[发明专利]降低离心泵叶轮的磨损及增加离心泵效率的方法和装置

说明书

本发明有关降低离心泵叶轮的磨损及增加离心泵效率的方法和装置。

申请人最为熟悉的现有技术，是与本发明的发明人，受让人相同的题为“涡流喷射法和装置”（Vortex    Injection    Method    and    Apparatus），授权日为1980年12月22日，专利号为US-A-4449862的美国专利。该申请公开了一种单涡流喷射器，它有与筒形涡流室切向连接的高压进口和出口，利用的是低压的轴向进口和出口。

发明人是T·阿柔卡（T·Araoka），题为“利用液体输送物料的方法和设备”（Method    and    Apparatus    for    Transferring    Material    with    the    use    of    a    Fluid），1978年9月19日公开的第4，114，955号专利揭示了一种喷射设备，其与这里描述的设备不同，因为它包括了一个位于涡流喷射设备室中的叶轮。

本发明的目的是，当离心泵用来泵送在液流中含有大、中、小尺寸物料的泥浆流时，提供一种将大尺寸的物料预先基本分离、排除，使其不能进入离心泵，从而降低离心泵叶轮的磨损和提高离心泵整体效率的方法。

实现本发明利用的是一种涡流设备，在该设备中，泥浆是沿涡流室的轴向喷入其中的，液体沿切向喷入该室中，在该室中形成的涡流将大尺寸的物料推向该室的外圆周，然后从切向出口排出去。中、小尺寸的物料沿轴向排出，输入离心泵的入口，从离心泵出来的是为形成涡流的切向输入的液体。

由于采用本发明，进入离心泵的液体中的大尺寸物料已基本上预先排除，而离心泵仅需泵送中、小尺寸的物料，这样，叶轮便可做得更加靠近泵的壳体，大大降低离心泵的磨损。另外，因为中、小尺寸的物料是唯一要被泵送的物料，泵便可以高速工作。

涡流室的轴向出口可直接与离心泵的入口相连，或者通过一个管子与离心泵相连。

现在对附图加以介绍：

图1表示本发明的优先实施例，其涡流室直接与离心泵进口相连;

图2是图1所示设备的另一种改变方式。

在整个说明书中，相似零件将用相同的参考号码。

参考图1和图2，特别是参考图1，由箭头10表示的涡流室有一离心壳体，该壳体包括侧壁11和端壁12（包括与其相对的另一端壁，但该端壁未有示出），切向进口13与侧壁11相连，切向出口14也同样与侧壁11相连，轴向进口15与端壁（与图示端壁12相对的一侧）相连，因此，沿箭头16所示方向运动的物料可进入涡流室10的内部，轴向出口17与端壁12相连，并直接与离心泵19的进口18相连，离心泵的出口20经过阀21与管子22相连，管子22又与进口13相连。一台马达（其可以是一台电马达23）以通用方式与离心泵壳25内的叶轮24相连。

下面对其工作方式作一介绍：

图1的装置是以下述方式工作的：含有大、中、小尺寸物料的泥浆沿箭头16所示的方向喷入涡流室10的轴向进口15，来自离心泵19的高压液体喷入切向进口13，在涡流室10的内部形成涡流，高压液体沿箭头26的方向离开切向出口14。当泥浆喷入轴向进口15时，如果其有足够的重量，则其沿箭头27所示的方向运动，那些没有足够重量不能达到涡流室10的圆周上的物料，将直接通过轴向出口17，一般这些物料包含的是中、小尺寸的颗粒，因此，沿箭头27运动的重物料将被卷入涡流室10内的涡流中，并沿箭头26的方向，经切向出口14流出涡流室，而中、小尺寸的细物料将直接从出口17出去，进入离心泵进口18，在其中以通常的方式泵送。

用来泵送泥浆的离心泵的磨损的主要原因之一是大颗粒物料对叶轮24和壳体25以及对二者之间间隙的磨蚀磨损，当仅泵送中、小尺寸的物料时，对叶轮24和壳体25的磨损就小，因而允许叶轮较为靠近壳体，这样便可大大地提高离心泵的效率，另外，去除要泵送的大颗粒物料，将可极大地增加离心泵叶轮24和壳体25的寿命。

调节阀21便可改变切向进口13处的压力，从而实现对该系统的控制，另外，改变叶轮24的旋转速度，也可实现对该系统的控制。

参阅图2的实施例，其与图1所示实施例的主要不同点，在于轴向进口15和轴向出口17的位置。在该实施例中，轴向进口15通过端壁12，而圆管27用作低压轴向出口，端部28与圆管27和进口15焊接起来，因此，中、小尺寸物料和液体可从涡流室10的内部流出，经过圆管27，从出口17出去。图2设备 除其轴向出口的位置不同外，其工作情况与图1中的实施例基本上是相同的。