(57)【要約】  粒子状物質を含有する流体混合物をポンプ注入するための遠心スラリーポンプと併用するためのポンプ側面部であって、ポンプ側面部は、主軸を有し、主軸に対して横方向に延在し、かつ対向する第一および第二の側面を有する側壁セクションを含む本体と、内側形成物と内側形成物と間隔を置いた関係にある外側形成物とを含む、第二の側面の表面上の複数の形成物であって、形成物は、使用中、形成物が、表面に隣接した粒子状物質を表面から分離させる表面にわたる流体混合物の流れを生成するように構成される、形成物と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子状物質を含有する流体混合物をポンプ注入するための遠心スラリーポンプと併用するためのポンプ側面部（３０、１４）であって、前記ポンプ側面部（３０、１４）は、主軸（Ｙ−Ｙ）を有する本体であって、前記本体（３１、１００）は、前記主軸に対して横方向に延在し、対向する第一の側面および第二の側面（６３、６５、１５、１８）を有する側壁セクション（１５、１３０）を含む、本体（３１、１００）と、内側形成物（９１、１３１）と、前記内側形成物（９１、１３１）と間隔を置いた関係にある外側形成物（９２、１３２）とを含む前記第二の側面（６５、１８）の表面（３７、１６）上の複数の形成物（９０、９５）であって、前記形成物は、使用中前記形成物が、表面に隣接した前記粒子状物質を前記表面から分離させる前記表面にわたる前記流体混合物の流れを生成するように構成される、形成物と、を備える、ポンプ側面部（３０、１４）。
【請求項２】
前記本体は、前記第一および第二の側面（６３、６５、１５、１８）の間に延在する外周側壁またはリム（６９、１３）を含み、前記第二の側面（６５、１８）は、前記外周側壁またはリム（６９、１３）に隣接する外縁（６８、１３３）および内縁（６２、１７）を有し、前記形成物は、前記主軸（Ｙ−Ｙ）の方向に見たとき、構成において概して円形または環状であり、前記主軸（Ｙ−Ｙ）と概して同心に配置される、請求項１に記載のポンプ側面部（３０、１４）。
【請求項３】
主軸（Ｙ−Ｙ）を有する本体（３１、１００）を備えるポンプ側面部（３０、１４）であって、前記本体（３１、１００）は、前記主軸に対して横方向に延在し、対向する第一の側面と第二の側面（６３、６５、１５、１８）を有する側壁セクション（１５、１３０）を含む、本体（３１、１００）と、前記第一の側面と第二の側面（６３、６５、１５、１８）との間に延在する外周側壁またはリム（６９、１３）であって、前記第二の側面（６５、１８）が前記外周側壁またはリム（６９、１３）に隣接する外縁（６８、１３３）および内縁（６２、１７）を有する、外周側壁またはリム（６９、１３）と、内側形成物（９１、１３１）と前記内側形成物（９１、１３１）と間隔を置いた関係にある外側形成物（９２、１３２）とを含む前記第二の側面（６５、１８）の表面（３７、１６）上の複数の形成物（９０、９５）であって、前記形成物が、前記主軸（Ｙ−Ｙ）の方向で見たとき、構成において概して円形または環状であり、前記主軸（Ｙ−Ｙ）と概して同心に配置される、形成物と、を備える、ポンプ側面部（３０、１４）。
【請求項４】
前記内側形成物（９１、１３１）が前記内縁（６２、１７）に隣接し、前記外側形成物（９２、１３２）が前記外縁（６８、１３３）に隣接している、請求項２または請求項３に記載のポンプ側面部。
【請求項５】
一つ以上の中間形成物（９３、１３４）をさらに含み、前記中間形成物（９３、１３４）は、構成において概して円形の環状であり、前記主軸（Ｙ−Ｙ）と同心に配置され、かつ互いおよび前記内側および外側形成物（９１、１３１、９２、１３２）と間隔を置いた関係にある、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項６】
前記形成物（９０、９５）が、前記第二の側面（６５、１８）の前記表面（３７、１６）内でチャネルまたは凹部（９４、１３６）の形態である、請求項１から５のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項７】
前記チャネル（９４、１３６）は、断面輪郭において全体的に連続的であり、弓状である、請求項６に記載のポンプ側面部。
【請求項８】
前記第二の側面（６５、１８）の前記表面（３７、１６）は、断面輪郭において全体的に波状である、請求項６に記載のポンプ側面部。
【請求項９】
隣接する形成物（９０、９５）が、前記チャネルまたは凹部（９４、１３６）のおよそ幅の距離だけ離間している、請求項６〜８のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項１０】
前記形成物（９０、９５）が全体的に滑らかな側面を有し、前記第二の側面（６５、１８）の前記表面（３７，１６）に沿って形成物（９０、９５）間の滑らかな移行を含む、請求項６〜９のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項１１】
前記形成物（９０、９５）が、前記表面３７、１６の全体的な方向に沿って４５°未満で平面から傾斜する形成曲線を含む、請求項６〜１０のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項１２】
前記第二の側面（６５、１８）は、前記主軸Ｙ−Ｙに対して概して直角のセクションを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項１３】
前記本体（３５）は、前記主軸の方向に前記第一の側面（６３）から延在し、かつ概してそれと同軸の入口セクション（３２）をさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のポンプ側面部（３０）。
【請求項１４】
前記第二の側面（６５）は、前記入口セクションに向かって傾斜するセクションを含む、請求項１３に記載のポンプ側面部（３０）。
【請求項１５】
前記ポンプ側面部が背面部（１４）である、請求項１から１２のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項１６】
前記ポンプ側面部が前面部（３０）である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項１７】
請求項１〜１４および１６のいずれか一項に記載のスラリーポンプ側面部（３０）と、スラリーポンプインペラ（４０）と、の組み合わせにおいて、
−  前記インペラ（４０）が、一つ以上のシュラウド（５０）、（５１）および複数のポンプ羽根（４２）を備え、前記または各シュラウド（５０）、（５１）が、外面（５４）およびインペラ入口（５２）を有し、前記インペラ入口（５２）は、インペラ回転軸（Ｘ−Ｘ）と同軸であり、
前記インペラシュラウド（５０）、（５１）の前記外面、および前記ポンプ側面部の前記第二の側面の前記表面が、その間に外側開口部（８２）および内側開口部（８３）を有する外側ギャップを有するギャップ（８０）と互いに面して使用されるように配置される、組み合わせ。
【請求項１８】
前記インペラの前記フロントシュラウド外面（５４）が、外側領域、内側領域およびその間の中間領域であって、前記中間領域が、前記インペラ回転軸（Ｘ−Ｘ）に対してほぼ直角の平面内にあり、前記内側領域が前記ポンプ羽根に向かって傾斜している、外側領域、内側領域およびその間に中間領域を含み、前記ポンプ側面部の前記第二の側面（６５）の前記表面（３７）は、内側領域（７８）と、前記入口セクションに向かう方向に前記平面から傾斜する前記外側領域と内側領域との間の中間領域（７７）とを有する外側領域（７６）を含み、前記内側領域が、前記中間領域から離れる方向で、前記側壁セクションの前記前側面から離れる方向で、かつ前記インペラフロントシュラウドの前記外面の前記内側領域を概ね追従する方向に延在し、
前記インペラフロントシュラウドの前記外面および前記ポンプ側面部の前記第二の側面の前記表面が、その間に外側開口部と内側開口部とを有するギャップと互いに面するように使用中に配置され、前記側壁セクションの前記第二の側面の前記表面は、前記ギャップの前記断面寸法が、前記中間領域内の前記インペラ回転軸（Ｘ−Ｘ）に向かう方向に増加し、前記内側領域が前記内側開口部（８３）で終結するように構成される、請求項１７に記載の組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して遠心ポンプに関し、より詳細にはスラリーポンプに関する。スラリーは、通常、液体と粒子状の固体の混合物であり、鉱物加工、砂、および砂利、ならびに／または、浚渫業界で一般的に見出される。本開示は、特に、ポンプライナの一部を形成し得る改善されたポンプ側面構成要素に関する。ポンプ側面構成要素は、一部の用途では、ライニングされていないポンプの一部を形成してもよく、これは、別個のライナを有しないポンプケーシングを有するポンプである。
【背景技術】
【０００２】
遠心スラリーポンプの一形態は、概してライナを収納する外側ポンプケーシングを備える。ライナは、その中にボリュート、半ボリュート、または同心構成でありうるポンプチャンバを有し、ポンプチャンバ内で回転のために取り付けられるインペラを受けるように配置される。駆動シャフトは、その回転を引き起こすためにポンプインペラに動作可能に連結され、駆動シャフトは一方の側面からポンプケーシングに入る。ポンプは、駆動シャフトに対して典型的には同軸であり、駆動シャフトに対してポンプケーシングの反対側に位置する、ポンプ入口をさらに含む。また、典型的にはポンプケーシングの外周に位置する排出出口もある。ライナは、メインライナ（ボリュートとも呼ぶ）と、外側ポンプケーシング内に収納されている前面および後面ライナとを含む。前面ライナは、しばしば、フロントライナ吸引プレートまたはスロートブッシュと呼ばれる。後面ライナは、しばしばフレームプレートライナインサートと呼ばれる。
【０００３】
インペラは、典型的には、駆動シャフトが動作可能に連結されたハブと、少なくとも一つのシュラウドとを含む。ポンプ羽根は、隣接するポンプ羽根間の排出通路を有するシュラウドの一方の側面上に提供されている。インペラは、二つのシュラウドがその間に配置されるポンプ羽根を備える密閉タイプであってもよい。シュラウドは、しばしば、ポンプ入口に隣接するフロントシュラウドおよびバックシュラウドと呼ばれる。これはまた、一つのシュラウドのみを備える開放面タイプのものであってもよい。
【０００４】
スラリーポンプの主要な摩耗領域の一つは、前部および後部のサイドライナである。スラリーは、中央または目でインペラに入り、その後、インペラの外周まで、およびポンプケーシング内に吐出される。ケーシングと眼との間に圧力差があるため、スラリーはサイドライナとインペラとの間にあるギャップに移行しようとする傾向があり、結果としてサイドライナ上の摩耗が高くなる。
【０００５】
ギャップの領域における摩耗を低減しようとするために、スラリーポンプがインペラのフロントシュラウド上に補助羽根または吐出羽根を有することが慣行となってきた。補助羽根または吐出羽根はまた、バックシュラウド上に提供されてもよい。吐出羽根は、ギャップ内でスラリーを回転させ、遠心場を生成し、それゆえ、戻り流に対する駆動圧力を減少させ、流れ速度を減少させ、従ってサイドライナ上の摩耗を減少させる。これらの補助羽根の目的は、ギャップを通る流れの再循環を減少させることである。これらの補助羽根はまた、このギャップ内の比較的大きな固体粒子の流入を減少させる。補助羽根は、特に、ギャップ内のスラリー混合物中のより大きな固体粒子を取り扱うのに効果的であるが、側面部の表面にすぐ隣接しているスラリー混合物中のより小さな粒子を取り扱うのにあまり効果的ではない場合がある。
【発明の概要】
【０００６】
第一の態様では、粒子状物質を含む流体混合物をポンプ注入するための遠心スラリーポンプと併用するためのポンプ側面部であって、  主軸を有し、主軸に対して横方向に延在し、かつ対向する第一および第二の側面を有する側壁セクションを含む本体と、内側形成物と内側形成物と間隔を置いた関係にある外側形成物とを含む、第二の側面の表面上の複数の形成物であって、形成物は、使用中、形成物が、表面に隣接した粒子状物質を表面から分離させる表面にわたる流体混合物の流れを生成するように構成される、形成物と、を備えるポンプ側面部の実施形態が開示される。
【０００７】
特定の実施形態では、本体は、第一の側面と第二の側面との間に延在する外周側壁またはリムを含み、第二の側面は、外周側壁またはリムに隣接する外縁および内縁を有し、形成物は、主軸の方向に見たとき、構成において概ね円形または環状であり、主軸と概して同心に配置される。
【０００８】
第二の態様では、主軸を有する本体であって、主軸に対して横方向に延在し、かつ対向する第一および第二の側面を有する側壁セクションを含む、本体と、第一の側面と第二の側面との間に延在する外周側壁またはリムであって、第二の側面は、外周側壁またはリムに隣接する外縁および内縁を有する、外周側壁またはリムと、内側形成物と内側形成物と間隔を置いた関係にある外側形成物とを含む、第二の側面の表面上の複数の形成物であって、形成物は、主軸の方向に見たとき、構成において概して円形または環状であり、主軸と概して同心に配置される、形成物と、を備えるポンプ側面部の実施形態が開示される。
【０００９】
特定の実施形態では、内側形成物は内縁に隣接し、外側形成物は外縁に隣接している。
【００１０】
特定の実施形態では、側面部は、一つ以上の中間形成物をさらに含み、中間形成物は、概して、構成が円形の環状であり、主軸と同心に配置され、互いならびに内側および外側形成物と間隔を置いた関係で配置される。
【００１１】
特定の実施形態では、形成物は、第二の側面の表面内でチャネルまたは凹部の形態である。
【００１２】
特定の実施形態では、チャネルは、断面輪郭において全体的に連続的であり、弓状である。
【００１３】
特定の実施形態では、第二の側面の表面は、断面輪郭において、全体的に波状である。
【００１４】
特定の実施形態では、隣接する形成物は、チャネルまたは凹部の幅のおよその距離だけ離間している。
【００１５】
特定の実施形態では、形成物は全体的に滑らかな側面を有し、第二の側面の表面に沿った形成物間の滑らかな移行を含む。
【００１６】
特定の実施形態では、形成物は、表面３７、１６の全体的な方向に沿って４５°未満で平面から傾斜する形成曲線を含む。
【００１７】
特定の実施形態では、第二の側面は、主軸に対して概して直角であるセクションを含む。
【００１８】
特定の実施形態では、本体は、主軸の方向に第一の側面から延在し、かつ概してそれと同軸の入口セクションをさらに含む。
【００１９】
特定の実施形態では、第二の側面は、入口セクションに向かって傾斜するセクションを含む。
【００２０】
特定の実施形態では、ポンプ側面部は背面部である。
【００２１】
特定の実施形態では、ポンプ側面部は前面部である。
【００２２】
第三の態様では、上述のスラリーポンプ側面部とスラリーポンプインペラとの組合せの実施形態が開示されており、インペラが、一つ以上のシュラウドおよび複数のポンプ羽根を備え、そのまたは各シュラウドが、外面およびインペラ回転軸と同軸であるインペラ入口を有し、インペラシュラウドの外面およびポンプ側面部の第二の側面の表面が、その間に外側開口部と内側開口部を有する外側ギャップを有するギャップと互いに面して使用されるように配置される。
【００２３】
特定の実施形態では、インペラのフロントシュラウド外面が、外側領域、内側領域およびその間に中間領域を含み、中間領域が、インペラ回転軸に対して概して直角な平面にあり、内側領域がポンプ羽根に向かって傾斜し、ポンプ部の第二の側面の表面が、内側領域および入口セクションに向かう方向に前述の平面から傾斜する外側領域と内側領域との間の中間領域を有する外側領域を含み、内側領域が、中間領域から離れる方向で、側壁セクションの前側面から離れる方向で、かつインペラフロントシュラウドの外面の内側領域を概ね追従する方向に延在し、インペラフロントシュラウドの外面およびポンプ側面部の第二の側面の表面が、その間に外側開口部と内側開口部とを有するギャップと互いに面して使用されるように配置され、側壁セクションの第二の側面の表面は、ギャップの断面寸法が、中間領域内のインペラ回転軸に向かう方向に増加し、内側領域が内側開口部で終結するように構成される。
【００２４】
他の態様、特徴、および利点は、本開示の一部であり、例として、開示された発明の原理を例証する添付図面と併せて参照すれば、以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
概要に記載される方法および装置の範囲内であり得る任意の他の形態にもかかわらず、方法および装置の特定の実施形態を、例として、添付図面を参照してこれから説明する。
【図１】図１は、ポンプ装置の一つの形態の概略的な部分断面側面図である。
【図２】図２は、ポンプ装置の一部のより詳細な概略的な部分断面側面図である。
【図３】図３は、一実施形態によるポンプ側面部の部分切欠斜視図である。
【図４】図４は、別の実施形態によるポンプ側面部の断面図である。
【図５】図５は、別の実施形態によるポンプ側面部の断面図である。
【図６】図６は、別の実施形態によるポンプ側面部の一部のより詳細な図である。
【図７】図７は、別の実施形態によるポンプ側面部の上部のより詳細な断面図である。
【図８】図８は、その上に現れる形成物に対する関係を示す図７の側面部のさらなる画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
特に図面の図１を参照すると、ポンプ１０と、ポンプ１０が取り付けられる台座または基部１１２の形態のポンプハウジング支持体とを備える、全体的に図示されたポンプ装置２００がある。台座は、ポンプ業界ではフレームとも呼ばれている。ポンプ１０は、概して、二つの側面ケーシングセクション２３、２４の外周の周りに一緒に接合される、二つの側面ケーシング部またはセクション２３、２４（フレームプレートおよびカバープレートとしても知られる）から形成される外側ケーシング２２を備える。ポンプ１０は、側面開口部で形成され、その一方が入口穴２８であり、さらに排出出口穴２９が存在し、プロセスプラントで使用される場合、ポンプは、入口穴２８および出口穴２９への配管によって連結され、例えば、鉱物スラリーのポンピングを容易にする。
【００２７】
ポンプ１０は、外側ケーシング２２内に配置されるポンプ内側ライナ１１をさらに含み、ポンプ内側ライナ１１にはメインライナ１２および二つのサイドライナ１４、３０が含まれる。サイドライナ１４は、ポンプ１０の後端部（すなわち、台座または基部１１２に最も近い）により近く配置され、他方のサイドライナ（またはフロントライナ）３０は、ポンプの前端部および入口穴２８により近く配置される。サイドライナ１４はまた、背面部またはフレームプレート内側インサートとも呼ばれ、サイドライナ３０は、前面部またはスロートブラシとも呼ばれている。メインライナは、その中に二つの側面開口部を含む。図２に示すように、背面ライナ１４は、内縁１７および外縁１３を有する、円盤状の本体１００を備える。本体１００は、側面１６を有する第一の側面１５および第二の側面１８を有する。
【００２８】
図１に示すように、外側ケーシング２２の二つの側面ケーシング部２３、２４は、ポンプが使用のために組み立てられる時に、ケーシング部２３、２４の外周の周りに配置されたボルト２７によって一緒に接合される。いくつかの実施形態では、メインライナ１２はまた、側面ケーシング部２３、２４のそれぞれ内で組み立てられ、単一のメインライナを形成するために一緒にまとめられた、二つの別個の部分からなってもよいが、図１に示す例では、メインライナ１２は、自動車のタイヤに類似した形状の一体成形で作製される。ライナ１１は、ゴム、エラストマー、または金属などの材料で作製されてもよい。
【００２９】
ポンプが組み立てられる時、メインライナ１２の側面開口部は、二つのサイドライナ１４、３０によって充填されるか、またはそれらを受けて、ポンプ外側ケーシング２２内に配置された連続ライナ付きポンプチャンバ４２を形成する。シールチャンバハウジング１１４は、サイドライナ（または背面部）１４を封入し、駆動シャフト１１６と台座または基部１１２との間の空間またはチャンバ１１８を封止して、外側ケーシング２２の後部領域からの漏れを防止するよう配置される。シールチャンバハウジングは、円形ディスクセクションおよび中央穴を有する環状セクションの形態をとり、一つの配置で、スタッフィングボックス１１７として知られている。スタッフィングボックス１１７は、サイドライナ１４に隣接して配置され、台座１１２とシャフトスリーブと駆動シャフト１１６を囲むパッキングとの間に延在する。
【００３０】
図１および図２に示すように、インペラ４０は、メインライナ１２内に配置され、回転軸Ｘ−Ｘの周りを回転するよう適合される駆動シャフト１１６に取り付けられるか、または動作可能に連結される。モータドライブ（図示せず）は、通常、プーリーによって、台座または基部１１２の後ろの領域にあるシャフト１１６の露出した端部に取り付けられる。インペラ４０の回転は、流体（または固体−液体混合物）をポンプで送り出して、メインライナ１２およびサイドライナ１４、３０内にあるポンプチャンバ４２を通って入口穴に連結されたパイプから進め、排出出口穴を介してポンプから排出させる。
【００３１】
インペラ４０は、ハブ４１を含み、そこから複数の円周方向に離間したポンプ羽根４３が延在する。目部分４７は、フロントライナ３０の通路３３に向かってハブ４１から前方に延在する。インペラ４０は、フロントシュラウド５０およびバックシュラウド５１、その間に配置され延在する羽根４３、およびインペラ入口４８を含む。ハブ４１は、バックライナ１４の穴１７を通って延在する。
【００３２】
インペラフロントシュラウド５０は、内面５５、外面５４および外周縁部５６を含む。バックシュラウド５１は、内面５３、外面５２および外周縁部５７を含む。フロントシュラウド５０は、インペラ入口である入口４８を含み、羽根４２はシュラウド５０、５１の内面の間に延在する。シュラウドは、一般に、回転軸Ｘ−Ｘの方向に、立面で見た時に円状または円盤形状である。
【００３３】
図２に示すように、各インペラシュラウドは、その外面５２、５４上に複数の補助羽根または吐出羽根を有し、フロントシュラウド５０の外面５４上に第一の補助羽根６０のグループ、およびバックシュラウド５１の外面５２上に第二の補助羽根６１のグループがある。
【００３４】
特に図３および図６に示すように、図示された形態で、前面部３０（フロントライナまたはスロートブラシとも呼ぶ）を含む側面部は、ポンプが使用されている時にスラリーがポンプチャンバ４２に入る円筒形の送達セクションまたは入口セクション３２を含む本体３１を含む。送達セクション３２は、その中に通路３３を有し、第一の最外端３４は、供給パイプ（図示せず）およびチャンバ４２に隣接する第二の最内端３５に動作可能に連結可能である（図２）。フロントライナ３０は、メインライナ１２と使用中に嵌合して、ポンプチャンバ４２を前方端で形成し封入する側壁セクション１５をさらに含む。フロントライナ３０の第二の端部３５は、その上に隆起したリップ３８を有し、このリップ３８は、組み立てられた位置にあるとき、インペラ４０との緊密な対向関係に配置される。
【００３５】
前面部３０は、組み立てられた位置で、インペラ回転軸Ｘ−Ｘと同軸である主軸Ｙ−Ｙまたは中心軸Ｙ−Ｙ（図４および図５）を有する。側壁セクション１５は、第一の対向する側面６３と第二の対向する側面６５を含み、第一の側面６３は、組み立てられた位置にある時にインペラ４０から外向きに面する。送達または入口セクション３２は、側壁セクション１５を通って、インペラ４０から外向きに延在する。第一の側面６３および第二の側面６５は、対向する表面３６および３７を有する。側面は、一方の縁部６７から他方６８に延在する縁または外周側壁６９を備える外縁６７および６８を有する。第二の側面６５はまた、通路３３に隣接する内縁６１を有する。
【００３６】
図４および図５に示すように、インペラ４０は、フロントシュラウド５０、バックシュラウド５１、およびその間に複数のポンプ羽根４２を備え、フロントシュラウド５０は、フロントシュラウド５０を通って延在する外面５４とインペラ入口５２とを有し、インペラ入口５２は、インペラ回転軸Ｘ−Ｘと同軸であり、フロントシュラウド外面５４は、（外側領域７０、インペラ回転軸Ｘ−Ｘに対して概して直角な平面にある中間領域７１、およびポンプ羽根４２に向かって傾斜する内側領域７２を含む。
【００３７】
図４および図５は、二つの異なる実施形態を示す。図４および図５では、第二の側面６５の表面３７は、外側領域７６、中間領域７７、および内側領域７８を含む。図４の実施形態では、外側領域７６および中間領域７７は、主軸Ｙ−Ｙに対して概して直角にある。内側領域７８は、インペラに向かって内向きに傾斜し、インペラフロントシュラウド５０の外面５４の内側領域７２に概ね追従する。
【００３８】
図５の実施形態では、中間領域７７は、入口セクションに向かう方向に外側領域を含む平面から傾斜している。内側領域は、図４の内側領域と類似した構成である。
【００３９】
インペラフロントシュラウド５０の外面およびポンプ側面部３０の第二の側面の表面は、その間に外側開口部８２と内側開口部８３とを有するギャップ８０と互いに面して使用されるように配置され、側壁セクションの第二の側面が、図５の場合、ギャップ８０の断面寸法が、中間領域内のインペラ回転軸Ｘ−Ｘに向かう方向に増加し、内側領域が内側開口部８３で終結するように構成される。
【００４０】
インペラフロントシュラウド５０の外面５４の内側領域７２とポンプ側面部３０の表面の内側領域７８との間のギャップ８０の寸法は、内縁６２に向かって中間領域７７からの方向に減少する。
【００４１】
図６に詳細に示すように、第二の側面の表面３７は、その上に一連の離間した形成物９０を有し、最内側形成物９１と、その間に一つ以上の中間形成物９３を有する最外側形成物９２とを含む。示されるように、形成物は概して円形または環状であり、主軸Ｙ−Ｙに対して同心に配置される。最外側形成物は、第二の側面６５の外縁６８に隣接し（外縁６８にあるか、またはその領域にある）、最内側形成物は内縁６１に隣接している（内縁６１にあるか、またはその領域にある）。図３で最もよく分かるように、形成物は、第二の側面の表面全体に実質的に分布している。図６に最もよく図示されるように、第二の側面６５の表面３７の内側領域７８は、その上に二つの形成物９１を有するが、表面３７の他方の部分は、その上に六つの形成物９０を有する。
【００４２】
図６に示す実施形態では、内側領域７８は、表面３７の他の部分の形成物よりも小さなサイズの形成物９１を含む。図６の実施形態に示される内側領域７８の長さのサイズのため、内側領域は、最大二つの形成物９１を含むことが好ましい。
【００４３】
図６および図７は、背面部またはフレームプレートライナ１４の形態のポンプ側面部のさらなる実施形態を示す。背面部１４は、内縁１７および外縁１３を有する、円盤状の本体１００を備える。本体１００は、側面１６を有する第一の側面１５および第二の側面１８を有する。背面部１４の本体は、主軸Ｙ−Ｙおよび対向する第一の側面１５と第二の側面１８を有する主軸Ｙ−Ｙに対して横方向に延在する側壁セクション１３０を含む。背面部１４はまた、第一の側面１５と第二の側面１８との間に延在する外周側壁またはリム１３を含む。第二の側面１８は、外周側壁またはリム１３に隣接する外縁１３３および内縁１７を有する。複数の形成物９５は、内側形成物１３１および内側形成物１３１と間隔を置いた関係にある外側形成物１３２を含む第二の側面１８の表面１６上に位置し、形成物９５は、主軸（Ｙ−Ｙ）の方向に見た時に構成において概ね円形または環状であり、主軸（Ｙ−Ｙ）と概ね同心に配置される。内側形成物１３１は、内縁１７に隣接しており、外側形成物１３２は、外縁１３３に隣接している。背面部１４は、構成が概ね円形の環状であり、主軸（Ｙ−Ｙ）と同心に配置され、かつ互いにならびに内側形成物１３１および外側形成物１３２と間隔を置いた関係にある中間形成物１３４をさらに含む。
【００４４】
形成物は、表面３７、１６のチャネルまたは凹部９４、１３６の形態であってもよいが、代替的な実施形態では、表面３７、１６から延在する隆起した突出部の形態であってもよい。図６、図７、および図８で最もよく分かるように、形成物９０、９５は、湾曲輪郭を有し、それによって、形状が概ね正弦曲線状であってもよい、概して波状の表面を提供する。示されるように、形成物９０、９５は、のような連続的なまたは途切れのない同心環状チャネル９４、１３６または凹部の形態である。
【００４５】
形成物９０、９５は、表面３７、１６に沿った形成物間の概して滑らかな側面および滑らかな移行を有してもよく、形成物は、表面３７、１６の全体的な方向に沿って４５°未満で平面１４０、１４２、１４３から傾斜した形成曲線を含む。さもなければ、第二の側面３７、１６の表面に沿った形成物９０、９５の間の移行は、表面３７、１６の全体的方向に沿った平面から４５°超傾斜する任意の部分または中間表面からは存在しない。
【００４６】
別の実施形態では、図８を参照すると、形成物は、チャネル９４、１３６の形態で表面３７、１６の中へと入り、チャネルの奥行きは、表面３７、１６の全体的方向に沿った平面１１０に対して描写される。図示されるように、チャネル９４、１３６の湾曲した形状は、平面１１０を有するセグメントを形成し、セグメントの弧を含む大きさの円は中心１１３を有する。セグメントのサジッタ（セグメントの弧の高さとしても知られる）は、中心１１３を有する円の半径よりも小さい。好ましい形態では、サジッタは、セグメントの弧を含む大きさの円の半径の長さの７０％未満である。好ましい形態では、サジッタは、セグメントの弧を含む大きさの円の半径の長さの５０％未満である。形成物の構造と同じ関係が、図６に示される前面部３７に適用されてもよい。図４、図５および図６に示すような前面部の実施形態を考慮すると、表面の全体的な方向の平面は、これらのそれぞれの領域上に現れる形成物に関連するとき、内側領域７８、中間領域７７および外側領域７６の表面の全体的な方向に追従する。
【００４７】
別の実施形態では、形成物は、チャネル９４、１３６の形態であり、断面形状は、形成物を構成する（円の）弧が接線方向の様式で互いに接続するような形状である。
【００４８】
形成物９０、９５は、ポンプ側面部の第二の側面６５、１８の表面３７、１６に隣接したスラリー混合物に作用し、流れに起伏運動を生じさせ、それによって表面に隣接した粒子は、内面から剥離されるか、またはより分離される傾向がある。さもなければ、ポンプ側面部の表面３７、１６にわたる形成物９０、９５の分布は、粒子の乱流に影響を与え、特定の局所的位置での沈殿を減少させ、それによって、遠心スラリーポンプが使用中であるときの局所的摩耗を減少させる。
【００４９】
特定の実施形態では、本明細書に記載のポンプ側面部１４、３０は、スラリーの形態での固体の輸送に関係する遠心スラリーポンプで使用される。遠心スラリーポンプの用途は、スラリーが輸送される鉱業でよく見られる。ポンプ側面部は、スラリーが、遠心ポンプアセンブリの封止ギャップを通過しなければならない遠心スラリーポンプの領域に位置する。結果として、ポンプ側面部１４、３０と接触するスラリー材料は、典型的には、平均直径３００ミクロンの粒子サイズを有し得る。ポンプ側面部と接触するスラリー材料はまた、１００ミクロン〜１０００ミクロンの範囲の粒子サイズの直径を有してもよい。ポンプ側面部と接触するスラリー材料はまた、１．５〜３．８の比重を有してもよい。
【００５０】
実験シミュレーション
市販のソフトウェアＡＮＳＹＳ  ＣＦＸを使用して、現在知られている側面部を、開示された形態の形成物を有する側面部と比較して、側面部の様々な設計における流れパターンをシミュレートするために、計算実験を実施した。このソフトウェアでは、数値流体力学（ＣＦＤ）法を適用して、ポンピングする流体の速度場を解析する。ソフトウェアは、関心対象の多くの他の変数を解析することができるが、速度および渦度が、考慮された変数である。
【００５１】
シミュレーションは、記載されるような形成物を有する側面部が、従来的な側面部と比較して、異なるＢＥＰ流量に対する側面部とインペラとの間のギャップの領域におけるスラリーの速度の減少を引き起こしたことを示した。これにより、構成要素の摩耗が低減した。
【００５２】
既知のように、前面部またはライナは、封止機能を提供し、インペラによって通電された流体が吸引主流に戻るのを抑制する。一般に、インペラとこのサイドライナとの間のギャップは非常に小さい（例えば、０．５〜５ｍｍ）。この近接性は、遠心スラリーポンプの場合、部品が耐える高い浸食率の原因であり、結局は最短の寿命サイクルを有する構成要素となる。この緊密な近接により、全体的な性能に影響を与えることなく摩耗寿命を改善することを目的とした形状変更の選択肢が低減される。
【００５３】
回転するインペラと静止側面部またはライナとの間のギャップに入る液体−固体混合物は、その表面上に非常に侵食性作用を有し、その表面はインペラに隣接し、かつそれに面する内面である。この浸食の程度は、ポンプのパラメータおよび混合物の特性に依存するが、原理は、基本的には、構成要素上の流体の流れであるが、同時にポンプの性能を維持するよう努めることである。
【００５４】
形成物は、ポンプ側面部の第二の側面の表面に隣接したスラリー混合物に作用し、流れに起伏運動させ、それにより表面に隣接した粒子は、内面から剥離されるか、またはより分離される傾向がある。剥離を引き起こすことによって、表面に隣接する流れの中の粒子によって引き起こされる、浸食作用および摩耗が低減される。特定の実施形態では、ギャップ幅は、表面の外周での最小幅から開始し、インペラ／ライナの目領域に近い最大距離まで変化し、その後、内縁で最小距離に近づいてもよい。
【００５５】
進歩的な幅広インペラ側面ライナギャップは、ライナ表面に近い混合物流れ層の速度および侵食作用を低減する。溝は、粒子の沈降効果を減少させ、浸食に耐える代替的な表面として作用する効果を有する。
【００５６】
好ましい実施形態の前述の説明において、特定の用語は、明確性のために再分類されてきた。しかしながら、本発明は、そのように選択された特定の用語に限定されることを意図しておらず、各特定の用語は、同様の技術的目的を達成するために同様の方法で動作するすべての技術的等価物を含むことが理解されるべきである。「上部（ｔｏｐ）」および「低部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「前方（ｆｒｏｎｔ）」および「後方（ｒｅａｒ）」、「内側（ｉｎｎｅｒ）」および「外側（ｏｕｔｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「上方（ｕｐｐｅｒ）」および「下方（ｌｏｗｅｒ）」に類する用語は、参照点を提供するために好都合な用語として使用され、限定する用語として解釈されるべきではない。
【００５７】
本明細書における任意の先行の刊行物（または先行の刊行物に由来する情報）、または既知の任意の物質への言及は、先行の刊行物（または先行の刊行物に由来する情報）または既知の物質が、本明細書が関連する努力の分野における共通の一般知識の一部を形成する、承認もしくは許可またはいかなる形態の提案としても受け取られることはなく、かつそうすべきではない。
【００５８】
本明細書では、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、「制約のない」意味、すなわち、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という意味で理解されるべきであり、それゆえ、その「制約がある」意味、すなわち、「のみからなる」という意味に限定されない。対応する意味は、対応する用語が現れる場合、対応する用語の「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備えた（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ）」、および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」に起因する。
【００５９】
追加で、前述は、本発明の一部の実施形態のみを記載しており、変更、修正、追加および／または変化は、開示された実施形態の範囲および趣旨から逸脱することなく行うことができるが、実施形態は例示であり、限定するものではない。
【００６０】
さらに、本発明（複数可）は、現在最も実用的かつ好ましい実施形態であると考えられるものに関連して記載されており、本発明は、開示された実施形態に限定されないが、逆に、本発明の趣旨および範囲内に含まれる様々な修正および同等の配置を網羅することが意図されることが理解されるべきである。また、上述の様々な実施形態は、他の実施形態と併せて実施されてもよく、例えば、一つの実施形態の態様は、別の実施形態の態様と組み合わせて、さらに他の実施形態を実現してもよい。さらに、任意の所与の組立品の各独立した特徴または構成要素は、追加の実施形態を構成しうる。
【００６１】
以下の特許請求の範囲における参照番号は、それぞれの特許請求の範囲をいかなる方法でも制限するものではない。
部品表
ポンプ装置                          ２００
ポンプ                              １０
台座または基部                      １１２
外側ケーシング                      ２２
側面ケーシング部またはセクション    ２３、２４
入口穴                              ２８
出口穴                              ２９
ポンプ内側ライナ                    １１
メインライナ                        １２
サイドライナ                        １４、３０
本体                                １００
第一の側面                          １５
第二の側面                          １８
側面                                １６
ポンプチャンバ                      ４２
シールチャンバハウジング            １１４
チャンバ                            １１８
駆動シャフト                        １１６
スタッフィングボックス              １１７
インペラ                            ４０
ハブ                                ４１
ポンプ羽根                          ４３
眼部分                              ４７
通路                                ３３
フロントシュラウド                  ５０
バックシュラウド                    ５１
インペラ入口                        ４８
穴                                  １７
内面                                ５５
外面                                ５４
外周縁部                            ５６
内面                                ５３
外面                                ５２
外周縁部                            ５７
ポンプ羽根                          ４３
補助羽根                            ６０
補助羽根                            ６１
本体                                ３１
入口セクション                      ３２
最外端                              ３４
最内端                              ３５
リップ                              ３８
第一の側面                          ６３
第二の側面                          ６５
外縁                                ６７、６８
外周側壁                            ６９
内縁                                ６１
インペラ入口                          ５２
外側領域                              ７０
中間領域                              ７１
内側領域                              ７２
表面                                  ３７
外側領域                              ７６
中間領域                              ７７
内側領域                              ７８
ギャップ                              ８０
外側開口部                            ８２
内側開口部                            ８３
二つの形成物                          ９０
内側形成物                            ９１
最外側形成物                          ９２
中間形成物                            ９３
外縁                                  １３
側壁セクション                        １３０
外縁                                  １３３
形成物                                ９５
外側形成物                            １３２
形成物                                １３４
凹部                                  ９４、１３６
平面                                  １４０，１４２，１４３
平面                                  １１０
中心                                  １１３
【図１】
2021531435.tif 000003
【図２】
2021531435.tif 000004
【図３】
2021531435.tif 000005
【図４】
2021531435.tif 000006
【図５】
2021531435.tif 000007
【図６】
2021531435.tif 000008
【図７】
2021531435.tif 000009
【図８】
2021531435.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月13日(2019.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子状物質を含有する流体混合物をポンプ注入するための遠心スラリーポンプと併用するためのポンプ側面部（３０、１４）であって、前記ポンプ側面部（３０、１４）は、主軸（Ｙ−Ｙ）を有する本体であって、前記本体（３１、１００）は、前記主軸に対して横方向に延在し、対向する第一の側面および第二の側面（６３、６５、１５、１８）を有する側壁セクション（１５、１３０）を含む、本体（３１、１００）と、前記第一および第二の側面（６３、６５、１５、１８）の間に延在する外周側壁またはリム（６９、１３）であって、前記第二の側面（６５、１８）は、前記外周側壁またはリム（６９、１３）に隣接する外縁（６８、１３３）および内縁（６２、１７）を有する、内側形成物（９１，１３１）および前記内側形成物（９１，１３１）と間隔を置いた関係にある外側形成物（９２，１３２）を含む、外周側壁またはリム（６９、１３）と、前記第二の側面（６５、１８）の表面（３７，１６）上の複数の形成物（９０，９５）であって、前記形成物は、前記主軸（Ｙ−Ｙ）の方向に見たとき、構成において概して円形または環状であり、前記主軸（Ｙ−Ｙ）と概して同心に配置され、前記形成物は、使用中、前記形成物が、表面に隣接した前記粒子状物質を前記表面から分離させる前記表面にわたる前記流体混合物の流れを生成するように構成され、前記形成物（９０，９５）は、前記第二の側面（６５，１８）の前記表面（３７，１６）内のチャネルまたは凹部（９４，１３６）の形状であり、前記チャネル（９４，１３６）は、断面輪郭において全体的に連続的であり弓状である、形成物と、を含む、ポンプ側面部（３０，１４）。
【請求項２】
主軸（Ｙ−Ｙ）を有する本体（３１、１００）を備えるポンプ側面部（３０、１４）であって、前記本体（３１、１００）は、前記主軸に対して横方向に延在し、対向する第一の側面と第二の側面（６３、６５、１５、１８）を有する側壁セクション（１５、１３０）を含む、本体（３１、１００）と、前記第一の側面と第二の側面（６３、６５、１５、１８）との間に延在する外周側壁またはリム（６９、１３）であって、前記第二の側面（６５、１８）が前記外周側壁またはリム（６９、１３）に隣接する外縁（６８、１３３）および内縁（６２、１７）を有する、外周側壁またはリム（６９、１３）と、内側形成物（９１、１３１）と前記内側形成物（９１、１３１）と間隔を置いた関係にある外側形成物（９２、１３２）とを含む前記第二の側面（６５、１８）の表面（３７、１６）上の複数の形成物（９０、９５）であって、前記形成物が、前記主軸（Ｙ−Ｙ）の方向で見たとき、構成において概して円形または環状であり、前記主軸（Ｙ−Ｙ）と概して同心に配置され、前記形成物（９０，９５）は、前記第二の側面（６５，１８）の前記表面（３７、１６）内のチャネルまたは凹部（９４、１３６）の形態であり、前記チャネル（９４、１３６）は、断面輪郭において全体的に連続的であり弓状である、形成物と、を備える、ポンプ側面部（３０、１４）。
【請求項３】
前記内側形成物（９１、１３１）が前記内縁（６２、１７）に隣接し、前記外側形成物（９２、１３２）が前記外縁（６８、１３３）に隣接している、請求項１または請求項２に記載のポンプ側面部。
【請求項４】
一つ以上の中間形成物（９３、１３４）をさらに含み、前記中間形成物（９３、１３４）は、構成において概して円形の環状であり、前記主軸（Ｙ−Ｙ）と同心に配置され、かつ互いおよび前記内側および外側形成物（９１、１３１、９２、１３２）と間隔を置いた関係にある、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項５】
前記第二の側面（６５、１８）の前記表面（３７、１６）は、断面輪郭において全体的に波状である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項６】
隣接する形成物（９０、９５）が、前記チャネルまたは凹部（９４、１３６）のおよそ幅の距離だけ離間している、請求項１〜５のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項７】
前記形成物（９０、９５）が全体的に滑らかな側面を有し、前記第二の側面（６５、１８）の前記表面（３７，１６）に沿って形成物（９０、９５）間の滑らかな移行を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項８】
前記形成物（９０、９５）が、前記表面３７、１６の全体的な方向に沿って４５°未満で平面から傾斜する形成曲線を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項９】
前記第二の側面（６５、１８）は、前記主軸Ｙ−Ｙに対して概して直角のセクションを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項１０】
前記本体（３５）は、前記主軸の方向に前記第一の側面（６３）から延在し、かつ概してそれと同軸の入口セクション（３２）をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のポンプ側面部（３０）。
【請求項１１】
前記第二の側面（６５）は、前記入口セクションに向かって傾斜するセクションを含む、請求項１０に記載のポンプ側面部（３０）。
【請求項１２】
前記ポンプ側面部が背面部（１４）である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項１３】
前記ポンプ側面部が前面部（３０）である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のポンプ側面部。
【請求項１４】
請求項１〜１１および１３のいずれか一項に記載のスラリーポンプ側面部（３０）と、スラリーポンプインペラ（４０）と、の組み合わせにおいて、
−  前記インペラ（４０）が、一つ以上のシュラウド（５０）、（５１）および複数のポンプ羽根（４２）を備え、前記または各シュラウド（５０）、（５１）が、外面（５４）およびインペラ入口（５２）を有し、前記インペラ入口（５２）は、インペラ回転軸（Ｘ−Ｘ）と同軸であり、
前記インペラシュラウド（５０）、（５１）の前記外面、および前記ポンプ側面部の前記第二の側面の前記表面が、その間に外側開口部（８２）および内側開口部（８３）を有する外側ギャップを有するギャップ（８０）と互いに面して使用されるように配置される、組み合わせ。
【請求項１５】
前記インペラの前記フロントシュラウド外面（５４）が、外側領域、内側領域およびその間の中間領域であって、前記中間領域が、前記インペラ回転軸（Ｘ−Ｘ）に対してほぼ直角の平面内にあり、前記内側領域が前記ポンプ羽根に向かって傾斜している、外側領域、内側領域およびその間に中間領域を含み、前記ポンプ側面部の前記第二の側面（６５）の前記表面（３７）は、内側領域（７８）と、前記入口セクションに向かう方向に前記平面から傾斜する前記外側領域と内側領域との間の中間領域（７７）とを有する外側領域（７６）を含み、前記内側領域が、前記中間領域から離れる方向で、前記側壁セクションの前記前側面から離れる方向で、かつ前記インペラフロントシュラウドの前記外面の前記内側領域を概ね追従する方向に延在し、
前記インペラフロントシュラウドの前記外面および前記ポンプ側面部の前記第二の側面の前記表面が、その間に外側開口部と内側開口部とを有するギャップと互いに面するように使用中に配置され、前記側壁セクションの前記第二の側面の前記表面は、前記ギャップの前記断面寸法が、前記中間領域内の前記インペラ回転軸（Ｘ−Ｘ）に向かう方向に増加し、前記内側領域が前記内側開口部（８３）で終結するように構成される、請求項１４に記載の組み合わせ。
【国際調査報告】
2021531435.tif 000011
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