[發明專利]導流器粉碎裝置

無效

• 申請號: 200880110062.0
• 申請日: 2008-10-03
• 公開（公告）號: CN101861209A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: J·D·阿萊爾;D·P·拉塞爾
• 申請（專利權）人: 羅韌泵有限公司
• 主分類號: B02C19/22
• 分類號: B02C19/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 彭武

相關申請的交叉引用

本發明主張2007年10月3日申請的美國臨時專利申請序列號60/977,130的優先權。

技術領域

本發明涉及一種用在承載固體顆粒(solds-ladened)的流體流動系統中的螺旋軸向導流器(inducer)/粉碎(comminution)裝置；尤其是涉及一種在流體流動中用于旋轉動力泵的導流器/粉碎裝置。

背景技術

許多工業生產過程中都包括利用離心泵輸送流體流。這些流體流中通常都攜載著或包含有(過大的以至于無法通過泵葉輪流道或下游工藝設備中的流道的)固體顆粒、相對較為固態的材料的碎片。通常運用旋轉粉碎裝置將固體顆粒的尺寸減小到能夠通過下游的泵和設備。通常，承載有固體顆粒的流體流以穿過上游的旋轉粉碎裝置的路徑發送以再進行進一步的處理。

螺旋軸向粉碎機是一種這樣類型的裝置：其已被開發用于將固體顆粒的尺寸減小到可以通過泵和下游設備。另一種類型的粉碎機運用了在極接近于定子處通過的旋轉式側面銑刀(radial?cutter)葉片來粉碎固體顆粒。采用現有的螺旋軸向的和旋轉的粉碎機的問題在于它們妨礙了朝向泵的流動，由此在泵裝置中產生了對泵可使用的汽蝕余量或凈正吸入壓頭(NPSH)有限制的潛在的氣穴作用(cavitation)。

當在汽蝕余量的可用性受限制的情況下進行流體泵吸時，通常將螺旋-軸向導流器用作離心泵，以提高對泵入口處的壓力，從而避免氣穴作用的發生。導流器通過加速液體的方式來提高在葉輪進口(impeller?eye)處液體的壓力，從而當滿足葉輪對流體流的需求的同時使得能夠在導流器上發生空穴作用。與導流器進料口的子午面相垂直的橫截面積通常比下游的葉輪流道的橫截面積更大。進料口(throat)被定義為沿著子午線的軸線方向在任意兩個相對置表面之間具有最小節距的部段。雖然導流器能有效地防止葉輪空穴作用的沖擊，但是穿過導流器的固體顆粒仍可能進入并在下游的的葉輪中被卡住。

總之，能有效減小空穴作用的螺旋-軸向導流器在消減固體顆粒方面效果不佳，并且螺旋-軸向和徑向粉碎機雖然能有效地減小固體顆粒的尺寸，但是其在流體流動中引起了泵入口的阻塞并由此增加了發生空穴作用的可能性。

發明內容

本發明一方面涉及用于承載固體顆粒的流體處理系統的一種旋轉導流器粉碎裝置，其將會減小固體顆粒的尺寸到能夠穿過下游的葉輪流道的程度，而且用作一種用于增大下游的葉輪入口處可用壓力的導流器。

為此，本發明中的一個實施例是一種將粉碎功能與導流器功能相結合的串列式(in-line)裝置。它具有設置在固定部件中的可轉動部件。它被定位在主泵葉輪的上游的流體流中。它可以具有與主泵葉輪相對齊的旋轉軸線。它可以與主泵葉輪利用相同的軸桿以相同的轉速進行旋轉。可轉動部件可以具有一個從出口或流體排出端延伸至入口端的輪轂，在輪轂上安置著呈螺旋形布置的轉子葉片或轉子葉片組，其如同螺旋槳般推動流體朝著主泵葉輪入口的方向穿過本裝置。本說明書中各處所使用的術語“出口”和“入口”的含義應恰當地解釋為相對于流體流動的方向，且可以是相對于軸向定位的、相對于特定的參照部件而特定的，均應該是易于明顯地從上下文中判斷出的。

輪轂可以在出口處具有比入口處更大的直徑。輪轂的直徑在從入口到出口的變化可以通過一種第一多項式函數來表示。轉子葉片組可以是一個或多個呈錐形的或寬度均一的螺旋葉片。葉片可以相對較長，如超過整個螺旋線或能夠繞輪轂完全回轉；或者葉片可以相對較短，比如呈僅繞輪轂而部分回轉地延伸的僅小角度的螺旋，并且以前緣和后緣相交錯的形式沿著輪轂軸向分布。一或多個葉片可以被構造成在它的外側邊緣上包括其前緣處具有一個或多個切口。所述切口可以呈階梯狀并且可以沿著葉片邊緣軸向地定位、均勻地或不均勻地在入口與出口之間間隔開。

每個葉片可以具有一輸入端、葉片節距迎角(blade?pitch?angle?of?attack)和一個出口端葉片節距后緣角，所述葉片節距角按照一種第二多項式函數而從一個低入口節距角到一個相對的較高的出口節距角以漸增地或其它的方式發生改變。鄰近的葉片或葉片的相鄰匝與輪轂之間的空間形成了轉子流體通道。