[发明专利]用于工业泵的空气扩散器系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及工业泵，并且更具体地、但不排外地涉及诸如泥浆式 端吸离心泵的离心泵。更具体地说，本发明涉及适于在这种泵及这种泵的部 件中使用的空气扩散器系统。

背景技术

离心泵在各种工业中被用于泵送流体。泥浆式离心泵被用来处理包含固 体材料的流体。离心泵一般包括泵壳体，驱动轴延伸穿过该泵壳体以使壳体 内的叶轮转动。通常提供密封机构，其在驱动轴从泵壳体中露出以附着到叶 轮上的地方附近的区域环绕驱动轴。密封机构用来密封泵壳体，以防止流体 从驱动轴周围泄漏出泵壳体。

在某些应用中，被泵处理的流体或泥浆可能包含或多或少的空气，这些 空气自然集中在密封件处并随时间集聚起来。例如，离心泵被广泛地用于废 气除硫(FGD)工序，以将硫从废气中去除，从而减少酸雨的发生。通过迫 使废气经过与水混合成泥浆的微细石灰石颗粒的喷淋，来在大的罐子或容器 中净化废气。离心泵使石灰石泥浆从罐子或容器的底部循环到位于罐子或容 器的顶部的成组喷雾器。废气在罐子底部附近进入，从罐子顶部排出。

通常在容器的底部或底部附近迫使空气进入泥浆中，以有助于泥浆内的 石灰石颗粒与废气内的硫颗粒进行化学反应。并且还使用搅拌器来循环并混 合泥浆与空气。离心泵通常具有高流速能力，其从罐子底部吸入泥浆进料。 因此，进入泵的进料泥浆中具有大量的空气。

泥浆中的空气能导致离心泵出现各种各样的问题。例如，较高的含气量 会减少泵产生的密度和压力，尤其是在空气占3到5百分比或更高体积比的 情况下。另外，空气密度比水低，其倾向于在靠近静止泵壳体的旋转叶轮附 近或旋转叶轮背部聚集在泵驱动轴周围，在那里，设置有机械密封。

离心泵中通常使用的机械密封一般包括两个相邻的密封构件，每个密封 构件具有抵接在另一密封构件的平表面的平表面。其中一个密封构件与泵轴 和叶轮一起旋转，而另一个密封构件是不动的。所以，一个密封面是运动的， 而另一个密封面是不动的。相邻密封面通过弹簧以及泵运行时的内部压力保 持紧密接触。要保证密封的可靠性，关键是要在密封面之间保持一层薄的流 体薄膜，以便实现润滑和冷却。

密封构件由很硬的材料制成，例如碳化硅，这样，来自泥浆的颗粒物质 的渗入在正常情况下不会对密封面造成任何显著磨损。但是，当要处理的泥 浆中存在的空气的体积比较高时，空气会渗入密封面之间并排出液体薄膜， 导致在密封面之间形成干点。因而，在缺少润滑的情况下，相邻表面开始在 干条件下操作或运转，摩擦增大，伴随而来的是密封内部热量的增加。由此 会在密封面上产生微裂缝和碎片，并且可能导致表面被磨圆，以致于更多的 泥浆会渗入到密封面之间。随着更大的颗粒渗入到密封面之间，引发更大的 磨损，并且最终密封机构开始泄漏和失效。

在工业中，已经认识到泥浆中的空气可能对密封机构造成损害。例如， 已经提出，形成穿过叶轮的背部罩板(即，邻近泵壳体驱动侧的叶轮部分)的 孔，以允许高压流体循环返回到泵壳体的泵进口侧或低压吸入侧，从而用该 高压流体带走一部分空气。但是，这些孔可能会被来自泥浆的碎屑或固体堵 塞，或者流过孔的流量不足以去除空气，就可能使由这些孔带来的好处失效。

因而，在工业泵和对空气体积比较高的泥浆进行处理的领域中，有利的 是，提供一种用于从密封机构附近扩散空气或不断地去除空气的系统，以防 止如前所述的密封的退化，以及改善泵的运行。

发明内容

依照本发明的一个方面，提供一种空气扩散器装置，该空气扩散器装置 包括主本体，该主本体包括第一侧和第二侧，以及至少一个从第一侧到第二 侧地延伸穿过主本体的沟槽，该单个沟槽或每个沟槽被构造成使得：当在使 用中转动装置时，形成使材料流动穿过装置的涡流或旋流。

依照本发明的另一方面，提供一种适于在用于离心泵的空气扩散器系统 中使用的空气扩散器装置，

泵包括内部具有泵腔的泵壳体，安装在泵腔内用以绕着转动轴线转动的 叶轮，叶轮包括前侧和后侧，空气扩散器系统包括一个或多个从前侧到后侧 地延伸穿过叶轮的通道，该单个通道或每个通道具有位于后侧的第一开口和 位于叶轮的前侧的第二开口，

空气扩散器装置包括主本体，该主本体包括第一侧和第二侧，以及至少 一个从第一侧到第二侧地延伸穿过主本体的沟槽，该单个沟槽或每个沟槽具 有位于第一侧的使用中的进入开口，位于第二侧的排出开口，