[发明专利]泵和通过泵来泵抽流体的方法

说明书

本申请是申请人于2013年3月27日提交的名称为“泡沫泵和方法”的第201380028963.6号(PCT/GB2013/050804)专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体上涉及用于泵抽流体的泵和方法，该流体具体而言是，但不限于，泡沫样流体，例如，矿物泡沫漂浮聚集物。

背景技术

矿物处理厂经常利用浮选处理来从废弃矿石分离出所需矿物的细磨微粒。这在浮选罐或槽中实现，浆料被放置在该浮选罐或槽中，并且精细的气泡和试剂被添加到该浮选罐或槽。然后搅拌该罐，产生的泡沫升起到浮选槽顶部，使所需矿物的精细微粒黏附到气泡上。于是收集该泡沫提供了对已经通过该处理提取出的期待浓缩矿物进行收集的手段。

浮选处理产生的泡沫含有所需矿物，并且通常必须被泵抽到下一个处理阶段。所产生的不同类型的泡沫很大程度上取决于悬浮起的颗粒的尺寸、试剂的类型和数量以及气泡的数量和尺寸。泡沫处理是连续的，但目前不存在可商购的能够减少泡沫的空气含量的设备，并且让泡沫维持不变直至空气在泵抽残余颗粒和形成泡沫的液体之前自动地分离出去是不现实的。

为了从浮选处理实现良好的回收结果，需要将矿石粉碎成非常精细的颗粒尺寸(在一些情况下小于10微米)。并且为了实现良好的矿物回收，需要控制在该处理中使用的试剂，但是很多时候，试剂与使处理高效所需的气泡数量结合起来，可导致非常稳定且持久的泡沫。这些持久的泡沫留在容器中时通常要耗费12至24个小时才能变成水和固体状态，即，气泡消散得极慢。

用于泵抽泡沫的泵当前的形式为竖直和/或水平设置的泵。竖直的泵布置成使得泵的进口设置成基本上为竖直的，水平的泵布置成使泵的进口布置成基本上为水平的。已经证明竖直的泡沫泵能够泵抽非常持久的泡沫，但通常这种泵的实体相当大，并且因此必须在矿物处理厂的初始设计方面进行考虑。

另一方面，水平的泵已经用于泡沫泵抽应用，但这些水平泵总不能成功用于持久的泡沫。传统上，水平的泵在泡沫操纵应用中有意地过大。较大尺寸的泵意味着它们的工作效率低，因为泡沫导致流速较低且夹带的空气较多。因为这种不稳定的泵抽，机械故障变成一个问题。泡沫充满了空气，但是与相同数量的空气处于大气泡形式相比，呈现为非常小尺寸的气泡带来的效果更小。然而，存在这样一个点，在这个点处泵耐受泡沫的能力将由于空气的影响而降低。泵的空气耐受性还与净正吸入压头(NPSH)特性有关；即，对于泵而言在入口处可得到的净压力越低，则性能更有可能受到影响。

已经开发出泵来专门操纵这种类型的泡沫流体。在泵抽操作期间，流体的较重部分迁移到泵外部区域，而较轻部分倾向于朝向内部区域迁移。需要能够有效地除去较轻的部分。

发明内容

第一方面，提供了一种泵，包括泵壳和叶轮，该泵壳具有前侧和后侧以及在该泵壳内的泵抽室、连到泵抽室的入口以及从泵抽室引出的排放口，叶轮安装成用于在泵抽室内绕旋转轴旋转，泵抽室包括在旋转轴处或附近的内部区域和远离旋转轴的外部区域，排放口在泵抽室的外部区域中，叶轮包括具有前端面和后端面的护罩并具有从前端面延伸出的多个泵抽叶片，该泵进一步包括在泵壳的后侧的收集室和设置在收集室内的导流器，收集室与泵抽室流体连通，叶轮包括延伸通过护罩的一个或多个通道，通道的一端通向收集室而另一端穿过叶轮的前端面通向泵抽室，收集室包括通气出口和与泵抽室的外部区域流体连通的转移出口区。

收集室中的导流器激励该收集室中的气体流体，尤其是在进入收集室中的流速很高时。这种能量的增加导致气体和流体流出收集室的后排气部分，不再需要任何外部装置(诸如，分离的抽吸泵)来以物理方式从收集室抽吸空气。

在某些实施例中，泵包括在叶轮护罩后端面上的辅助叶片。

在某些实施例中，导流器包括安装成用于在收集室内旋转的导流元件。

在某些实施例中，导流器元件配置成以便生成收集室内的轴向流分量和涡流分量。

在某些实施例中，泵包括驱动轴，叶轮和导流元件操作地安装到该驱动轴以便通过该驱动轴旋转。

在某些实施例中，所述或每个通道设置在泵抽室的内部区域内。

在某些实施例中，排气出口远离泵抽室。

在某些实施例中，排气出口和所述通道或每个通道基本上平行于旋转轴。

在某些实施例中，收集室包括面向叶轮的开放前侧，转移出口区由泵罩的后侧与叶轮的后端面之间的环形间隙构成。

在某些实施例中，收集室的开放前侧的外周直径小于泵抽室的直径。