泵和水下固体处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及工业泵，且具体地涉及改进型泵和固体处理装置以及方法，其用于处理流体中的较大固体成分以产生较小尺寸的固体，从而有助于泵送携带有固体的流体。
【背景技术】
[0002]在很多工业中，其中流体被从井、池或者其它水体(如，沉淀池)泵送，该流体含有颗粒物质，且离心浆料泵通常用于处理这种流体以将流体和固体从井、池或水体移除。在许多工业中，例如采矿业，颗粒固体为较小的尺寸且用于该应用的浆料泵被根据其能力具体地选择以处理流体中作为采矿操作的结果而携带的固体的类型和尺寸。
[0003]然而，在其它工业中，被泵送的流体包括较大的固体和碎片，当使用常规的浆料泵装置时其将阻塞叶轮或者其它泵结构，且将使得泵被损坏或者卡住。一个该示例是处理成熟细尾矿(mature fine tailing) (MFT),其中在矿物提取过程中产生的水、粘土、沙和残余碳氢化合物的混合物被泵送进入沉淀池，这可以是非常大量的且可能有几千公里宽。该沉淀池用于让较重的颗粒，例如沙，沉淀至底部，而水稳定在池的顶部。即使法律没有要求，也需要将MFT移除，以在采矿操作结束之后将土地返回至其之前的状态。
[0004]经常沉淀池被形成在之前覆盖有包括大的树的植被的土地上。因此，从沉淀池后续地泵送MFT导致遇到大的植被的固体(如，树桩和树枝)，以及可能被扔进池中的其它物体。因此，将沙和较大的固体从沉淀池泵送对很多离心泵来说是很挑战的，且最后使得其失效。接着则泵送操作必须被停止，且如果泵被浸入在流体中，其必须被池或井吊出以允许修理或者更换泵，这些导致很长时间的操作故障时间以及设备损耗。
[0005]因此，提供泵送装置，其被结构设置成在进入泵之前将大的固体和流体携带碎屑处理成较小尺寸物质以避免损坏泵是有利的。
【发明内容】
[0006]在本发明的第一方面，公开了泵和水下固体处理装置的实施方式，其包括泵，该泵具有壳体、入口和排出出口，以及水下固体处理装置，其被定位成与泵的入口流体连通，且被结构设置成在流体和固体进入泵的入口之前将流体中携带的固体浸解，该水下固体处理装置包括多个浸解元件，其被围绕水下固体处理装置的中心点而布置。本发明的第一方面相对于常规水下固体处理装置提供了一优点，提供了用于在流体和固体进入泵的吸入入口之前用于将流体中所携带的较大固体处理或者浸解的改进的装置，从而避免叶轮或者其它内部泵部件被大固体卡住，该大固体足够大而进入泵的入口但不够小以通过叶轮或者泵的其它结构构件而不会引起阻塞或者卡在泵中。
[0007]如在本发明和权利要求中所使用的，以大体和说明的意义使用“浸解”、“使浸解”和“切块”，来表示流体中携带的固体通过包括但不限于以下动作被减小为小块，切割、切块、切片、撕裂、压碎和/或研磨，且术语“浸解”、“使浸解”和“切块”不旨在限于其常规字典定义或者由这里所说明的实施方式中的结构所进行的任何所列举的操作动作，来将较大的固体减小为较小尺寸的固体物质。尽管可发生液化，然而术语“浸解”或者“使浸解”并不严格地意味着固体被液化。
[0008]在一些实施方式中，泵是水下泵。
[0009]在另一些实施方式中，水下泵的入口被连接至水下固体处理装置。
[0010]在其它实施方式中，泵被设置在距水下固体处理装置一距离处，且所述泵通过一长度的管道与所述水下固体处理装置流体连通，该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体处理装置。
[0011]在一些实施方式中，所述泵是具有叶轮的旋转动力泵。
[0012]在一些实施方式中，所述水下固体处理装置的中心点平行于所述泵的叶轮的旋转轴线。
[0013]在仍另外的实施方式中，所述水下固体处理装置的中心点与所述叶轮的旋转轴线是共同延伸的。
[0014]在一些实施方式中，所述浸解元件各被构造有中心轴线，且其中一些或者所有的所述浸解元件围绕其各自的中心轴线旋转。
[0015]在其它实施方式中，所述浸解元件中的一些沿限定的方向旋转，且所述浸解元件中的一些沿与所限定的方向相反的方向旋转。
[0016]在仍其它实施方式中，多个浸解元件被布置成使得多个浸解元件中每隔一个的浸解元件沿相同的方向旋转。
[0017]在一些实施方式中，多个浸解元件包括被布置成围绕水下固体处理装置的中心点的六个可旋转浸解元件，并且第一组三个浸解元件彼此间隔开且在一个方向旋转，而第二组三个浸解元件各被定位在第一组的一对浸解元件之间，第二组的浸解元件可在与第一组浸解元件的旋转方向相反的方向上旋转。
[0018]在仍另一个实施方式中，所述第一组或所述第二组中的一组的浸解元件相对于中心点固定，且第一组或所述第二组中的另一组的浸解元件被结构设置成可相对于中心点径向地调节。
[0019]在一些实施方式中，任何浸解元件的旋转方向可通过连接至各浸解元件的驱动装置而选择。
[0020]在一些其它实施方式中，各浸解元件被连接至驱动装置，且任何浸解元件的旋转方向可被逆转以使得浸解元件改变旋转方向。
[0021]在仍另一个实施方式中，用于使各浸解元件旋转的驱动装置是液压马达。
[0022]在仍另一个实施方式中，各浸解元件的驱动装置是被中央地控制和监测的。
[0023]在仍另一个实施方式中，通过泵产生的吸入压力而使得浸解元件旋转。
[0024]在该方面的另一个实施方式中，各浸解元件的旋转速度是相同的。
[0025]在仍另一个实施方式中，任何浸解元件的旋转速度可相对于另一个浸解元件的旋转速度而选择性地改变。
[0026]在一些实施方式中，可相对于水下固体处理装置的中心点径向地调节一些或者所有的浸解元件，从而各可径向地调节的浸解元件可被调节为更接近或者更远离所述水下固体处理装置的中心点。
[0027]在一些其它实施方式中，可在基本上与延伸通过水下固体处理装置的中心点的纵轴线平行的方向上轴向地调节一些或者所有的浸解元件。
[0028]在其它实施方式中，各浸解元件被结构设置有多个沿着该浸解元件布置的浸解构件，使得一个浸解元件的浸解构件与相邻地定位的浸解元件的浸解构件产生切割动作。
[0029]在仍另外的实施方式中，浸解构件在沿着浸解元件的中心轴线的方向上可被轴向地调节。
[0030]在仍另一个实施方式中，浸解构件可被径向地调节以将浸解构件设置成更接近或者更远离浸解元件的中心轴线。
[0031]在一些其它实施方式中，浸解构件形成为从各浸解兀件的表面向外延伸的环形构件，且其被定位成与相邻地定位的浸解元件的环形浸解构件相互啮合。
[0032]在仍另外的实施方式中，多个浸解元件的各浸解元件具有中心轴线，且各浸解元件的中心轴线与延伸通过水下固体处理装置的中心点的纵向线平行。
[0033]在仍另外的实施方式中，多个浸解元件的各浸解元件具有中心轴线，且各浸解元件的中心轴线不与延伸通过水下固体处理装置的中心点的纵向线平行。
[0034]在一些实施方式中，水下固体处理装置还包括支撑框架，泵被连接至该框架，以在泵和固体处理装置之间提供流体连通。
[0035]在一些其它实施方式中，支撑框架还包括第一平台和与该第一平台间隔开的第二平台，泵的入口被连接至该第一平台且与其流体连通，并且浸解元件被设置在第一平台和第二平台之间。
[0036]在一些实施方式中，水下固体处理装置还包括搅拌器装置，其包括被设置成与浸解元件接近的至少一个搅拌器，以将搅拌的流体和固体流引导至固体处理装置的浸解元件。
[0037]在一些其它实施方式中，搅拌器装置还包括可操作地连接至马达的臂装置，以将旋转提供至臂装置。
[0038]在仍其它的实施方式中，臂装置的臂各接近马达而被固定，其固定方式允许该臂相对于马达在一平面中枢转，该平面与延伸通过水下固体处理装置的中心点的纵向线所位于的平面平行。
[0039]在一些实施方式中，搅拌器装置包括至少一个起泡器。
[0040]在仍另外的实施方式中，泵和水下固体装置还包括至少一个竖直定向的叶片，其被设置成与布置的所述浸解元件相邻，且从所述水下固体处理装置的中心点处间隔开，所述至少一个竖直定向的叶片被设置成接近所述浸解元件的浸解构件以有助于将固体物质从所述浸解元件移除。
[0041]在一些实施方式中，泵还包括轴承外壳和泵轴，该轴承外壳在与所述入口相反的位置处被连接至所述泵壳体，该泵轴延伸通过所述轴承外壳和所述泵壳体以可操作地连接至叶轮，所述泵还被配置有套密封件装置，其围绕所述泵轴且被设置在所述轴承外壳和所述泵壳体之间，以将所述泵轴相对于所述泵壳体密封，所述圆柱套密封件装置包括一组唇缘密封件和被设置成与各所述唇缘密封件相邻的导流器，挡油圈装置，和居中地设置的润滑剂端口，该端口被设置以将润滑剂引至所述组的唇缘密封件。
[0042]在本发明的第二方面，水下固体处理装置包括多个浸解元件，其被设置成围绕限定浸解固体和流体沿着其被引导朝向泵入口的流动方向的中心点。本发明的第二方面相对于常规水下固体处理装置提供了优点，提供了改进的装置，以用于将流体中携带的固体处理为较小尺寸的物质以接着引导朝向将流体和处理后的固体输送至泵的流动方向，从而减轻了在泵中的潜在的阻塞问题。
[0043]在本发明的第三方面，用于对泵的泵轴进行密封的密封装置包括具有密封面的旋转密封件，具有被设置成与旋转密封件的密封面相邻且相接触的密封面的固定密封件，被配置成围绕泵轴且被设置成支撑固定密封件的汽封体，多个被成组地设置在汽封体中的唇缘密封件，以及多个导流器，所述多个唇缘密封件的各唇缘密封件定位成与一个导流器与相邻。通过提供更加有效地阻止了浆料进入密封件装置以及渗入密封面的唇缘密封件和导流器的装置，本发明的第三方面相对于常规密封装置是有利的。
[0044]在密封装置的一些实施方式中，挡油圈装置还被设置成与汽封体相邻，且可操作以在远离汽封体的方向上导流流体和固体。
[0045]在本发明的第四方面中，处理和泵送固体携带流体的方法包括:
[0046]提供泵和和水中固体处理装置，其包括:
[0047]具有壳体、吸入入口和排出口的泵，以及水下固体处理装置，其与所述泵的吸入入口流体连通，且被结构设置成在流体进入所述泵的吸入入口中之前将所述流体中携带的固体处理为较小的固体；
[0048]将所述泵设置成接近具有携带固体的流体的源；
[0049]在所述泵的吸入入口处形成吸力，从而将流体和携带的固体吸入设置在水体中的所述水下固体处理装置；
[0050]操作所述水下固体处理装置，以在所述流体通过所述水下固体处理装置并进入所述泵的吸入入口时将所述流体中携带的固体有效地处理为较小尺寸的固体；以及
[0051]将所述流体和流体中所携带的处理后的固体移动通过所述泵至所述泵的排出出□。
[0052]该第四方面的方法提供了用于处理流体中携带的大的固体的改进的方法，以在到达泵的吸入入口之前将固体减小为较小的尺寸，从而防止由于卡在叶轮或者泵的其它结构构件中的大尺寸碎片引起对叶轮和栗的损坏。
[0053]在一些实施方式中，水下固体处理装置包括多个浸解元件，其被设置成围绕水下固体处理装置的中心点。
[0054]在一些其它实施方式中，浸解元件被结构设置成围绕浸解元件的中心轴线旋转，且流体和固体在一方向被吸入浸解元件的装置，该方向垂直于由通过水下固体处理装置的中心点而延伸的纵向线所限定的流动方向。
[0055]在仍另一个实施方式中，浸解元件被结构设置有多个浸解构件，