KR20130014545A

KR20130014545A - 펌프 흡기 장치

Info

Publication number: KR20130014545A
Application number: KR1020127026161A
Authority: KR
Inventors: 크레이그 이안 워커
Original assignee: 위어 미네랄즈 오스트레일리아 리미티드
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2013-02-07
Anticipated expiration: 2031-03-01
Also published as: ZA201206550B; US10323652B2; AU2011223491A1; AP2012006475A0; PT2542784T; EP2542784A1; UA119640C2; KR101803546B1; CN102884325B; PH12012501710A1; EA028916B1; PE20130771A1; CA2791079A1; BR112012022324B1; US20170045057A1; ES2738502T3; IL221642A0; MX346809B; CL2012002459A1; CN105298854A

Abstract

본 발명은 주 몸체를 포함하는 펌프 흡기 장치에 관한 것으로, 상기 주 몸체는 내부 측면과 외부 측면을 가지는 측벽 섹션, 상기 측벽 섹션의 외부 측면으로부터 연장하는 흡기 섹션, 및 상기 흡기 섹션을 통해 연장하는 흡기 통로를 가지고, 상기 흡기 통로는 내부 표면, 입구 단부, 및 출구 단부를 가지는데, 상기 입구 단부와 상기 출구 단부 사이에서 연장하는 중심 축이 있고, 상기 내부 표면의 제 1 부분은, 그 위에 상기 흡기 통로를 통과하는 유체가, 사용시 상기 중심축에 대해 경사져 있는 출구 각도를 가지고 상기 제 1 부분에서 상기 출구 단부를 떠나도록 향하게 하기 위한 하나 이상의 제 1 가이드를 가진다.

Description

펌프 흡기 장치{PUMP INTAKE DEVICE}

본 개시물은 일반적으로 펌프들, 더 구체적으로는 배타적이지는 않지만, 슬러리들을 펌핑하기에 적합한 원심분리 슬러리 펌프들에 관한 것이다.

원심분리 슬러리 펌프들은 일반적으로 주 케이싱(main casing) 부분과 하나 이상의 사이드 부분(side part)을 포함하는 펌프 케이싱을 가진다. 펌프는 또한 펌프 케이싱을 싸는 외부 하우징을 포함할 수 있다. 그러한 배치에서는, 펌프 케이싱이 통상적으로 단단한 금속이나 엘라스토머(elastomer)로부터 형성되는 펌프 라이너(liner)로서 구성된다. 회전 축 둘레의 케이싱 내에는 회전을 위한 임펠러(impeller)가 장착된다. 주 케이싱 부분은 벌류트(volute) 형태인 내부 표면을 지닌 외부 주변 벽 섹션과, 방출 출구, 및 임펠러 회전 축과 축이 같고 케이싱의 한쪽 측면에 있는 입구를 가진다. 임펠러는 통상적으로 드라이브 샤프트가 동작 가능하게 연결되는 허브와, 적어도 하나의 슈라우드(shroud)를 가진다. 펌핑 날개(vane)들이 인접하는 펌핑 날개들 사이의 방출 통로들을 지닌 슈라우드의 한쪽 면에 제공된다. 임펠러의 한 형태에서는, 2개의 슈라우드에 그들 사이에 배치되는 펌핑 날개들이 제공된다. 이 펌핑 날개들은 반대되는 주 측면들을 가지고, 그 중 하나는 펌핑 또는 압착 측면이다. 펌핑 날개들은 또한 상기 또는 각각의 슈라우드의 외부 주변 에지 구역에서는 트레일링 에지 부분을, 입구 영역에서는 리딩 에지 부분을 또한 가진다. 리딩 에지 부분은 날개 입구 각도에서 입구에 관해 경사져 있다.

측면 부분 중 하나는 흡기 펌프를 규정할 수 있다. 많은 적용예들에서, 흡기 펌프는 입구 파이프의 돌출 섹션을 가지고, 이러한 돌출 섹션은 일반적으로 가로로 배치되고, 또한 상기 입구 파이프의 주변으로부터 연장하는 측면 플레이트를 가지도록 배치된다. 입구 파이프와 측면 플레이트 조각 부분은 종종 전면 라이너 흡입 플레이트 또는 스롯부시(throatbush)라고 부른다.

이종의 슬러리들(0.5㎜의 일반적인 크기를 가지는 침강 입자들을 가진)을 다루는 슬러리 펌프들의 경우, 가로로 배치된 입구 파이프의 바닥 쪽으로 고체들의 농도 구배가 편중되는 경우가 흔히 존재한다. 고체들의 농도가 침강으로 인해 파이프의 바닥에서 더 크기 때문에, 파이프의 바닥에서의 입자들의 속도가 파이프의 상부에서의 입자들의 속도에 비해 감소된다. 임펠러의 최적의 설계에 미치는 이러한 비대칭인 속도 및 농도 구배의 영향은 상당하다. 임펠러 펌핑 날개들은 보통 임펠러 펌핑 날개들에 유체의 "쇼크가 없는(shockless)" 입장을 위해 디자인된다.

제 1 양상의 실시예들에서는 주 몸체를 포함하는 펌프 흡기 장치가 개시되고, 이 경우 상기 주 몸체는 내부 측면과 외부 측면을 가지는 측벽 섹션, 상기 측벽 섹션의 외부 측면으로부터 연장하는 흡기 섹션, 및 상기 흡기 섹션을 통해 연장하는 흡기 통로를 가지고, 상기 흡기 통로는 내부 표면, 입구 단부, 및 출구 단부를 가지는데, 상기 입구 단부와 상기 출구 단부 사이에서 연장하는 중심 축이 있고, 상기 내부 표면의 제 1 부분은, 그 위에 상기 흡기 통로를 통과하는 유체가, 사용시 상기 중심축에 대해 경사져 있는 출구 각도를 가지고 상기 제 1 부분에서 상기 출구 단부를 떠나도록 향하게 하기 위한 하나 이상의 제 1 가이드(guide)를 가진다.

일부 실시예들에서는, 펌프 흡기 장치가 장착 위치에서 주 몸체의 측벽 섹션의 내부 측면에 장착 가능한 마모 부재를 더 포함한다. 이 마모 부재는 일부 실시예들에서는, 측벽과, 상기 측벽으로부터 연장하는 도관을 가지고, 상기 도관은 장착된 위치에 있을 때 상기 흡기 통로 내부로 연장하고 상기 흡기 통로의 부분을 형성하며, 상기 제 1 가이드는 상기 도관의 내부 표면 위에 있다. 이 마모 부재는 사용의 한 주기가 경과한 후에 전체 주 몸체의 대체보다는 대체 가능할 수 있다.

일부 실시예들에서는, 흡기 통로의 내부 표면의 제 2 부분은 그 위에 하나 이상의 제 2 가이드를 가질 수 있고, 상기 제 2 가이드는 출구 각도가 상기 제 1 가이드들의 출구 각도보다 작도록 구성된다. 특정 실시예들에서는, 제 2 부분은 상기 도관의 내부 표면으로 이루어진다.

일부 실시예들에서는, 상기 또는 각각의 제 1 또는 제 2 가이드가 리딩 에지(leading edge) 부분과 트레일링 에지(trailing edge) 부분을 가지는 날개(vane)의 형태로 되어 있다. 상기 또는 각각의 날개의 트레일링 에지는, 예컨대 출구 단부에 있을 수 있다.

본 명세서 전반에 걸쳐, "출구 각도(exit angle)"라는 용어는 가이드의 주 몸체 부분을 따라 연장하는 중심선과, 가이드의 트레일링 에지 부분을 따라 연장하는 중심선 사이의 각도를 가리킨다. 정상적인 상황에서는, 가이드의 트레일링 에지 부분이 흡기 장치의 흡기 섹션의 흡기 통로의 중심축으로 정렬된다.

일부 실시예들에서는, 내부 표면의 제 1 부분에서 복수의 제 1 가이드가 존재한다. 일부 실시예들에서는 내부 표면의 제 2 부분에서 복수의 제 2 가이드가 존재한다.

일부 적용예들에서는, 중심 축이 일반적으로 가로로 배치되거나 수직 축에 관해 옆으로 연장하고, 이러한 배치에서는 제 1 부분이 중심 축 아래에 배치되며, 제 2 부분은 중심 축 위에 배치된다.

특정 실시예들에서는, 주 몸체가 그것의 내부 측면에 오목부를 포함하고, 장착된 위치에서 상기 오목부 내에 마모 부재가 놓인다. 이러한 오목부와 마모 부재는 오목부 내에 마모 부재의 위치를 적절히 정하기 위해, 상보적으로(complementary) 경사진 주변 에지 부분들을 가지게 된다.

일부 실시예들에서는, 마모 부재 통로의 표면은 축 방향으로 아치형이고, 상기 주 몸체의 내부 측면 쪽 방향으로 바깥으로 끝이 점점 가늘어져 있다.

특정 실시예들에서는, 제 1 부분에서 상기 또는 각각의 가이드의 출구 각도는 적용예에 따라, 약 30°의 각도와 약 60°의 각도 사이의 범위에 있도록 미리 결정될 수 있다. 특정 실시예들에서는, 제 1 부분에서의 상기 또는 각각의 가이드의 출구 각도는 약 45°의 각도이다.

특정 실시예들에서, 제 2 부분에서의 상기 또는 각각의 가이드의 출구 각도는 약 15°의 각도와 약 30°의 각도 사이의 범위에 있도록 미리 결정될 수 있다. 특정 실시예들에서는, 제 2 부분에서의 상기 또는 각각의 가이드의 출구 각도는 약 22°의 각도이다.

제 2 양상에서는, 펌프 흡기 장치에 관한 마모 부재의 실시예들이 개시되는데, 이 펌프 흡기 장치는 내부 측면과 외부 측면을 가지는 측벽 섹션, 상기 측벽 섹션의 외부 측면으로부터 연장하는 흡기 섹션, 및 상기 흡기 섹션을 통해 연장하는 흡기 통로를 구비하는 주 몸체를 포함하고, 상기 흡기 통로는 내부 표면, 입구 단부, 및 출구 단부를 가지는데, 상기 입구 단부와 상기 출구 단부 사이에서 연장하는 중심 축이 있고, 상기 마모 부재는 측벽과, 관통해서 연장하는 통로를 가지고 상기 측벽으로부터 연장하는 도관을 포함하며, 사용시 유체가 상기 통로를 통과하여 상기 중심축에 대해 경사진 출구 각도를 가지고 상기 제 1 부분으로부터 나가도록, 상기 도관 부분의 내부 표면 위에 복수의 제 1 가이드가 존재한다.

특정 실시예들에서는, 흡기 통로의 내부 표면의 제 2 부분은 그 위에 하나 이상의 제 2 가이드를 가지고, 제 2 가이드는 출구 각도가 제 1 가이드들의 출구 각도보다 작도록 구성된다. 일부 실시예들에서는, 내부 표면의 제 1 부분에 복수의 제 1 가이드가 존재하고, 내부 표면의 제 2 부분에 복수의 제 2 가이드가 존재한다.

특정 실시예들에서는, 제 2 가이드의 상기 또는 각각의 제 1 또는 제 2 가이드가 전술한 타입의 날개의 형태를 지닌다.

제 3 양상에서는, 펌프 하우징용 펌프 라이너 조립체의 실시예들이 개시되는데, 이러한 펌프 하우징은 외부 케이싱, 사용시 외부 케이싱 내에서 받을 수 있는 주 성분을 갖는 펌프 라이너, 및 전술한 바와 같은 펌프 흡기 장치를 포함한다.

제 4 양상에서는, 펌프 흡기 장치의 마모 부재를 대체하는 방법의 실시예들이 개시되는데, 이러한 마모 부재와 펌프 흡기 장치는 전술한 형태를 지니고, 이러한 방법은 마모 부재를 푸는 단계와 주 몸체로부터 마모 부재를 제거하는 단계를 포함한다.

제 5 양상에서는, 복수의 펌핑 날개를 가지는 펌프 임펠러(impeller)를 포함하는 펌프 장치의 실시예가 개시되는데, 이러한 임펠러는 회전 축에 대하여 회전하기 위해 장착되고, 이러한 펌프 장치는 전술한 바와 같은 펌프 흡기 장치를 더 포함하며, 이러한 펌프 흡기 장치는 임펠러 펌핑 날개들에 인접하게 배치된다.

제 6 양상에서는, 슬러리 펌프 임펠러와 인접하는 슬러리 펌프 흡기 장치 사이의 연마 마모제(abrasive wear)를 재분배하는 방법의 실시예들이 개시되는데, 이러한 흡기 장치는 다양하고 상이한, 미리 결정된 디자인들 또는 구성들에 위치하고 전술한 제 1 또는 제 2 양상에 따른 가이드들로 배치되고, 상기 임펠러 상의 마모 패턴을 감소시켜 상기 임펠러의 전반적인 마모 수명을 연장하는 흡기 장치로부터 펌핑된 물질의 출구 각도를 만들어내도록 맞추어진다.

제 7 양상에서는, 슬러리 펌프 임펠러와 인접하는 슬러리 펌프 흡기 장치 사이의 연마 마모제를 재분배하는 방법의 실시예들이 개시되는데, 이러한 흡기 장치는 다양하고 상이한, 미리 결정된 디자인들 또는 구성들에 위치하고 전술한 제 1 또는 제 2 양상에 따른 가이드들로 배치되고, 상기 흡기 장치 상의 훨씬 더 고른 마모 패턴을 만들어내어 인접하는 임펠러의 전반적인 마모 수명을 연장하도록 맞추어진다.

이러한 배치는 사용시, 물질(일 적용예에서는 슬러리인)의 통로와 연관된 마모가 임펠러 펌핑 날개들과 사전-소용돌이(pre-swirl) 가이드들이라고 불릴 수 있는 가이드들 사이에서 분포되도록 이루어진다. 슬러리 펌핑의 공지된 분야에서는, 임펠러가 인접한 펌프 흡기 장치보다 더 빨리 마모될 수 있는 경향이 있어, 적절한 출구 각도로 배치된 가이드들의 공급이 임펠러로부터 펌프 흡기 장치까지 연마 마모제를 재분배할 수 있다. 그러한 가이드들의 공급은 가이드들과 펌핑 날개들 사이의 마모를 "동등하게(even up)"만드는 경향이 있어, 마모의 전반적인 감소를 초래한다.

요약부에 전개된 바와 같은 방법들 및 장치의 범주 내에 있을 수 있는 임의의 다른 형태들에도 불구하고, 이제 특정 실시예들이 예를 통해 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.

도 1은 일 실시예에 따른 펌프의 한 부분의 예시적인 측단면도.
도 2는 일 실시예에 따른 그리고 한 측면으로부터 본 펌프 흡기 장치의 분해 사시도.
도 3은 한쪽 면의 반대쪽 면으로부터 본 도 2에 도시된 바와 같은 장치의 분해 사시도.
도 4는 도 2와 도 3에 도시된 장치의 제 1 단면도.
도 5와 도 6은 도 2와 도 3에 도시된 장치 부분을 형성하는 날개들의 프로필들의 개략 평면도들.
도 7은 서로 겹쳐 있는 도 5와 도 6에 도시된 프로필들의 개략 평면도.
도 8은 일 실시예에 따른 펌프 흡기 장치의 단면도.
도 9와 도 10은 도 8에 도시된 장치의 부분을 형성하는 날개들의 평면도들.

도면들 중에서, 펌프 하우징 지지체 또는 받침대(pedestal)에 장착되는 펌프 하우징(60)을 포함하는 펌프(50)의 한 부분의 부분적인 측단면도를 예시하는 도 1을 참조한다. 펌프 하우징(60)은 일반적으로 2개의 측면 케이싱(casing) 부분(64, 66)의 주변부 둘레에서 함께 만나는 2개의 측면 케이싱 부분 또는 절반부(64, 66)(때때로 프레임 플레이트와 커버 플레이트라고도 알려져 있다)로부터 형성되는 외부 케이싱(62)을 포함한다. 펌프 하우징(50)은 입구 구멍(68)과 방출 출구 구멍(70)으로 형성되고, 처리 플랜트에서 사용될 때, 펌프는 예컨대 미네럴 슬러리(mineral slurry)의 펌핑을 용이하게 하기 위해, 출구 구멍(70)과 입구 구멍(68)에 파이프를 설치함으로써 연결된다.

펌프 하우징(60)은 또한 외부 케이싱(62) 내에 배치되고, 주 라이너(liner)(또는 벌류트(volute))(84)와, 2개의 측면 라이너(86, 88)를 포함하는 펌프 하우징 내부 라이터(80)를 포함한다. 측면 라이너(또는 백(back) 라이터)(86)는 펌프 하우징(60)의 후면 단부에 더 가까이에, 그리고 받침대에 더 가깝게 위치하고, 나머지 측면 라이너(또는 전면 라이너)(88)는 펌프 하우징(60)의 반대쪽 전면 단부에 더 가까이에 위치한다. 전면 라이너(88)는 때때로 스롯부시(throatbush)라고 부른다.

외부 케이싱(62)의 2개의 측면 케이싱 부분(64, 66)은 펌프가 사용하기 위해 조립될 때, 케이싱 부분(64, 66)의 주변부 부근에 위치하는 볼트(67)들에 의해 함께 만난다. 도시된 실시예에서, 주 라이너(또는 벌류트)(84)는 2개의 분리된 절반부(85, 87)(고무나 엘라스토머와 같은 물질로 만들어진)로 이루어지고, 이들 절반부는 측면 케이싱 부분(64, 66)의 각각의 내부에서 조립되어 함께 모아져 단일 주 라이너를 형성하는데, 비록 다른 배치에서는 주 라이너(또는 벌류트)가 자동차 타이어와 유사한 모양으로 된 하나의 조각(그리고 금속 물질로 만들어진)으로 만들어질 수 있더라도 그러하다.

펌프(50)가 조립될 때, 주 라이너(84)에서의 측면 개구들은 2개의 측면 라이너(86, 88)에 의해 채워져, 펌프 외부 케이싱(62) 내에 배치된 연속해서 늘어선 챔버를 형성한다. 밀봉 챔버 하우징(73)은 측면 라이너(또는 백 라이터)(86)를 둘러싸고, 외부 케이싱(62)의 뒷면 영역으로부터 새지 않도록 샤프트와 측면 라이너(86) 사이의 공간을 밀봉하도록 배치된다.

임펠러(impeller)(75)가 주 라이너(84) 내에 위치하고, 중심 펌프 축(200)으로 정렬된 회전 축을 가지는 구동 샤프트(77)에 장착된다. 모터 드라이브(미도시)는 받침대나 베이스(base) 뒤에 위치한 구역에서 샤프트(77)의 노출된 단부에 풀리(pulley)들에 의해 보통 부착된다. 임펠러(75)는 후면 측판(back shroud)(81)과 전면 측판(82), 및 그들 사이에 일련의 펌핑 날개(83)를 포함한다. 각각의 펌핑 날개(83)는 리딩 에지(leading edge) 부분(76)과 트레일링 에지(trailing edge) 부분(78)을 가진다. 임펠러(75)가 회전함으로써, 유체(또는 고체-액체 혼합물)가 주 라이너(84)와 측면 라이너(86, 88)에 의해 규정되는 챔버를 통해 입구 구멍(68)에 연결되는 파이프로부터 통과하도록 펌핑되고, 그 후 출구 구멍(70)을 통해 펌프(50)로부터 나온다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 전면(93)과 후면(94)을 가지는 고리 모양의 디스크-형상의 측벽(92)을 포함하는 주 몸체(91)를 포함하는 펌프 흡기 장치의 형태로 된 측면 라이너 부분(88)이 존재한다. 주 몸체(91)는 또한 도관(95)의 자유 단부(96)에서 끝나는 전면(93)으로부터 연장하는 흡기 통로(97)를 가지는 도관(95)의 형태로 된 입구 섹션을 포함한다. 주 몸체(91)의 이러한 부분은 통상적으로 고무와 같은 탄성 물질로부터 형성된다.

강화 또는 장착 고리(101)가 측면 벽 섹션(92)의 전면(93)에서 맞추어지거나 주조되는 것으로 도시되어 있다. 장착 고리(101)는 바깥으로 돌출하는 주변의, 원주형상의 테(98)를 가진다. 이 장착 고리(101)는 또한 도관(95)의 줄기에 가까운 구역으로부터 방사상으로 연장하는 바(bar)들의 격자 모양의 패턴을 포함하는데, 이 경우 그것은 전면(93)에서 주 몸체(91)를 지지하기 위해 강화 구조물을 제공하는 효과로, 자전거 바퀴에서의 살(spoke)들과 같이, 장착 고리 쪽으로 디스크 형상의 측벽 섹션(92)과 만난다.

이 조립체는 또한 주 몸체(91)의 내부 측면 또는 후면(94)에 장착 가능한 마모 부재(90)를 포함한다. 이 마모 부재(90)는 디스크 형상의 마모 섹션(102)과, 부분을 형성하도록 연장하는 도관 섹션(108)을 포함하며, 흡기 통로(97)와 동축 정렬되어 있다. 마모 요소(102)는 고리 모양의 내부 측면(104)과 고리 모양의 외부 측면(106)을 가진다. 마모 요소(102)는 통상적으로 예컨대 세라믹, 경화된 금속, 금속 합금들 등과 같은 내마모성이 큰 재료로부터 형성된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 정상적인 동작 위치에 있을 때, 중심 축은 일반적으로 가로로 배치된다. 마모 부재는 또한 도관 섹션(108)의 내부 표면 위에 가이드 날개 또는 블레이드(140, 150)의 2개의 그룹을 포함한다. 예시된 실시예에서, 각각의 그룹은 도관 섹션(108)의 섹터 주위에 일정한 간격을 두고 놓이는 4개의 가이드 날을 포함한다. 가이드 날(140)(도 6에 도시된 것과 도 7에서 겹쳐 도시되어 있는 것과 같은)은 하부 섹터에 배치되고, 측벽(145, 146)을 가지는 주 몸체 부분(143), 리딩 에지(142)를 가지는 리딩 에지 부분(147), 및 트레일링 에지(144)를 가지는 트레일링 에지 부분(148)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 리딩 에지 부분(147)은 주 몸체 부분(143)으로부터 리딩 에지(142) 쪽을 향해 끝이 점점 가늘어진다. 트레일링 에지 부분(148)은 또한 주 몸체 부분(143)으로부터 트레일링 에지 쪽을 향해 끝이 점점 가늘어진다. 유사하게, 가이드 날(150)들(도 5에 도시되어 있고, 도 7에서 겹쳐 도시되어 있는 것과 같은)은 상부 섹터에 배치되고, 각각 측벽(155, 156)을 가지는 주 몸체 부분(153), 리딩 에지(152)를 가지는 리딩 에지 부분(157), 및 트레일링 에지(154)를 가지는 트레일링 에지 부분(158)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 리딩 에지 부분(157)은 주 몸체 부분(153)으로부터 리딩 에지(152) 쪽을 향해 끝이 점점 가늘어진다. 트레일링 에지 부분(158)은 또한 주 몸체 부분(153)으로부터 트레일링 에지 쪽을 향해 끝이 점점 가늘어진다. 도시된 바와 같이, 트레일링 에지(144, 154)는 흡기 통로(97)의 출구 단부에 인접해 있다. 가이드 날개(140, 150)는 만곡되어 있고, 각각의 가이드 블레이드의 트레일링 에지 부분은 가이드 날개(140)들에 관해서는 출구 각도(A)로 배치되고, 가이드 날개(150)들에 관해서는 출구 각도(B)로 배치된다. 이후 설명되는 이유들로 인해, 출구 각도(A)는 출구 각도(B)보다 크다.

도 8과 도 9에 가장 잘 예시되어 있는 것처럼, 출구 각도는 일반적으로 날개의 주 몸체 부분의 측면들에 평행한 트레일링 에지 부분과 리딩 에지 부분 사이에서 연장하는 라인으로부터의 트레일링 에지 부분의 발산 각도이다. 바꿔 말하자면, 출구 각도는 날개의 주 몸체 부분을 따라 연장하는 중심선과 날개의 트레일링 에지 부분을 따라 연장하는 중심선 사이의 각도이다.

예시된 실시예에서, 마모 부재(90)는 나삿니가 있는 볼트(118)의 형태로 되어 있는 파스너(fastener)들에 의해 주 몸체(91)에 착탈식으로 결합되어 있다. 파스너(118)들은 측벽 섹션(92)에 위치하고, 틈(115)들에서 나삿니로 물려있는 틈(121)을 통해 연장한다.

일 실시예에 따른 펌프 흡기 장치의 단면도이고 앞서 사용된 동일한 참조 번호가 동일한 부분을 가리키기 위해 사용된 도 8을 참조하면, 날개(140)의 하부 그룹과 날개(150)의 상부 그룹의 배향이 바로 보여진다. 이 날개 그룹 모두 실질적으로 서로에 관해 등간격으로 놓여 있다. 이 날개 그룹들(140, 150) 모두 가로선(X-X)으로부터 이격되어 있고, 인접한 상부 날개와 하부 날개 사이의 공간의 폭은 인접한 상부 날개와 인접한 하부 날개 사이의 공간의 폭과 같다. 도 9와 도 10으로부터 가장 잘 볼 수 있듯이, 날개(140, 150)는 중심 구역에서 가장 두껍고, 리딩 에지와 트레일링 에지 쪽을 향해 안쪽으로 끝이 점점 가늘어진다.

도 8에 도시된 실시예에서, 날개들의 상부 그룹과 하부 그룹 모두 각각 각 그룹에서 4개의 등간격으로 배치된 날개를 포함한다. 다른 적용예들에서는, 각각의 그룹이 4개보다 많거나 적은 개수의 날개를 가질 수 있다. 또한, 하나의 그룹이 나머지 그룹보다 많은 날개를 포함할 수 있다. 또한, 하나의 그룹에 있는 날개들은 다른 그룹에 있는 날개들로부터 상이한 간격을 두고 있을 수 있다. 일부 실시예들에서는, 하나의 그룹에 있는 날개들 중 적어도 일부가 그 그룹에 있는 다른 날개들로부터 상이한 간격을 두고 있을 수 있다. 다른 실시예들에서는, 하나의 그룹에 있는 날개들이 나머지 그룹에 있는 것들보다 큰 섹터 둘레로 연장할 수 있다. 예컨대, 하나의 그룹에 있는 날개들은 한 구역에서 축(X-X)의 한쪽 면으로 배치되고, 축(X-X)의 반대쪽 면으로 연장할 수 있다. 또한, 도시된 실시예에서, 비록 하부 그룹(140)의 날개들에 관한 출구 각도(A)가 상부 그룹(150)에서의 날개들에 관한 출구 각도(B)보다 클지라도, 각 그룹에서의 날개들에 관한 출구 각도는 동일하다. 또한 그룹(140)에서의 날개들 중 적어도 일부가 그 그룹에서의 다른 날개들과는 상이한 출구 각도들을 가질 수 있다는 것이 예측된다. 이는 또한 그룹(150)에서의 날개들에 관한 경우일 수 있다.

동작시, 슬러리가 입구 단부를 통해 흡기 통로(97)로 들어간다. 고체들은 흡기 통로(97)의 하부 쪽으로 중력으로 인해 내려앉는 경향이 있어, 앞서 논의된 바와 같이, 흡기 통로의 상부 부분과 하부 부분에서의 비대칭 또는 변화된 속도를 초래한다. 본 명세서에서 설명된 장치는 흡인측 라이너의 입구 둘레의 다양한 계산된 각도에서 설정된 가이드 날개들을 사용하여 변하는 속도 변화도 문제를 해결하는 것을 목표로 한다. 가이드 날개 출구 각도(A)는 출구 각도(B)보다 커서, 앞서 논의된 바와 같은 "쇼크가 없는(shockless)" 입구 디자인 요구 사항에 접근하도록, 더 큰 직경(그리고 중량)의 개개의 미립자 물질이 스롯부시로부터 각각의 임펠러 펌핑 날개(83)의 리딩 에지 부분쪽으로 가능한 많이 향하게 된다. 하부 부분에서의 가이드 날개들의 출구 각도들은, 각도가 펌핑 날개 입구 각도로 접근하여, 흐름의 분리가 감소되고 효율과 마모가 개선되도록 구성된다. 이는 개개의 미립자 물질이 더 작고 더 가벼운 상부 부분에서는 중요하지 않다.

상이한 출구 각도를 가지는 날개들(140, 150)을 제공한 결과로, 속도 변화도를 감소시키고 효율 및 마모 특성을 개선한다.

바람직한 실시예들의 전술한 설명에서, 명확화를 위해 특정 전문용어에 의지하였다. 하지만, 본 발명은 그렇게 선택된 특정 용어들에 국한되는 것으로 의도되지 않고, 각각의 특정 용어가 유사한 기술적 목적을 달성하기 위해 유사한 방식으로 동작하는 모든 기술적인 등가물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. "전면(front)"과 "후면(rear)", "내부(inner)"와 "외부(outer)", "위(above)"와 "아래(below)", "상부(upper)"와 "하부(lower)", "가로(horizontal)"와 "세로(vertical)" 등은 기준 점들을 제공하는 편리함의 단어들로서 사용되고, 국한시키는 용어들로서 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 임의의 종래 공보(또는 그것으로부터 유래된 정보)나 임의의 알려져 있는 것에 대한 참조는, 알려진 자료나 종래의 공보(또는 그것으로부터 유래된 정보)가 본 명세서가 관련되는 노력 분야에서의 흔한 일반적인 지식 부분을 형성한다는 임의의 형태의 암시나 용인 또는 시인하는 것이 아니고 그러한 것으로 받아들여지는 것은 아니다.

본 명세서에서, "포함하는(comprising)"이라는 단어는 그것의 "열린(open)" 의미에서, 즉 "구비하는(including)"의 의미로 이해되어야 하고 따라서 그것의 "닫힌(closed)" 의미, 즉 "~으로만 이루어지는(consisting only of)"의 의미로 국한되는 것은 아니다. 해당하는 의미는 그것들이 등장하는 해당하는 단어들인 "포함하다(comprise)", "포함된(comprised)" 및 "포함하다(comprises)"에 속성이 있는 것이다.

앞의 설명은 공통의 특성 및 특징을 공유할 수 있는 몇몇 실시예들에 관련하여 제공된다. 임의의 실시예의 하나 이상의 특징들이 나머지 실시예들의 하나 이상의 특징과 조합될 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 임의의 실시예에서의 임의의 단일 특징 또는 특징들의 조합은 추가적인 실시예들을 구성할 수 있다.

또한, 전술한 것은 본 발명의 일부 실시예만을 설명하고, 개시된 실시예들의 범주와 취지를 벗어나지 않으면서 대안예, 수정예, 추가예 및/또는 변경이 이루어질 수 있으며, 그 실시예들은 예시적인 것이고 제한적인 것은 아니다.

또한, 본 발명은 가장 실제적이고 바람직한 실시예들인 것으로 현재 간주되는 것과 관련되어 설명되었고, 본 발명은 개시된 실시예들에 제한되지 않고, 반대로, 본 발명의 취지와 범주 내에 포함된 다양한 수정예와 등가적인 배치들을 커버하는 것으로 의도됨이 이해되어야 한다. 또한, 위에서 설명된 다양한 실시예들은 다른 실시예들과 협력하여 구현될 수 있는데, 예컨대 일 실시예의 양상들은 역시 다른 실시예들을 실현하기 위해 또 다른 실시예의 양상들과 결합될 수 있다. 더 나아가, 임의의 주어진 조립체의 독립적인 특징 또는 성분은 추가적인 실시예를 구성할 수 있다.

Claims

주 몸체를 포함하는 펌프 흡기 장치에 있어서,
상기 주 몸체는 내부 측면과 외부 측면을 가지는 측벽 섹션, 상기 측벽 섹션의 외부 측면으로부터 연장하는 흡기 섹션, 및 상기 흡기 섹션을 통해 연장하는 흡기 통로를 가지고, 상기 흡기 통로는 내부 표면, 입구 단부, 및 출구 단부를 가지는데, 상기 입구 단부와 상기 출구 단부 사이에서 연장하는 중심 축이 있고,
상기 내부 표면의 제 1 부분은, 그 위에 상기 흡기 통로를 통과하는 유체가, 사용시 상기 중심축에 대해 경사져 있는 출구 각도를 가지고 상기 제 1 부분에서 상기 출구 단부를 떠나도록 향하게 하기 위한 하나 이상의 제 1 가이드(guide)를 가지는, 펌프 흡기 장치.
제 1 항에 있어서,
장착 위치에서 주 몸체의 측벽 섹션의 내부 측면에 장착 가능한 마모 부재를 더 포함하는, 펌프 흡기 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 마모 부재는 측벽과, 상기 측벽으로부터 연장하는 도관을 가지고, 상기 도관은 장착된 위치에 있을 때 상기 흡기 통로 내부로 연장하고 상기 흡기 통로의 부분을 형성하며, 상기 제 1 가이드는 상기 도관의 내부 표면 위에 있는, 펌프 흡기 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡기 통로의 내부 표면의 제 2 부분은 그 위에 하나 이상의 제 2 가이드를 가지고, 상기 제 2 가이드는 출구 각도가 상기 제 1 가이드들의 출구 각도보다 작도록 구성되는, 펌프 흡기 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제 2 부분은 상기 도관의 내부 표면인, 펌프 흡기 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 또는 각각의 제 1 또는 제 2 가이드는 리딩 에지(leading edge) 부분과 트레일링 에지(trailing edge) 부분을 가지는 날개(vane)의 형태로 되어 있는, 펌프 흡기 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 또는 각각의 날개의 트레일링 에지는 출구 단부에 있는, 펌프 흡기 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내부 표면의 상기 부분에는 복수의 상기 제 1 가이드가 존재하는, 펌프 흡기 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 내부 표면의 상기 제 2 부분에는 복수의 상기 제 2 가이드가 존재하는, 펌프 흡기 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
사용시, 중심축은 일반적으로 가로로 배치되거나 수직축에 관해 옆으로 연장하고, 상기 제 1 부분은 상기 중심 축 아래에 배치되는, 펌프 흡기 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 제 2 부분은 상기 중심축 위에 배치되는, 펌프 흡기 장치.
제 4 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주 몸체는 그것의 내부 측면에 오목부를 포함하고, 장착된 위치에서 상기 오목부 내에 마모 부재가 놓이는, 펌프 흡기 조립체.
제 12 항에 있어서,
상기 오목부와 상기 마모 부재는 상기 오목부 내에 상기 마모 부재의 위치를 적절히 정하기 위해, 상보적으로(complementary) 경사진 주변 에지 부분들을 가지는, 펌프 흡기 조립체.
제 13 항에 있어서,
상기 마모 부재 통로의 표면은 축 방향으로 아치형이고, 상기 주 몸체의 내부 측면 쪽 방향으로 바깥으로 끝이 점점 가늘어지는, 펌프 흡기 조립체.
펌프 흡기 장치용 마모 부재에 있어서,
상기 펌프 흡기 장치는 내부 측면과 외부 측면을 가지는 측벽 섹션, 상기 측벽 섹션의 외부 측면으로부터 연장하는 흡기 섹션, 및 상기 흡기 섹션을 통해 연장하는 흡기 통로를 구비하는 주 몸체를 포함하고, 상기 흡기 통로는 내부 표면, 입구 단부, 및 출구 단부를 가지는데, 상기 입구 단부와 상기 출구 단부 사이에서 연장하는 중심 축이 있고,
상기 마모 부재는 측벽과, 관통해서 연장하는 통로를 가지고 상기 측벽으로부터 연장하는 도관을 포함하며, 사용시 유체가 상기 통로를 통과하여 상기 중심축에 대해 경사진 출구 각도를 가지고 상기 제 1 부분으로부터 나가도록, 상기 도관 부분의 내부 표면 위에 복수의 제 1 가이드가 존재하는, 마모 부재.
제 15 항에 있어서,
상기 흡기 통로의 내부 표면의 제 2 부분은 그 위에 하나 이상의 제 2 가이드를 가지고, 상기 제 2 가이드는 상기 출구 각도가 상기 제 1 가이드들의 출구 각도보다 작도록 구성되는, 마모 부재.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 내부 표면의 상기 부분에 복수의 상기 제 1 가이드가 존재하는, 마모 부재.
제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내부 표면의 상기 제 2 부분에 복수의 상기 제 2 가이드가 존재하는, 마모 부재.
제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 또는 각각의 제 1 또는 제 2 가이드는 리딩 에지 부분과 트레일링 에지 부분을 가지는 날개의 형태로 되어 있는, 마모 부재.
제 19 항에 있어서,
상기 또는 각각의 날개의 트레일링 에지는 출구 단부에 있는, 마모 부재.
제 15 항에 있어서,
사용시, 중심축은 일반적으로 가로로 배치되거나 수직축에 관해 옆으로 연장하고, 상기 제 1 부분은 상기 중심 축 아래에 배치되는, 마모 부재.
제 15 항에 있어서,
상기 제 2 부분은 상기 중심축 위에 배치되는, 마모 부재.
펌프 하우징용 펌프 라이너 조립체에 있어서,
상기 펌프 하우징은 외부 케이싱(casing), 사용시 상기 외부 케이싱 내에서 받을 수 있는 주 성분을 갖는 펌프 라이너, 및 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 펌프 흡기 장치를 포함하는, 펌프 하우징용 펌프 라이너 조립체.
펌프 흡기 장치의 마모 부재를 대체하는 방법에 있어서,
상기 마모 부재는 제 15 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 것이고, 상기 펌프 흡기 장치는 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 것이며, 상기 마모 부재를 푸는 단계와 주 몸체로부터 마모 부재를 제거하는 단계를 포함하는, 펌프 흡기 장치의 마모 부재를 대체하는 방법.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 부분에서 상기 또는 각각의 가이드의 출구 각도는 약 30°의 각도와 약 60°의 각도 사이의 범위에 있는, 펌프 흡기 장치.
제 25 항에 있어서,
상기 제 1 부분에서의 상기 또는 각각의 가이드의 출구 각도는 약 45°의 각도인, 펌프 흡기 장치.
제 4 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 부분에서의 상기 또는 각각의 가이드의 출구 각도는 약 15°의 각도와 약 30°의 각도 사이의 범위에 있는, 펌프 흡기 장치.
제 27 항에 있어서,
상기 제 2 부분에서의 상기 또는 각각의 가이드의 출구 각도는 약 22°의 각도인, 펌프 흡기 장치.
제 15 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 부분에서의 상기 또는 각각의 가이드의 출구 각도는 약 30°의 각도와 약 60°의 각도 사이의 범위에 있는, 마모 부재.
제 29 항에 있어서,
상기 제 1 부분에서의 상기 또는 각각의 가이드의 출구 각도는 약 45°의 각도인, 마모 부재.
제 15 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 부분에서의 상기 또는 각각의 가이드의 출구 각도는 약 15°의 각도와 약 30°의 각도 사이의 범위에 있는, 마모 부재.
제 31 항에 있어서,
상기 제 2 부분에서의 상기 또는 각각의 가이드의 출구 각도는 약 22°의 각도인, 마모 부재.
복수의 펌핑 날개를 가지는 펌프 임펠러(impeller)를 포함하는 펌프 장치에 있어서,
상기 임펠러는 회전 축에 대하여 회전하기 위해 장착되고, 상기 장치는 제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 하나에 따른 펌프 흡기 장치를 더 포함하며, 상기 펌프 흡기 장치는 상기 임펠러 펌핑 날개들에 인접하게 배치되는, 펌프 장치.
슬러리 펌프 임펠러와 인접하는 슬러리 펌프 흡기 장치 사이의 연마 마모제(abrasive wear)를 재분배하는 방법에 있어서,
상기 흡기 장치는 다양하고 상이한, 미리 결정된 디자인들 또는 구성들에 위치한 제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 따른 가이드들로 배치되고, 상기 임펠러 상의 마모 패턴을 감소시켜 상기 임펠러의 전반적인 마모 수명을 연장하는 상기 흡기 장치로부터 펌핑된 물질의 출구 각도를 만들어내도록 맞추어지는, 연마 마모제를 재분배하는 방법.
슬러리 펌프 임펠러와 인접하는 슬러리 펌프 흡기 장치 사이의 연마 마모제를 재분배하는 방법에 있어서,
상기 흡기 장치는 다양하고 상이한, 미리 결정된 디자인들 또는 구성들에 위치한 제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 따른 가이드들로 배치되고, 상기 흡기 장치 상의 훨씬 더 고른 마모 패턴을 만들어내어 인접하는 임펠러의 전반적인 마모 수명을 연장하도록 맞추어지는, 연마 마모제를 재분배하는 방법.