EA026576B1

EA026576B1 - Усовершенствования для насосов и компоненты, предназначенные для этого

Info

Publication number: EA026576B1
Application number: EA201391709A
Authority: EA
Inventors: Луис Москозо Лаванья; Гарри Брюс Глейвз
Original assignee: Уэйр Минералз Острэйлиа Лтд.
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2017-04-28
Also published as: BR112013032290A2; PT2734736T; AP2013007329A0; EA201391709A1; UA112986C2; CA2839472C; EP2734736A4; IL229958B; WO2013010224A1; AU2012286528B2; ZA201309463B; US20140241888A1; ES2620760T3; CL2013003561A1; CA2839472A1; MX2013015045A; MX341285B; AU2012286528A1; EP2734736B1; PE20141349A1

Abstract

Боковая часть насоса, предназначенная для использования с экранированным рабочим колесом насоса, содержащая секцию боковой стенки, содержащую наружный участок с наружной кромкой в плоскости, который находится, по существу, под прямыми углами к оси вращения, внутренний участок с внутренней кромкой и промежуточный участок между наружным и внутренним участком, наклоненный внутрь от указанной плоскости по направлению к входной секции, а внутренний участок идет от промежуточного участка в направлении от передней поверхности секции боковой стенки, где наружная поверхность переднего экрана рабочего колеса и задняя поверхность боковой части размещаются так, чтобы быть обращенными друг к другу с зазором между ними, причем задняя поверхность сконфигурирована так, что поперечные размеры зазора возрастают по направлению к оси вращения рабочего колеса на промежуточном участке.

Description

Это изобретение относится в целом к насосам и, в частности, хотя и не исключительно, к центробежным шламонасосам, которые подходят для перекачивания шламов.

Предпосылки к созданию изобретения

Центробежные шламонасосы обычно включают в себя кожух насоса, содержащий основную часть кожуха и одну или больше боковых частей. Одна из боковых частей образует заборную часть насоса, которая часто упоминается как передняя гильза, плита на всосе или упорная горловина. Насос может также содержать наружный кожух, который вмещает в себя кожух насоса. При этой последней компоновке кожух насоса сконфигурирован как гильза насоса, обычно выполненная из твердых металлов или эластомеров.

Рабочее колесо устанавливают для вращения внутри кожуха вокруг оси вращения. Основная часть кожуха имеет наружную периферийную секцию стенки с внутренней поверхностью, которая может иметь спиральную форму, выпускное отверстие и вход, который находится на одной стороне кожуха и соосен с осью вращения рабочего колеса. Рабочее колесо обычно включает в себя втулку, с которой оперативно соединяется ведущий вал, и по меньшей мере один экран. Насосные лопасти помещаются с одной стороны экрана с выпускными каналами между соседними насосными лопастями. При одной форме рабочего колеса два экрана снабжены насосными лопастями, расположенными между ними. Насосные лопасти включают в себя противоположные основные боковые поверхности, одна из которых является насосной стороной или стороной нагнетания. Насосные лопасти включают также в себя ведущую кромочную часть в области входа и заднюю кромочную часть в области наружной периферийной кромки каждого экрана. Ведущая кромочная часть наклонена относительно входа под углом входа лопасти.

Центробежные шламонасосы, которые могут обычно содержать гильзу насоса из твердого металла или эластомеров и/или кожух, стойкий к износу, широко используются в горнодобывающей промышленности. Обычно более высокая плотность шлама, или более крупные и твердые частицы шлама приведут к повышению скорости износа и сокращению срока службы насоса.

Центробежные шламонасосы находят широкое применение на предприятиях переработки минералов, начиная с процесса, при котором шлам является очень грубым при соответствующих высоких скоростях износа (например, во время дробления), и до конца процесса, когда шлам становится гораздо мельче и скорости износа значительно сокращаются (например, при образовании хвостов флотации). Например, у шламонасосов, которые работают со шламом с более крупным гранулометрическим составом, срок службы деталей, подвергающихся износу, может составлять недели или месяцы по сравнению с насосами, работающими в конце процесса, в которых имеются изнашиваемые детали, которые могут продолжать работать от одного до двух лет.

Износ центробежных шламонасосов, которые используются при работе со шламом с крупным гранулометрическим составом, является наибольшим со стороны входа рабочего колеса, поскольку твердые частицы должны поворачиваться под прямым углом (из аксиального потока во входной трубе в радиальный поток на рабочем колесе насоса), и при этом инерция и размеры частиц ведут к увеличению числа ударов и скользящему движению по стенкам рабочего колеса и ведущей кромке насосных лопастей.

Износ рабочего колеса происходит главным образом на лопастях и на переднем и заднем экранах на входе рабочего колеса. Сильный износ на этих участках может также повлиять на износ передней гильзы насоса. Небольшой зазор, который существует между вращающимся рабочим колесом и стационарной передней гильзой насоса, также будет оказывать влияние на срок службы и рабочие характеристики изнашиваемых деталей насоса. Этот зазор нормально довольно мал, но обычно увеличивается из-за износа передней стороны рабочего колеса, экрана рабочего колеса или из-за износа как рабочего колеса, так и гильзы насоса.

Одним из способов уменьшения потока, выходящего из области высокого давления кожуха (через зазор между передней стороной рабочего колеса и гильзой насоса во вход насоса) заключается в использовании поднятого и наклоненного под углом фланца на стационарной передней гильзе на входе рабочего колеса. Рабочее колесо имеет профиль, совпадающий с этим фланцем. Поток через этот зазор можно также уменьшить путем использования вытесняющих лопастей перед рабочим колесом.

Различные аспекты, описанные здесь, могут применяться ко всем центробежным шламонасосам, в особенности к тем, которые подвержены высоким скоростям износа на входе рабочего колеса, или к тем, которые используются в условиях с высокой температурой шлама.

Сущность описания

В первом аспекте описаны варианты реализации боковой части насоса, предназначенной для использования с рабочим колесом насоса, причем рабочее колесо содержит передний экран, задний экран и множество насосных лопастей между ними, причем передний экран имеет наружную поверхность и вход рабочего колеса, проходящий через передний экран, а вход рабочего колеса является соосным с осью вращения рабочего колеса; боковая часть насоса содержит секцию боковой стенки, имеющую переднюю поверхность и заднюю поверхность, боковая часть насоса содержит также входную секцию, проходящую от передней поверхности и размещенную при использовании соосно с осью вращения рабочего колеса, заднюю поверхность, включающую в себя наружный участок с наружной кромкой в плоскости, находя- 1 026576 щейся, по существу, под прямым углом к оси вращения, внутренний участок с внутренней кромкой и промежуточный участок между наружным и внутренним участками, который наклонен внутрь от указанной плоскости в направлении к входной секции, внутренний участок тянется от промежуточного участка в направлении от передней поверхности секции боковой стенки, причем наружная поверхность переднего экрана рабочего колеса и задняя поверхность боковой части насоса размещаются при использовании так, чтобы быть обращенными одна к другой с зазором между ними, причем задняя поверхность секции боковой стенки сконфигурирована так, что поперечные размеры зазора возрастают в направлении к оси вращения рабочего колеса в промежуточном участке.

В некоторых вариантах реализации размеры зазора между наружной поверхностью переднего экрана рабочего колеса и внутренним участком задней поверхности боковой части насоса уменьшаются в направлении от промежуточного участка к внутренней кромке.

В некоторых вариантах реализации внутренний участок содержит сплошную, по существу непрерывную наклонную поверхность.

В некоторых вариантах реализации промежуточный участок содержит сплошную, по существу непрерывную наклонную поверхность.

В некоторых вариантах реализации наклонная поверхность одного или обоих, промежуточного и внутреннего участков является, по существу, линейной.

В некоторых вариантах реализации один или оба, промежуточный и линейный участки имеют в общем форму усеченного конуса.

В некоторых вариантах реализации существует переходная область между промежуточным и внутренним участками, причем переходная область является криволинейной. В некоторых вариантах реализации переходная область имеет форму усеченного конуса.

В некоторых вариантах реализации задняя поверхность имеет профиль, наблюдаемый в поперечном разрезе, при котором профили наружного участка, внутреннего участка и промежуточного участка являются, по существу, линейными, профиль наружного участка находится, по существу, под прямым углом к центральной оси, профиль промежуточного участка наклонен от профиля наружного участка относительно плоскости и профиль внутреннего участка наклонен внутрь от промежуточного профиля относительно плоскости.

Во втором аспекте описаны варианты реализации рабочего колеса насоса в комбинации с боковой частью насоса согласно первому аспекту настоящего описания, причем при некоторых вариантах реализации рабочее колесо содержит передний экран, задний экран и множество насосных лопастей между ними, причем передний экран имеет наружную поверхность и вход рабочего колеса, проходящий через передний экран, а вход рабочего колеса является соосным с осью вращения рабочего колеса; при этом наружная поверхность переднего экрана рабочего колеса и задняя поверхность боковой части насоса располагаются так, чтобы быть обращенными друг к другу с зазором между ними, одна или обе из числа наружных поверхностей переднего экрана рабочего колеса и задней поверхности секции боковой стенки сконфигурированы так, что поперечные размеры зазора возрастают в направлении к оси вращения рабочего колеса в промежуточном участке.

В некоторых вариантах реализации размеры зазора определяются мысленным кругом С, образуемым в переходной области, где промежуточный участок и внутренний участок оканчиваются в соответствующих точках касания на окружности круга С, а плоскость наружной поверхности переднего экрана рабочего колеса идет по касательной к другой точке окружности круга С, причем диаметр Ό круга С составляет от 0,02 до 0,10 от радиального расстояния Ь между наружным диаметром Ζ переднего экрана и внутренним диаметром Υ самого внутреннего конца входной секции боковой части насоса.

В некоторых вариантах реализации диаметр Ό круга С составляет от 0,04 до 0,05 от радиального расстояния Ь между наружным диаметром Ζ переднего экрана и внутренним диаметром Υ самого внутреннего конца входной секции боковой части насоса.

В некоторых вариантах реализации расстояние М от центра круга С до оси вращения Х-Х составляет от 1,0 до 1,8 от диаметра Υ самого внутреннего конца входной секции боковой части насоса.

В некоторых вариантах реализации расстояние М от центра круга С до оси вращения Х-Х составляет от 1,2 до 1,8 от диаметра Υ самого внутреннего конца входной секции боковой части насоса.

В некоторых вариантах реализации расстояние М от центра круга С до оси вращения Х-Х составляет от 1,2 до 1,5 от диаметра Υ самого внутреннего конца входной секции боковой части насоса.

В некоторых вариантах реализации рабочее колесо содержит множество вспомогательных лопастей на наружной поверхности переднего экрана, причем вспомогательные лопасти имеют глубину Т, а диаметр Ό круга С составляет от 0,5 до 1,5 от глубины вспомогательных лопастей.

В некоторых вариантах реализации рабочее колесо содержит множество вспомогательных лопастей на наружной поверхности переднего экрана, причем вспомогательные лопасти имеют глубину Т, а диаметр Ό круга С составляет от 0,5 до 1,0 от глубины вспомогательных лопастей.

В третьем аспекте описаны варианты реализации боковой части насоса, предназначенной для использования с рабочим колесом насоса, причем рабочее колесо содержит передний экран, задний экран и множество насосных лопастей между ними, причем передний экран имеет наружную поверхность и вход

- 2 026576 рабочего колеса, проходящий через передний экран, а вход рабочего колеса является соосным с осью вращения рабочего колеса; боковая часть насоса содержит секцию боковой стенки, имеющую переднюю поверхность и заднюю поверхность, боковая часть насоса содержит также входную секцию, проходящую от передней поверхности и размещенную при использовании соосно с осью вращения рабочего колеса, где наружная поверхность переднего экрана рабочего колеса и задняя поверхность боковой части насоса размещаются так, чтобы при использовании быть обращенными друг к другу, причем задняя поверхность секции боковой стенки сконфигурирована так, что поперечные размеры зазора возрастают в направлении к оси вращения рабочего колеса.

В некоторых вариантах реализации задняя поверхность имеет наружный участок с наружной кромкой в плоскости, находящейся, по существу, под прямыми углами к центральной оси, и внутренний участок с внутренней кромкой, причем задняя поверхность имеет также промежуточный участок между наружным и внутренним участками, смещенный в сторону и заглубленный относительно плоскости.

В некоторых вариантах реализации смещение в сторону наклонено внутрь от указанной плоскости в направлении входной секции.

В некоторых вариантах реализации промежуточный участок идет от наружного участка к внутреннему участку и оканчивается в нем.

В некоторых вариантах реализации промежуточный участок содержит сплошную наклонную поверхность. В некоторых вариантах реализации наклонная поверхность является, по существу, линейной.

В некоторых вариантах реализации промежуточный участок имеет в общем форму усеченного конуса.

В некоторых вариантах реализации внутренний участок простирается от промежуточного участка по направлению от указанной передней поверхности указанной секции боковой стенки.

В некоторых вариантах реализации боковая часть насоса включает в себя переходную область между промежуточным и внутренним участком, причем переходная область является криволинейной.

В некоторых вариантах реализации внутренний участок имеет в общем форму усеченного конуса.

В четвертом аспекте описаны варианты реализации рабочего колеса насоса для использования с боковой частью насоса, причем боковая часть насоса содержит секцию боковой стенки, переднюю поверхность и заднюю поверхность, входную секцию, проходящую от передней поверхности и расположенную при использовании с осью вращения рабочего колеса; рабочее колесо, которое содержит передний экран, задний экран и множество насосных лопастей между ними, причем передний экран имеет наружную поверхность и вход рабочего колеса, проходящий сквозь передний экран, а вход рабочего колеса соосен с осью вращения рабочего колеса; где наружная поверхность переднего экрана рабочего колеса и задняя поверхность боковой части насоса размещаются так, чтобы при использовании быть обращенными друг к другу, причем задняя поверхность секции боковой стенки сконфигурирована так, что поперечные размеры зазора возрастают в направлении к оси вращения рабочего колеса.

В некоторых вариантах реализации наружная поверхность переднего экрана включает в себя наружный участок, который имеет наружную кромку в плоскости, которая находится, по существу, под прямыми углами к оси вращения рабочего колеса и внутренний участок с внутренней кромкой; наружная поверхность содержит также промежуточный участок между наружным и внутренним участками, смещенный в сторону и заглубленный относительно плоскости.

В некоторых вариантах реализации смещение в сторону наклонено внутрь от указанной плоскости в направлении насосных лопастей.

В некоторых вариантах реализации промежуточный участок идет от наружной кромочной части к внутреннему участку и оканчивается на нем.

В некоторых вариантах реализации рабочее колесо насоса включает также в себя множество откачивающих (выталкивающих) лопастей на наружной поверхности переднего экрана.

В пятом аспекте описаны варианты реализации рабочего колеса насоса в комбинации с боковой частью насоса, причем рабочее колесо содержит передний экран, задний экран и множество насосных лопастей между ними, причем передний экран имеет наружную поверхность и вход рабочего колеса, проходящий через передний экран, а вход рабочего колеса является соосным с осью вращения рабочего колеса; боковая часть насоса содержит секцию боковой стенки, переднюю поверхность и заднюю поверхность, входную секцию, проходящую от передней поверхности и расположенную при использовании так, чтобы быть соосной с осью вращения рабочего колеса, при этом наружная поверхность переднего экрана рабочего колеса и задняя поверхность боковой части насоса располагаются так, чтобы быть обращенными друг к другу с зазором между ними, одна или обе из числа наружных поверхностей переднего экрана рабочего колеса и задней поверхности секции боковой стенки сконфигурированы так, что поперечные размеры зазора возрастают в направлении к оси вращения рабочего колеса.

В некоторых вариантах реализации зазор является боковой выемкой, расположенной на задней по- 3 026576 верхности секции боковой стенки боковой части насоса.

В некоторых вариантах реализации комбинации боковая часть насоса соответствует описанной в третьем и четвертом аспектах.

В некоторых вариантах реализации размеры зазора на переходном участке при наблюдении в поперечном разрезе определяются мысленным кругом С, образуемым в переходной области, где промежуточный участок и внутренний участок оканчиваются в соответствующих точках касания на окружности круга С, а плоскость наружной поверхности переднего экрана рабочего колеса идет по касательной к другой точке окружности круга С, причем диаметр Ό круга С составляет от 0,02 до 0,10 от радиального расстояния Ь между наружным диаметром Ζ переднего экрана и внутренним диаметром Υ самого внутреннего конца входной секции боковой части насоса (или внутреннего диаметра входной секции рабочего колеса).

В некоторых вариантах реализации расстояние М от центра круга С до оси вращения Х-Х составляет от 1,2 до 1,8 от диаметра Υ самого внутреннего конца входной секции боковой части насоса. Эти различные параметры показаны на фиг. 8 и 9.

В некоторых вариантах реализации размеры зазора на переходном участке при наблюдении в поперечном разрезе определяются мысленным кругом С, образуемым в переходной области, где промежуточный участок и внутренний участок оканчиваются в соответствующих точках касания на окружности круга С, а плоскость наружной поверхности переднего экрана рабочего колеса идет по касательной к другой точке окружности круга С, причем диаметр Ό круга С составляет от 0,02 до 0,10 от радиального расстояния Ь между наружным диаметром Ζ переднего экрана и внутренним диаметром Υ самого внутреннего конца входной секции боковой части насоса.

В некоторых вариантах реализации расстояние М от центра круга С до оси вращения Х-Х составляет от 1,2 до 1,8 от диаметра Υ входной секции рабочего колеса на переднем экране.

В шестом аспекте описаны варианты реализации рабочего колеса насоса в комбинации с боковой частью насоса, причем рабочее колесо содержит передний экран, задний экран и множество насосных лопастей между ними, причем передний экран имеет наружную поверхность и вход рабочего колеса, проходящий через передний экран, а вход рабочего колеса является соосным с осью вращения рабочего колеса; боковая часть насоса содержит секцию боковой стенки, переднюю поверхность и заднюю поверхность, входную секцию, проходящую от передней поверхности и расположенную при использовании так, чтобы быть соосной с осью вращения рабочего колеса, при этом наружная поверхность переднего экрана рабочего колеса и задняя поверхность боковой части насоса располагаются так, чтобы быть обращенными друг к другу с зазором между ними, и где зазор сконфигурирован так, чтобы материал, поступающего в него в процессе использования в направлении оси вращения рабочего колеса, отклонялся при прохождении вдоль зазора, уменьшая, таким образом, эрозионный износ задней поверхности боковой стенки и передней стенки рабочего колеса.

Другие аспекты, признаки и преимущества станут очевидными из следующего подробного описания в комбинации с прилагаемыми чертежами, которые являются частью описания и которые иллюстрируют в качестве примера описанные принципы изобретения.

Описание фигур

Прилагаемые чертежи облегчают понимание различных вариантов реализации.

На фиг. 1 проиллюстрировано приведенное в качестве примера схематическое изображение в частичном поперечном разрезе насоса, включающего в себя рабочее колесо и комбинацию рабочего колеса и гильзы согласно одному варианту реализации.

На фиг. 2-7 проиллюстрированы приведенные в качестве примера схематические изображения в частичном поперечном разрезе рабочего колеса и боковой части насоса согласно некоторым вариантам реализации.

На фиг. 8 и 9 показаны в поперечном разрезе изображения рабочего колеса и боковой части насоса, иллюстрирующие различные параметры компонентов согласно некоторым вариантам реализации; и

На фиг. 10 и 11 проиллюстрированы приведенные в качестве примера схематические изображения в частичном поперечном разрезе рабочего колеса и боковой части насоса согласно другому варианту реализации, с более подробным изображением на фиг. 11, чем показанное на фиг. 10.

Подробное описание

На фиг. 1 показан в качестве примера насос 10 согласно некоторым вариантам реализации, который включает в себя кожух насоса 12, заднюю гильзу или боковую часть 14, переднюю гильзу или боковую часть 30 и выход насоса 18. Внутренняя камера 20 приспособлена для помещения рабочего колеса 40 для вращения вокруг оси вращения Х-Х.

Передняя гильза или боковая часть 30 включает в себя цилиндрическую подающую или входную секцию 32, через которую шлам поступает в камеру насоса 20. Входная или подающая секция 32 имеет проход 33 с первым, самым внешним концом 34, который может оперативно соединяться с питающей

- 4 026576 трубой (не показана) и вторым, самым внутренним концом 35, прилегающим к камере 20. Передняя гильза или боковая часть 30 дополнительно включает в себя секцию 15 боковой стенки, которая совмещается с кожухом насоса 12 для образования и замыкания камеры 20, причем секция 15 боковой стенки имеет переднюю поверхность 36 и заднюю поверхность 37. Второй конец 35 передней гильзы или боковой части 30 имеет в этом месте поднятый фланец 38 с кривизной, которая приспособлена для совмещения с рабочим колесом 40 на входе рабочего колеса 52.

Рабочее колесо 40 включает в себя втулку 41, от которой отходят множество разделенных промежутками по окружности насосных лопастей 42. Ступичная часть 47 отходит вперед от втулки в направлении прохода 33 в передней гильзе. Насосные лопасти 42 включают в себя ведущую кромку 43, расположенную на участке входа рабочего колеса 48, и заднюю кромку 44, расположенную на участке выхода рабочего колеса 49. Рабочее колесо включает также в себя передний экран 50 со входом рабочего колеса 52 в переднем экране и задний экран 51, причем лопасти 42 расположены между ними.

Как лучше всего показано на фиг. 2-7, а также в подобных вариантах реализации, показанных на фиг. 10 и 11, задняя поверхность 37 секции боковой стенки 15 боковой части насоса 30 содержит наружный участок 60 с наружной кромкой 61, внутренний участок 62 с внутренней кромкой 63 и промежуточный участок 64 между внутренним и наружным участками 62 и 60. Следует понимать, что наружный участок 60 может содержаться только наружной кромкой 61, или он может простираться наружу от наружной кромки 61 на некоторое расстояние вдоль поверхности 37. Секция боковой стенки 15 включает в себя наружную поверхность 36 с ободом 69, проходящим между внутренней и наружной поверхностями. Наружная поверхность может содержать наружную кромку 65 большего диаметра, чем наружная кромка 61 внутренней поверхности 37, так что обод 69 наклонен.

В каждом варианте реализации боковая часть насоса 30 приспособлена для взаимодействия с рабочим колесом 40, имеющим передний экран 50, имеющий внутреннюю поверхность 55 и наружную поверхность 54. Наружная поверхность 54 содержит наружный участок 70, внутренний участок 72 с промежуточным участком 74 между ними. Наружный участок 70 имеет наружную кромку 71 и внутренний участок имеет внутреннюю кромку 73. Как в случае боковой части насоса 30, наружный и внутренний участки переднего экрана рабочего колеса 50 могут быть образованы только наружной и внутренней кромками. Рабочее колесо может также включать в себя вспомогательные лопасти или выталкивающие лопасти или откачивающие лопасти 56, которые простираются от наружной кромки вдоль наружной поверхности, оканчиваясь на промежуточном участке. Выталкивающие лопасти 56 могут иметь любую подходящую форму и конфигурацию.

В собранном или рабочем положении рабочее колесо 40 и боковая часть 30 располагаются бок о бок с наружной поверхностью 54 рабочего колеса 40, обращенной к задней поверхности 37 боковой части 30 с зазором или промежутком 80 между ними. Ось вращения рабочего колеса 40 и центральная ось боковой части насоса 30 являются соосными. Зазор или промежуток 80 предусмотрен для наружного отверстия 82 и внутреннего отверстия 83.

В варианте реализации, показанном на фиг. 2, наружный участок 70 наружной поверхности 54 переднего экрана рабочего колеса 50 образуется наружной кромкой 71, промежуточный участок 74 тянется от наружного участка 70 или наружной кромки 71 к внутреннему участку 72. В этом конкретном варианте реализации наружная поверхность 64 промежуточного участка 74 является плоскостью, которая находится в общем под прямыми углами к оси вращения рабочего колеса Х-Х и к центральной оси боковой части. Внутренний участок 72 наклонен в направлении от передней поверхности 36 боковой части 30 и к насосным лопастям 42.

Наружный участок 60 внутренней поверхности боковой части проходит от наружной кромки 61 до наружной кромки 71 переднего экрана рабочего колеса 50. Наружный участок 60 находится в плоскости под прямыми углами к оси Х-Х. Промежуточный участок 64 проходит под углом наклона от наружного участка 60 к внутреннему участку 62, так что зазор 80 на этом участке постепенно возрастает в поперечных размерах. Внутренний участок 62 следует в общем к внутреннему участку переднего экрана рабочего колеса 50, где находится переходная область 86 между промежуточным участком 64 и внутренним участком 62.

В варианте реализации, показанном на фиг. 3, различные участки переднего экрана рабочего колеса 50 и секция боковой стенки 15 боковой части насоса 30 являются в общем такими же, как показанные на фиг. 2, за исключением того, что при этом варианте реализации промежуточный участок переднего экрана рабочего колеса 50 наклонен, и промежуточный участок секции боковой стенки 15 находится в плоскости под прямыми углами к оси Х-Х. В этом конкретном варианте реализации можно видеть также, что выталкивающие лопасти 56 сходятся на конус.

Вариант реализации, показанный на фиг. 4, сходен с показанным на фиг. 2, за исключением того, что внутренний участок переднего экрана рабочего колеса находится в той же плоскости, что и промежуточный участок; т.е. промежуточный участок в сущности продолжается по внутренней кромке 71.

Вариант реализации, показанный на фиг. 5, сходен с показанным на фиг. 3, за исключением того, что внутренний участок переднего экрана рабочего колеса находится в той же плоскости, что и промежуточный участок; т.е. промежуточный участок в сущности продолжается по внутренней кромке 63.

- 5 026576

В варианте реализации, показанном на фиг. 6, и промежуточный, и внутренний участки переднего экрана и секция боковой стенки находятся в одной плоскости, причем рабочее колесо находится в плоскости, находящейся под прямыми углами к оси Х-Х и противоположенная поверхность секции боковой стенки наклонена относительно экрана.

Вариант реализации, показанный на фиг. 7, сходен с показанным на фиг. 6, за исключением того, что промежуточный и внутренний участки наклонены и эти участки в боковой части насоса находятся под прямыми углами к оси Х-Х.

В вариантах реализации, показанных на фиг. 10 и 11, часть зазора между внутренней (задней) поверхностью 37 боковой части насоса 30 и наружной поверхностью 54 рабочего колеса 40 относительно узка на наружной закругленной части рабочего колеса и боковой части насоса, и как внутренняя поверхность 37, так и наружная поверхность 54 находятся в общем под прямыми углами к оси вращения рабочего колеса Х-Х. Этот узкий участок зазора 70 там, где поверхности 37 и 54, будучи близко выровненными, простираются на приблизительно треть расстояния между наружной кромкой 61 и внутренней кромкой 63.

Различные параметры рабочего колеса насоса и боковой части проиллюстрированы на фиг. 8 и 9. Эти параметры используются для определения оптимальных размеров зазора на промежуточном участке.

Для того, чтобы определить оптимальные размеры зазора в переходной области при наблюдении в поперечном разрезе, создается мысленный круг С. Промежуточный и внутренний участки конфигурируются так, что они оканчиваются в точках касания 81 и 82 на окружности круга С, и плоскость наружной поверхности переднего экрана рабочего колеса касается в другой точке 83 на окружности круга С. На фиг. 8 и 9 установлены следующие параметры:

Ό - диаметр мысленного круга С;

Ζ - наружный диаметр переднего экрана;

Υ - внутренний диаметр самого внутреннего конца входной секции боковой части насоса; кроме того, является диаметром входной секции переднего экрана рабочего колеса;

Ь - радиальное расстояние между Ζ и Υ;

М - радиальное расстояние от оси вращения рабочего колеса Х-Х и центром круга С;

Т - глубина вспомогательных или выталкивающих или выдувающих лопастей 56.

Оптимальные размеры зазора могут быть определены следующим образом:

Ό = от 0,02 Ь до 0,10 Ь, более предпочтительно от 0,04 Ь до 0,05 Ь.

Оптимальное положение круга С является следующим:

М = от 1,0 Υ до 1,8 Υ, или предпочтительно от 1,2 Υ до 1,8 Υ, или предпочтительно от 1,2 Υ до 1,5 Υ.

В некоторых других вариантах реализации:

Ό = от 0,5 Т до 1,5 Т, более предпочтительно от 0,5 Т до 1, 0 Т.

В сборе промежуточные участки 64 и 74 в общем обращены друг к другу при зазоре или промежутке, причем зазор или промежуток 80 постепенно возрастает при его продолжении внутрь. В процессе использования увеличение размеров зазора ведет к увеличению площади поперечного сечения на этом участке, что ведет к снижению скорости текучей среды, включая частицы, текущие в ней, и поэтому снижает абразивный износ деталей насоса. Плавное увеличение конфигурации зазора по ширине и связанное с ним увеличение площади потока, движущегося вдоль промежуточных участков, обеспечивает оптимальное уменьшение турбулентности и абразивного износа деталей насоса. Кроме того, в особенности как показано в вариантах реализации с фиг. 10 и 11, узкая часть зазора между рабочим колесом и наружным участком боковой части насоса улучшает показатели уплотнения и износостойкость этих компонентов.

В приведенном выше описании предпочтительных вариантов реализации для наглядности прибегли к специальной терминологии. Однако изобретение не должно ограничиваться специальными терминами, выбранными таким образом, и следует понимать, что каждый специальный термин включает в себя все технические эквиваленты, которые применяются сходным образом для достижения сходной технической цели. Такие термины как передний и задний, внутренний и наружный, выше, ниже, верхний, нижний и т.п. используются в качестве слов, удобных для получения эталонных точек и не должны пониматься как ограничительные термины.

Ссылка в этом описании на любую предшествующую публикацию (или информацию, извлеченную из нее), или на любой известный материал, не считается и не должна считаться признанием или допущением или любой формой предположения того, что предшествующая публикация (или информация, извлеченная из нее), или известный материал образуют часть обычного общего знания в области усилий, к которой относится изобретение.

В этом описании термин содержащий должен пониматься в своем открытом смысле, т.е. в смысле включающий в себя и, таким образом, не ограничиваться закрытым смыслом. Соответствующее значение должно придаваться соответствующим словам содержать, составлять и содержит там, где они появляются.

Кроме того, выше описаны только некоторые варианты реализации изобретения (изобретений), и в

- 6 026576 них могут быть внесены изменения, модификации, добавления и/или замены без отклонения от объема и существа описанных вариантов реализации, причем варианты реализации являются иллюстративными и не ограничительными.

Кроме того, изобретение (изобретения) описаны в связи с тем, что в настоящее время рассматривается наиболее практичными и предпочтительными вариантами реализации, и должно быть понятно, что изобретение не ограничивается описанными вариантами реализации, но напротив, должно охватывать различные модификации и равнозначные компоновки, входящие в объем и существо изобретения (изобретений). Кроме того, различные варианты реализации, описанные выше, могут быть реализованы в комбинации с другими вариантами реализации, например, аспекты одного варианта реализации могут комбинироваться с аспектами другого варианта реализации для реализации других вариантов реализации. Кроме того, каждый признак или компонент варианта реализации любого данного узла может образовать дополнительный вариант реализации изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Комбинация боковой части (30) шламонасоса и рабочего колеса (40) шламонасоса:

рабочее колесо (40), которое содержит передний экран (50), задний экран (51) и множество насосных лопастей (42) между ними, причем передний экран (50) имеет наружную поверхность (54) и вход (52) рабочего колеса, проходящий через передний экран (50), а вход (52) рабочего колеса является соосным с осью вращения (Х-Х) рабочего колеса, причем наружная поверхность (54) переднего экрана включает в себя наружный участок (70), внутренний участок (72) и промежуточный участок (74) между ними, причем промежуточный участок (74) находится в плоскости в общем под прямыми углами к оси (Х-Х) вращения рабочего колеса, а внутренний участок наклонен в направлении к насосным лопастям (42);

боковая часть (30) насоса содержит секцию (15) боковой стенки, имеющую переднюю поверхность (36) и заднюю поверхность (37), боковая часть (30) насоса содержит также входную секцию (32), проходящую от передней поверхности (36) и размещенную при использовании соосно с осью (Х-Х) вращения рабочего колеса, задняя поверхность (37) включает в себя наружный участок (60) с наружной кромкой (61) в плоскости, находящейся, по существу, под прямыми углами к оси (Х-Х) вращения, внутренний участок (62) с внутренней кромкой (63) и промежуточный участок (64) между наружным и внутренним участками (60, 62), который наклонен от указанной плоскости по направлению к входной секции (32), причем внутренний участок (62) проходит по направлению от промежуточного участка (64) и по направлению от передней поверхности (36) секции (15) боковой стенки и следует в общем к внутреннему участку (72) наружной поверхности (54) переднего экрана (50) рабочего колеса, причем наружная поверхность (54) переднего экрана (50) рабочего колеса и задняя поверхность (37) боковой части (30) насоса размещены при использовании так, чтобы быть обращенными одна к другой с зазором (80) между ними, причем зазор имеет наружное отверстие (82) и внутреннее отверстие (83), а задняя поверхность (37) секции боковой стенки выполнена так, что поперечный размер зазора (80) возрастает по направлению к оси (Х-Х) вращения рабочего колеса в промежуточном участке, и внутренний участок оканчивается на внутреннем отверстии (83).
2. Комбинация по п.1, в которой размеры зазора (80) между внутренним участком наружной поверхности (54) переднего экрана (50) рабочего колеса и внутренним участком (62) задней поверхности (37) боковой части (30) насоса возрастают по направлению от промежуточного участка (64) к внутренней кромке (63).
3. Комбинация по п.2, в которой указанный внутренний участок содержит сплошную, по существу, непрерывную наклонную поверхность.
4. Комбинация по любому из пп.2 или 3, в которой указанный промежуточный участок (64) содержит сплошную, по существу, непрерывную наклонную поверхность.
5. Комбинация по п.4, в которой наклонная поверхность одного или обоих из промежуточного (64) и внутреннего (62) участков является, по существу, линейной.
6. Комбинация по п.4 или 5, в которой один или оба, промежуточный и линейный участки (64, 62) имеют в общем форму усеченного конуса.
7. Комбинация по любому из предыдущих пунктов, которая включает также в себя переходную область (86) между промежуточным и внутренним участками (64, 62), причем переходная область (86) является криволинейной.
8. Комбинация по п.7, в которой упомянутая переходная область (86) имеет в общем форму усеченного конуса.
9. Комбинация по любому из предшествующих пунктов, в которой задняя поверхность (37) имеет профиль, если смотреть в поперечном сечении, в котором профиль наружного участка (60), внутреннего участка (62) и промежуточного участка (64) являются, по существу, линейными, профиль наружного участка находится, по существу, под прямыми углами к центральной оси, причем профиль промежуточного участка наклонен от профиля наружного участка наружу относительно упомянутой плоскости, а профиль внутреннего участка наклонен внутрь от упомянутого промежуточного профиля относительно

- 7 026576 упомянутой плоскости.
10. Комбинация по любому из предыдущих пунктов, в которой размеры зазора в переходной области определяются мысленным кругом С, образуемым в переходной области, где промежуточный участок и внутренний участок оканчиваются в соответствующих точках касания на окружности указанного круга, а плоскость наружной поверхности переднего экрана рабочего колеса является касательной к другой точке окружности круга С, причем диаметр Ό круга С составляет от 0,02 до 0,10 от радиального расстояния Ь между наружным диаметром Ζ переднего экрана и внутренним диаметром Υ самого внутреннего конца входной секции боковой части насоса.
11. Комбинация по п.10, в которой диаметр Ό круга С составляет от 0,04 до 0,05 от радиального расстояния Ь между наружным диаметром Ζ переднего экрана и внутренним диаметром Υ самого внутреннего конца входной секции боковой части насоса.
12. Комбинация по п.10 или 11, в которой расстояние М от центра круга С до оси вращения Х-Х составляет от 1,0 до 1,8 от диаметра Υ самого внутреннего конца входной секции боковой части насоса.
13. Комбинация по п.10 или 11, в которой расстояние М от центра круга С до оси вращения Х-Х составляет от 1,2 до 1,8 от диаметра Υ самого внутреннего конца входной секции боковой части насоса.
14. Комбинация по п.10 или 11, в которой расстояние М от центра круга С до оси вращения Х-Х составляет от 1,2 до 1,5 от диаметра Υ самого внутреннего конца входной секции боковой части насоса.
15. Комбинация по любому из пп.10-14, в которой рабочее колесо содержит множество вспомогательных лопастей (56) на наружной поверхности переднего экрана, причем вспомогательные лопасти имеют глубину Т, а диаметр Ό круга С составляет от 0,5 до 1,5 от глубины вспомогательных лопастей.
16. Комбинация по любому из пп.10-14, в которой рабочее колесо содержит множество вспомогательных лопастей на наружной поверхности переднего экрана, причем вспомогательные лопасти имеют глубину Т, а диаметр Ό круга С составляет от 0,5 до 1,0 от глубины вспомогательных лопастей.