DE3808598A1

DE3808598A1 - Centrifugal pump for delivering fluids containing solid abrasive particles

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Publication number: DE3808598A1
Application number: DE3808598A
Authority: DE
Inventors: Arkadij Isaakovic Zolotar; David Samoilovic Samoilovic; Vladimir Karpovic Karachanian; Vjaceslav Iosifovic Kuznecov; Vladimir Borisovi Kopeljanskij; Oleg Valentinovic Kuznecov; Vladimir Efimovic Nesterenko; Nikolaj Grigorevic Karacaban; Georgij Egorovic Smuratov; Evgenij Aleksandrovic Kljuzin; Semen Vulfovic Livsic
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-03-15
Filing date: 1988-03-15
Publication date: 1989-09-28

Abstract

In the body of a centrifugal pump intended for delivering fluids containing solid abrasive particles, the flow part (3) is formed by an outflow channel (4), which is bounded by two side walls (7 and 8) of the pump body, to be precise, in relation to the inlet flow of the delivered fluid, a front and a rear wall, and also by a peripheral wall (9) of the pump body, which wall is connected to the front and rear wall (7 and 8), and by a through-flow channel (5) of an impeller (6) accommodated in the pump body (1) mentioned. The geometry of the peripheral wall (9) of the pump body (1) takes account of the regularity of the distribution of the solid abrasive particles in the flow part (3) of the pump. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Pumpenbaus, genauer auf eine Kreiselpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten mit festen abrasiven Teilchen.The present invention relates to the field of pump construction, more precisely on a centrifugal pump for Pumping liquids with solid abrasive particles.

Am effektivsten kann diese Erfindung im Bergbau bei der Verarbeitung von Bergbauprodukten und in Wärmekraftwerken zum Fördern von Schlacken angewendet werden.This invention can be most effective in mining processing of mining products and in thermal power plants can be used to convey slag.

Gegenwärtig nehmen angesichts des wachsenden Rohstoffbedarfs in der ganzen Welt, des zunehmenden Rohstoffverarbeitungsvolumens sowie infolge der Verwertung bei der industriellen Produkten von Rohstoffen mit geringem Gehalt an Nutzprodukten und mit hohem Gehalt an abrasiven Einschlüssen die Anforderungen an die Erhöhung der Betriebsdauer des Strömungsteiles von Kreiselpumpen, der der zerstörenden Einwirkung der im Strom der geförderten Flüssigkeit enthaltenen abrasiven Teilchen ausgesetzt ist, stets zu. Dank der Einwirkung der Zentrifugalkräfte werden feste abrasive Teilchen im Durchströmkanal des Laufrades abgeschieden, die einen intensiven ungleichmäßigen Verschleiß der Innenfläche der Tragscheibe, der Schaufeloberfläche sowie der peripheren Abströmkanalwand verursachen.Currently, taking into account the growing demand for raw materials all over the world, the increasing volume of raw material processing and as a result of the recycling at industrial products from raw materials with low content of useful products and with a high abrasive content Includes the requirements for increasing the Operating time of the flow section of centrifugal pumps, the the destructive impact of those promoted in the stream Liquid containing abrasive particles exposed is always closed. Thanks to the action of centrifugal forces become solid abrasive particles in the flow channel deposited the impeller, which is an intense uneven Wear of the inner surface of the support disk, the Blade surface and the peripheral outflow channel wall cause.

Die auf dem Gebiet des Pumpenbaus führenden Firmen wie z. B. "Warman", "Worthington", "Humboldt" u. a. sind bestrebt, die Betriebsdauer der hergestellten Kreiselpumpen durch Anwendungen neuer verschleißfester Werkstoffe und Vervollkommnung der Herstellungstechnologie von Strömungsteilelementen zu erhöhen. Allerdings sind die in den erwähnten Richtungen durchgeführten Arbeiten extensiv, weshalb die Erhöhung der Pumpenbetriebsdauer 30-50% nicht übersteigt.The leading companies in the field of pump construction such as B. "Warman", "Worthington", "Humboldt" u. a. are endeavors to the service life of the centrifugal pumps manufactured through the use of new wear-resistant materials and perfection of flow sub-element manufacturing technology to increase. However, they are in work carried out extensively in the directions mentioned, which is why the increase in pump operating time is 30-50% does not exceed.

In der Sowjetunion wird das anstehende Problem einer Erhöhung der Betriebsdauer von Kreiselpumpen, die zum Fördern von Flüssigkeiten mit festen abrasiven Einschlüssen bestimmt sind, sowohl durch Anwendung neuer verschleißfester Werkstoffe und Vervollkommnung der Herstellungstechnologie von Strömungsteilelementen wie auch durch Änderung der Durchströmkanalgeometrie gelöst. Bekannt ist beispielsweise ein Laufrad einer Kreiselpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten mit festen abrasiven Einschlüssen (SU, A, Nr. 7 69 095). Der praktische Betrieb der mit dem bekannten Laufrad ausgestatteten Kreiselpumpe durch die Firma "Serlachius" ergab eine dreifache Verlängerung der Laufradbetriebsdauer gegenüber der Betriebsdauer des von der Firma selber hergestellten Pumpenlaufra des.In the Soviet Union, the problem at hand becomes one Increasing the service life of centrifugal pumps that Pumping liquids with solid abrasive inclusions are determined, both by using new wear-resistant Materials and perfection of manufacturing technology of flow sub-elements as well solved by changing the flow channel geometry. Known is, for example, an impeller of a centrifugal pump for pumping liquids with solid abrasive inclusions (SU, A, No. 7 69 095). The practical operation of the centrifugal pump equipped with the well-known impeller by the company "Serlachius" resulted in a triple extension the impeller operating time versus the operating time of the pump rotor manufactured by the company itself of.

Beim Fördern von Kimberlittrübe besaß das gemäß SU, A, Nr. 7 69 095 hergestellte Laufrad eine um den Faktor 2-2,5 höhere Betriebsdauer als die serienmäßig hergestellten Laufräder mit herkömmlicher Geometrie, während beim Fördern von Eisen-Erz-Trübe die Erhöhung der Laufradbetriebsdauer das 3,5fache betrug.According to SU, when conveying kimberlite turnip, A, No. 7 69 095 manufactured impeller a by the factor Operating time 2-2.5 times longer than that of series production Traditional geometry wheels while when pumping iron ore sludge the increase of the impeller operating time was 3.5 times.

Zu beachten sind konstruktive Entwicklungsarbeiten der Firma "Warman", die eine Änderung der herkömmlichen Geometrie des Laufradströmungsteiles und des Abströmkanals betreffen.Design development work must be observed the company "Warman", which is a change from the conventional Geometry of the impeller flow part and the outflow channel affect.

Bekannt ist eine Kreiselpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten mit festen abrasiven Einschlüssen (AU-A, Nr. 2 52 816).A centrifugal pump for conveying liquids is known with firm abrasive inclusions (AU-A, No. 2 52 816).

In der bekannten Pumpenkonstruktion ist der Strömungsteil vom Abströmkanal und vom Durchströmkanal des im Pumpengehäuse untergebrachten Laufrades gebildet. Das Laufrad enthält eine auf der Antriebswelle fliegend gelagerte Tragscheibe, an der mit ihren einen Seitenkanten die Laufschaufeln befestigt sind, während deren andere Seitenkanten an einer Deckscheibe befestigt sind. Der Abströmkanal ist durch zwei Seitenwände, und zwar in bezug auf den Einlaßstrom eine vordere und eine hintere Wand, sowie durch eine periphere Wand begrenzt, die mit der vorderen und hinteren Wand verbunden ist. Die periphere Wand weist im Meridionalschnitt des Pumpenkörpers zwei krummlinige Abschnitte auf, von denen ein jeder mit einem geradlinigen Abschnitt verbunden ist, der sich im mittleren Teil der peripheren Abströmkanalwand befindet. Die krummlinigen Abschnitte stellen Projektionen von Ausbuchtungen dar und sind jeweils mit der vorderen und hinteren Abströmkanalwand verbunden. Die Tragscheibe und die Deckscheibe des Laufrades sind jeweils nach der Seite der hinteren und vorderen Abströmkanalwand abgebogen. Die Austrittskante einer jeden Laufradschaufel ist krummlinig mit einer dem geradlinigen Abschnitt der peripheren Abströmkanalwand zugekehrten Einwärtswölbung ausgeführt.The flow part is in the known pump construction from the discharge channel and the flow channel of the im Pump housing housed impeller formed. The The impeller contains a bearing that is floating on the drive shaft Carrier disc with one of its side edges the blades are attached while the others Side edges are attached to a cover plate. The Outflow channel is through two side walls, namely with respect a front and a rear on the inlet stream Wall, as well as delimited by a peripheral wall that with the front and rear wall is connected. The peripheral Wall points in the meridional section of the pump body two curvilinear sections, each with is connected to a rectilinear section, which is in the middle part of the peripheral outflow duct wall. The curvilinear sections represent projections of Bulges are and are each with the front and rear outflow duct wall connected. The Carrier disk and the cover disk of the impeller are each towards the side of the rear and front outflow duct wall turned. The trailing edge of each impeller blade is curvilinear with one that is straight Section of the peripheral outflow channel wall facing Executed inward curvature.

Die im vorstehenden beschriebene konstruktive Pumpenausführung gewährleistet einen solchen Strömungscharakter der Flüssigkeit mit den abrasiven Einschlüssen, der zur Verminderung hydraulischer Verluste beim Strömen der Flüssigkeit im Abströmkanal führt, was den Wirkungsgrad der Pumpe erhöht.The constructive pump design described above ensures such a flow character the liquid with the abrasive inclusions, the to reduce hydraulic losses when flowing the Liquid in the outflow channel leads to efficiency the pump increases.

Allerdings beschränkt eine derartige konstruktive Ausführung des Strömungsteiles der Pumpe das Einsatzgebiet derselben nur auf das Fördern von feindispersen abrasiven Trüben. Bei Anwendung der bekannten Pumpe zum Fördern von Flüssigkeiten mit festen abrasiven Einschlüssen, deren Größe über 2 mm beträgt, ist die Betriebsdauer des Abströmkanals infolge eines intensiven Verschleißes seiner peripheren Wand sehr kurz. Beim Fördern von Flüssigkeiten mit größeren festen abrasiven Einschlüssen sammeln sich diese, sobald sie in eine in der Nähe der hinteren Abströmkanalwand liegende Ausbuchtung gelangen, in derselben an und verursachen infolge einer hohen Zahl von Kontaktierungs- und Zusammenwirkungserscheinungen lokale Zerstörungen an der Abströmkanaloberfläche.However, such a design is limited Execution of the flow part of the pump the area of application the same only on the conveyance of finely dispersed abrasives Tarnish. When using the known pump for delivery of liquids with solid abrasive inclusions, whose size is over 2 mm is the operating time of the Discharge channel due to intensive wear of its peripheral wall very short. When conveying liquids collect with larger solid abrasive inclusions this as soon as it is in a near the rear Outflow channel wall located bulge, in the same and cause due to a high number of Contact and interaction phenomena local Destruction on the outlet channel surface.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Pumpenkonstruktion zu entwickeln, in der dank einer Änderung der Geometrie der peripheren Abströmkanalwand eine beträchtliche Erhöhung der Betriebsdauer der Kreiselpumpe innerhalb eines weiten Größenbereiches der festen abrasiven Teilchen in der geförderten Flüssigkeit gewährleistet wäre.The invention is based, such Pump design to develop in thanks to a change the geometry of the peripheral outflow channel wall is considerable Increasing the operating time of the centrifugal pump within a wide size range of solid abrasives Particles in the pumped liquid are guaranteed would.

Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß in der Kreiselpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten mit festen abrasiven Einschlüssen, in deren Körper der Strömungsteil von einem Abströmkanal, der durch zwei Seitenwände des Pumpenkörpers, und zwar in bezug auf den Einlaßstrom der geförderten Flüssigkeit eine vordere und eine hintere Wand, sowie durch eine periphere Pumpenkörperwand begrenzt ist, die mit der vorderen und hinteren Wand verbunden ist, und von einem Durchströmkanal eines im erwähnten Pumpenkörper untergebrachten Laufrades gebildet ist, welches von einer auf der Antriebswelle angebrachten Tragscheibe, an der Schaufeln befestigt sind, und einer Deckscheibe gebildet ist, die an den erwähnten Schaufeln befestigt ist, erfindungsgemäß die Geometrie der peripheren Pumpenkörperwand die Gesetzmäßigkeit der Verteilung der festen abrasiven Teilchen im Strömungsteil der Pumpe Rechnung trägt.The task is solved in that in the Centrifugal pump for pumping liquids with solid abrasive Inclusions, in the body of which the flow part of an outflow channel, which is separated by two side walls of the Pump body, with respect to the inlet flow of the pumped liquid a front and a rear Wall, as well as limited by a peripheral pump body wall which is connected to the front and rear wall and one of the flow channels mentioned in Pump body accommodated impeller is formed, which is attached to the drive shaft Carrier disc to which blades are attached, and one Cover disc is formed on the blades mentioned is attached, according to the invention, the geometry of the peripheral Pump body wall the regularity of the distribution the solid abrasive particles in the flow part of the pump Takes into account.

Zweckmäßigerweise ist die periphere Wand im Meridionalschnitt des Pumpenkörpers zur hinteren Pumpenkörperwand geneigt angeordnet und bildet einen spitzen Winkel mit der Laufradachse.The peripheral wall is expediently in the meridional section of the pump body to the rear pump body wall arranged inclined and forms an acute angle with the impeller axis.

Diese Geometrie der peripheren Pumpenkörperwand gewährleistet eine Vergrößerung der Nennberührungsfläche derselben mit der Oberfläche der festen abrasiven Teilchen. Dies führt zur Verminderung der Konzentration der festen abrasiven Teilchen je Oberflächeneinheit der peripheren Wand und zu einer relativ gleichmäßigen Teilchenverteilung über die Oberfläche dieser Wand. Darüber hinaus bedingt diese Geometrie der peripheren Pumpenkörperwand eine Vergrößerung der Wanddicke in der Zone des intensiven abrasiven Wandverschleißes.This geometry of the peripheral pump body wall ensures an increase in the nominal contact area the same with the surface of the solid abrasive particles. This leads to a decrease in the concentration of the solid abrasive particles per unit area of the peripheral wall and to a relatively uniform particle distribution over the surface of this wall. About that this geometry also determines the peripheral wall of the pump body an increase in wall thickness in the zone of intensive abrasive wall wear.

Die Ausführung der peripheren Pumpenkörperwand mit einer Neigung zur hinteren Pumpenkörperwand unter einem spitzen Winkel zur Laufradachse ist durch den Bewegungscharakter der festen abrasiven Teilchen im Abströmkanal und durch deren kontaktierende Zusammenwirkung mit der peripheren Wand bedingt, die von der Verteilungsgesetzmäßigkeit der festen abrasiven Teilchen in der geförderten Flüssigkeit im Durchströmkanal des Laufrades abhängen. Diese Verteilungsgesetzmäßigkeit der festen abrasiven Teilchen ergibt sich aus dem Umstand, daß sich die festen Teilchen, die in den Laufraddurchströmkanal gelangen, längs Bewegungsbahnen bewegen, die von der Strombahn der geförderten Flüssigkeit verschieden sind, was durch die Wirkung des Zentrifugalkraftfeldes auf die festen Teilchen und den Flüssigkeitsstrom bedingt ist, die eine unterschiedliche Trägheitskraft beim Eintritt in den Laufraddurchströmkanal besitzen. Je nach ihrer Größe durchströmen die Teilchen verschiedene Bereiche des Laufraddurchströmkanals. Die Grenze des von den größeren Teilchen eingenommenen Gebietes liegt näher an der Tragscheibenoberfläche, während die Grenze des von den feineren Teilchen eingenommenen Gebietes in einem größeren Abstand von der Tragscheibenoberfläche liegt.The execution of the peripheral pump body wall with an inclination to the rear pump body wall under one acute angle to the impeller axis is due to the character of the movement the solid abrasive particles in the outflow channel and through their contacting interaction with the peripheral wall caused by the distribution law of the solid abrasive particles in the conveyed Suspend liquid in the flow channel of the impeller. This distribution law of solid abrasive Particle arises from the fact that the solid particles that get into the impeller flow channel move along trajectories of motion by the current path of the fluid conveyed are different from what the effect of the centrifugal force field on the solid particles and the liquid flow is conditional, which is a different Inertia force when entering the impeller flow channel have. Flow through depending on their size the particles different areas of the impeller flow channel. The limit of that of the larger particles occupied area is closer to the surface of the supporting disk, while the limit of that from the finer particles occupied area at a greater distance from the bearing surface.

In dieser Weise lassen sich Pumpen herstellen, in jeder von denen die Geometrie der peripheren Pumpenkörperwand die Betriebsbedingungen optimal berücksichtigt, wobei Größe und Dichte der festen abrasiven Teilchen in der geförderten Flüssigkeit sowie Flüssigkeitsdichte u. a. als Grundparameter gelten.In this way Manufacture pumps, in each of which the Geometry of the peripheral pump body wall the operating conditions optimally taken into account, with size and density the solid abrasive particles in the pumped liquid and liquid density u. a. as a basic parameter be valid.

Es empfiehlt sich, den Neigungswinkel der peripheren Wand aus der folgenden Beziehung zu ermitteln:It is recommended that the angle of inclination of the peripheral Determine the wall from the following relationship:

worin bedeuten:
R Breite der Schicht von festen abrasiven Teilchen im Durchströmkanal des Laufrades in dessen Meridional schnitt;
a Tragscheibendicke von 0,02-0,085 (m),
δ Spaltgröße zwischen der Tragscheibe und der hinteren Abströmkanalwand von 0,001-0,005 (m);
f _o Abströmkanalquerschnittsfläche von 0,00345-0,1828 (m²),
S _o Volumenkonzentration der festen abrasiven Teilchen in der geförderten Flüssigkeit bis 0,35,
f _o S _o den Teil der Abströmkanalquerschnittsfläche, der von den festen abrasiven Teilchen eingenommen ist,in which mean:
R cut the width of the layer of solid abrasive particles in the flow channel of the impeller in its meridional;
a support plate thickness of 0.02-0.085 (m),
δ gap size between the carrier disk and the rear outflow duct wall of 0.001-0.005 (m);
f _o discharge channel cross-sectional area of 0.00345-0.1828 (m²),
S _o volume concentration of the solid abrasive particles in the conveyed liquid up to 0.35,
f _o S _o the part of the outflow channel cross-sectional area which is occupied by the solid abrasive particles,

worin bedeuten:
b Breite des Laufraddurchströmkanals in dessen Meridionalschnitt von 0,04-0,3 (m);
U Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades am Eintritt von 7,5-14,7 (m/s);
V durchschnittliche Durchflußgeschwindigkeit der geförderten Flüssigkeit mit den festen abrasiven Teilchen von 3,8-6,9 (m/s);
d durchschnittliche Größe der abrasiven Teilchen bis 0,02 (m);
D Laufraddurchmesser am Eintritt von 0,1-0,77 (m);
ρ _s Dichte der abrasiven Teilchen bis 4500 (kg/m³);
ρ _e Flüssigkeitsdichte von 1000 (kg/m³).in which mean:
b Width of the impeller throughflow channel in its meridional section of 0.04-0.3 (m);
U peripheral speed of the impeller at the entrance of 7.5-14.7 (m / s);
V average flow rate of the liquid conveyed with the solid abrasive particles of 3.8-6.9 (m / s);
d average size of the abrasive particles up to 0.02 (m);
D impeller diameter at the inlet of 0.1-0.77 (m);
ρ _s density of the abrasive particles up to 4500 (kg / m³);
ρ _e liquid density of 1000 (kg / m³).

Die Analyse dieser Beziehung ergibt, daß der Neigungswinkel α der peripheren Pumpenkörperwand zur Längsachse des Laufrades beim Fördern einer Flüssigkeit mit größeren festen abrasiven Teilchen, beim Fördern einer Flüssigkeit mit einer höheren Konzentration der festen abrasiven Teilchen in derselben sowie beim Vorhandensein von Teilchen mit einer höheren Dichte größer wird.Analysis of this relationship reveals that the angle of inclination α of the peripheral pump body wall to the longitudinal axis of the impeller when conveying a liquid with larger solid abrasive particles, when conveying a liquid with a higher concentration of the solid abrasive particles therein, and when particles with a higher density are present gets bigger.

Es empfiehlt sich, daß im Pumpenkörper Hauptrückenschaufeln vorgesehen sind, die an der zur hinteren Pumpenkörperwand gekehrten Oberfläche der Laufradtragscheibe angebracht sind, derart, daß in dem zur Pumpenachse senkrechten Querschnitt die eine von zwei benachbarten Rückenschaufeln einen Abschnitt besitzt, der sich im zentralen Teil der Tragscheibe befindet und das Gebiet der Eintrittskante der Laufradschaufel überdeckt, während die andere Rückschaufel einen Abschnitt aufweist, der sich an der Peripherie der Tragscheibe befindet und das Gebiet der Austrittskante derselben Laufradschaufel überdeckt, wobei der Austrittswinkel einer jeden Rückenschaufel in den Grenzen von etwa 60° bis etwa 90° liegt.It is recommended that the main back blades be in the pump body are provided on the rear of the pump body wall swept surface of the impeller support disc are attached such that in the perpendicular to the pump axis Cross section of one of two adjacent back blades has a section that is in the central Part of the support disc is located and the area of The leading edge of the impeller blade is covered while the other back vane has a section that extends located on the periphery of the support disc and the area covers the trailing edge of the same impeller blade, where the exit angle of each back vane is in the limits of about 60 ° to about 90 °.

Hier und weiter im Text wird unter dem Austrittswinkel einer Rückenschaufel der Winkel zwischen ihrer Mittellinie und einer entgegen dem Umfangsgeschwindigkeitsvektor des Laufrades gerichteten Tangente an die äußere Kreislinie der Tragscheibe in deren Schnittpunkt mit der Schaufelmittellinie verstanden.Here and further in the text is under the exit angle a back vane the angle between its center line and one against the peripheral speed vector of the impeller directed tangent to the outer Circular line of the support disc at its intersection with the Shovel center line understood.

Diese konstruktive Ausführung der Laufradtragscheibe verhindert das Eindringen fester abrasiver Teilchen in die Abdichteinheit der Antriebswelle, weil die festen abrasiven Teilchen, die in den Spalt zwischen den Stirnseiten der Rückenschaufeln und der hinteren Pumpenkörperwand gelangt sind, beim Auftreffen auf die Rückenschaufeln unter der Einwirkung des Zentrifugalkraftfeldes in das Hochdruckgebiet des Pumpenkörpers fortgeschleudert werden. Da ferner die eine der zwei benachbarten Hauptrückenschaufeln einen Abschnitt besitzt, der das Gebiet der Eintrittskante des Laufrades überdeckt und die andere Rückenschaufel einen Abschnitt aufweist, der das Gebiet der Austrittskante derselben Laufradrückenschaufel überdeckt, so wird dadurch die Tragscheibendicke an jenen Stellen, die dem intensivsten abrasiven Verschleiß ausgesetzt sind, größer. Die Änderungsgrenzen der Austrittswinkel der Hauptrückenschaufeln sind dadurch bedingt, daß durch sie die Überdeckung einer möglichst großen Oberfläche der Laufradtragscheibe im Gebiet der Ein- und Austrittskanten der Laufradschaufeln gewährleisten werden soll, um etwaige lokale Zerstörungen in Form von Durchgangsbohrungen in der Tragscheibe auf dem größten Teil der Oberfläche des Laufraddurchströmkanals zu verhindern, auf der die zerstörende Wirkung der abrasiven Teilchen am intensivsten ist.This constructive design of the impeller support disc prevents solid abrasive particles from entering the sealing unit of the drive shaft because the solid abrasive Particles in the gap between the end faces the back vanes and the rear pump body wall have reached when they hit the back blades under the influence of the centrifugal force field in the High pressure area of the pump body are flung away. Furthermore, since one of the two adjacent main back blades has a section covering the area of Leading edge of the impeller covered and the other Back vane has a section that defines the area covers the trailing edge of the same impeller blade, the thickness of the support plate at those points exposed to the most intense abrasive wear are bigger. The change limits of the exit angle the main back blades are due to the fact that they cover the largest possible surface of the Impeller support disk in the area of the leading and trailing edges the impeller blades should be guaranteed to any local destruction in the form of through holes in the carrier disk on most of the surface to prevent the impeller flow channel on the the most destructive effect of the abrasive particles is.

Dies erhöht die Betriebsdauer des Laufrades um das 2fache und mehr.This increases the operating time of the impeller 2 times and more.

Es ist zweckmäßig, daß an der Tragscheibe des Laufrades zusätzliche Rückenschaufeln zwischen den Hauptrückenschaufeln angeordnet sind, derart, daß zumindest eine der zusätzlichen Rückenschaufeln zwischen zwei erwähnten benachbarten Hauptrückenschaufeln liegt und einen Austrittswinkel hat, der dem Austrittswinkel der Hauptrückenschaufel gleich ist, weil die Betriebspraxis derartiger Pumpen zeigte, daß bei einer hohen Rückenschaufelzahl und großen Austrittswinkeln derselben der Verschleiß der Rückenschaufeln sowie der hinteren Pumpenkörperwand minimal ist und der ausreichend große Spalt zwischen den Stirnseiten der Rückenschaufeln und der hinteren Pumpenkörperwand keinen Einfluß auf die Größe des von den Rückenschaufeln erzeugten Druckes ausübt. Die Beibehaltung eines konstanten Druckes, der von den Rückenschaufeln während des Betriebs der Pumpe erzeugt wird, verhindert das Überströmen der geförderten Flüssigkeit mit den festen abrasiven Einschlüssen aus dem Abströmkanal in die Abdichteinheit der Antriebswelle, wodurch die Zerstörung der Abdichteinheit vermieden wird. Dies erhöht die Betriebsdauer der Kreiselpumpe.It is useful that on the support disk of the impeller additional back blades between the main back blades are arranged such that at least one of the additional back blades between two mentioned neighboring Main back blades and an exit angle that has the exit angle of the main back vane is the same because the operating practice of such pumps showed that with a high number of back blades and large exit angles of the same the wear of the Back blades and the rear pump body wall minimal and the sufficiently large gap between the End faces of the back vanes and the rear pump body wall does not affect the size of the Back vanes exerted pressure. The retention a constant pressure from the back vanes generated during the operation of the pump prevented the overflow of the conveyed liquid with the solid abrasive inclusions from the outflow channel in the sealing unit of the drive shaft, whereby the Destruction of the sealing unit is avoided. This increases the operating time of the centrifugal pump.

Es ist wünschenswert, daß im Kreiselpumpenkörper Rückenschaufeln vorgesehen sind, die an der zur vorderen Pumpenkörperwand gekehrten Oberfläche der Laufraddeckscheibe angebracht sind, daß der Austrittswinkel einer jeden Rückenschaufel dem Austrittswinkel der Hauptrückenschaufel gleich ist, während die Zahl der Rückenschaufeln der Summe der Haupt- und Zusatzrückenschaufeln an der Laufradtragscheibe gleich ist.It is desirable that in the centrifugal pump body Back blades are provided that are on the front Pump body wall facing surface of the impeller cover plate are appropriate that the exit angle of a each back vane the exit angle of the main back vane is the same while the number of back blades the sum of the main and additional back blades the impeller support disc is the same.

Bei dieser konstruktiven Ausführung der Deckscheibe, die mit einer hohen Anzahl von Rückenschaufeln ausgestattet ist, von denen eine jede einen Austrittswinkel besitzt, der im Bereich von etwa 60° bis etwa 90° liegt, ist der Verschleiß der Rückenschaufeln und der vorderen Abströmkanalwand minimal, und die Größe des von den Rückenschaufeln erzeugten Druck wird sogar bei einem recht großen Spalt zwischen den Stirnseiten der Rückenschaufeln und der vorderen Pumpenkörperwand konstant beibehalten, was den Volumenverlust der Flüssigkeit in der Pumpe bei deren Betrieb minimiert.With this design of the cover plate, which are equipped with a high number of back blades is, each of which has an exit angle has, which is in the range of about 60 ° to about 90 °, is the wear of the back blades and the front ones Spout wall minimal, and the size of that of the Back vanes will generate pressure even at one quite a large gap between the end faces of the back blades and the front pump body wall constant maintain what the volume loss of the liquid in the pump is minimized during its operation.

Alles das gewährleistet Bedingungen zum Aufrechterhalten des Flüssigkeitsvolumenverlustes auf einer minimalen Höhe während des ganzen Pumpenbetriebszyklus und somit die Erzielung einer stabilen Druckverlaufkurve der Pumpe.All of this ensures conditions to maintain of fluid volume loss to a minimum Height throughout the pump operating cycle and therefore achieving a stable pressure curve of the pump.

Das Laufrad und der Pumpenkörper werden aus einem Werkstoff hoher Härte hergestellt, weshalb die Rückenschaufelstirnseiten keiner mechanischen Bearbeitung unterzogen werden. Es wurde der Zusammenbau des Strömungsteiles der Kreiselpumpe mit ausreichend großen Spalten zwischen den Stirnseiten der Rückenschaufeln und den Pumpenkörperwänden möglich, was den Herstellungsaufwand der Kreiselpumpe dank dem beseitigten Einfluß dieser Spalte auf die Druckverlaufkurve der Rückenschaufeln infolge einer hohen Zahl derselben an der Trag- und Deckscheibe des Laufrades und hoher Austrittswinkel dieser Rückenschaufeln herabgesetzt.The impeller and the pump body are made from one Made of high hardness material, which is why the back vane end faces not subjected to mechanical processing will. It became the assembly of the flow part the centrifugal pump with sufficiently large gaps between the front of the back vanes and the pump body walls possible what the manufacturing cost of Centrifugal pump thanks to the removed influence of this column on the pressure curve of the back vanes as a result of a high number of same on the support and cover plate of the impeller and high exit angle of these back blades reduced.

Die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Kreiselpumpe besitzt beim Fördern von Flüssigkeiten mit einem Aufbereitungsprodukt des Kimberliterzes bei einer Trübendichte von 1200 kg/cm³, einer Volumenkonzentration S _o=0,125 und einer Größe der festen Teilchen bis 50 mm (d=15,9 mm) eine Betriebsdauer des Pumpenkörpers von 750 Stunden.The centrifugal pump designed according to the present invention has one when conveying liquids with a processing product of kimberlite ore at a cloud density of 1200 kg / cm³, a volume concentration S _o = 0.125 and a size of the solid particles up to 50 mm (d = 15.9 mm) Pump body operating time of 750 hours.

Die erfindungsgemäße Kreiselpumpe, die in einer Aufbereitungsanlage für die Kupferkonzentratproduktion installiert wurde, besaß beim Fördern eines Erzmaterials der 1. Zerkleinerungsstufe bei einer Trübendichte von 1500 kg/cm³, einer Volumenkonzentration S _o=0,2 und einer Größe der festen Teilchen bis 1,0 mm (d=0,385 mm) eine Betriebsdauer des Pumpenkörpers von 926 Stunden.The centrifugal pump according to the invention, which was installed in a processing plant for copper concentrate production, had an ore material of the 1st size reduction at a cloud density of 1500 kg / cm³, a volume concentration S _o = 0.2 and a size of the solid particles up to 1.0 when conveying ore material mm (d = 0.385 mm) an operating time of the pump body of 926 hours.

Eine Kreiselpumpe vom Typ L-P-N 200/480, die von der Firma "Serlachius" hergestellt wurde und unter den erwähnten Betriebsbedingungen funktionierte, besaß die Betriebsdauer des Pumpenkörpers von 402 Stunden.A centrifugal pump type L-P-N 200/480, which by the company "Serlachius" was manufactured and among the operating conditions mentioned, had the Pump body operating time of 402 hours.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung sind aus dem nachstehenden konkreten Ausführungsbeispiel derselben und Zeichnungen verständlich; es zeigtOther objects and advantages of the invention are known the following specific embodiment of the same and drawings understandable; it shows

Fig. 1 schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe in der Isometrie mit einem Pumpenkörperschnitt in der Horizontalebene und einem Laufradschnitt in der Vertikal- und der Horizontalebene; Figure 1 is a schematic representation of the centrifugal pump according to the invention in isometry with a pump body section in the horizontal plane and an impeller section in the vertical and horizontal planes.

Fig. 2 Kontur des Strömungsteiles der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe, im vergrößerten Maßstab; Fig. 2 contour of the flow part of the centrifugal pump according to the invention, on an enlarged scale;

Fig. 3 Ansicht der Tragscheibe des Laufrades der erfindungsgemäßen Pumpe, eine Ausführungsform der Hauptrückenschaufeln mit einer Verbreiterung zur Peripherie der Tragscheibe hin; Fig. 3 view of the support disk of the impeller of the pump according to the invention, an embodiment of the main back blades with a widening towards the periphery of the support disk;

Fig. 4 Ansicht der Deckscheibe des Laufrades der erfindungsgemäßen Pumpe, im vergrößerten Maßstab; Fig. 4 View of the cover plate of the impeller of the pump according to the invention, on an enlarged scale;

Fig. 5 Ansicht der Tragscheibe des Laufrades der erfindungsgemäßen Pumpe, eine Ausführungsform der zusätzlichen Rückenschaufeln; Fig. 5 view of the support disk of the impeller of the pump according to the invention, an embodiment of the additional back blades;

Fig. 6 Ansicht der Tragscheibe des Laufrades der erfindungsgemäßen Pumpe, im vergrößerten Maßstab. Fig. 6 View of the support disk of the impeller of the pump according to the invention, on an enlarged scale.

Die erfindungsgemäß ausgeführte Kreiselpumpe, die in einer Aufbereitungsanlage betrieben wird und zum Fördern des Erzmaterials der 1. Zerkleinerungsstufe bestimmt ist, besitzt einen Pumpenkörper 1 (Fig. 1) mit einem Eintrittsstutzen 2. Ein Strömungsteil 3 (Fig. 2) der Pumpe ist von einem halbspiralförmigen Abströmkanal 4 und einem Durchströmkanal 5 eines Laufrades 6 gebildet, das im erwähnten Pumpenkörper 1 untergebracht ist. Der Abströmkanal 4 ist durch zwei Seitenwände 7 und 8 des Pumpenkörpers 1, und zwar in bezug auf den Einlaßstrom eine vordere und eine hintere Wand, sowie durch eine periphere Wand 9 des Pumpenkörpers 1 begrenzt, die mit der vorderen Wand 7 und der hinteren Wand 8 verbunden ist. Das Laufrad 6 ist auf einer Antriebswelle 10 (Fig. 1) fliegend gelagert und von einer Tragscheibe 11, an der Schaufeln 12 befestigtz sind, sowie einer Deckscheibe 13 gebildet, die an den erwähnten Schaufeln befestigt ist. Die Geometrie der peripheren Wand 9 des Pumpenkörpers 1 berücksichtigt die Gesetzmäßigkeit der Verteilung der festen abrasiven Teilchen im Strömungsteil 3 (Fig. 2) der Pumpe. Die periphere Wand 9 ist im Meridionalschnitt des Pumpenkörpers 1 zur hinteren Wand 8 des Pumpenkörpers geneigt und bildet einen spitzen Winkel α mit der Achse des Laufrades 6. Der Winkel α ist durch die folgende Beziehung bestimmt:The centrifugal pump designed according to the invention, which is operated in a processing plant and is intended for conveying the ore material of the 1st crushing stage, has a pump body 1 ( FIG. 1) with an inlet connection 2 . A flow part 3 ( FIG. 2) of the pump is formed by a semi-spiral discharge channel 4 and a flow channel 5 of an impeller 6 , which is accommodated in the pump body 1 mentioned. The outflow channel 4 is delimited by two side walls 7 and 8 of the pump body 1 , namely a front and a rear wall with respect to the inlet flow, and by a peripheral wall 9 of the pump body 1 , which is connected to the front wall 7 and the rear wall 8 connected is. The impeller 6 is overhung on a drive shaft 10 ( FIG. 1) and is formed by a support disk 11 , to which blades 12 are attached, and a cover disk 13 , which is attached to the aforementioned blades. The geometry of the peripheral wall 9 of the pump body 1 takes into account the regularity of the distribution of the solid abrasive particles in the flow part 3 ( FIG. 2) of the pump. The peripheral wall 9 is inclined in the meridional section of the pump body 1 to the rear wall 8 of the pump body and forms an acute angle α with the axis of the impeller 6 . The angle α is determined by the following relationship:

worin bedeuten:
R Breite der Schicht von festen abrasiven Teilchen im Durchströmkanal 5 des Laufrades 6 in dessen Meridional schnitt;
a Dicke der Tragscheibe 11 mit Rückenschaufeln von 0,034 (m);
δ Spaltgröße zwischen der Tragscheibe 11 und der hinteren Wand 8 des Pumpenkörpers 1 von 0,0025 (m);
f _o Querschnittsfläche des Abströmkanals 4 von 0,008 (m²);
S _o Volumenkonzentration der festen abrasiven Teilchen in der geförderten Flüssigkeit von 0,2,
f _o · S _o einen Querschnittsflächenteil des Abströmkanals 4, der von den festen abrasiven Teilchen eingenommen ist,in which mean:
R width of the layer of solid abrasive particles in the flow channel 5 of the impeller 6 cut in its meridional;
a thickness of the support plate 11 with back vanes of 0.034 (m);
δ gap size between the support plate 11 and the rear wall 8 of the pump body 1 of 0.0025 (m);
f _o cross-sectional area of the discharge channel 4 of 0.008 (m²);
S _o volume concentration of the solid abrasive particles in the conveyed liquid of 0.2,
f _o · S _o a cross-sectional area part of the outflow channel 4 which is occupied by the solid abrasive particles,

worin es bedeutet:
U Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades 6 am Eintritt von 10,1 (m/s);
b Breite des Durchströmkanals 5 des Laufrades 6 in seinem Meridionalschnitt von 0,065 (m);
V durchschnittliche Durchflußgeschwindigkeit der geförderten Flüssigkeit mit den festen abrasiven Teilchen von 5,0 (m/s);
d durchschnittliche Größe der abrasiven Teilchen von 0,000385 (m);
D Durchmesser des Laufrades 6 am Eintritt von 0,20 (m);
ρ _s Dichte der abrasiven Teilchen bis 4000 (kg/m³);
ρ _e Flüssigkeitsdichte von 1000 (kg/m³).where it means:
U peripheral speed of the impeller 6 at the entrance of 10.1 (m / s);
b width of the flow channel 5 of the impeller 6 in its meridional section of 0.065 (m);
V average flow rate of the liquid conveyed with the solid abrasive particles of 5.0 (m / s);
d average abrasive particle size of 0.000385 (m);
D diameter of the impeller 6 at the entrance of 0.20 (m);
ρ _s density of the abrasive particles up to 4000 (kg / m³);
ρ _e liquid density of 1000 (kg / m³).

Indem man Zahlenwerte einsetzt, erhält man R=0,058 und α=16°.By using numerical values, one obtains R = 0.058 and α = 16 °.

An der zur hinteren Wand 8 des Pumpenkörpers 1 gekehrten Oberfläche der Tragscheibe 11 (Fig. 3) sind Hauptrückenschaufeln 14 angebracht, derart, daß in dem zur Pumpenachse senkrechten Querschnitt die eine von zwei benachbarten Rückenschaufeln 14 einen Abschnitt 15 besitzt, der sich im zentralen Teil der Tragscheibe 11 befindet und das Gebiet der Eintrittskante 12 a der Schaufel 12 des Laufrades 6 überdeckt, während die andere Rückenschaufel 14 einen Abschnitt 16 aufweist, der sich an der Peripherie der Tragscheibe 11 befindet und das Gebiet der Austrittskante 12 b derselben Schaufel 12 des Laufrades 6 überdeckt. Der Austrittswinkel einer jeden Rückenschaufel 14 beträgt 67°. Die Rückenschaufel 14 ist verbreitert zur Peripherie der Tragscheibe 11 hin ausgeführt. Diese Gestalt der Schaufeln 14 ist beim Fördern von Flüssigkeiten mit feinen festen abrasiven Teilchen anwendbar, wenn die Zerstörung der Tragscheibe 11 und der Deckscheibe 13 an der Peripherie stattfindet. Die derartig gestalteten Rückenschaufeln 14 schützen eine Oberfläche der Scheiben 11, 13 am Laufrad 6. An der Tragscheibe 11 sind zusätzliche Rückenschaufeln 17 zwischen den Hauptrückenschaufeln 14 angebracht. Zwischen allen zwei benachbarten Hauptrückenschaufeln 14 ist eine zusätzliche Rückenschaufel 17 angeordnet, die einen Austrittswinkel besitzt, der dem Austrittswinkel β der Hauptrückenschaufel 14 gleich ist. Die Deckscheibe 13 ist ebenfalls mit Rückenschaufeln 18 (Fig. 4) ausgestattet. Die letzteren befinden sich an der zur vorderen Wand 7 des Pumpenkörpers 1 gekehrten Oberfläche der Deckscheibe 13. Der Austrittswinkel einer jeden Rückenschaufel 18 ist dem Austrittswinkel (Fig. 3) der Hauptrückenschaufel 14 gleich, und ihre Zahl ist die Summe der Hauptrückenschaufeln 14 und der zusätzlichen Rückenschaufeln 17 an der Tragscheibe 11 gleich.On the rear wall 8 of the pump body 1 facing surface of the support plate 11 ( Fig. 3) main back vanes 14 are attached such that in the cross section perpendicular to the pump axis, the one of two adjacent back vanes 14 has a section 15 which is located in the central part the support plate 11 and the area of the leading edge 12 a of the blade 12 of the impeller 6 , while the other back blade 14 has a portion 16 which is located on the periphery of the support plate 11 and the area of the trailing edge 12 b of the same blade 12 of the impeller 6 covered. The exit angle of each back blade 14 is 67 °. The back vane 14 is widened toward the periphery of the support disk 11 . This shape of the blades 14 can be used when conveying liquids with fine solid abrasive particles if the destruction of the support plate 11 and the cover plate 13 takes place on the periphery. The back vanes 14 designed in this way protect a surface of the disks 11 , 13 on the impeller 6 . Additional back vanes 17 are attached to the support disk 11 between the main back vanes 14 . An additional back blade 17 is arranged between all two adjacent main back blades 14 and has an exit angle which is equal to the exit angle β of the main back blade 14 . The cover plate 13 is also equipped with back vanes 18 ( FIG. 4). The latter are located on the surface of the cover disk 13 facing the front wall 7 of the pump body 1 . The exit angle of each back vane 18 is the same as the exit angle ( FIG. 3) of the main back vane 14 , and the number thereof is the sum of the main back vanes 14 and the additional back vanes 17 on the support plate 11 .

Der Pumpenkörper 1 (Fig. 1) ist an einem Konsolträger 19 befestigt, der einen Teil einer an einem (nicht abgebildeten) Rahmen angebrachten Tragstütze 20 darstellt. In der Tragstütze 20 ist eine Abdichteinheit 21 der Antriebswelle 10 untergebracht, die eine Schutzbuchse 22, an der eine Stopfbuchsendichtung 23 angebracht ist, einen Verteilungsring 24 und einen Zwischenring 25 einschließt. Die Antriebswelle 10 ist über eine Gewindeverbindung mit einer Buchse 26 verbunden, die aus einer Stahlsorte niedriger Härte ausgeführt und mit einer Nabe 27 des Laufrades 6 starr verbunden ist. Durch den Verteilungsring 24 wird reines Wasser unter Druck zugeführt, wodurch das Eindringen fester abrasiver Teilchen in die Zone der Stopfbuchsendichtung 23 verhindert wird, wobei das Wasser auch zum Abkühlen der Stopfbuchsendichtung 23 dient.The pump body 1 (Fig. 1) is attached to a cantilever 19, which is a part of a (not shown) to a frame-mounted supporting bracket 20. In the support bracket 20 , a sealing unit 21 of the drive shaft 10 is accommodated, which includes a protective bush 22 , to which a gland seal 23 is attached, a distribution ring 24 and an intermediate ring 25 . The drive shaft 10 is connected via a threaded connection to a bushing 26 , which is made of a steel grade of low hardness and is rigidly connected to a hub 27 of the impeller 6 . Through the distribution ring 24 , pure water is supplied under pressure, thereby preventing the penetration of solid abrasive particles into the zone of the gland seal 23 , the water also serving to cool the gland seal 23 .

Die erfindungsgemäße Kreiselpumpe arbeitet folgenderweise Beim Umlauf der Welle 10 (Fig. 1) des Laufrades 6 entsteht an dessen Eintritt eine Unterdruckzone, und die zu fördernde Flüssigkeit mit den festen Teilchen gelangt durch den Eintrittsstutzen 2 in den Durchströmkanal 5 des Laufrades 6. Die in den Durchströmkanal 5 kommenden festen Teilchen bewegen sich längs Bewegungsbahnen, die von der Strombahn der geförderten Flüssigkeit verschieden sind, was durch die Einwirkung eines Zentrifugalkraftfeldes auf die festen Teilchen und den Flüssigkeitsstrom bedingt ist, die eine unterschiedliche Trägheitskraft besitzen. Je nach ihrer Größe strömen die Teilchen durch verschiedene Bereiche des Durchströmkanals 5 (Fig. 2) des Laufrades 6. Die Grenze des von den größeren Teilchen eingenommenen Gebietes liegt näher an die Oberfläche der Tragscheibe 11 (Fig. 1), während die Grenze des von den feineren Teilchen eingenommenen Gebietes in einem größeren Abstand von der Oberfläche der Tragscheibe 11 liegt.The centrifugal pump according to the invention operates as follows: When the shaft 10 ( FIG. 1) of the impeller 6 rotates, a vacuum zone is created at its inlet, and the liquid to be pumped with the solid particles passes through the inlet nozzle 2 into the flow channel 5 of the impeller 6 . The solid particles coming into the flow channel 5 move along movement paths which are different from the flow path of the liquid conveyed, which is due to the action of a centrifugal force field on the solid particles and the liquid flow, which have a different inertial force. Depending on their size, the particles flow through different areas of the flow channel 5 ( FIG. 2) of the impeller 6 . The boundary of the area occupied by the larger particles lies closer to the surface of the carrier disk 11 ( FIG. 1), while the boundary of the area occupied by the finer particles lies at a greater distance from the surface of the carrier disk 11 .

Des weiteren gelangt die Flüssigkeit mit den festen abrasiven Teilchen aus dem Durchströmkanal 5 in den Abströmkanal 4, in dem die festen Teilchen einen Teil seines Volumens einnehmen. Die von den festen abrasiven Teilchen eingenommene Querschnittsfläche des Abströmkanals 4 ist der Größe f _o S _o gleich. Durch die Ausführung der peripheren Wand 7 (Fig. 2) des Pumpenkörpers 1 mit einer Neigung zur hinteren Wand 8 desselben unter einem spitzen Winkel α=16° zur Achse des Laufrades 6 wird die Nennberührungsfläche derselben mit der Oberfläche der festen abrasiven Teilchen vergrößert, was die Konzentration der festen Teilchen je Oberflächeneinheit der peripheren Wand 9 vermindert und eine relativ gleichmäßige Teilchenverteilung über die Oberfläche dieser Wand gewährleistet. Eine solche Geometrie der peripheren Wand 9 des Pumpenkörpers 1 führt zur Dickenvergrößerung der Wand 9 in der Zone ihres intensiven abrasiven Ver schleißes. Furthermore, the liquid with the solid abrasive particles passes from the throughflow channel 5 into the outflow channel 4 , in which the solid particles take up part of its volume. The cross-sectional area of the outflow channel 4 occupied by the solid abrasive particles is equal to the size f _o S _o . By designing the peripheral wall 7 ( FIG. 2) of the pump body 1 with an inclination to the rear wall 8 of the same at an acute angle α = 16 ° to the axis of the impeller 6 , the nominal contact area thereof with the surface of the solid abrasive particles is increased, which the concentration of solid particles per surface unit of the peripheral wall 9 is reduced and a relatively uniform particle distribution over the surface of this wall is ensured. Such a geometry of the peripheral wall 9 of the pump body 1 leads to an increase in the thickness of the wall 9 in the zone of its intensive abrasive wear.

Unter der Druckeinwirkung gelangt die Flüssigkeit mit den festen abrasiven Teilchen aus dem Abströmkanal 4 in einen (nicht abgebildeten) Druckstutzen und weiter über eine Rohrleitung an den Verbraucher.Under the action of pressure, the liquid with the solid abrasive particles passes from the outflow channel 4 into a pressure connection (not shown) and on to the consumer via a pipeline.

Aus der Hochdruckzone des Abströmkanals 4 strebt die Flüssigkeit mit den festen abrasiven Teilchen in die Niederdruckzone überzuströmen, und zwar in die Abdichteinheit 21 der Antriebswelle 10 und in die Eintrittszone des Stroms der geförderten Flüssigkeit in das Laufrad 6.The liquid with the solid abrasive particles tends to overflow from the high-pressure zone of the outflow channel 4 into the low-pressure zone, specifically into the sealing unit 21 of the drive shaft 10 and into the entry zone of the flow of the conveyed liquid into the impeller 6 .

Die festen abrasiven Teilchen, welche in den Spalt 28 zwischen den Stirnseiten der Rückenschaufeln 18 (Fig. 4) und der vorderen Wand 7 (Fig. 1) des Pumpenkörpers 1 gelangt sind, werden, sobald sie auf die Rückenschaufeln 18 (Fig. 4) der Deckscheibe 13 des Laufrades 6 auftreffen, unter der Wirkung des Zentrifugalkraftfeldes in das Hochdruckgebiet des Abströmkanals 4 fortgeschleudert. Da die Deckscheibe 13 mit einer größeren Zahl von Rückenschaufeln 18, beispielsweise mit sechzehn, ausgestattet ist, von denen eine jede einen Austrittswinkel von beispielsweise 67° besitzt, ist der Verschleiß der Schaufeln 18 selber und der vorderen Wand 7 des Pumpenkörpers 1 minimal, wodurch ein gleichbleibender Spalt 28 a zwischen der Stirnfläche der erwähnten Deckscheibe 13 und der vorderen Wand 7 des Pumpenkörpers 1 in der Eintrittszone des Stroms der geförderten Flüssigkeit in das Laufrad 6 gewährleistet wird. Dies minimiert den Flüssigkeitsvolumenverlust in der Pumpe beim Betrieb derselben. Die festen abrasiven Teilchen, die in den Spalt 29 zwischen den Stirnseiten der Rückenschaufeln 14 und 17 (Fig. 3) und der hinteren Wand 8 (Fig. 1) des Pumpenkörpers 1 gelangt sind, werden, sobald sie auf die Rückenschaufeln 14 und 17 (Fig. 3) auftreffen, unter der Wirkung des Zentrifugalkraftfeldes in das Hochdruckgebiet des Abströmkanals 4 (Fig. 1) fortgeschleudert, wodurch das Eindringen der festen abrasiven Teilchen in die Abdichteinheit 21 der Antriebswelle 10 verhindert wird. Bei der Bewegung der festen abrasiven Teilchen im Durchströmkanal 5 des Laufrades 6 findet je nach der Teilchengröße der Verschleiß der Tragscheibe 11 (Fig. 3) entweder in deren zentralem Teil im Bereich der Eintrittskante 12 a der Schaufel 12 des Laufrades 6 oder aber an deren Peripherie im Bereich der Austrittskante 12 a der Laufradschaufel statt. Die festen abrasiven Teilchen treffen, nachdem sie eine lokale Zerstörung der Tragscheibe 11 hervorgerufen haben, auf ein Hindernis in Gestalt des Schaufelkörpers der Hauptrückenschaufeln 14 auf. Die Zahl der Hauptrückenschaufeln 14, die acht beträgt, wobei sie einen Austrittswinkel von 67° besitzen, gewährleistet die Überdeckung durch dieselben einer recht großen Oberfläche der Tragscheibe 11 im Bereich der Eintrittskante 12 a und der Austrittskante 12 b des Laufrades 6, wodurch ein großer Teil der Oberfläche des Durchströmkanals 5 (Fig. 1) des Laufrades 6 vor intensivem abrasiven Verschleiß geschützt wird. Da die Tragscheibe 11 (Fig. 3) mit sechzehn Rückenschaufeln 14 und 17 mit hohen Austrittswinkeln und ausgestattet ist, ist der Verschleiß der Schaufeln 14 und 17 selber sowie der hinteren Wand 8 (Fig. 1) des Pumpenkörpers 1 minimal, was einen gleichbleibenden Spalt 29 zwischen den Stirnseiten der Rückenschaufeln und der hinteren Wand 8 gewährleistet. Die Beibehaltung eines gleichbleibenden vorerwähnten Spaltes 29 führt dazu, daß die auf die Pumpenstützen wirkende axiale hydrodynamische Kraft größenmäßig unverändert bleibt.The solid abrasive particles which have entered the gap 28 between the end faces of the back blades 18 ( FIG. 4) and the front wall 7 ( FIG. 1) of the pump body 1 become as soon as they hit the back blades 18 ( FIG. 4) the cover disk 13 of the impeller 6 , thrown away under the action of the centrifugal force field into the high-pressure region of the outflow channel 4 . Since the cover disk 13 is equipped with a larger number of back vanes 18 , for example sixteen, each of which has an exit angle of, for example, 67 °, the wear of the vanes 18 themselves and of the front wall 7 of the pump body 1 is minimal, which means that constant gap 28 a between the end face of the mentioned cover plate 13 and the front wall 7 of the pump body 1 is ensured in the entry zone of the flow of the pumped liquid into the impeller 6 . This minimizes the loss of fluid volume in the pump when it is operating. The solid abrasive particles that have entered the gap 29 between the end faces of the back blades 14 and 17 ( FIG. 3) and the rear wall 8 ( FIG. 1) of the pump body 1 become as soon as they are on the back blades 14 and 17 ( Fig. 3) hit, thrown away under the action of the centrifugal force field in the high pressure region of the outflow channel 4 ( Fig. 1), whereby the penetration of the solid abrasive particles into the sealing unit 21 of the drive shaft 10 is prevented. During the movement of the solid abrasive particles in the flow channel 5 of the impeller 6 , depending on the particle size, the wear of the support disk 11 ( FIG. 3) occurs either in its central part in the area of the leading edge 12 a of the blade 12 of the impeller 6 or on its periphery in the area of the trailing edge 12 a of the impeller blade. The solid abrasive particles, after causing local destruction of the support disk 11 , hit an obstacle in the form of the blade body of the main back blades 14 . The number of the main back blades 14 , which is eight, with an outlet angle of 67 °, ensures the overlap by the same of a fairly large surface of the support plate 11 in the area of the leading edge 12 a and the trailing edge 12 b of the impeller 6 , which means a large part the surface of the flow channel 5 ( FIG. 1) of the impeller 6 is protected against intensive abrasive wear. Since the support plate 11 ( FIG. 3) is equipped with sixteen back vanes 14 and 17 with high exit angles and, the wear of the vanes 14 and 17 itself and the rear wall 8 ( FIG. 1) of the pump body 1 is minimal, which means a constant gap 29 ensured between the end faces of the back blades and the rear wall 8 . Maintaining a constant above-mentioned gap 29 means that the axial hydrodynamic force acting on the pump supports remains unchanged in size.

Bei dieser konstruktiven Lösung des Strömungsteiles 3 (Fig. 2) der Kreiselpumpe ist der Volumenverlust der geförderten Flüssigkeit minimal. Unbeträchtlich ändern sich auch hydraulische Verluste im Abströmkanal 4 während des gesamten Pumpenbetriebszyklus. Dadurch wird eine stabile Druckverlaufkurve der Pumpe erzielt.With this constructive solution of the flow part 3 ( FIG. 2) of the centrifugal pump, the volume loss of the delivered liquid is minimal. Also negligible hydraulic losses change outflow channel 4 during the entire pump cycle of operation. This creates a stable pressure curve for the pump.

Besitzt das Laufrad 6 c (Fig. 5) der Pumpe eine geringe Zahl von Schaufeln 12 c, beispielsweise drei, so ist es zur Gewährleistung eines minimalen Verschleißes der Rückenschaufeln 14 c und 17 c an der Tragscheibe 11 c und der (in Figur nicht abgebildeten) Rückenschaufeln an der Deckscheibe und zur Vereinfachung der Pumpenmontage erforderlich, zwischen einem jeden Paar von Hauptrückenschaufeln 14 c beispielsweise zwei zusätzliche Rückenschaufeln 17 c anzubringen.If the impeller 6 c ( FIG. 5) of the pump has a small number of blades 12 c , for example three, it is to ensure minimal wear of the back blades 14 c and 17 c on the support disc 11 c and the (not shown in the figure ) Back blades on the cover plate and to simplify the pump assembly required, for example, to install two additional back blades 17 c between each pair of main back blades 14 c .

Beim Fördern von Flüssigkeiten mit groben abrasiven Teilchen ist es zweckmäßig, Hauptrückenschaufeln 30 (Fig. 6) und zusätzliche Rückenschaufeln 31 mit geradliniger Form auszuführen, weil der Verschleiß der Rückenschaufeln an der Peripherie gering ist.When conveying liquids with coarse abrasive particles, it is expedient to carry out main back vanes 30 ( FIG. 6) and additional back vanes 31 with a straight shape because the wear of the back vanes on the periphery is low.

Eine zum Fördern von industriellen Eisenerzaufbereitungsprodukten mit einer Trübendichte von 1420 kg/cm³, einer Volumenkonzentration von S _o=0,14 und einer dominierenden Teilchengröße d von weniger als 0,045 mm bestimmte Kreiselpumpe, bei welcher der Pumpenkörper gemäß der Erfindung ausgeführt ist und ein gemäß SU, A, Nr. 7 69 095 ausgeführtes und mit Rückenschaufeln ausgestattetes Laufrad verwendet ist, besitzt erfindungsgemäß eine Betriebsdauer des Strömungsteiles von 18 000- 20 000 Stunden. Eine zum Fördern von Eisenerzkonzentrat mit einer Trübendichte von 2050 kg/cm³, einer Volumenkonzentration S _o=0,3 und einer dominierenden Teilchengröße d von weniger als 0,045 mm bestimmte Kreiselpumpe, in der der Pumpenkörper gemäß der Erfindung ausgeführt ist und ein gemäß SU, A, Nr. 7 69 095 ausgeführtes und mit Rückenschaufeln ausgestattetes Laufrad verwendet ist, besitzt eine Betriebsdauer des Strömungsteiles von 12 000-15 000 Stunden.A centrifugal pump intended for conveying industrial iron ore processing products with a cloud density of 1420 kg / cm³, a volume concentration of S _o = 0.14 and a dominant particle size d of less than 0.045 mm, in which the pump body is designed according to the invention and one according to SU , A, No. 7 69 095 executed and equipped with back vanes used according to the invention has an operating time of the flow part of 18,000-20,000 hours. A centrifugal pump intended for conveying iron ore concentrate with a cloud density of 2050 kg / cm³, a volume concentration S _o = 0.3 and a dominant particle size d of less than 0.045 mm, in which the pump body according to the invention and a SU, A , No. 7 69 095 executed and equipped with back blades, has an operating time of the flow part of 12,000-15,000 hours.

Claims

1. Centrifugal pump for conveying liquids with solid abrasive particles, in the body ( 1 ) of the flow part ( 3 ) of an outflow channel ( 4 ) through two side walls ( 7 and 8 ) of the pump body ( 1 ), with respect to the inlet flow of the conveyed liquid has a front and a rear wall, and is delimited by a peripheral wall ( 9 ) of the pump body ( 1 ), which is connected to the front and rear wall ( 7 and 8 ), and by a through-flow channel ( 5 ) of an impeller ( 6 ) accommodated in the pump body ( 1 ) mentioned, which is formed by a support disk ( 11 ), which is attached to a drive shaft ( 10 ) and to which blades ( 12 ) are fastened, and by a cover disk ( 13 ) which is attached to the aforementioned blades ( 12 ), characterized in that the geometry of the peripheral wall ( 9 ) of the pump body ( 1 ) takes into account the regularity of the distribution of the solid abrasive particles in the flow part ( 3 ) of the pump needed.

2. Centrifugal pump for conveying liquids with solid abrasive particles according to claim 1, characterized in that the peripheral wall ( 9 ) in the meridional section of the pump body ( 1 ) is inclined to the rear wall ( 8 ) and an acute angle (α) with the axis the impeller ( 6 ).

3. Centrifugal pump according to claim 2, characterized in that the angle of inclination (α) of the peripheral wall ( 9 ) is determined by the following relationship: in which mean:
R cut the width of the layer of solid abrasive particles in the flow channel of the impeller in its meridional;
a support plate thickness of 0.02-0.085 (m);
δ gap size between the support disk and the rear wall of the pump body of 0.001-0.005 (m);
f _o discharge channel cross-sectional area of 0.00345-0.1828 (m²);
S _o volume concentration of the solid abrasive particles in the conveyed liquid up to 0.35, With:
b Width of the impeller throughflow channel in its meridional section of 0.04-0.3 (m);
U peripheral speed of the impeller at the entrance of 7.5-14.7 (m / s);
V average flow rate of the liquid conveyed with the solid abrasive particles of 3.8-6.9 (m / s);
d average size of the abrasive particles up to 0.02 (m);
D impeller diameter at the inlet of 0.1-0.77 (m);
ρ _s density of the abrasive particles up to 4500 (kg / m³);
ρ _e liquid density of 1000 (kg / m³).

4. Centrifugal pump according to claims 1, 2, 3, characterized in that in the pump body ( 1 ) main back vanes ( 14 ) are provided which on the rear wall ( 8 ) of the pump body ( 1 ) facing surface of the support disc ( 11 ) of the impeller ( 6 ) are mounted in such a way that in the cross section perpendicular to the pump axis, the one of two adjacent back vanes ( 14 ) has a section ( 15 ) which is located in the central part of the support disk ( 11 ) and the area of the leading edge ( 12 a ) of the blade ( 12 ) of the impeller ( 6 ), while the other back blade ( 14 ) has a section ( 16 ) which is located on the periphery of the support disk ( 11 ) and the area of the trailing edge ( 12 b) of the same blade ( 12 ) of the impeller ( 6 ), the exit angle ( ) of each back blade ( 14 ) being within the limits of approximately 60 ° to approximately 90 °.

5. Centrifugal pump according to claim 4, characterized in that on the supporting disc ( 11 , 11 c) of the impeller ( 6 , 6 c) additional back blades ( 17 , 17 c) are arranged between the main back blades ( 14 , 14 c) , such that that at least one adjacent ones of the additional rear vanes (17, 17 c) between two main rear vanes (14, 14 c), and an outlet angle () which, a main rear vane (14, 14 c) is equal to the exit angle ().

6. Centrifugal pump according to claims 4, 5, characterized in that in the pump body ( 1 ) back vanes ( 18 ) are provided, which are attached to the front wall ( 7 ) of the pump body ( 1 ) facing surface of the cover plate ( 13 ) that the exit angle ( ) of each back blade ( 18 ) is equal to the exit angle ( ) of the main back blade ( 14 ) and the number of the sum of the main and additional back blades ( 14 , 17 ) on the supporting disc ( 11 ) is the same.