专利名称：导流器粉碎装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用在承载固体颗粒(solds-ladened)的流体流动系统中的螺旋 轴向导流器(inducer)/粉碎(comminution)装置；尤其是涉及一种在流体流动中用于旋转 动力泵的导流器/粉碎装置。
背景技术：
许多工业生产过程中都包括利用离心泵输送流体流。这些流体流中通常都携载着 或包含有(过大的以至于无法通过泵叶轮流道或下游工艺设备中的流道的)固体颗粒、相 对较为固态的材料的碎片。通常运用旋转粉碎装置将固体颗粒的尺寸减小到能够通过下游 的泵和设备。通常，承载有固体颗粒的流体流以穿过上游的旋转粉碎装置的路径发送以再 进行进一步的处理。螺旋轴向粉碎机是一种这样类型的装置其已被开发用于将固体颗粒的尺寸减小 到可以通过泵和下游设备。另一种类型的粉碎机运用了在极接近于定子处通过的旋转式侧 面铣刀(radial cutter)叶片来粉碎固体颗粒。采用现有的螺旋轴向的和旋转的粉碎机的 问题在于它们妨碍了朝向泵的流动，由此在泵装置中产生了对泵可使用的汽蚀余量或净正 吸入压头(NPSH)有限制的潜在的气穴作用(cavitation)。当在汽蚀余量的可用性受限制的情况下进行流体泵吸时，通常将螺旋-轴向导流 器用作离心泵，以提高对泵入口处的压力，从而避免气穴作用的发生。导流器通过加速液体 的方式来提高在叶轮进口(impeller eye)处液体的压力，从而当满足叶轮对流体流的需求 的同时使得能够在导流器上发生空穴作用。与导流器进料口的子午面相垂直的横截面积通 常比下游的叶轮流道的横截面积更大。进料口(throat)被定义为沿着子午线的轴线方向 在任意两个相对置表面之间具有最小节距的部段。虽然导流器能有效地防止叶轮空穴作用 的冲击，但是穿过导流器的固体颗粒仍可能进入并在下游的的叶轮中被卡住。总之，能有效减小空穴作用的螺旋_轴向导流器在消减固体颗粒方面效果不佳， 并且螺旋-轴向和径向粉碎机虽然能有效地减小固体颗粒的尺寸，但是其在流体流动中引 起了泵入口的阻塞并由此增加了发生空穴作用的可能性。
发明内容
本发明一方面涉及用于承载固体颗粒的流体处理系统的一种旋转导流器粉碎装 置，其将会减小固体颗粒的尺寸到能够穿过下游的叶轮流道的程度，而且用作一种用于增 大下游的叶轮入口处可用压力的导流器。为此，本发明中的一个实施例是一种将粉碎功能与导流器功能相结合的串列式(in-line)装置。它具有设置在固定部件中的可转动部件。它被定位在主泵叶轮的上游的流体流中。它可以具有与主泵叶轮相对齐的旋转轴线。它可以与主泵叶轮利用相同的轴杆 以相同的转速进行旋转。可转动部件可以具有一个从出口或流体排出端延伸至入口端的轮 毂，在轮毂上安置着呈螺旋形布置的转子叶片或转子叶片组，其如同螺旋桨般推动流体朝 着主泵叶轮入口的方向穿过本装置。本说明书中各处所使用的术语“出口”和“入口”的含 义应恰当地解释为相对于流体流动的方向，且可以是相对于轴向定位的、相对于特定的参 照部件而特定的，均应该是易于明显地从上下文中判断出的。轮毂可以在出口处具有比入口处更大的直径。轮毂的直径在从入口到出口的变化 可以通过一种第一多项式函数来表示。转子叶片组可以是一个或多个呈锥形的或宽度均一 的螺旋叶片。叶片可以相对较长，如超过整个螺旋线或能够绕轮毂完全回转；或者叶片可以 相对较短，比如呈仅绕轮毂而部分回转地延伸的仅小角度的螺旋，并且以前缘和后缘相交 错的形式沿着轮毂轴向分布。一或多个叶片可以被构造成在它的外侧边缘上包括其前缘处 具有一个或多个切口。所述切口可以呈阶梯状并且可以沿着叶片边缘轴向地定位、均勻地 或不均勻地在入口与出口之间间隔开。每个叶片可以具有一输入端、叶片节距迎角(blade pitch angle of attack)和 一个出口端叶片节距后缘角，所述叶片节距角按照一种第二多项式函数而从一个低入口节 距角到一个相对的较高的出口节距角以渐增地或其它的方式发生改变。邻近的叶片或叶片 的相邻匝与轮毂之间的空间形成了转子流体通道。可转动的部件可以被同轴地安置于固定部件中，固定部件可以是被构造成具有或 者作为一导流器部段和一粉碎机部段的一种壳体。导流器部段可以是在粉碎机部段的上 游。粉碎机部段可以具有一个与导流器部段相比较大的内径、或最大的内直径。粉碎机部 段可以具有一个比螺旋-轴向装置或转子的出口端更大的直径，并且具有一或多个粉碎机 的轮叶(vane)，粉碎机轮叶从粉碎机部段的壁而径向地向内延伸为与相邻的导流器具有相 同直径。由相邻的粉碎机轮叶和粉碎机部段的壁或衬套形成了流体通道。在本发明范畴内的、与本说明书中所描述的轮叶式粉碎机部段等同的结构包括了 与导流器部段具有相同直径的，但是被构造成具有一系列纵向的或呈螺旋形构造的槽或沟 道的粉碎机部段，它的壁被用作轮叶。在粉碎机部段中被构造成螺旋形的轮叶、槽或沟道能 有效地增加它的直径，提供如上文中所述的流体通道，并且可以具有可用一个第三多项式 函数表示的、具有与转子叶片相同的或不同的旋转方向的节距角。转子和壳体可以被这样装配，S卩，使得转子的入口端被定位在壳体的导流器部段 内，且转子的出口端被定位在壳体的粉碎机部段中，借此所述转子的出口叶片的直径紧密 地配合在轮叶直径范围内，从而使得导流器部段的流体通道与粉碎机部段的流体通道的结 合处的横截面积能够在垂直于子午面的平面上被测量出，其在旋转导流器粉碎机装置的排 出端处大于在下游的叶轮流道的进料口处的横截面积，但是被分别测量的本装置中的任何 一个流体通道的横截面积要小于下游的叶轮流道的进料口面积。此外，叶片节距角及导流 器部段出口处的转子的其它特征被设计成使得导流器粉碎机装置的总体积总流量等于或 大于下游的叶轮的流动需求量。本发明其它的目的和宗旨将会易于明显地从附图和随后的详细说明中得出。
图1是本发明中一个实施例的侧面立视图，其示出了一可安装在一壳体内的轴杆 端上的转动部件，转动部件包括一轮毂，该轮毂具有从它的入口端延伸至它的出口端的轮 毂外径，安置在轮毂上的螺旋转子叶片具有从入口端处的小节距变化到出口端处的较大导 程的节距的节距角，并且被进一步构造成在它们与壳体中的粉碎机部段的轮叶呈轴向对齐 的外侧边缘处具有阶梯形切口。图2A和2B为在导流器粉碎装置粉碎机部段处，壳体的可选的实施例的剖面图， 其示出了当叶片旋转扫过时，使得由流体流动所传送的固体颗粒发生粉碎和剪切的坚硬边缘。
具体实施例方式本发明可以有许多的实施方式。在此所描述的以及附图中所示出的只是为了清楚 地说明而并非对本发明的限制。参见图1，其示出了本发明中的一个实施例，其中转子1被安置在主泵叶轮(未示 出)的上游，其旋转轴线与主泵叶轮相对齐。转子1被安装在泵轴杆(未示出)的远端上， 其能够利用所述泵轴杆以与主泵叶轮相同的转速而转动。在其它实施例中，转子可以被安 装在任意一端、安装在不同的轴杆上、以相同的或者不同的速度转动。多个螺旋叶片2，在这 个实施例中为三个(虽然可以是比三个更多或更少)，螺旋轴向地沿着转子1的纵向轴线而 延伸。每个叶片，相对于流体流动的轴线方向，具有一入口端迎角或入口角以及一可以大于 入口端叶片角度的后缘叶片角或出口角。转动叶片节距角能够在在测量点处相对于与旋转 轴线相垂直的平面而测量得到；小的等同于小节距，大的等同于相对较大的节距。在这个实施例中，叶片2的外径上或叶片的外缘上包括有一个或多个阶梯形切口 3。切口 3轴向地位于叶片的入口端与出口端之间；在这个实施例中，在每个叶片外缘上的 大约中点位置处设置有一个切口。在其它的实施例中可能具有更多的切口。个体的、或所 有的切口的尺寸可以比图示的更大或更小。在这个实施例中的切口形状通常是两侧呈一V 形的槽；其中一侧或一个边缘3a呈径向放射状冲击边状或刃口状，以转动流体流和其中含 有的任何固体颗粒，并且另一侧或边缘3b则是相对于旋转流体流的后缘。冲击边3a可以 被硬化或通过其它方式被构造成能够抵抗由流体流中的固体颗粒的撞击所造成的磨损。叶 片2的入口角小于叶片2的排出角或出口角，有助于相对于入口而在出口处加快流动速度 和/或增大流体压力，从而易于在转子部段中引起空穴作用和在紧邻的下游主泵叶轮中减 小空穴作用。从入口到出口发生的叶片2的叶片角度的变化遵循一种多项式函数。轮毂4集成在转子1上，其特征在于出口处的直径大于入口处的直径。轮毂4的 直径从叶片2入口到叶片2出口发生变化，其特征在于所述变化遵循另一种多项式函数。壳体5中在粉碎机部段7的上游处包括有导流器部段6。转子1被安置在所述壳 体中，使得它贯穿过粉碎机部段7而充分延伸到导流器部段6。粉碎机部段7具有比导流器 部段6更大的平均直径，在这个实施例中如图2A中所示为一恒定的直径7d。存在着一或多 个粉碎轮叶8，通常多个轮叶在粉碎机部段7中绕着圆周均勻地分布、并且或多或少地沿轴 向延伸，尽管可能有一螺旋部件在一个方向或另一个方向上符合它们的取向和形状、沿着 粉碎机部段7的纵向轴线并且从粉碎机部段的内壁放射状地向内延伸到如图2A中直径8d所示的入口端有效轮叶直径，其与邻近的导流器部段6的出口端直径相等。轮叶可以由经硬化的材料制造或具有经硬化的边缘。轮叶的直径随着粉碎机部段的长度而与导流器部段的轮叶直径不同，但只要它能精密地与转子叶片组的直径相对应地 用于剪切作用，就不会有损于本发明。在轴向的测量测量点处、相对于与本装置的轴线相垂 直的平面而测量得到轮叶节距角；较小的角等同于小节距，较大的角等同于相对较大的节 距。参见图1和2A，转子1与壳体5同轴并且被纵向定位在壳体5内，从而使得转子1 的上游端，尤其是叶片2的外侧的边缘或直径，呈放射状地紧靠着壳体5的导流器部段6的 壁。由叶片2的外侧边缘的旋转弧所限定的转子1的直径放射状地紧靠着粉碎机部段7的 轮叶直径8d，或者设置成另一个方式，在这个实施例中转子1的直径略微地小于壳体5的导 流器直径，并且转子1的直径在转子的整个长度上是恒定的。在其它实施例中，转子叶片的 宽度可以是恒定的，并且转子直径可以与轮毂直径相类似地发生改变。阶梯形切口 3被轴向设置于叶片2上，并使其紧靠着粉碎机轮叶8且在其长度范 围内转动，以便如下文中进一步所述的那样，提供相对置的表面，其用于减小固体颗粒、且 相对于轮叶8有额外的粉碎作用和/或剪切作用。在运行中，进入转子1入口的流体的体积流速是由叶片2前缘的迎角、转子1的转 速、轮毂4所形成的环形套筒(armulus)的截面积、以及在叶片2入口端处由壳体5的导流 器部段6在与转子1的旋转轴线相垂直的平面上所具有的内径而决定的。通过叶片2的递 增的节距角、以及通过由轮毂4按照一种多项式函数的规律从入口到出口改变直径所引起 的导流器流体通道的横截面积的减小，来使得流体被加速流动，从而使得质量流保持恒定。 通过使叶片2的转子直径放射状地紧靠着导流器部段6的壁，限制了流体再循环回到叶轮 进口。如果沿着转子1子午轴线上的任意一点处的流体局部压力降到低于流体蒸气压力， 则空穴作用将会发生，但是在导流器通道中的剩余流体将继续流动。从本装置中排出的非 空穴作用化(non-cavitating)的质量流速将会等于或高于转子1下游的主泵叶轮所需的 质量流速，由此预防了主泵叶轮中的空穴作用的发生。因为在导流器部段中发生空穴作用 而同时允许流体流动，则原本将会发生在主泵中的空穴作用能够被减少或避免。通过流体流动承载着的固体颗粒进入转子1的入口，并且沿循着介于转子1的轮 毂4与导流器部段6的壁之间的流体流动路径到达粉碎机部段7。进入粉碎机部段7的固 体颗粒将易于由流体流动和惯性加以移动，并且放射状地向外进入到由转子1的直径和粉 碎机部段的全直径7d所形成的环形套筒中。转子1的旋转引起了转子叶片2产生相对于 粉碎机轮叶8的剪切作用。固体颗粒被推抵着粉碎机轮叶8而截留住、并且被轮叶2的剪 切作用减小。而且，在这个实施例中，一些固体颗粒将在流体流动的旋转作用期间被阶梯形 切口 3所截获，其中阶梯形状的立管、阶梯形切口 3的前缘或冲击边3a还将可旋转地与固 体颗粒相接合、并且驱使它们以抵着粉碎机轮叶8加以粉碎。固体颗粒被叶片2和切口 3 相对于粉碎轮叶8而加以粉碎的这个过程将随着转子的旋转重复进行，直到固体颗粒足够 小以随着连续的流体流动排放出转子1和粉碎机部段7的出口。参见附图2A和2B，示出了配备有轮叶8的粉碎机部段7的一个实施例、以及具有 沟道9的粉碎机部段7的一个可选实施例的剖面图。在附图2A中，粉碎机部段7具有一个 完整的由内部粉碎机部段的壁所形成的该部段直径7d,以及一个较小的由轮叶8的剪切边缘所形成的轮叶直径8d。轮叶8可以作为分立元件进行制造，并且被固定在粉碎机部段7壳体内，或者以其它方式由公知的装置来提供。附图2A中的轮叶8与粉碎机部段的壁之间 的空间，以及附图2B中相类似的沟道9，形成或定义出了流体流动通道。在两者中的任一个 或其它的实施例中，轮叶或沟道可以具有其它的数量、具有不同的横截部分、呈线性的或实 质上呈与转子叶片2的旋转方向相同或相反的螺旋形，以及具有均一的或者可以通过另一 个多项式函数表述的变化的节距角度。本发明还存在其它的多种变化和例子。例如，包括一个部分是直的而部分为锥形 的轮毂的一个例子。在一些例子中可以包括具有恒定的弦(cord)或宽度的一个转子叶片 或叶片组，而其它的例子中具有呈锥形的首尾相接的叶片，其可以相对于轮毂锥形部分偏 移从而形成一个在其整个长度上具有恒定直径的转子。仍然存在的其它实施例中可以包括 一个具备有轮毂和若干转子叶片的多种组合的、具有不同直径的或锥形的转子，上述二者 或其中之一的锥形都可以通过多项式函数来表述。还任选地可用于其它实施例中的是切 口、狭槽、齿状物、或对叶片形状或边缘轮廓的等效的结构变形，这在叶片的外边缘处或附 近引入了辅助的承击面(striking surface)，其将会与固体颗粒相接合并提供额外的分裂 作用(rending)或剪切作用。叶片边缘的这些修改的数目、形状和布置是可变的。正如仅 仅一个例子中那样，切口可以按连续的、相对较为粗糙的或精细的锯齿状物形式沿着每个 叶片的外边缘而重复设置。对于一些实施例，硬化镶嵌件或表面的处理也可以被应用到切 口和/或轮叶和叶片边缘。如同另一个例子中那样，许多单独的具有较短长度的转子叶片可以设置在轮毂的 整个长度上，或者设置在粉碎机部段中的轮叶的长度上，其中单独的一个叶片或轮叶的节 距角是按照另外的又一个多项式函数而变化，其限定出了在轮毂或粉碎机部段的整个长度 上的节距角。在一个例子中，一个叶片或轮叶的前缘可以紧邻着另一个叶片或轮叶的后缘， 由此，从一个叶片或轮叶的后缘滑落的固体颗粒撞击到下一个叶片或轮叶的前缘。本发明的另一个实施例中包括一个回流旁通通道、或从出口到入口穿过或围绕壳 体而导引的通道网络，其响应于入口与出口之间的压力差而发生作用，以避免或减小低的 流量脉动。在另一个实施例中包括一个壳体，该壳体配置成作为或具有位于韧性外套中的 一种耐磨衬套，其可以提供一个更安全的、运行更可靠的或者更易于修理的装置，诸如在处 理可能高度磨损的材料时、或在其它方面不利于某些材料的场合适用。本发明可以有其它的以及许多的实施例。例如，存在着一种导流器粉碎机装置用 于一种承载固体颗粒的流体处理系统，其包含着带有导流器部段和粉碎机部段的壳体。壳 体适合于安装在一个主泵叶轮上游的流体流中，从而使得粉碎机部段被设置在导流器部段 与主泵叶轮之间。一个转子被设置在壳体之中，以便使其占据粉碎机部段和导流器部段。 所述转子具有一个轮毂和至少一个螺旋状安置于其上的转子叶片，其具有一入口和一出口 端、并且具有叶片节距角，该叶片节距角从入口到出口按照第一多项式函数的规律逐渐增 加。轮毂可以在出口处具有比入口处更大的直径，轮毂直径从入口到出口的变化可以通过 第二多项式函数来表示。转子和壳体共同限定了全部的流体流动通道。转子叶片转动所形成的弧限定出转子直径。粉碎机部段具有限定出粉碎机部段直 径的粉碎机壁，及具有向内延伸的从该壁垂挂的轮叶，其中转子叶片在所形成的轮叶边缘 直径或笼中转动。导流器部段具有导流器直径，轮叶直径和导流器直径当足够接近于转子直径的尺寸、使得扫略经过轮叶边缘的转动的转子叶片能对诸如迁移到它们之间位置中的 这些固体颗粒产生一种碾碎作用和剪切作用的时候，必须充分大于转子直径，以容纳转子 并适应转子的旋转、而不会产生机械干涉。转子轮毂、以及转子叶片的壁形成至少一个独立的导流器流体流动通道。轮叶与 粉碎机部段的壁形成独立的粉碎机流体流动通道。转子叶片可以在粉碎机部段中的叶片的 外缘上具有至少一个切口，从而使得在流体流中被传送通过本装置并进入介于切口与轮叶 边缘之间位置的固体颗粒在切口的冲击边缘与轮叶之间受到进一步的碾碎作用和剪切作 用。所述切口可以是阶梯形，并且可以具有朝向流体流被指引的放射状定向的前缘。本装置在出口处可具有在与本装置的子午面相垂直的平面上测得的流体流动通 道的全部的横截面积，其大于下游叶轮流道的进料口的横截面积。在任何独立的流体流动 通道中的最小横截面积可能小于下游叶轮流道进料口的横截面积。在一些实施例中，可能 存在着将流体流动通道的出口端往回连接到流体流动通道的入口端的流体流动旁通通道。 离开导流器粉碎装置的体积流率等于或大于下游主泵叶轮的流动需求。转子直径可以是或 不是沿着转子长度为均勻的。轮叶直径可以是或不是沿着其长度为均勻的、且等于导流器 部段直径。本技术领域的技术人员将容易理解根据本发明可针对的本申请的特性和范围。由 本发明及实施例及其各个例子可以引申出用于描述其功能性的术语的各种变型、对现有实 施例中各个要素的详细描述，以及所附权利要求及其等效物。
权利要求
一种导流器粉碎机装置，用于一种承载固体颗粒的流体处理系统中，导流器粉碎机装置包含一种包含导流器部段和粉碎机部段的壳体，所述壳体适合安装于主泵叶轮上游的流体流动中，由此粉碎机部段设置在导流器部段与主泵叶轮之间；以及一种设置在壳体内以便占据粉碎机部段和导流器部段的转子，所述转子包含轮毂和至少一个呈螺旋形安置于轮毂上的转子叶片，且其具有一入口端和一出口端，以及具有一个按照第一多项式函数的规律从入口端到出口端节距角逐渐增大的叶片节距角，轮毂在出口端处具有比在入口端处更大的直径，轮毂直径从入口端到出口端的变化可以由第二多项式函数来表述；所述转子和所述壳体定义出了全部的流体流动通道。
2.如权利要求1所述的导流器粉碎机装置，其还包含所述至少一个转子叶片的旋转弧，其限定出转子直径；粉碎机部段具有限定出粉碎机直径的粉碎机壁、以及具有向内延伸的轮叶，轮叶从限 定出轮叶直径的该壁垂挂，导流器部段具有导流器直径，轮叶直径和导流器直径充分大于 转子直径，以容纳所述转子和适应转子的旋转、而不会产生机械干涉，并且足够接近于转子 直径的大小，由此，转动所述转子叶片扫略经过所述轮叶包括对诸如可进入它们之间位置 中的这样的固体颗粒产生一个碾碎作用和剪切作用；并且所述轮毂和所述至少一个转子叶片包含独立的导流器流体流动通道；所述轮叶和所述 粉碎机部段的壁包含独立的粉碎机流体流动通道。
3.如权利要求2所述的导流器粉碎机装置，其中至少一个叶片包含至少一个位于粉碎 机部段中的叶片外缘上的切口，由此使得在流体流中被传送通过本装置的固体颗粒在所述 切口的冲击边缘与所述轮叶之间受到一个粉碎作用和剪切作用。
4.如权利要求3所述的导流器粉碎机装置，其中所述至少一个切口是阶梯形的，并且 具有指向流体流的放射状定向的前缘。
5.如权利要求4所述的导流器粉碎机装置，其还包含流体流动通道的在出口端处在与 本装置子午面相垂直的平面上测得的全部的横截面积，其大于下游叶轮流道的进料口的横 截面积，并且在任何独立的所述流体流动通道中的最小的横截面积小于下游叶轮流道的进 料口的横截面积。
6.一种导流器粉碎机装置，用于一种承载固体颗粒的流体处理系统中，导流器粉碎机 装置包含一种包含导流器部段和粉碎机部段的壳体，所述壳体可适合安装于主泵叶轮上游的流 体流动中，由此使得粉碎机部段设置在导流器部段与主泵叶轮之间；一种设置在壳体内以便占据粉碎机部段和导流器部段的转子，所述转子包含轮毂和至 少一个呈螺旋形安置于轮毂上的转子叶片，且其具有一入口端和一出口端，以及具有一个 按照第一多项式函数的规律从入口端到出口端节距角逐渐增大的叶片节距角，轮毂在出口 端处具有比在入口端处更大的直径，轮毂直径从入口端到出口端的变化可以由第二多项式 函数来表述；所述转子和所述壳体定义出了全部的流体流动通道；所述至少一个转子叶片的旋转弧，其限定出转子直径；粉碎机部段具有限定出粉碎机直径的粉碎机壁、以及具有向内延伸的轮叶，轮叶从限 定出轮叶直径的该壁垂挂，导流器部段具有导流器直径，轮叶直径和导流器直径充分大于转子直径，以容纳所述转子和适应转子的旋转、而不会产生机械干涉，并且足够接近于转子 直径的大小，由此，转动所述转子叶片扫略经过所述轮叶包括对诸如可进入它们之间位置 中的这样的固体颗粒产生一个碾碎作用和剪切作用；所述轮毂和所述叶片包括独立的导流器流体流动通道； 所述叶片和所述粉碎机部段的壁包括独立的粉碎机流体流动通道； 所述至少一个叶片在粉碎机部段中的叶片外缘上包括至少一个阶梯形的切口，由此使 得在流体流中被传送通过本装置的固体颗粒在所述切口的冲击边缘与所述轮叶之间受到 进一步的所述碾碎作用和剪切作用；所述设备还包括流体流动通道的在出口端处在与本装置子午面相垂直的平面上测得 的全部的横截面积，其大于下游叶轮流道的进料口的横截面积，并且在任何独立的所述流 体流动通道中的最小的横截面积小于下游叶轮流道的进料口的横截面积。
7.如权利要求6所述的导流器粉碎机装置，其中所述转子与所述主泵叶轮安装在同一 轴杆上。
8.如权利要求6所述的导流器粉碎机装置，其中所述至少一个转子叶片为多个转子叶片。
9.如权利要求6所述的导流器粉碎机装置，其还包含一条将流体流动通道的出口端往 回连接到流体流动通道的入口端的流体旁通通道。
10.如权利要求6所述的导流器粉碎机装置，其还包含一个位于所述壳体内部的衬套。
11.如权利要求6所述的导流器粉碎机装置，其中离开导流器粉碎机装置的体积流率 等于或大于下游主泵叶轮的流动需求。
12.如权利要求6所述的导流器粉碎机装置，其中所述转子直径在转子的长度上是均 一的。
13.如权利要求6所述的导流器粉碎机装置，其中轮叶直径与导流器部段直径相等。
14.一种导流器粉碎机装置，用于一种承载固体颗粒的流体处理系统中，导流器粉碎机 装置包含一个包含导流器部段和粉碎机部段的壳体，所述壳体适合安装于主泵叶轮上游的流体 流动中且与主泵叶轮同轴安装，由此使得粉碎机部段设置在导流器部段与主泵叶轮之间；一种与主泵叶轮安置于同一轴杆上、并且设置在壳体内以便占据粉碎机部段和导流器 部段的转子，所述转子包括轮毂和至少一个呈螺旋形设置于轮毂上的转子叶片，且其具有 一入口端和一出口端，并且具有一个按照第一多项式函数的规律从入口端到出口端节距角 逐渐增大的叶片节距角，轮毂在出口端处具有比在入口端处更大的直径，轮毂直径从入口 端到出口端的变化可以由第二多项式函数来表述； 所述转子和所述壳体限定出全部的流体流动通道； 所述至少一个转子叶片的旋转弧限定出转子直径；粉碎机部段具有限定出粉碎直径的粉碎机壁、以及具有向内延伸的轮叶，轮叶从限定 出轮叶直径的该壁垂挂，导流器部段具有导流器直径，轮叶直径和导流器直径充分大于转 子直径，以容纳所述转子和适应转子的旋转、而不会产生机械干涉，并且足够接近于转子直 径的大小，由此使得转动所述转子叶片扫略经过所述叶片包括对诸如可进入它们之间位 置中的这样的固体颗粒产生一个碾碎作用和剪切作用；以及该至少一个叶片在粉碎机部段中的叶片外缘上包括至少一个阶梯形切口，由此使得在 流体流中被传送通过本装置的固体颗粒在所述切口的冲击边缘与所述轮叶之间受到进一 步的所述碾碎作用和剪切作用。
15.如权利要求14所述的导流器粉碎机装置，其中所述轮毂和所述叶片形成至少一个 独立叶轮流体流动通道；所述叶片和所述粉碎机部段的内壁形成独立的粉碎流体流动通道；以及 所述装置还包含着在出口端处在与本装置的子午面相垂直的平面上测得的流体流动 通道的全部横截面积，其大于下游叶轮通道的进料口的横截面积，并且在任何所述流体流 动通道中的最小的横截面积小于下游叶轮通道的进料口的横截面积。
16.如权利要求14所述的导流器粉碎机装置，其中所述至少一个转子叶片为多个转子 叶片。
17.如权利要求14所述的导流器粉碎机装置，其还包含一条将流体流动通道的出口端 往回连接到流体流动通道的入口端的流体旁通通道。
18.如权利要求14所述的导流器粉碎机装置，其还包含一个位于所述壳体内部的衬套。
19.如权利要求14所述的导流器粉碎机装置，其中离开导流器粉碎机装置的体积流率 等于或大于下游主泵叶轮的流动需求。
20.如权利要求14所述的导流器粉碎机装置，其中转子直径在转子的长度上是均一 的，轮叶直径与导流器部段直径相等。
全文摘要
一种用于减小流体流中的固体颗粒和增加流体压力的装置，其包括位于主泵叶轮上游的壳体中的粉碎机部段和导流器部段，以及一个具有轮毂的转子，所述轮毂在其转子叶片的出口处具有比入口处更大的直径。所述叶片在它们的外径上开有槽口，并且其叶片节距角从入口处到出口处按照一多项式函数关系逐渐增加。所述壳体的砧部具有比导流器部段更大的内径，而所述导流器部段的直径大于所述转子的。所述砧部中的与所述壳体相整合的一个或多个砧部轮叶径向地从所述砧部的壁延伸到所述导流器部段的内径ID，并通过剪切作用来减小固体颗粒。
文档编号B02C19/22GK101861209SQ200880110062
公开日2010年10月13日 申请日期2008年10月3日 优先权日2007年10月3日
发明者D·P·拉塞尔, J·D·阿莱尔 申请人:罗韧泵有限公司