泵和水下固體處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體涉及工業(yè)泵，且具體地涉及改進(jìn)型泵和固體處理裝置以及方法，其用于處理流體中的較大固體成分以產(chǎn)生較小尺寸的固體，從而有助于泵送攜帶有固體的流體。
【背景技術(shù)】
[0002]在很多工業(yè)中，其中流體被從井、池或者其它水體(如，沉淀池)泵送，該流體含有顆粒物質(zhì)，且離心漿料泵通常用于處理這種流體以將流體和固體從井、池或水體移除。在許多工業(yè)中，例如采礦業(yè)，顆粒固體為較小的尺寸且用于該應(yīng)用的漿料泵被根據(jù)其能力具體地選擇以處理流體中作為采礦操作的結(jié)果而攜帶的固體的類(lèi)型和尺寸。
[0003]然而，在其它工業(yè)中，被泵送的流體包括較大的固體和碎片，當(dāng)使用常規(guī)的漿料泵裝置時(shí)其將阻塞葉輪或者其它泵結(jié)構(gòu)，且將使得泵被損壞或者卡住。一個(gè)該示例是處理成熟細(xì)尾礦(mature fine tailing) (MFT),其中在礦物提取過(guò)程中產(chǎn)生的水、粘土、沙和殘余碳?xì)浠衔锏幕旌衔锉槐盟瓦M(jìn)入沉淀池，這可以是非常大量的且可能有幾千公里寬。該沉淀池用于讓較重的顆粒，例如沙，沉淀至底部，而水穩(wěn)定在池的頂部。即使法律沒(méi)有要求，也需要將MFT移除，以在采礦操作結(jié)束之后將土地返回至其之前的狀態(tài)。
[0004]經(jīng)常沉淀池被形成在之前覆蓋有包括大的樹(shù)的植被的土地上。因此，從沉淀池后續(xù)地泵送MFT導(dǎo)致遇到大的植被的固體(如，樹(shù)樁和樹(shù)枝)，以及可能被扔進(jìn)池中的其它物體。因此，將沙和較大的固體從沉淀池泵送對(duì)很多離心泵來(lái)說(shuō)是很挑戰(zhàn)的，且最后使得其失效。接著則泵送操作必須被停止，且如果泵被浸入在流體中，其必須被池或井吊出以允許修理或者更換泵，這些導(dǎo)致很長(zhǎng)時(shí)間的操作故障時(shí)間以及設(shè)備損耗。
[0005]因此，提供泵送裝置，其被結(jié)構(gòu)設(shè)置成在進(jìn)入泵之前將大的固體和流體攜帶碎屑處理成較小尺寸物質(zhì)以避免損壞泵是有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在本發(fā)明的第一方面，公開(kāi)了泵和水下固體處理裝置的實(shí)施方式，其包括泵，該泵具有殼體、入口和排出出口，以及水下固體處理裝置，其被定位成與泵的入口流體連通，且被結(jié)構(gòu)設(shè)置成在流體和固體進(jìn)入泵的入口之前將流體中攜帶的固體浸解，該水下固體處理裝置包括多個(gè)浸解元件，其被圍繞水下固體處理裝置的中心點(diǎn)而布置。本發(fā)明的第一方面相對(duì)于常規(guī)水下固體處理裝置提供了一優(yōu)點(diǎn)，提供了用于在流體和固體進(jìn)入泵的吸入入口之前用于將流體中所攜帶的較大固體處理或者浸解的改進(jìn)的裝置，從而避免葉輪或者其它內(nèi)部泵部件被大固體卡住，該大固體足夠大而進(jìn)入泵的入口但不夠小以通過(guò)葉輪或者泵的其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件而不會(huì)引起阻塞或者卡在泵中。
[0007]如在本發(fā)明和權(quán)利要求中所使用的，以大體和說(shuō)明的意義使用“浸解”、“使浸解”和“切塊”，來(lái)表示流體中攜帶的固體通過(guò)包括但不限于以下動(dòng)作被減小為小塊，切割、切塊、切片、撕裂、壓碎和/或研磨，且術(shù)語(yǔ)“浸解”、“使浸解”和“切塊”不旨在限于其常規(guī)字典定義或者由這里所說(shuō)明的實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)所進(jìn)行的任何所列舉的操作動(dòng)作，來(lái)將較大的固體減小為較小尺寸的固體物質(zhì)。盡管可發(fā)生液化，然而術(shù)語(yǔ)“浸解”或者“使浸解”并不嚴(yán)格地意味著固體被液化。
[0008]在一些實(shí)施方式中，泵是水下泵。
[0009]在另一些實(shí)施方式中，水下泵的入口被連接至水下固體處理裝置。
[0010]在其它實(shí)施方式中，泵被設(shè)置在距水下固體處理裝置一距離處，且所述泵通過(guò)一長(zhǎng)度的管道與所述水下固體處理裝置流體連通，該管道在一端被固定至所述泵的入口而在另一端被固定至所述水下固體處理裝置。
[0011]在一些實(shí)施方式中，所述泵是具有葉輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力泵。
[0012]在一些實(shí)施方式中，所述水下固體處理裝置的中心點(diǎn)平行于所述泵的葉輪的旋轉(zhuǎn)軸線。
[0013]在仍另外的實(shí)施方式中，所述水下固體處理裝置的中心點(diǎn)與所述葉輪的旋轉(zhuǎn)軸線是共同延伸的。
[0014]在一些實(shí)施方式中，所述浸解元件各被構(gòu)造有中心軸線，且其中一些或者所有的所述浸解元件圍繞其各自的中心軸線旋轉(zhuǎn)。
[0015]在其它實(shí)施方式中，所述浸解元件中的一些沿限定的方向旋轉(zhuǎn)，且所述浸解元件中的一些沿與所限定的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。
[0016]在仍其它實(shí)施方式中，多個(gè)浸解元件被布置成使得多個(gè)浸解元件中每隔一個(gè)的浸解元件沿相同的方向旋轉(zhuǎn)。
[0017]在一些實(shí)施方式中，多個(gè)浸解元件包括被布置成圍繞水下固體處理裝置的中心點(diǎn)的六個(gè)可旋轉(zhuǎn)浸解元件，并且第一組三個(gè)浸解元件彼此間隔開(kāi)且在一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，而第二組三個(gè)浸解元件各被定位在第一組的一對(duì)浸解元件之間，第二組的浸解元件可在與第一組浸解元件的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上旋轉(zhuǎn)。
[0018]在仍另一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一組或所述第二組中的一組的浸解元件相對(duì)于中心點(diǎn)固定，且第一組或所述第二組中的另一組的浸解元件被結(jié)構(gòu)設(shè)置成可相對(duì)于中心點(diǎn)徑向地調(diào)節(jié)。
[0019]在一些實(shí)施方式中，任何浸解元件的旋轉(zhuǎn)方向可通過(guò)連接至各浸解元件的驅(qū)動(dòng)裝置而選擇。
[0020]在一些其它實(shí)施方式中，各浸解元件被連接至驅(qū)動(dòng)裝置，且任何浸解元件的旋轉(zhuǎn)方向可被逆轉(zhuǎn)以使得浸解元件改變旋轉(zhuǎn)方向。
[0021]在仍另一個(gè)實(shí)施方式中，用于使各浸解元件旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置是液壓馬達(dá)。
[0022]在仍另一個(gè)實(shí)施方式中，各浸解元件的驅(qū)動(dòng)裝置是被中央地控制和監(jiān)測(cè)的。
[0023]在仍另一個(gè)實(shí)施方式中，通過(guò)泵產(chǎn)生的吸入壓力而使得浸解元件旋轉(zhuǎn)。
[0024]在該方面的另一個(gè)實(shí)施方式中，各浸解元件的旋轉(zhuǎn)速度是相同的。
[0025]在仍另一個(gè)實(shí)施方式中，任何浸解元件的旋轉(zhuǎn)速度可相對(duì)于另一個(gè)浸解元件的旋轉(zhuǎn)速度而選擇性地改變。
[0026]在一些實(shí)施方式中，可相對(duì)于水下固體處理裝置的中心點(diǎn)徑向地調(diào)節(jié)一些或者所有的浸解元件，從而各可徑向地調(diào)節(jié)的浸解元件可被調(diào)節(jié)為更接近或者更遠(yuǎn)離所述水下固體處理裝置的中心點(diǎn)。
[0027]在一些其它實(shí)施方式中，可在基本上與延伸通過(guò)水下固體處理裝置的中心點(diǎn)的縱軸線平行的方向上軸向地調(diào)節(jié)一些或者所有的浸解元件。
[0028]在其它實(shí)施方式中，各浸解元件被結(jié)構(gòu)設(shè)置有多個(gè)沿著該浸解元件布置的浸解構(gòu)件，使得一個(gè)浸解元件的浸解構(gòu)件與相鄰地定位的浸解元件的浸解構(gòu)件產(chǎn)生切割動(dòng)作。
[0029]在仍另外的實(shí)施方式中，浸解構(gòu)件在沿著浸解元件的中心軸線的方向上可被軸向地調(diào)節(jié)。
[0030]在仍另一個(gè)實(shí)施方式中，浸解構(gòu)件可被徑向地調(diào)節(jié)以將浸解構(gòu)件設(shè)置成更接近或者更遠(yuǎn)離浸解元件的中心軸線。
[0031]在一些其它實(shí)施方式中，浸解構(gòu)件形成為從各浸解兀件的表面向外延伸的環(huán)形構(gòu)件，且其被定位成與相鄰地定位的浸解元件的環(huán)形浸解構(gòu)件相互嚙合。
[0032]在仍另外的實(shí)施方式中，多個(gè)浸解元件的各浸解元件具有中心軸線，且各浸解元件的中心軸線與延伸通過(guò)水下固體處理裝置的中心點(diǎn)的縱向線平行。
[0033]在仍另外的實(shí)施方式中，多個(gè)浸解元件的各浸解元件具有中心軸線，且各浸解元件的中心軸線不與延伸通過(guò)水下固體處理裝置的中心點(diǎn)的縱向線平行。
[0034]在一些實(shí)施方式中，水下固體處理裝置還包括支撐框架，泵被連接至該框架，以在泵和固體處理裝置之間提供流體連通。
[0035]在一些其它實(shí)施方式中，支撐框架還包括第一平臺(tái)和與該第一平臺(tái)間隔開(kāi)的第二平臺(tái)，泵的入口被連接至該第一平臺(tái)且與其流體連通，并且浸解元件被設(shè)置在第一平臺(tái)和第二平臺(tái)之間。
[0036]在一些實(shí)施方式中，水下固體處理裝置還包括攪拌器裝置，其包括被設(shè)置成與浸解元件接近的至少一個(gè)攪拌器，以將攪拌的流體和固體流引導(dǎo)至固體處理裝置的浸解元件。
[0037]在一些其它實(shí)施方式中，攪拌器裝置還包括可操作地連接至馬達(dá)的臂裝置，以將旋轉(zhuǎn)提供至臂裝置。
[0038]在仍其它的實(shí)施方式中，臂裝置的臂各接近馬達(dá)而被固定，其固定方式允許該臂相對(duì)于馬達(dá)在一平面中樞轉(zhuǎn)，該平面與延伸通過(guò)水下固體處理裝置的中心點(diǎn)的縱向線所位于的平面平行。
[0039]在一些實(shí)施方式中，攪拌器裝置包括至少一個(gè)起泡器。
[0040]在仍另外的實(shí)施方式中，泵和水下固體裝置還包括至少一個(gè)豎直定向的葉片，其被設(shè)置成與布置的所述浸解元件相鄰，且從所述水下固體處理裝置的中心點(diǎn)處間隔開(kāi)，所述至少一個(gè)豎直定向的葉片被設(shè)置成接近所述浸解元件的浸解構(gòu)件以有助于將固體物質(zhì)從所述浸解元件移除。
[0041]在一些實(shí)施方式中，泵還包括軸承外殼和泵軸，該軸承外殼在與所述入口相反的位置處被連接至所述泵殼體，該泵軸延伸通過(guò)所述軸承外殼和所述泵殼體以可操作地連接至葉輪，所述泵還被配置有套密封件裝置，其圍繞所述泵軸且被設(shè)置在所述軸承外殼和所述泵殼體之間，以將所述泵軸相對(duì)于所述泵殼體密封，所述圓柱套密封件裝置包括一組唇緣密封件和被設(shè)置成與各所述唇緣密封件相鄰的導(dǎo)流器，擋油圈裝置，和居中地設(shè)置的潤(rùn)滑劑端口，該端口被設(shè)置以將潤(rùn)滑劑引至所述組的唇緣密封件。
[0042]在本發(fā)明的第二方面，水下固體處理裝置包括多個(gè)浸解元件，其被設(shè)置成圍繞限定浸解固體和流體沿著其被引導(dǎo)朝向泵入口的流動(dòng)方向的中心點(diǎn)。本發(fā)明的第二方面相對(duì)于常規(guī)水下固體處理裝置提供了優(yōu)點(diǎn)，提供了改進(jìn)的裝置，以用于將流體中攜帶的固體處理為較小尺寸的物質(zhì)以接著引導(dǎo)朝向?qū)⒘黧w和處理后的固體輸送至泵的流動(dòng)方向，從而減輕了在泵中的潛在的阻塞問(wèn)題。
[0043]在本發(fā)明的第三方面，用于對(duì)泵的泵軸進(jìn)行密封的密封裝置包括具有密封面的旋轉(zhuǎn)密封件，具有被設(shè)置成與旋轉(zhuǎn)密封件的密封面相鄰且相接觸的密封面的固定密封件，被配置成圍繞泵軸且被設(shè)置成支撐固定密封件的汽封體，多個(gè)被成組地設(shè)置在汽封體中的唇緣密封件，以及多個(gè)導(dǎo)流器，所述多個(gè)唇緣密封件的各唇緣密封件定位成與一個(gè)導(dǎo)流器與相鄰。通過(guò)提供更加有效地阻止了漿料進(jìn)入密封件裝置以及滲入密封面的唇緣密封件和導(dǎo)流器的裝置，本發(fā)明的第三方面相對(duì)于常規(guī)密封裝置是有利的。
[0044]在密封裝置的一些實(shí)施方式中，擋油圈裝置還被設(shè)置成與汽封體相鄰，且可操作以在遠(yuǎn)離汽封體的方向上導(dǎo)流流體和固體。
[0045]在本發(fā)明的第四方面中，處理和泵送固體攜帶流體的方法包括:
[0046]提供泵和和水中固體處理裝置，其包括:
[0047]具有殼體、吸入入口和排出口的泵，以及水下固體處理裝置，其與所述泵的吸入入口流體連通，且被結(jié)構(gòu)設(shè)置成在流體進(jìn)入所述泵的吸入入口中之前將所述流體中攜帶的固體處理為較小的固體；
[0048]將所述泵設(shè)置成接近具有攜帶固體的流體的源；
[0049]在所述泵的吸入入口處形成吸力，從而將流體和攜帶的固體吸入設(shè)置在水體中的所述水下固體處理裝置；
[0050]操作所述水下固體處理裝置，以在所述流體通過(guò)所述水下固體處理裝置并進(jìn)入所述泵的吸入入口時(shí)將所述流體中攜帶的固體有效地處理為較小尺寸的固體；以及
[0051]將所述流體和流體中所攜帶的處理后的固體移動(dòng)通過(guò)所述泵至所述泵的排出出□。
[0052]該第四方面的方法提供了用于處理流體中攜帶的大的固體的改進(jìn)的方法，以在到達(dá)泵的吸入入口之前將固體減小為較小的尺寸，從而防止由于卡在葉輪或者泵的其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的大尺寸碎片引起對(duì)葉輪和栗的損壞。
[0053]在一些實(shí)施方式中，水下固體處理裝置包括多個(gè)浸解元件，其被設(shè)置成圍繞水下固體處理裝置的中心點(diǎn)。
[0054]在一些其它實(shí)施方式中，浸解元件被結(jié)構(gòu)設(shè)置成圍繞浸解元件的中心軸線旋轉(zhuǎn)，且流體和固體在一方向被吸入浸解元件的裝置，該方向垂直于由通過(guò)水下固體處理裝置的中心點(diǎn)而延伸的縱向線所限定的流動(dòng)方向。
[0055]在仍另一個(gè)實(shí)施方式中，浸解元件被結(jié)構(gòu)設(shè)置有多個(gè)浸解構(gòu)件，