[发明专利]离心泵叶轮

说明书

本申请是申请人于2009年5月27日提交的名称为“改良式离心泵叶轮”的第200980128248.3号（PCT/AU2009/000662）专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体涉及离心式泵，更具体地但非排他性地涉及用于处理例如浆料等研磨物料的泵。

背景技术

离心式浆料泵，通常可包括抗磨损的硬金属或弹性体衬里和/或壳体，被广泛地应用于采矿业。通常，浆料密度越高或浆料颗粒越大或越硬将导致磨损率越高，并降低泵的寿命。

离心式浆料泵被广泛地应用于从开始的非常粗糙具有高磨损率的浆料的处理（例如磨碎），到最终的浆料精细得多且磨损率大大降低的处理（例如产生漂浮的尾砂）的矿物处理设备。例如处理较粗糙颗粒进料任务（feed duty）的浆料泵的磨损部件可只具有以周或月计算的寿命，相比之下，进行最终处理的泵具有可持续运行一至两年的磨损件。

用于处理粗糙颗粒浆料的离心式浆料泵的磨损一般在叶轮入口处最为严重，因为固体必须直角转向（从入口管内的轴向液流变成泵的叶轮中的径向液流），并且这时颗粒惯性和尺寸导致对于叶轮壁和叶轮叶片前沿的更多碰撞和滑动。

叶轮磨损主要发生在叶片和叶轮入口处的前后遮板上。在这些区域的高磨损还可能影响泵的前部衬里的磨损。在转动的叶轮和静止的前部衬里之间存在的小空隙（有时也称为注入口衬套）还将对泵磨损部件的寿命和性能具有影响。这种空隙通常非常小，但一般由于在叶轮前部、叶轮遮板上的磨损或因为叶轮和前部衬里两者上的磨损而增大。

减少液流从泵的高压壳体区域泄漏（通过在叶轮前部和前部衬里之间的空隙进入泵的入口）的一种方法是将突出并且倾斜的唇缘（lip）结合到在叶轮入口处静止的前部衬里上。该叶轮具有匹配这种唇缘的形状。尽管通过使用叶轮的前部上的排出叶片（expelling vanes）可减少经过空隙的液流，经过空隙的液流也可通过设计和保持这种狭窄的空隙而有效地最小化。

某些泵，但不是所有的，可具有将叶轮和前部衬里之间的空隙保持尽量小，而不会由于摩擦引起额外磨损的器件。小空隙通常改善了前部衬里的寿命，但在叶轮入口处仍发生磨损并且没有减少。

在液流从轴向改变成径向方向时，在叶轮入口处的高磨损与液流中的湍流度有关。设计不良的叶轮和泵叶片可大大提高湍流量并因此导致磨损。

在此描述的各种方面可以是可被应用于所有的离心式浆料泵，尤其是在叶轮入口处经历高磨损率的离心式浆料泵或者被用于高浆料温度的应用中的离心式浆料泵。

发明内容

第一方面，披露了用于离心式泵的叶轮的实施例，所述泵包括其中具有腔室的泵壳体、将待泵送物料泵输送到所述腔室的入口和将物料从所述腔室排放出去的出口，在使用中时所述叶轮被安装在所述腔室内用于围绕转动轴线转动，所述叶轮包括前部遮板、后部遮板和在其间的多个泵叶片，每个泵叶片具有前沿和后沿，所述前沿位于叶轮入口附近，其中所述前部遮板具有在所述叶轮入口附近的弧形内面，所述弧形内面具有在所述叶轮的外部直径（D₂）的0.05至0.16倍范围内的曲率半径（R_s），所述后部遮板包括内主面和鼻部，所述鼻部具有弯曲轮廓，且鼻部顶端在中心轴线附近，所述中心轴线朝向所述前部遮板延伸，在所述内主面和所述鼻部之间具有弯曲的过渡区域，其中F_r为过渡区域的曲率半径，F_r/D₂的比值为从0.32到0.65。

第二方面，披露了用于离心式泵的叶轮的实施例，所述泵包括其中具有腔室的泵壳体、将待泵送物料泵输送到所述腔室的入口和将物料从所述腔室排放出去的出口，在使用中时所述叶轮被安装在所述腔室内用于围绕转动轴线转动，所述叶轮包括前部遮板、后部遮板和在其间的多个泵叶片，每个泵叶片具有前沿和后沿，所述前沿位于叶轮入口附近，其中所述前部遮板具有在所述叶轮入口附近的弧形内面，所述弧形内面具有在所述叶轮的外部直径（D₂）的0.05至0.16倍范围内的曲率半径（R_s），所述后部遮板包括内主面和鼻部，所述鼻部具有弯曲轮廓，且鼻部顶端在中心轴线附近，所述中心轴线朝向所述前部遮板延伸，在所述内主面和所述鼻部之间具有弯曲的过渡区域，其中I_nr为所述鼻部的弯曲轮廓的曲率半径，I_nr/D₂的比值为从0.17到0.22。