Claims (21)
1. Смешивающее устройство (27) для смешивания жидкостей и твердых частиц, в котором корпус (22) имеет верхний вход (12) твердых частиц (12) и нижний вход (24) жидкости, источник движущей силы, включающий в себя ведущий вал (30), проходящий в упомянутый вход твердых частиц, и выход (26), сообщающийся с кольцевым пространством в корпусе над упомянутым входом для направления раствора, получающегося в результате перемешивания твердых частиц, приводимых в перемещение наружу посредством импеллера, с жидкостями, текущими в кольцевое пространство в упомянутом корпусе, содержащее:1. A mixing device (27) for mixing liquids and solids, in which the housing (22) has an upper inlet (12) of solid particles (12) and a lower inlet (24) of a liquid, a source of driving force including a drive shaft (30 ) passing into said input of solid particles, and output (26), communicating with the annular space in the housing above said input for directing a solution resulting from mixing of solid particles driven outwardly by an impeller with liquids flowing into the annular space into mentioned housing containing:
импеллер (27) в сборе, имеющий основную пластину (34), окружающую нижний конец упомянутого входа частиц, и расположенные по окружности на расстоянии друг от друга, проходящие в радиальном направлении лопатки (28, 52, 61), установленные на основной пластине, причем каждая из лопаток имеет противоположные стороны (39, 40), проходящие наружу от концевой поверхности, смежной с внутренним радиальным краем основной пластины, и оканчивающиеся у вершины (44), смежной с внешним окружным краем основной пластины; при этомan impeller (27) assembly having a main plate (34) surrounding the lower end of said particle inlet and circumferentially spaced radially extending vanes (28, 52, 61) mounted on the main plate, wherein each of the blades has opposite sides (39, 40) extending outward from the end surface adjacent to the inner radial edge of the main plate and ending at the top (44) adjacent to the outer circumferential edge of the main plate; wherein
каждая из задних сторон (40) лопаток включает в себя выступающую в окружном направлении часть (39, 54, 68, 70) на пути перемещения раствора в пространства между смежными лопатками для отклонения раствора в направлении радиально наружу в кольцевое пространство.each of the back sides (40) of the blades includes a part (39, 54, 68, 70) protruding in the circumferential direction along the path of moving the solution into the spaces between adjacent blades to deflect the solution radially outward into the annular space.
2. Устройство по п. 1, в котором множество лопаток (29, 29', 64, 65) экспеллера расположено между ведущим валом и лопатками импеллера в сборе.2. The device according to claim 1, wherein a plurality of expeller blades (29, 29 ', 64, 65) are located between the drive shaft and the impeller blades assembly.
3. Устройство по п. 2, в котором вход частиц включает в себя проходы (17) для спуска воздуха.3. The device according to claim 2, in which the particle inlet includes passages (17) for venting.
4. Устройство по п. 1, в котором расстояние между лопатками уменьшается в сторону внешнего окружного края.4. The device according to claim 1, in which the distance between the blades is reduced towards the outer circumferential edge.
5. Устройство по п. 3, в котором вход частиц имеет в целом воронкообразную конфигурацию, окружающую ведущий вал, и включает в себя по меньшей мере один из проходов.5. The device according to claim 3, in which the input of particles has a generally funnel-shaped configuration surrounding the drive shaft, and includes at least one of the passages.
6. Устройство по п. 2, в котором лопатки экспеллера совмещены с лопатками импеллера, причем каждая из выступающих в окружном направлении частей включает в себя обращенный радиально наружу уступ (54, 70) на пути перемещения раствора в пространство между смежными лопатками.6. The device according to claim 2, in which the expeller blades are aligned with the impeller blades, each of the parts protruding in the circumferential direction includes a ledge radially outward (54, 70) on the way the solution moves into the space between adjacent blades.
7. Устройство по п. 6, в котором каждая из лопаток экспеллера имеет верхние концы, проходящие вбок в направлении от направления вращения лопаток импеллера.7. The device according to claim 6, in which each of the expeller blades has upper ends extending laterally in the direction from the direction of rotation of the impeller blades.
8. Смешивающее устройство для смешивания жидкостей и твердых частиц, в котором корпус имеет верхний вход твердых частиц и нижний вход жидкости, источник движущей силы, включающий в себя ведущий вал, проходящий в упомянутый вход твердых частиц, и выход, сообщающийся с кольцевым пространством в корпусе над входом для направления раствора, получающегося в результате перемешивания твердых частиц, приводимых в перемещение наружу посредством импеллера, с жидкостями, текущими в кольцевое пространство в корпусе, содержащее:8. A mixing device for mixing liquids and solids, in which the housing has an upper inlet of solid particles and a lower inlet of liquid, a source of motive force including a drive shaft passing into said inlet of solid particles, and an outlet in communication with the annular space in the housing above the entrance for directing the solution resulting from mixing of solid particles driven outwardly by an impeller with liquids flowing into the annular space in the housing, comprising:
импеллер в сборе, имеющий основную пластину, окружающую нижний конец входа частиц, и расположенные по окружности на расстоянии друг от друга трехсторонние лопатки, установленные на одинаковом расстоянии друг от друга на основной пластине, причем каждая из лопаток имеет противоположные стороны, проходящие наружу от концевой поверхности, смежной с внутренним радиальным краем основной пластины, и оканчивающиеся у вершины (44), смежной с внешним окружным краем основной пластины; иan impeller assembly having a base plate surrounding the lower end of the particle inlet, and triangular blades spaced circumferentially apart from each other, mounted at the same distance from each other on the main plate, each of the blades having opposite sides extending outward from the end surface adjacent to the inner radial edge of the base plate and ending at the apex (44) adjacent to the outer circumferential edge of the base plate; and
причем каждая из задних сторон лопаток включает в себя выступающую в окружном направлении часть на пути перемещения раствора в пространства между смежными лопатками для отклонения раствора в направлении радиально наружу в кольцевое пространство.moreover, each of the rear sides of the blades includes a protruding portion in the circumferential direction on the path of moving the solution into the spaces between adjacent blades to deflect the solution radially outward into the annular space.
9. Устройство по п. 8, в котором одна из противоположных сторон (40) лопаток является вогнутой, а другая из противоположных сторон (39) является выпуклой, при этом9. The device according to claim 8, in which one of the opposite sides (40) of the blades is concave and the other of the opposite sides (39) is convex, while
каждая из выпуклых сторон оканчивается внешним концом, проходящим, по существу, параллельно внешнему периферийному краю основной пластины.each of the convex sides ends in an outer end extending substantially parallel to the outer peripheral edge of the base plate.
10. Устройство по п. 9, в котором противоположные стороны каждой лопатки оканчиваются общей вершиной, смежной с внешним периферийным краем основной пластины.10. The device according to p. 9, in which the opposite sides of each blade end with a common vertex adjacent to the outer peripheral edge of the main plate.
11. Устройство по п. 8, в котором каждая из лопаток делится пополам воображаемой линией, проходящей под острым углом к воображаемой радиальной линии, проходящей от продольной оси ведущего вала.11. The device according to claim 8, in which each of the blades is divided in half by an imaginary line passing at an acute angle to an imaginary radial line passing from the longitudinal axis of the drive shaft.
12. Устройство для смешивания жидкостей и твердых частиц, содержащее в комбинации:12. A device for mixing liquids and solids, containing in combination:
корпус, имеющий верхний вход частиц и нижний вход жидкости, центральный ведущий вал, и выход во внешней стенке корпуса;a housing having an upper particle inlet and a lower liquid inlet, a central drive shaft, and an outlet in the outer wall of the body;
импеллер в сборе, установленный с возможностью вращения у нижнего конца упомянутого входа частиц, включающий в себя основную пластину и множество расположенных по окружности на расстоянии друг от друга лопаток импеллера, проходящих вверх от основной пластины;an impeller assembly mounted rotatably at the lower end of said particle inlet, including a main plate and a plurality of impeller blades spaced circumferentially apart from one another extending upward from the main plate;
экспеллер в сборе, установленный с возможностью вращения между ведущим валом и импеллером в сборе, имеющий множество расположенных по окружности на расстоянии друг от друга лопаток, совмещенных с лопатками импеллера; иan assembled expeller mounted rotatably between the drive shaft and the impeller assembly, having a plurality of vanes arranged circumferentially spaced apart from one another and aligned with the impeller vanes; and
по меньшей мере один проход воздуха, установленный вблизи от нижнего конца входа частиц в сообщении с входом частиц.at least one air passage installed near the lower end of the particle inlet in communication with the particle inlet.
13. Устройство по п. 12, в котором множество лопаток экспеллера расположено между ведущим валом и лопатками импеллера в сборе.13. The device according to p. 12, in which many expeller blades are located between the drive shaft and the impeller blades assembly.
14. Устройство по п. 13, в котором вход частиц включает в себя проходы спуска воздуха.14. The device according to claim 13, wherein the particle inlet includes air descent passages.
15. Устройство по п. 12, в котором трубчатый элемент, расположенный в центре импеллера в сборе, выполнен по меньшей мере с частью упомянутых проходов.15. The device according to p. 12, in which the tubular element located in the center of the impeller assembly is made with at least part of the said passages.
16. Устройство по п. 12, в котором вход частиц имеет в целом воронкообразную конфигурацию, окружающую ведущий вал, и включает в себя по меньшей мере один из упомянутых проходов.16. The device of claim 12, wherein the particle inlet has a generally funnel-shaped configuration surrounding the drive shaft and includes at least one of said passages.
17. Устройство по п. 13, в котором лопатки экспеллера совмещены с лопатками импеллера.17. The device according to p. 13, in which the expeller blades are aligned with the impeller blades.
18. Устройство по п. 14, в котором каждая из лопаток экспеллера имеет верхний скругленный конец, изгибающийся в направлении от направления вращения лопаток экспеллера.18. The device according to p. 14, in which each of the expeller blades has an upper rounded end bending in the direction from the direction of rotation of the expeller blades.
19. Способ введения песка в смеситель материала для гидравлического разрыва, состоящего по меньшей мере частично из песка и воды, в котором песок вводят в по существу воронкообразный вход, причем импеллер в сборе с приводом от двигателя установлен с возможностью вращения на ведущем валу у нижнего конца упомянутого входа, обеспечивают продвижение с высокими скоростями в импеллер в сборе для образования раствора с водой, подаваемой под высоким давлением в кольцевое пространство, окружающее упомянутую сборку, включающий этапы, на которых:19. A method of introducing sand into a mixer of a fracturing material consisting at least partially of sand and water, in which the sand is introduced into a substantially funnel-shaped inlet, the impeller assembled with a motor drive mounted to rotate on the drive shaft at the lower end said entrance, provide advancement at high speeds into the impeller assembly to form a solution of water supplied under high pressure into the annular space surrounding said assembly, comprising the steps of:
распределяют песок в направлении от центра входа и обеспечивают его продвижение в импеллер в сборе; иdistribute sand in the direction from the center of the entrance and ensure its movement into the impeller assembly; and
осуществляют блокирование противотока песка и воды в направлении радиально внутрь между лопатками импеллера до того, как он достигнет области внутри импеллера.blocking the backflow of sand and water in the direction radially inward between the impeller blades before it reaches the area inside the impeller.
20. Способ по п. 19, включающий в себя этап удаления воздуха из песка в упомянутом входе через проходы спуска воздуха в упомянутом входе.20. The method according to p. 19, comprising the step of removing air from the sand in said inlet through the air passage passages in said inlet.
21. Способ по п. 20, включающий в себя этап обеспечения проходов спуска воздуха на интервалах вдоль упомянутого входа.
21. The method according to p. 20, which includes the step of providing passage of air descent at intervals along the said entrance.