a junção de lado frontal proposta parece exibir um efeito sinérgico maior.

[0047] As Figuras 3 e 5 representam figuras da técnica anterior que mostram, cada uma, as respectivas vistas em corte de lado traseiro e lado frontal de uma palheta de bombeamento convencional. Como pode ser observado a partir das Figuras 3 e 5, os perfis nos lados frontal e traseiro de uma palheta convencional são tipicamente dotados de uma transição em filete para os respectivos invólucros de lado frontal e traseiro. Cada transição de filete é côncava e exibe um raio uniforme (r); em que o raio (r) é geralmente relativamente pequeno em comparação com outras dimensões principais do impulsor. Isso pode, ainda, ser entendido pela Figura 7, que mostra um perfil lateral sugerindo as mesmas transições de raio e filete convencionais da palheta tanto para os invólucros de lado frontal como de lado traseiro.

[0048] As Figuras 4 e 6 representam os respectivos perfis de palheta de bombeamento de impulsor de lado traseiro e lado frontal de acordo com algumas modalidades. Como mostrado, as bordas posteriores da palheta podem compreender uma transição de filete de raio convencional tendo um raio relativamente pequeno (r) quando comparado com outras dimensões principais do impulsor. Entretanto, nas porções de uma palheta adjacente à borda anterior, os lados frontal e traseiro do impulsor podem ser dotados das junções arqueadas em maior escala reveladas no presente documento. As junções arqueadas de lado frontal lado traseiro em grande escala são claramente distinguíveis ao longo do perímetro das palhetas em direção ao borda anterior devido à sua escala maior. As junções podem, conforme mostrado, diminuir progressivamente em tamanho em direção à borda posterior das palhetas.

[0049] Estudos hidráulicos que aplicam simulação numérica sugeriram que para porções de uma palheta ao redor ou adjacente à borda anterior da dita palheta, o lado de pressão é mais suscetível a efeitos erosivos de vorticidade e, portanto, as junções arqueadas prescritas podem ser, de preferência, mais pronunciadas ou de outro modo projetadas dimensões maiores e/ou transições mais suaves no lado de sucção do que no lado de pressão, sem limitação, como sugerido pelas Figuras 4 e 6.

[0050] As porções das palhetas adjacentes ao invólucro de lado traseiro, de preferência, encostam-se a uma superfície de invólucro de lado traseiro que é contínua, de modo a possibilitar o desenho de junções arredondadas em grande escala em torno das bordas anteriores das palhetas, como ilustrado na Figura 4.

[0051] As porções das palhetas adjacentes ao invólucro de lado frontal estão em posição limítrofe em uma superfície frontal com uma descontinuidade criada pelo orifício de entrada de sucção de impulsor (Figura 1), com a borda anterior sendo adjacente a essa descontinuidade. Como resultado, o desenho de uma junção arqueada de grande escala pode, como ilustrado na Figura 6, ser mais intrincado e/ou pode exigir um formato personalizado especialmente projetado. Por exemplo, uma junção arqueada em grande escala pode ser mais complexa quando seções de junção côncavas e convexas forem combinadas, de modo a possibilitar a introdução de tal junção de grande escala dentro do espaço relativamente pequeno disponível entre a borda anterior das palhetas e o orifício de entrada de sucção.

[0052] A geometria dos perfis das palhetas é descrita em termos do raio do orifício de entrada de sucção (Rs), da espessura das palhetas de bombeamento na borda anterior (t), do raio de um filete côncavo de pequena escala (r) ao longo do perímetro das palhetas, das larguras das junções arqueadas geométricas na borda anterior reveladas no presente documento (w1 a w7) e dos ângulos (B1, B2). Algumas razões geométricas correspondente antecipadas de acordo com determinadas modalidades são reveladas nas tabelas mostradas nas Figuras 21 e 22. Essas geometrias podem ser apresentadas em referência a uma direção X, uma direção Y e uma direção Z que são perpendiculares umas às outros e têm eixos que se cruzam em uma origem.

[0053] A Figura 7 apresenta uma vista em corte transversal de um impulsor convencional da técnica anterior que ilustra um filete côncavo de pequena escala com raio uniforme (r) ao longo da periferia das raízes das palhetas de bombeamento nos lados frontal e traseiro do impulsor.

[0054] A Figura 8 apresenta uma vista em corte transversal de um impulsor fornecido de acordo com algumas modalidades da invenção descritas no presente documento. O impulsor mostrado é distinguível em torno da borda anterior nos lados frontal e traseiro do impulsor a partir do que é atualmente conhecido na técnica. A geometria é descrita em termos da largura do impulsor (H), da largura da junção arqueada de grande escala no lado frontal (Hf) e no lado posterior (Hr), do raio do orifício de entrada de sucção (Rs), e da distância da linha central do impulsor até o final do recurso de junção nos lados frontal (Rf) e traseiro (Rr). Algumas razões geométricas correspondente de acordo com determinadas modalidades não limitadoras são reveladas nas tabelas mostradas nas Figuras 21 e 22.

[0055] A Figura 9 mostra uma vista superior de uma palheta de acordo com uma modalidade da invenção que tem similaridades com a modalidade mostrada nas Figuras 2, 4, 6 e 8.

[0056] A Figura 10 sugere uma vista lateral da palheta exemplificadora mostrada na Figura 9 com várias linhas de vista em corte transversal sobrepostas na mesma. Em algumas modalidades não limitadoras, a distância T entre a vista em corte transversal 0-0 e a vista em corte transversal S-S pode ser menor que uma distância U entre vista em corte transversal J-J e vista em corte transversal N-N. Por exemplo, a distância T pode ser entre aproximadamente 1/4 e 3/4 vezes a distância U, sem limitação. Na modalidade específica mostrada, a distância T é aproximadamente 6/1 1 vezes U (ou apenas maior que a metade da distância U).

[0057] Os cortes transversais O-O, P-P, Q-Q, RR e S-S representam uma junção de lado frontal adjacente a um invólucro de lado frontal e são mostrados nas Figuras 11 a 15, respectivamente. Os cortes transversais J-J, K-K, LL, M-M e N-N representam uma junção de lado traseiro adjacente a um invólucro de lado traseiro e são mostrados nas Figuras 16 a 20, respectivamente.

[0058] Deve ser entendido que o material adicionado fornecido nas junções discutidas no presente documento não se destina a servir apenas como material de erosão adicional. Ao invés disso, as junções são geometricamente configuradas para modificar os fluxos para reduzir substancialmente o desgaste de pasta fluida abrasiva durante o uso. Será entendido a partir da dinâmica de fluidos computacional e versados na indústria de bombas, que simplesmente adicionar "mais material" às palhetas ou "espessar as palhetas" para acomodar taxas de desgaste agressivas não poderia obter os mesmos resultados que podem ser obtidos pelo projeto da Requerente. Ao invés disso, as características geométricas específicas realmente modificam os fluxos, e aprimoram a hidráulica/hidrodinâmica, para impedir "pontos críticos" onde o desgaste pode ser acelerado ou pode ocorrer falha prematuramente.

[0059] As descrições geométricas apresentadas acima e ilustradas nos desenhos em anexo são fornecidas meramente como modalidades exemplificadoras e modos práticos de fornecer um impulsor aprimorado tendo uma ou mais palhetas de baixa vorticidade. Estas são apenas algumas modalidade da presente invenção, e deve ser entendido que a presente invenção pode ser incorporada ou praticada de outras formas específicas sem se afastar do seu espírito ou características essenciais. Por exemplo, quando o termo "raio", "filete" ou "transição" for usado no presente documento, inclusive nas reivindicações, está previsto que um chanfro reto ou plano (interno) pode ser empregado como um equivalente substancial, alternativa simples, ou substituto para o curvo (r) mostrado, sem limitação. Consequentemente, está dentro do escopo desta invenção que termos como transição "chanfrada" ou "facetada" "angulada", "oblíqua" ou "plana" serão intercambiados com, ou sejam considerados como sinônimos de termos como transição "radiada", "filetada" ou "arredondada", sem limitação.

[0060] Além disso, embora as modalidades de junção preferidas mostradas utilizem uma série de curvas compostas, arcos, superfícies convexas e superfícies côncavas em 2 e/ou 3 dimensões, geometrias bulbosas similares podem ser aproximadas ou generalizadas e igualmente empregadas, sem limitação. Tais geometrias bulbosas aproximadas ou generalizadas podem, por exemplo, utilizar ou incorporar facetas, passos ou superfícies angulares planas em qualquer número ou combinação, com ou sem transições suaves ou arredondadas entre as mesmas. A(s) junção(s) descrita(s) e reivindicada(s) pode(m) ser precisa(s) e complexa(s), ou a(s) mesma(s) pode(m) ser bruta(s) e não complexa(s). A(s) junção(s) descrita(s) e reivindicada(s) pode(m) ser suave(s), áspera(s) ou mesmo irregular(es), sem limitação. Por exemplo, a criação de protótipos rápida, usinagem ou tolerâncias de moldes podem ditar a precisão real das junções. Os tamanhos exatos e/ou formatos da(s) junção(s) reivindicada(s) podem diferir ligeiramente do que é precisamente mostrado nos desenhos, sem se afastar do espírito e escopo destes ensinamentos inventivos. Além disso, as modalidades alternativas podem compreender junções que são de maior ou menor escala do que o que é mostrado. As junções mostradas nas figuras exemplificadoras podem ser aproximadas e não estão em escala. As proporções e dimensões podem mudar de acordo com as tabelas mostradas nas Figuras 21 e 22.

[0061] O inventor determinou que uma junção de lado frontal (fornecida individualmente a uma palheta) foi mostrada para exibir benefícios de desempenho melhores do que a junção de lado traseiro (quando fornecida individualmente a uma palheta). No entanto, o uso sinérgico de uma junção de lado traseiro, em combinação com uma junção de lado frontal, parece apresentar os melhores benefícios de desempenho.

[0062] As modalidades descritas devem ser consideradas em todos os aspectos apenas ilustrativas e não restritivas. O escopo da invenção é, portanto, indicado e regido pelas reivindicações em anexo, em vez de pela descrição anterior. Todas as modalidades que estão dentro do significado e faixa de equivalência das reivindicações devem ser abrangidas dentro do seu escopo.

Claims (20)

1. Impulsor para uma bomba centrífuga caracterizado por compreender: uma palheta (1) que se estende em uma direção Z entre um invólucro de lado frontal (15) que tem um formato anular e define um orifício de entrada de sucção (14), e um invólucro de lado traseiro (16), a palheta (1) compreendendo: uma borda anterior radialmente para dentro (6), uma borda posterior radialmente para fora (7), um lado convexo (4) e um lado côncavo (5), a palheta (1) sendo adicionalmente conectada ao invólucro de lado frontal (15) e ao invólucro de lado traseiro (16), o impulsor compreendendo ainda uma junção de lado frontal (2) sendo fornecida próxima a uma região central do impulsor e adjacente ao invólucro de lado frontal (15) entre uma superfície da palheta (1) e uma superfície do invólucro de lado frontal (15); a junção de lado frontal (2) se estendendo a partir de um primeiro ponto (s1) no lado convexo (4) da palheta (1), circunferencialmente ao longo do perímetro da palheta, e perifericamente ao redor da borda anterior (6) da palheta (1), para um segundo ponto (s6) no lado côncavo (5) da palheta (1) ao longo do perímetro da palheta; a junção de lado frontal (2) sendo fornecida próxima e se estendendo da borda anterior (6) da palheta (1); a geometria da junção de lado frontal (2) sendo adaptada para otimizar os padrões de fluxo adjacentes à palheta, e entre os respectivos invólucros laterais frontal e traseiro de uma maneira que desencoraja a formação de vórtices em ferradura próximos à borda principal (6) da palheta (1) durante a operação; em que, devido ao desencorajamento da formação de vórtices em ferradura próximos à borda principal (6) da palheta (1) durante a operação, a junção de lado frontal (2) é adaptada para resistir ao desgaste da palheta (1) causada por abrasão durante a operação, prolongando, assim, a vida do impulsor; em que uma largura da junção de lado frontal (2) aumenta de uma primeira largura (w4) da junção de lado frontal (2) perto do primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal (2) para uma quarta largura maior (w7) da junção de lado frontal (2) próximo ao segundo ponto (s6) da junção de lado frontal (2) conforme a junção de lado frontal (2) progride circunferencialmente ao longo do perímetro da palheta e perifericamente ao redor da borda anterior (6) a partir do primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal (2) para o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal (2); em que a junção de lado frontal (2) compreende ainda uma segunda largura de transição (w5) entre a primeira largura (w4) da junção de lado frontal (2), e a quarta largura (w7) da junção de lado frontal (2) em um ponto ao longo do perímetro da palheta que é disposto circunferencialmente entre o primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal (2) e o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal (2); em que a borda anterior (6) é englobada entre o primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal (2) e o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal (2), quando visto ao longo da referida direção Z em um plano X-Y que é perpendicular à referida direção Z; e em que a segunda largura de transição (w5) da junção de lado frontal (2) é igual ou maior que a primeira largura (w4), e menor que a quarta largura (w7).

2. Impulsor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma junção de lado traseiro (3) fornecida à palheta (1); a junção de lado traseiro (3) sendo fornecida próxima à região central do impulsor e adjacente ao invólucro de lado traseiro (16) entre uma superfície da palheta (1) e uma superfície do invólucro de lado traseiro (16); a junção de lado traseiro (3) se estendendo a partir de um primeiro ponto (p1) no lado convexo (4) da palheta (1), circunferencialmente ao longo do perímetro da palheta e perifericamente ao redor da borda anterior (6) da palheta (1), para um segundo ponto (p4) no lado côncavo (5) da palheta (1) ao longo do perímetro da palheta; a junção de lado traseiro (3) sendo fornecida próxima e se estendendo da borda anterior (6) da palheta (1); a geometria da junção de lado traseiro (3) sendo adaptada para otimizar os padrões de fluxo adjacentes à palheta e entre os respectivos invólucros laterais frontal e traseiro, de uma maneira que desencoraja a formação de vórtices em ferradura próximos à borda principal (6) da palheta (1) durante a operação; em que, em virtude de desencorajar a formação de vórtices em ferradura próximos à borda principal (6) da palheta (1) durante a operação, a junção de lado traseiro (3) é adaptada para resistir ao desgaste da palheta (1) causada por abrasão durante a operação, prolongando, assim, a vida útil do impulsor.

3. Impulsor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a junção de lado frontal (2) diferir geometricamente da junção de lado traseiro (3).

4. Impulsor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a junção de lado traseiro (3) fazer a transição para um filete de raio uniforme do lado traseiro (9) no primeiro ponto (p1) e no segundo ponto (p4) na junção de lado traseiro (3), onde partes da junção de lado traseiro (3) terminam; o filete de raio uniforme do lado traseiro (9) sendo fornecido entre uma superfície da palheta e uma superfície do invólucro de lado traseiro (16).

5. Impulsor, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a junção de lado traseiro (3) diferir geometricamente da junção de lado frontal (2) e do filete de raio uniforme do lado traseiro (9).

6. Impulsor, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o filete de raio uniforme do lado traseiro (9) se estender a partir do primeiro ponto (p1) no lado convexo (4) da palheta (1), circunferencialmente ao longo do perímetro da palheta até o segundo ponto (p4) no lado côncavo (5) da palheta (1); em que o filete de raio uniforme do lado traseiro (9) se estende perifericamente ao redor da borda traseira (7) da palheta (1) ao longo do invólucro do lado traseiro (16); e em que a junção de lado traseiro (3) cresce inicialmente na largura (w1) além do primeiro ponto (p1) da junção no lado traseiro (3), depois cresce posteriormente na largura (w2) e depois cresce na sua maior largura (w3), antes de finalmente retornar ao segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro (3); o filete de raio uniforme do lado traseiro (9) unindo-se novamente com a junção de lado traseiro (3) no segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro (3).

7. Impulsor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a junção de lado frontal (2) diminuir a partir da primeira largura (w4) perto do primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal (2) no lado convexo (4) da palheta (1), para uma terceira largura de transição (w6), antes do aumento para a quarta largura (w7) perto do segundo ponto (s6) da junção de lado frontal (2) no lado côncavo (5) da palheta (1).

8. Impulsor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a junção de lado frontal (2) compreender quatro pontos de inflexão (s2, s3, s4, s5) fornecidos entre o primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal (2) e o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal (2) ao longo do perímetro da palheta; em que os quatro pontos de inflexão (s2, s3, s4, s5) compreendem um primeiro ponto de inflexão (s2), um segundo ponto de inflexão (s3), um terceiro ponto de inflexão (s4) e um quarto ponto de inflexão (s5).

9. Impulsor, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o primeiro ponto de inflexão (s2) da junção de lado frontal (2) estar situado entre o primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal (2) e o segundo ponto de inflexão (s3) da junção de lado frontal (2); em que o segundo ponto de inflexão (s3) da junção de lado frontal (2) está situado entre o primeiro ponto de inflexão (s2) da junção de lado frontal (2) e o terceiro ponto de inflexão (s4) da junção de lado frontal (2); em que o terceiro ponto de inflexão (s4) da junção de lado frontal (2) está situado entre o segundo ponto de inflexão (s3) da junção de lado frontal (2), e o quarto ponto de inflexão (s5) da junção de lado frontal (2); e em que o quarto ponto de inflexão (s5) da junção de lado frontal (2) está situado entre o terceiro ponto de inflexão (s4) da junção de lado frontal (2), e o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal (2); em que uma porção da junção de lado frontal (2) que se estende entre o primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal (2) e o primeiro ponto de inflexão (s2) da junção de lado frontal (2) é côncava; em que uma porção da junção de lado frontal (2) que se estende entre o primeiro ponto de inflexão (s2) da junção de lado frontal (2) e o segundo ponto de inflexão (s3) da junção de lado frontal é convexa; em que uma porção da junção de lado frontal (2) que se estende entre o segundo ponto de inflexão (s3) da junção de lado frontal (2) e o terceiro ponto de inflexão (s4) da junção de lado frontal (2) é côncava; em que uma porção da junção de lado frontal (2) que se estende entre o terceiro ponto de inflexão (s4) da junção de lado frontal (2) e o quarto ponto de inflexão (s5) da junção de lado frontal (2) é convexa; e em que uma porção da junção de lado frontal (2) que se estende entre o quarto ponto de inflexão (s5) da junção de lado frontal (2) e o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal é côncava.

10. Impulsor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal (2) estar situado mais perto da borda posterior (7) da palheta (1) do que o primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal (2).

11. Impulsor, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal (2) estar situado mais perto da borda posterior da palheta do que o primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal (2) em pelo menos uma direção Y (11), em que a direção Y (11) é perpendicular à direção Z (13) e uma direção X (12).

12. Impulsor, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal (2) estar situado mais perto da borda posterior (7) da palheta (1) do que o primeiro ponto (s1) da junção de lado frontal (2) em pelo menos uma direção X (12), em que a direção X (12) é perpendicular tanto à direção Z (13) como a uma direção Y (11).

13. Impulsor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a junção de lado traseiro (3) compreender dois pontos de inflexão (p2, p3) fornecidos entre o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro (3) e o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro (3) ao longo do perímetro da palheta (1); os dois pontos de inflexão (p2, p3) que incluem: um primeiro ponto de inflexão (p2) entre o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro (3) e o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro (3), e um segundo ponto de inflexão (p3) entre o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro (3) e o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro (3).

14. Impulsor, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o primeiro ponto de inflexão (p2) da junção de lado traseiro (3) estar situado entre o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro (3) e o segundo ponto de inflexão (p3) da junção de lado traseiro (3); em que o segundo ponto de inflexão (p3) da junção de lado traseiro (3) está situado entre o primeiro ponto de inflexão (p2) da junção de lado traseiro (3) e o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro (3); em que uma porção da junção de lado traseiro (3) que se estende entre o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro (3) e o primeiro ponto de inflexão (p2) da junção de lado traseiro (3) é côncava; em que uma porção da junção de lado traseiro (3) que se estende entre o primeiro ponto de inflexão (p2) da junção de lado traseiro (3) e o segundo ponto de inflexão (p3) da junção de lado traseiro (3) é convexa; e em que uma porção da junção de lado traseiro (3) que se estende entre o segundo ponto de inflexão (p3) da junção de lado traseiro (3) e o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro é côncava.

15. Método caracterizado por compreender: fornecer um impulsor, conforme definido na reivindicação 1, a uma bomba centrífuga conforme definida na reivindicação 1; passar a pasta fluida através da bomba centrífuga enquanto o impulsor está girando; e, desencorajar a formação de vórtices em ferradura, reduzindo assim o desgaste do impulsor durante a operação da bomba centrífuga em virtude das características de design da palheta (1) do impulsor.

16. Impulsor para uma bomba centrífuga caracterizado por compreender uma palheta (1) que se estende na direção Z entre um invólucro de lado frontal (15) que tem uma forma anular e define um orifício de entrada de sucção (14) e um invólucro de lado traseiro (16); a palheta (1) compreendendo uma borda dianteira radialmente para dentro (6), uma borda traseira radialmente para fora (7), um lado convexo (4) e um lado côncavo (5), a palheta (1) sendo ainda conectada ao invólucro de lado frontal (15) e ao invólucro de lado traseiro (16), o impulsor compreendendo ainda uma mistura de lado frontal (2) e uma mistura de lado traseiro (3); a mistura de lado frontal (2) sendo fornecida próxima à uma região central do impulsor e adjacente ao invólucro de lado frontal (15) entre uma superfície da palheta (1) e uma superfície do invólucro de lado frontal (15); a junção de lado frontal (2) se estendendo a partir de um primeiro ponto (s1) no lado convexo (4) da palheta (1), circunferencialmente ao longo do perímetro da palheta, e perifericamente ao redor da borda anterior (6) da palheta (1), para um segundo ponto (s6) no lado côncavo (5) da palheta (1) ao longo do perímetro da palheta; a junção de lado traseiro (3) sendo fornecida próxima à região central do impulsor e adjacente ao invólcuro de lado traseiro (16) entre uma superfície da palheta (1) e uma superfície do invólucro de lado traseiro (16); a junção de lado traseiro (3) se estendendo a partir de um primeiro ponto (p1) no lado convexo (4) da palheta (1), circunferencialmente ao longo do perímetro da palheta, e perifericamente ao redor da borda anterior (6) da palheta (1) , para um segundo ponto (p4) no lado côncavo (5) da palheta (1) ao longo do perímetro da palheta; cada uma das junções de lado frontal (2) e de lado traseiro (3) sendo fornecidas próximas e se estendendo a partir da borda anterior (6) da palheta (1); em que cada uma das junção de lado frontal (2) e junção de lado traseiro (3) é configurada com uma geometria que difere geometricamente de um filete de raio uniforme (8), a geometria de cada uma da junção de lado frontal (2) e da junção de lado traseiro (3) desencorajando a formação de vórtices em ferradura próximos à borda anterior (6) da palheta (1) durante a operação; em que, em virtude de desencorajar a formação de vórtices em ferradura próximos à borda anterior (6) da palheta (1) durante a operação, cada uma das junções de lado frontal (2) e de lado traseiro (3) é adaptada para resistir ao desgaste para a palheta (1) causado por abrasão durante a operação, prolongando assim a vida útil do impulsor; em que uma largura da junção de lado traseiro (3) aumenta de uma primeira largura (w1) perto do primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro (3) para uma terceira largura maior (w3) perto do segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro (3), conforme a junção de lado traseiro (3) progride circunferencialmente ao longo do perímetro da palheta e perifericamente ao redor da borda anterior (6) desde o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro (3) até o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro (3); e em que a junção de lado traseiro (3) compreende ainda uma segunda largura de transição (w2) entre a primeira largura (w1) e a terceira largura (w3) em um ponto ao longo do perímetro da palheta que está disposto circunferencialmente entre o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro (3) e do segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro (3); em que a borda principal (6) é englobada entre o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro (3) e o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro (3) quando visto ao longo da referida direção Z em um plano que é perpendicular à referida direção Z; em que a segunda largura de transição (w2) da junção de lado traseiro (3) é maior que a primeira largura (w1) e menor que a terceira largura (w3).

17. Impulsor para uma bomba centrífuga caracterizado por compreender: uma palheta (1) que se estende na direção Z entre um invólucro de lado frontal (15) que tem uma forma anular e define um orifício de entrada de sucção (14) e um invólucro de lado traseiro (16); a palheta (1) compreendendo uma borda dianteira radialmente para dentro (6), uma borda traseira radialmente para fora (7), um lado convexo (4) e um lado côncavo (5), a palheta (1) sendo ainda conectada ao invólucro de lado frontal (15) e para a invólucro de lado traseiro (16), o impulsor compreendendo ainda pelo menos uma de uma junção de lado frontal (2) e uma junção de lado traseiro (3); a junção de lado frontal (2) sendo fornecida próxima a uma região central do impulsor e adjacente ao invólucro de lado frontal (15) entre uma superfície da palheta (1) e uma superfície da cobertura do lado frontal (15); a junção de lado frontal (2) se estendendo a partir de um primeiro ponto (s1) no lado convexo (4) da palheta (1), circunferencialmente ao longo do perímetro da palheta e perifericamente ao redor da borda anterior (6) da palheta (1), para um segundo ponto (s6) no lado côncavo (5) da palheta (1) ao longo do perímetro da palheta; a junção de lado traseiro (3) sendo fornecida próxima à região central do impulsor e adjacente ao invólucro de lado traseiro (16) entre uma superfície da palheta (1) e uma superfície do invólucro de lado traseiro (16); a junção de lado traseiro (3) se estendendo a partir de um primeiro ponto (p1) no lado convexo (4) da palheta (1), circunferencialmente ao longo do perímetro da palheta e perifericamente ao redor da borda anterior (6) da palheta (1), para um segundo ponto (p4) no lado côncavo (5) da palheta (1) ao longo do perímetro da palheta; cada uma das junções de lado frontal (2) e de lado traseiro (3) sendo fornecidas próximas e se estendendo a partir da borda anterior (6) da palheta (1); a geometria de cada uma da junção de lado frontal (2) e da junção de lado traseiro (3) sendo adaptada para otimizar os padrões de fluxo adjacentes à palheta e entre os respectivos invólucros laterais frontal e traseiro de uma maneira que desestimule a formação de vórtices em ferradura próximos à borda anterior (6) da palheta (1) durante a operação; em que, em virtude de desencorajar a formação de vórtices em ferradura próximos à borda anterior (6) da palheta (1) durante a operação, cada uma das junções de lado frontal (2) e de lado traseiro (3) é adaptada para resistir ao desgaste para a palheta (1) causado por abrasão durante a operação, prolongando assim a vida útil do impulsor; em que a junção de lado frontal (2) faz a transição para um filete de raio uniforme do lado frontal (10) no primeiro ponto (s1) e no segundo ponto (s6) na junção de lado frontal (2), onde porções da junção de lado frontal (2) terminam, o filete de raio uniforme do lado frontal (10) sendo fornecido entre uma superfície da palheta e uma superfície do invólucro de lado frontal (15); e em que a junção de lado traseiro (3) faz a transição para um filete de raio uniforme do lado traseiro (9) no primeiro ponto (p1) e no segundo ponto (p4) na junção de lado traseiro (3), onde porções da junção de lado traseiro (3) terminam; o filete de raio uniforme do lado traseiro (9) sendo fornecido entre uma superfície da palheta e uma superfície do invólucro de lado traseiro (16); em que a junção de lado traseiro transita para o filete de raio uniforme do lado traseiro (9) em um ângulo (B1), no segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro; o ângulo (B1) sendo medido em torno de um eixo que define a direção Z, entre a borda anterior da palheta e o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro; e em que a mistura do lado da frente transita para o filete de raio uniforme do lado frontal (10) em um ângulo (B2), no segundo ponto (s6) da junção de lado frontal; o ângulo (B2) sendo medido em torno do eixo que define a direção Z, entre a borda anterior da palheta e o segundo ponto (s6) da junção de lado frontal, e em que o ângulo (B2) é maior que o ângulo (B1).

18. Impulsor, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro (3) estar situado mais perto da borda posterior (7) da palheta (1) do que o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro (3).

19. Impulsor, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro (3) estar situado mais perto da borda posterior (7) da palheta (1) do que o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro (3) em pelo menos uma direção Y (11) que é perpendicular à direção Z (13) e uma direção X (12).

20. Impulsor, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o segundo ponto (p4) da junção de lado traseiro (3) estar situado mais perto da borda posterior (7) da palheta (1) do que o primeiro ponto (p1) da junção de lado traseiro (3) em pelo menos uma direção X (12) que é perpendicular tanto à direção Z (13) como a uma direção Y (11).