[發明專利]用于泵送高粘度流體的方法和泵

有效

• 申請號: 201280060259.4
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN104105883A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: J.格里奇
• 申請（專利權）人: 蘇舍泵有限公司
• 主分類號: F04D7/04
• 分類號: F04D7/04;F04D15/00;F04D29/16;F04D29/58;F04D29/68
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄧雪萌;傅永霄

技術領域

本發明涉及分別根據權利要求1和權利要求10的前序部分所述的用于泵送高粘度流體的方法和泵。

背景技術

高粘度流體，例如重油或其它的產品，能夠借助于常規的離心泵或容積式泵被泵送。離心泵具有的優點在于其與容積式泵相比只產生小的震動，且其不需要安全閥。此外，離心泵允許簡單流動控制。因此其被經常地使用在化學工業和煉油廠中。然而，必須考慮到離心泵的性能依賴于被泵送流體的粘度。對于較高的粘度，能量損失顯著增加，導致離心泵的較低的揚程、較低的流量和較低的效率。

粘度是在流動的流體中產生的內部摩擦的度量和流體特有的性質。下面使用所謂的運動粘度υ。在本說明書中具有超過10^-4m²/s的運動粘度的流體被稱為高粘度流體。

當已知用于泵送水的特性時，用于泵送粘度流體的離心泵的特性能夠被確定，例如借助于經驗的修正因子。這些修正因子為來自試驗結果的平均數，且當泵的幾何形狀被改變時會導致不準確的預測。

從?C.P.?Hamkins等在1987年發表于ImechE?paper?C112/87,?207-217的文章?“Prediction?of?viscosity?effects?in?centrifugal?pumps?by?consideration?of?individual?losses”可知，一維的預測方法是已知的，其允許來計算粘度的影響。此方法能夠被用來例如設計用于泵送高粘度流體的葉輪。

在泵送高粘度流體中能量增加主要由盤摩擦損失引起。對于給定的由粘度流中操作點所限定的應用，盤摩擦損失能夠通過使用具有高揚程系數Ψ的葉輪而被減小，例如超過1.05，或超過1.10。葉輪的揚程系數能夠被增加在于例如葉片出口角度和/或葉片的數量和/或葉輪出口的寬度被增加。給定的液壓的輸出被完成，較小直徑的葉輪產生較低的盤摩擦損失。

高粘度流體的泵送可達約5?·?10^-3?m²/s的運動粘度。然而，離心泵在5?·?10^-4?m²/s以及更高的粘度值時的使用已經趨向于變得不經濟。離心泵的用于泵送高粘度流體時增加的能量需求和對通常低于5?·?10^-4?m²/s的粘度值的限制是不利的。

發明內容

本發明的目的在于提供用于泵送高粘度流體的方法和泵，其中泵的效率與相應的常規的泵送方法及相應的常規的泵相比較被提高。

依照本發明在權利要求1中的限定的方法和權利要求10中限定的泵，該目的被滿足。

依照本發明的用于泵送高粘度流體的方法包括提供泵，其具有殼體、入口、出口和封閉式或半開式葉輪，該葉輪被可旋轉地布置在殼體內位于入口和出口之間，將高粘度流體從泵的入口泵送到出口，由此引起流體回流或再循環流，或兩者，回流流經葉輪的前罩與殼體之間的第一側室，再循環流在泵送的流體與第一側室和/或第二側室之間進行流體交換，其中第二側室在葉輪的后罩與殼體之間。在此方法中，一方面葉輪的前和/或后罩與另一方面的殼體之間的盤摩擦被減少，其通過限制回流和/或再循環流以及通過減少各自包含在第一和/或第二側室中的流體的粘度，或者通過增加包含在各側室中的流體的溫度至少高于泵送的流體的溫度10°C，或者通過將流體注入各側室，或通過上述兩者，注入的流體具有的粘度低于泵送的流體的粘度。泵送的流體的溫度能夠例如在殼體的收集器部件中被測量，例如用來收集從葉輪出來的泵送的流體的蝸殼體。

在本說明書的上下文中，具有前罩和后罩的葉輪被稱作封閉式葉輪，而具有后罩而不具有前罩的葉輪被稱作半開式葉輪。

分別被包含在第一和/或第二側室中的流體的粘度相對于泵送的流體的粘度被有利地減小了例如超過16%，或超過24%，或超過40%。

包含在各側室中的流體的溫度高于泵送的流體的溫度通常至少12°C，或至少16°C，或至少24°C。

在本方法有利的實施例中，包含在各側室中的流體的溫度通過用加熱器主動的加熱和/或通過注入加熱的流體而被升高。在另外的有利的實施例中，包含在各側室中的流體的溫度通過被動的加熱被升高，其在于被動加熱回流或再循環流分別被限制，使得在各側室中一方面由盤摩擦產生的熱量以及另一方面由對流和傳導傳出的熱量之間的熱流平衡在某溫度達到，其至少高于泵送的流體的溫度10°C。