RU2484303C2 - Pulp rotary pump (versions) - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: proposed pump consists of housing and cover lined by polyurethane elastomer, impeller with front and rear discs and blades with curvilinear generating lines of their outer and inner surfaces, drive shaft, inlet and scroll outlet. Blade outer surface is formed by curvilinear generatrix defined as the curve of abrasive wear plotted by developed relationships relating parameters of generating surface to future wear parameters. Note here that generating lines of working surfaces define expected wear depth depending on wear resistance of material and blade profile on rear side taken as optimum magnitude. With working surface wear along wear intensity curve, surface initial configuration varies to approximate to optimum configuration.

EFFECT: higher stability and safety, longer life.

5 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании центробежных насосов, перекачивающих пульпу, насыщенную абразивными рудными и породными частицами. Область применения таких насосов - горно-обогатительные комбинаты. Задачей создания эффективных конструкций центробежных пульповых насосов является обеспечение заданных напора и подачи пульпы при длительной стабильности гидродинамических параметров их работы. Условием постоянства гидродинамических показателей насоса является сохранение конструктивных профилей элементов проточной части насоса, подверженных абразивному износу. По мере их износа показатели насоса ухудшаются. Основные известные работы в области насосостроения посвящены улучшению гидродинамических параметров проточной части насоса за счет оптимизации профиля лопастей рабочих колес и совершенствования конфигурации проточных каналов.The invention relates to mechanical engineering and can be used to create centrifugal pumps pumping pulp saturated with abrasive ore and rock particles. The scope of such pumps is mining and processing plants. The task of creating effective designs of centrifugal pulp pumps is to provide the specified head and pulp supply with long-term stability of the hydrodynamic parameters of their work. A condition for the constancy of the hydrodynamic characteristics of the pump is the preservation of the structural profiles of the elements of the flow part of the pump, subject to abrasive wear. As they wear, pump performance deteriorates. The main well-known works in the field of pump engineering are devoted to improving the hydrodynamic parameters of the flow part of the pump by optimizing the profile of the impeller blades and improving the configuration of the flow channels.

Наибольшее применение получили центробежные насосы с лопастями криволинейного профиля.The most widely used are centrifugal pumps with curved blades.

Известно рабочее колесо центробежного насоса с лопастями, профилированными по логарифмической спирали (патент RU 2159360), а также варианты лопастей, профилированных по:Known impeller of a centrifugal pump with blades profiled along a logarithmic spiral (patent RU 2159360), as well as options for blades profiled according to:

- эпициклоиде (авт.св. SU 1435847),- epicycloid (autosw. SU 1435847),

- дуге окружности (патент RU 69586),- circular arc (patent RU 69586),

- параболической спирали (патент RU 2246641),- parabolic spiral (patent RU 2246641),

- эвольвенте (патент RU 2164626),- involute (patent RU 2164626),

- параболе (патент RU 2162166),- parabola (patent RU 2162166),

- винтовой линии (патент RU 2079720),- helical line (patent RU 2079720),

- сопряженным отрезкам логарифмической спирали (патент RU 2205982),- paired segments of a logarithmic spiral (patent RU 2205982),

- клиновидной форме с выпуклыми и вогнутыми поверхностями (патент RU 2329406).- wedge-shaped with convex and concave surfaces (patent RU 2329406).

Известны лопасти с различными профилями со стороны внешней (рабочей) поверхности и с тыльной стороны: с рабочей стороны по эпициклоиде, с тыльной по логарифмической спирали (SU 1435847).Blades with different profiles are known from the outer (working) surface and from the back side: from the working side along the epicycloid, from the back along the logarithmic spiral (SU 1435847).

В данном случае профиль с рабочей стороны лопасти не зависит от профиля с тыльной стороны и от интенсивности износа рабочей поверхности, влияющих на гидродинамические параметры потока пульпы в рабочем колесе. Произвольное сочетание вариантов профиля в лопасти не решает вопросов снижения влияния износа на принятую кривизну рабочей поверхности и ее сохранение и не обеспечивает улучшение показателей работы насоса.In this case, the profile on the working side of the blade does not depend on the profile on the back side and on the wear rate of the working surface, affecting the hydrodynamic parameters of the pulp flow in the impeller. An arbitrary combination of profile options in the blades does not solve the problems of reducing the effect of wear on the accepted curvature of the working surface and its conservation and does not provide an improvement in the pump performance.

Общим недостатком лопастей известных профилей является быстрое изменение кривизны их поверхностей вследствие износа, что отрицательно влияет на гидродинамические показатели насоса. Оптимальный профиль лопасти служит только в начале эксплуатации насоса, по мере износа профиль приобретает форму, соответствующую более низкой динамике взаимодействия лопасти с пульпой, подача и давление, развиваемые насосом, при этом снижаются.A common disadvantage of the blades of known profiles is the rapid change in the curvature of their surfaces due to wear, which negatively affects the hydrodynamic performance of the pump. The optimal profile of the blade serves only at the beginning of the operation of the pump, as it wears out, the profile takes on a shape corresponding to the lower dynamics of the interaction of the blade with the pulp, the flow and pressure developed by the pump are reduced.

В известных вариантах профилей лопастей не предусмотрены конструктивные элементы, учитывающие интенсивность износа лопасти и обеспечивающие сохранение выбранных оптимальных профилей в течение длительного времени работы насоса.In known variants of the profiles of the blades are not provided structural elements that take into account the wear rate of the blades and ensure the preservation of the selected optimal profiles for a long time the pump.

Наиболее близким к изобретению является конструкция центробежного пульпового насоса, содержащего рабочее колесо закрытого типа с передним и задним дисками и расположенными между ними лопастями с криволинейными образующими их внешней (рабочей) и тыльной поверхностей, улиткообразный корпус и крышку, футерованные внутри элементами из полиуретанового эластомера, приводной вал, подвод и спиральный отвод (WO 2004059173 A1, 15.07.2004).Closest to the invention is the design of a centrifugal pulp pump containing a closed impeller with front and rear disks and vanes located between them with curved outer (working) and back surfaces forming them, a coiled housing and lid lined inside with polyurethane elastomer drive elements shaft, inlet and spiral bend (WO 2004059173 A1, July 15, 2004).

Недостатком известного насоса является низкий ресурс из-за быстрого изнашивания лопастей.A disadvantage of the known pump is its low resource due to the rapid wear of the blades.

Задачей изобретения является повышение длительности оптимального режима работы лопастей за счет наращивания над принятой рабочей поверхностью с оптимальным профилем лопасти слоя, параметры которого запрограммированы таким образом, что в результате износа этого слоя его рабочая поверхность, изменяясь, приобретает на определенной его глубине форму изначально принятого оптимального варианта поверхности. На разных этапах работы насоса по мере износа этого слоя конфигурация рабочей поверхности лопасти приближается к оптимальной, выбранной изначально конфигурации тыльной поверхности лопасти. Поэтому показатели подачи пульпы со временем не ухудшаются, а приближаются к показателям при оптимальном профиле лопасти.The objective of the invention is to increase the duration of the optimal mode of operation of the blades by building above the accepted working surface with the optimal profile of the blade of the layer, the parameters of which are programmed in such a way that as a result of wear of this layer, its working surface, changing, acquires at its certain depth the shape of the initially accepted optimal variant surface. At different stages of the pump operation, as this layer wears out, the configuration of the working surface of the blade approaches the optimal initial configuration of the back surface of the blade. Therefore, the pulp feed rates do not deteriorate over time, but rather approach those with the optimal blade profile.

Технический результат согласно первому варианту изобретения достигается за счет того, что в центробежном пульповом насосе, содержащем рабочее колесо закрытого типа с передним и задним дисками и расположенными между ними лопастями с криволинейными образующими их внешней (рабочей) и тыльной поверхностей, в качестве образующей поверхности которой с тыльной стороны принята дуга окружности, улиткообразный корпус и крышку, футерованные внутри элементами из полиуретанового эластомера, приводной вал, подвод и спиральный отвод, согласно первому варианту изобретения внешняя поверхность лопасти образована криволинейной образующей, определенной как кривая интенсивности абразивного износа по следующей зависимости:The technical result according to the first embodiment of the invention is achieved due to the fact that in a centrifugal pulp pump containing a closed impeller with front and rear discs and vanes located between them with curved outer (working) and back surfaces forming them, with on the back side, a circular arc, a cochlear housing and a cover, lined inside with elements of polyurethane elastomer, a drive shaft, a supply and a spiral outlet, according to the first th embodiment of the invention the outer blade surface is formed by a curvilinear generatrix is defined as a curve of the intensity of abrasive wear on the following relationship:

$$R=r+K\frac{\Delta }{\delta {\rho }_0^2}\cdot \left[{\rho }_0^2+{\left(2asin\varphi \right)}^2\left(1-\frac{{\rho }_0}{a}\right)\right]$$

, $$R=r+K\frac{\Delta }{\delta {\rho }_0^2}\cdot \left[{\rho }_0^2+{\left(2asin\varphi \right)}^2\left(\mathrm{one}-\frac{{\rho }_0}{a}\right)\right]$$

,

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;

r=2аcosφ - полярный радиус точек дуги окружности, образующей тыльную поверхность лопасти;r = 2-cosφ is the polar radius of the points of the arc of a circle forming the back surface of the blade;

а - радиус точек дуги окружности, образующей тыльную поверхность лопасти;a is the radius of the points of the arc of a circle forming the back surface of the blade;

φ - полярный угол точек образующих;φ is the polar angle of the points of the generators;

Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;

ρ₀ - радиус входного отверстия в рабочее колесо;ρ ₀ is the radius of the inlet to the impeller;

δ - плотность материала лопастей;δ is the density of the material of the blades;

К - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей.K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades.

Технический результат согласно второму варианту изобретения достигается тем, что в центробежном пульповом насосе, содержащем рабочее колесо закрытого типа с передним и задним дисками и расположенными между ними лопастями, образующей поверхности которых с тыльной стороны служит логарифмическая спираль, улиткообразные корпус и крышку, футерованные внутри элементами из полиуретанового эластомера, приводной вал, подвод и спиральный отвод, согласно второму варианту изобретения внешняя поверхность лопастей образована криволинейной образующей, определяемой как кривая интенсивности износа по следующей зависимости:The technical result according to the second embodiment of the invention is achieved by the fact that in a centrifugal pulp pump containing a closed impeller with front and rear disks and vanes located between them, the surface of which is a logarithmic spiral on the back side, coiled casing and cover lined inside with elements of polyurethane elastomer, drive shaft, inlet and spiral outlet, according to the second variant of the invention, the outer surface of the blades is formed by a curved image binder, defined as a curve of wear intensity according to the following relationship:

$$R=a{e}^{б\varphi }(1+К\frac{\Delta a{e}^{б\varphi }}{\delta \cdot r_0^2})$$

, $$R=a{e}^{b\varphi }(\mathrm{one}+\mathrm{TO}\frac{\Delta a{e}^{b\varphi }}{\delta \cdot r_0^2})$$

,

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;

ае^вφ=r - полярный радиус точек логарифмической спирали, образующей тыльной поверхности лопасти, а, в - параметры спирали, φ - полярный угол точек образующих; ^{ае в φ} = r is the polar radius of the points of the logarithmic spiral forming the back surface of the blade, a, c are the parameters of the spiral, φ is the polar angle of the points of the generators;

Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;

r₀ - радиус входного отверстия в рабочее колесо;r ₀ is the radius of the inlet to the impeller;

δ - плотность материала лопастей;δ is the density of the material of the blades;

К - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей.K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades.

Технический результат согласно третьему варианту изобретения достигается тем, что в центробежном пульповом насосе, содержащем рабочее колесо закрытого типа с передним и задним дисками и расположенными между ними лопастями, улиткообразный корпус и крышку, футерованные внутри элементами из полиуретанового эластомера, приводной вал, подвод и спиральный отвод, согласно третьему варианту изобретения образующей тыльной поверхности лопастей служит спираль Архимеда, а внешней (рабочей) - криволинейная образующая, определяемая как кривая интенсивности износа по следующей зависимости:The technical result according to the third embodiment of the invention is achieved by the fact that in a centrifugal pulp pump containing a closed impeller with front and rear disks and vanes located between them, a coiled housing and a lining, lined inside with polyurethane elastomer elements, a drive shaft, an inlet and a spiral outlet , according to the third variant of the invention, the Archimedes spiral serves as the generatrix of the back surface of the blades, and the curvilinear generatrix, defined as the int wear rate according to the following relationship:

$$\text{R}=\text{a}\cdot \varphi \text{(1}+\text{K}\frac{\text{Δ}}{\text{δ}\cdot {\text{r}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\text{a}\varphi \text{)}$$

, $$\text{R}=\text{a}\cdot \varphi \text{(one}+\text{K}\frac{\text{Δ}}{\text{δ}\cdot {\text{r}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\text{a}\varphi \text{)}$$

,

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;

а·φ=r - полярный радиус точек Архимедовой спирали, образующей тыльной поверхности лопасти;a · φ = r is the polar radius of the points of the Archimedean spiral forming the back surface of the blade;

а - параметр, определяющий расстояние между витками Архимедовой спирали;a is a parameter that determines the distance between the turns of the Archimedean spiral;

φ - полярный угол точек образующих;φ is the polar angle of the points of the generators;

Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;

r₀ - радиус входного отверстия в рабочее колесо;r ₀ is the radius of the inlet to the impeller;

δ - плотность материала лопастей;δ is the density of the material of the blades;

K - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей.K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades.

Технический результат согласно четвертому варианту изобретения достигается тем, что в центробежном пульповом насосе, содержащем рабочее колесо закрытого типа с передним и задним дисками и расположенными между ними лопастями, улиткообразный корпус и крышку, футерованные внутри элементами из полиуретанового эластомера, приводной вал, подвод и спиральный отвод, согласно четвертому варианту изобретения тыльная поверхность лопастей образована гиперболической спиралью, а внешняя (рабочая) поверхность - криволинейной образующей, определяемой как кривая интенсивности абразивного износа по следующей зависимости:The technical result according to the fourth embodiment of the invention is achieved by the fact that in a centrifugal pulp pump containing a closed impeller with front and rear disks and vanes located between them, a coiled housing and a lid lined inside with polyurethane elastomer elements, a drive shaft, an inlet and a spiral outlet , according to the fourth embodiment of the invention, the back surface of the blades is formed by a hyperbolic spiral, and the external (working) surface is a curved generatrix, which determines My how the curve of the intensity of abrasive wear by the following relationship:

$$\text{R}=\text{a/}\varphi \text{(1}+\text{К}\frac{\text{Δa}}{\text{δ}\varphi \cdot {\text{r}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\text{)}$$

, $$\text{R}=\text{a /}\varphi \text{(one}+\text{TO}\frac{\text{Δa}}{\text{δ}\varphi \cdot {\text{r}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\text{)}$$

,

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;

a/φ=r - полярный радиус точек гиперболической спирали, образующей тыльной поверхности лопасти;a / φ = r is the polar radius of the points of the hyperbolic spiral forming the back surface of the blade;

а - асимптота гиперболической спирали;a - asymptote of the hyperbolic spiral;

φ - полярный угол точек образующих;φ is the polar angle of the points of the generators;

Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;

r₀ - радиус входного отверстия в рабочее колесо;r ₀ is the radius of the inlet to the impeller;

δ - плотность материала лопастей;δ is the density of the material of the blades;

К - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей.K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades.

При этом в соответствии с четвертым вариантом спиралеобразные лопасти рабочего колеса могут выступать за пределы переднего диска во входном пространстве колеса на 0,05-0,2 длины лопасти.Moreover, in accordance with the fourth embodiment, the spiral-shaped blades of the impeller can protrude from the front disk in the input space of the wheel by 0.05-0.2 blade lengths.

Технический результат согласно пятому варианту изобретения достигается тем, что в центробежном пульповом насосе, содержащем рабочее колесо закрытого типа с передним и задним дисками и расположенными между ними лопастями с криволинейными образующими их внешней (рабочей) и тыльной поверхностей, улиткообразные корпус и крышку, футерованные внутри элементами из полиуретанового эластомера, приводной вал, подвод и спиральный отвод, согласно пятому варианту образующей тыльной поверхности лопасти служит дуга улитки Паскаля, а образующей внешней (рабочей) поверхности - криволинейная образующая, определяемая как кривая интенсивности абразивного износа по следующей зависимости:The technical result according to the fifth embodiment of the invention is achieved by the fact that in a centrifugal pulp pump containing a closed impeller with front and rear disks and vanes located between them with curvilinear outer and working surfaces forming them, the coiled housing and lid are lined with elements inside from a polyurethane elastomer, a drive shaft, an inlet and a spiral outlet, according to the fifth embodiment of the back surface of the blade, the arc of a snail is Pascal, and the outside the neck (working) surface is a curvilinear generatrix defined as a curve of the intensity of abrasive wear according to the following relationship:

$$\text{R}=\text{2acos}\varphi +\ell +\text{K}\frac{\text{Δ}\cdot {\text{ρ}}^{\text{2}}}{\text{δ}\cdot {\text{ρ}}_{\text{0}}^{\text{2}}}$$

, $$\text{R}=\text{2acos}\varphi +\ell +\text{K}\frac{\text{Δ}\cdot {\text{ρ}}^{\text{2}}}{\text{δ}\cdot {\text{ρ}}_{\text{0}}^{\text{2}}}$$

,

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;

2аcosφ=r - полярный радиус точек дуги улитки Паскаля, образующей тыльной поверхности лопасти;2аcosφ = r is the polar radius of the points of the arc of the Pascal cochlea forming the back surface of the blade;

φ - угол полярного радиуса точек дуги улитки Паскаля;φ is the angle of the polar radius of the points of the arc of a snail Pascal;

а - радиус обкатываемой окружности в улитке Паскаля;a is the radius of the rolled circle in Pascal's cochlea;

l - параметр улитки Паскаля, определяемый кривизну дуги образующей;l is the parameter of Pascal's cochlea, determined by the curvature of the generatrix arc;

ρ - полярный радиус точек дуги улитки Паскаля с центром в точке вращения рабочего колеса;ρ is the polar radius of the points of the arc of a snail of Pascal centered at the point of rotation of the impeller;

Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;

ρ₀ - радиус входного отверстия в рабочее колесо;ρ ₀ is the radius of the inlet to the impeller;

δ - плотность материала лопастей;δ is the density of the material of the blades;

К - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей.K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades.

Т.о. в соответствии с изобретением профиль лопасти образован сочетанием образующей поверхности тыльной стороны лопасти, принимаемой в качестве оптимальной, с образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти в виде кривой интенсивности ее износа, определяемой в зависимости от координат образующей тыльной поверхности и параметров износа. Кривая интенсивности износа, служащая образующей линией рабочей поверхности, показывает толщину слоя, наращиваемого над тыльной поверхностью лопасти, при износе которого конфигурация внешней поверхности приобретет форму конфигурации тыльной поверхности. При толщине наращиваемого слоя выше расчетной рабочая поверхность с тыльной конфигурацией образуется при частичном износе слоя.T.O. in accordance with the invention, the profile of the blade is formed by a combination of the generatrix of the surface of the back side of the blade, taken as optimal, with the generatrix of the outer (working) surface of the blade in the form of a curve of the intensity of its wear, determined depending on the coordinates of the generatrix of the back surface and wear parameters. The wear intensity curve, which serves as the generatrix line of the working surface, shows the thickness of the layer growing over the back surface of the blade, upon wear of which the configuration of the outer surface will take the form of the configuration of the back surface. When the thickness of the build-up layer is higher than the calculated one, a working surface with a rear configuration is formed with partial wear of the layer.

Новизна данного изобретения заключается в том, что в лопасти, предлагаемой конструкции, рабочая поверхность образована кривой интенсивности износа поверхности, определяемой в зависимости от принятого профиля тыльной стороны лопасти и практических данных об износостойкости применяемого материала.The novelty of this invention lies in the fact that in the blade of the proposed design, the working surface is formed by a curve of the surface wear intensity, determined depending on the adopted profile of the back side of the blade and practical data on the wear resistance of the material used.

В качестве профиля тыльной стороны лопасти служат наиболее эффективные профили.As the profile of the back of the blade are the most effective profiles.

Кривая интенсивности износа позволяет определить профиль лопасти, измененный в результате износа по истечении определенного интервала работы насоса.The wear intensity curve allows you to determine the profile of the blade, changed as a result of wear after a certain interval of the pump.

В предлагаемой конструкции пульпового центробежного насоса впервые применены лопасти рабочего колеса, параметры которых оптимизированы с учетом происходящего при работе насоса износа поверхностей лопастей. Снижение отрицательного влияния износа на гидродинамические параметры насоса достигнуто за счет того, что для продления срока службы рабочей поверхности лопасти оптимальной кривизны поверхность наращивается слоем материала, предназначенного для износа с постепенным запрограммированным образованием новой поверхности принятой оптимальной кривизны.In the proposed design of a pulp centrifugal pump, impeller blades are first used, the parameters of which are optimized taking into account the wear of the surfaces of the blades that occur during operation of the pump. The negative impact of wear on the hydrodynamic parameters of the pump was reduced due to the fact that to extend the service life of the working surface of the blade of optimal curvature, the surface is built up with a layer of material intended for wear with the gradual programmed formation of a new surface of the accepted optimal curvature.

По мере износа рабочей поверхности, профилированной по кривой интенсивности износа, ее конфигурация изменяется и на заданном уровне сечения лопасти приобретает форму, заложенную в поверхность тыльной части лопасти.As the wear surface of the working surface, profiled according to the curve of wear intensity, its configuration changes and at a given level of the cross section of the blade acquires a shape embedded in the surface of the back of the blade.

Благодаря этому гидродинамические показатели проточной струи на конечном отрезке времени служения рабочего колеса не ухудшаются.Due to this, the hydrodynamic indicators of the flowing jet at the final segment of the service time of the impeller do not deteriorate.

В основу зависимости для определения криволинейной образующей рабочей поверхности лопасти - кривой интенсивности абразивного износа принято подтвержденное результатами опытов положение о том, что величина износа пропорциональна кинетической энергии, сообщаемой пульпе в рассматриваемой точке поверхности. Зависимость кривой интенсивности износа от конфигурации образующей тыльной поверхности определяется тем, что координаты образующей изнашиваемой поверхности зависят от координат образующей тыльной поверхности. Уравнение образующей рабочей поверхности состоит из двух частей: зависимости, определяющей координаты образующей тыльной поверхности лопасти, и зависимости, определяющей толщину изнашиваемого слоя лопасти над точками тыльной поверхности. Координаты кривой интенсивности абразивного износа определяются как сумма двух рассчитываемых по этим зависимостям величин.The dependence for determining the curvilinear generatrix of the working surface of the blade — the intensity curve of abrasive wear — is based on the statement that the value of wear is proportional to the kinetic energy transmitted to the pulp at the considered surface point, confirmed by the results of experiments. The dependence of the wear intensity curve on the configuration of the generatrix of the back surface is determined by the fact that the coordinates of the generatrix of the wear surface depend on the coordinates of the generatrix of the back surface. The equation of the generatrix of the working surface consists of two parts: the dependence determining the coordinates of the generatrix of the back surface of the blade, and the dependence determining the thickness of the wear layer of the blade over the points of the back surface. The coordinates of the abrasion wear intensity curve are defined as the sum of two quantities calculated from these dependencies.

На фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 показаны общий вид насоса и схематично рабочие колеса с лопастями предлагаемых профилей.Figure 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 shows a General view of the pump and schematically impellers with blades of the proposed profiles.

На фиг.1 приведен общий вид центробежного пульпового насоса, содержащего рабочее колесо с предлагаемыми профилями лопастей.Figure 1 shows a General view of a centrifugal pulp pump containing an impeller with the proposed profiles of the blades.

Насос состоит из корпуса 1 с футеровкой 3, крышки 2 с футеровкой 4, рабочего колеса 5 с передним и задним дисками 6, 7 и лопастями 8, всасывающего пульпу патрубка 9, спирального отвода насоса 10, приводного вала 11, корпуса 12 подшипников, корпуса 13 уплотнений, станины 14. Лопасти 8 выполнены с тыльной поверхностью 15 и с внешней рабочей поверхностью 16, образованной кривым интенсивности износа. От профиля лопастей 8 зависят подача пульпы, развиваемое давление в трубопроводе и интенсивность абразивного износа рабочей поверхности 16 лопасти 8.The pump consists of a housing 1 with a lining 3, a cover 2 with a lining 4, an impeller 5 with front and rear disks 6, 7 and blades 8, a suction pipe pulp 9, a spiral pump outlet 10, a drive shaft 11, a housing 12 of bearings, a housing 13 seals, beds 14. The blades 8 are made with the back surface 15 and with the outer working surface 16 formed by the wear intensity curve. From the profile of the blades 8 depends on the supply of pulp, the developed pressure in the pipeline and the intensity of abrasive wear of the working surface 16 of the blade 8.

На фиг 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 показаны варианты рабочих колес с лопастями, внешние (рабочие) и тыльные поверхности которых образованы парами зависимых между собой образующих в соответствии с приведенными выше вариантами изобретений.In Figs. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, variants of impellers with blades are shown, the outer (working) and rear surfaces of which are formed by pairs of interdependent generators in accordance with the above embodiments of the invention.

На фиг.2 приведена схема рабочего колеса 5 насоса по первому варианту с лопастями 8, образующие поверхностей которых представлены с тыльной стороны 15 в виде дуги окружности, а с внешней стороны 16 - в виде кривой интенсивности абразивного износа по первому варианту, определяемой по зависимости:Figure 2 shows a diagram of the impeller 5 of the pump according to the first embodiment with blades 8, the generatrixes of the surfaces of which are presented on the back side 15 in the form of an arc of a circle, and on the outside 16 - in the form of a curve of the intensity of abrasive wear according to the first embodiment, determined by the dependence:

$$\text{R}=\text{r}+\text{K}\frac{\text{Δ}}{{\text{δρ}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\cdot \left[{\text{ρ}}_{\text{0}}^{\text{2}}+{\left(\text{2asin}\varphi \right)}^{\text{2}}\left(\text{1}-\frac{{\text{ρ}}_{\text{0}}}{\text{a}}\right)\right]$$

$$\text{R}=\text{r}+\text{K}\frac{\text{Δ}}{{\text{δρ}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\cdot \left[{\text{ρ}}_{\text{0}}^{\text{2}}+{\left(\text{2asin}\varphi \right)}^{\text{2}}\left(\text{one}-\frac{{\text{ρ}}_{\text{0}}}{\text{a}}\right)\right]$$

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;

r=2аcosφ - полярный радиус точек дуги окружности, образующей тыльную поверхность лопасти;r = 2-cosφ is the polar radius of the points of the arc of a circle forming the back surface of the blade;

а - радиус точек дуги окружности, образующей тыльную поверхность лопасти;a is the radius of the points of the arc of a circle forming the back surface of the blade;

φ - полярный угол точек образующих;φ is the polar angle of the points of the generators;

Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;

ρ₀ - радиус входного отверстия в рабочем колесе;ρ ₀ is the radius of the inlet in the impeller;

δ - плотность материала лопастей;δ is the density of the material of the blades;

К - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей.K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades.

Уравнение кривой интенсивности абразивного износа рабочей поверхности 15 получено сочетанием уравнения дуги окружности r=2a·cosφ и зависимости, выражающей толщину слоя изнашиваемой поверхности лопасти в точках по длине дуги окружности - $$\text{K}\frac{{\text{Δρ}}^{\text{2}}}{{\text{δρ}}_{\text{0}}^{\text{2}}}$$

. Полярный радиус точки образующей рабочей поверхности равен сумме полярного радиуса точки дуги окружности r и толщины наращиваемого в этой точке дуги слоя материала.The equation of the curve of the intensity of abrasive wear of the working surface 15 is obtained by combining the equation of the circular arc r = 2a · cosφ and the dependence expressing the thickness of the layer of the wearing surface of the blade at points along the length of the circular arc - $$\text{K}\frac{{\text{Δρ}}^{\text{2}}}{{\text{δρ}}_{\text{0}}^{\text{2}}}$$

. The polar radius of the point of the generatrix of the working surface is equal to the sum of the polar radius of the arc point of the circle r and the thickness of the material layer being built up at this point of the arc.

При построении образующей тыльной поверхности лопасти диаметр 2a определяющей окружности принимается из условия обеспечения входного угла лопасти β₁, замеряемого между касательными к окружности входного отверстия рабочего колеса 5 и к дуге определяющей окружности в точке начала лопасти 8 в пределах β₁=18-25^о и выходного угла β₂, замеряемого между касательными к окружности, очерчивающей контур диска колеса 5 и определяющей окружности в пределах β₂=14-35^о в соответствии с практическими рекомендациями (Михайлов А.К., Малюшенко В.В. Конструкции и расчет центробежных насосов высокого давления. М.: Машиностроение, 1971, с.37-42).When constructing the generatrix of the back surface of the blade, the diameter 2a of the defining circle is taken from the condition of providing the input angle of the blade β ₁ , measured between the tangents to the circumference of the inlet of the impeller 5 and to the arc of the defining circle at the point of start of the blade 8 within β ₁ = 18-25 ^о and exit angle β _2, measured between tangents to the circle outlining the contour of the wheel disk 5 and defining a circle within the β ₂ = ^about 14-35 in accordance with practical recommendations (AK Mikhailov, V. The structure Malyushenko and and the calculation of centrifugal high pressure pumps. M.: Mechanical Engineering, 1971, S. 37-42).

Коэффициент К учитывает степень влияния частных факторов: размера и формы частиц в пульпе, плотности пульпы на соотношение кинетических энергий элементарных объемов пульпы в точках по длине лопасти 8 и величинами износа в этих точках. Коэффициент К определяется на основе замеров величин износа рабочей поверхности 16 лопасти 8, производимых на начальном и конечном отрезках лопасти 8 в начале и в конце эксплуатации на насосах аналогичной конструкции (горизонтальных центробежных равных размеров) при аналогичных режимах их работы. Величина износа определяется как разница h в средних толщинах лопасти 8 в начале h_н и в конце h_к эксплуатации. По данным замеров ЗАО «СОМЭКС» при применении рабочих колес из полиуретана и подаче пульповым центробежным насосом измельченной медно-никелевой руды величина К=0,7.The coefficient K takes into account the degree of influence of particular factors: the size and shape of particles in the pulp, pulp density on the ratio of the kinetic energies of the elementary volumes of the pulp at points along the length of the blade 8 and the wear values at these points. The coefficient K is determined on the basis of measurements of the wear of the working surface 16 of the blade 8, made on the initial and final segments of the blade 8 at the beginning and at the end of operation on pumps of a similar design (horizontal centrifugal equal sizes) under similar operating conditions. The amount of wear is defined as the difference h in the average thickness of the blade 8 at the beginning of h _n and at the end of h _to operation. According to the measurements of SOMEX, when using impellers made of polyurethane and feeding pulverized copper-nickel ore by a pulp centrifugal pump, K = 0.7.

Величина $$\text{K}\frac{{\text{Δρ}}^{\text{2}}}{{\text{δρ}}_{\text{0}}^{\text{2}}}$$

представляет собой толщину слоя материала, равную глубине износа рабочей поверхности 2 лопасти, который наращивается над тыльной поверхностью оптимального профиля.Value $$\text{K}\frac{{\text{Δρ}}^{\text{2}}}{{\text{δρ}}_{\text{0}}^{\text{2}}}$$

represents the thickness of the layer of material equal to the depth of wear of the working surface 2 of the blade, which grows above the back surface of the optimal profile.

Величина Δ также определяется с помощью замеров толщин лопасти кронциркулем в начале h_н и в конце h_к эксплуатации как их разность h=h_н-h_к. Замеры производятся на участке 1/3 длины лопасти со стороны входа. Частота вращения рабочего колеса при замерах должна быть равной частоте вращения при расчетах кривой интенсивности износа.The value of Δ is also determined by measuring the thickness of the blade with a caliper at the beginning of h _n and at the end of h _for use as their difference h = h _n -h _k . Measurements are made at 1/3 of the blade length from the entrance side. The frequency of rotation of the impeller during measurements should be equal to the frequency of rotation when calculating the curve of wear intensity.

Физическая величина удельного износа массы материала определяется как Δ=hδ. Физический процесс, определяющий текущее изменение координат образующей в период работы насоса, состоит в текущем уменьшении толщины изнашиваемого слоя лопасти 8 по мере износа и соответственном изменении Δ→Δ_к, где Δ_к - величина остатка от запрограммированного изначально практического удельного износа в процессе износа, изменяющегося от Δ в начале процесса износа до Δ_к=0 в конце процесса. При этом R=r. Разница R-r равна глубине дифференцированного износа в точках рабочей поверхности 16. Δ_к=0 и R=r означает окончание запрограммированного износа лопасти 8, и профиль лопасти 8 с рабочей стороны 16 трансформируется в профиль по оптимальной образующей, заложенной с тыльной стороны 15 лопасти 8.The physical value of the specific wear of the mass of material is defined as Δ = hδ. The physical process that determines the current change in the coordinates of the generatrix during the operation of the pump consists in the current decrease in the thickness of the wear layer of the blade 8 as it wears out and the corresponding change Δ → Δ _k , where Δ _k is the value of the remainder of the initially programmed practical specific wear during the wear process, which varies from Δ at the beginning of the wear process to Δ _k = 0 at the end of the process. Moreover, R = r. The difference Rr is equal to the depth of the differentiated wear at the points of the working surface 16. Δ _k = 0 and R = r means the end of the programmed wear of the blade 8, and the profile of the blade 8 from the working side 16 is transformed into a profile along the optimal generatrix laid on the back side 15 of the blade 8.

Практический срок службы лопасти заканчивается при достижении предельно допустимого износа, при котором R-r>0. Оптимизация профиля лопасти 8 происходит в течение всего периода работы насоса, благодаря чему гидродинамические показатели насоса непрерывно улучшаются.The practical service life of the blade ends when reaching the maximum allowable wear, at which R-r> 0. The profile optimization of the blade 8 occurs throughout the entire period of the pump, so that the hydrodynamic performance of the pump is continuously improved.

На фиг.3 показана схема рабочего колеса 5 по второму варианту с лопастями 8, образующие поверхностей которых представлены: с тыльной стороны 15 лопасти 8 - в виде отрезка логарифмической спирали, с внешней стороны 16 - в виде кривой интенсивности абразивного износа, определяемой по следующей зависимости:Figure 3 shows a diagram of the impeller 5 according to the second embodiment with blades 8, the forming surfaces of which are represented: from the back 15 of the blade 8 - in the form of a segment of a logarithmic spiral, from the outside 16 - in the form of a curve of the intensity of abrasive wear, determined by the following dependence :

$$\text{R}={\text{ae}}^{\text{в}\varphi }\text{(1}+\text{К}\frac{{\text{Δae}}^{\text{в}\varphi }}{\text{δ}\cdot {\text{r}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\text{)}$$

, $$\text{R}={\text{ae}}^{\text{at}\varphi }\text{(one}+\text{TO}\frac{{\text{Δae}}^{\text{at}\varphi }}{\text{δ}\cdot {\text{r}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\text{)}$$

,

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;

ае^вφ=r - полярный радиус точек логарифмической спирали, образующей тыльной поверхности лопасти, а, в - параметры спирали, φ - полярный угол точек образующих; ^{ае в φ} = r is the polar radius of the points of the logarithmic spiral forming the back surface of the blade, a, c are the parameters of the spiral, φ is the polar angle of the points of the generators;

Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;

r₀ - радиус входного отверстия в рабочем колесе;r ₀ is the radius of the inlet in the impeller;

δ - плотность материала лопастей;δ is the density of the material of the blades;

К - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей.K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades.

Данное уравнение получено сочетанием уравнения дуги логарифмической спирали $$\text{r}=\text{a}\cdot {\text{e}}^{\text{в}\varphi }$$

и зависимости, выражающей толщину слоя изнашиваемой поверхности лопасти 8 в точках по длине отрезка спирали (второй член уравнения). Полярный радиус точки образующей рабочей поверхности равен сумме полярного радиуса точки дуги логарифмической спирали и толщины наращиваемого в этой точке слоя материала.This equation is obtained by combining the arc equation of a logarithmic spiral $$\text{r}=\text{a}\cdot {\text{e}}^{\text{at}\varphi }$$

and a dependence expressing the thickness of the layer of the wear surface of the blade 8 at points along the length of the spiral segment (second term of the equation). The polar radius of the point forming the working surface is equal to the sum of the polar radius of the arc point of the logarithmic spiral and the thickness of the material layer being built up at this point.

При построении образующей тыльной поверхности 15 лопасти 8 в виде отрезка логарифмической спирали принимают а=r_o/2, величина коэффициента в определяется графическим построением отрезков спирали с началом в центре вращения рабочего колеса 5 в точке О при вариации величин коэффициента в. Принимается значение в, при котором отрезок спирали между окружностью входного отверстия и окружностью контура диска 6 колеса 5 образует входной угол β₁=18-25^о и выходной угол β₂=14-35^о.When constructing the generatrix of the back surface 15 of the blade 8 in the form of a segment of a logarithmic spiral, take a = r _o / 2, the value of the coefficient b is determined by the graphic construction of the segments of the spiral with the beginning in the center of rotation of the impeller 5 at point O with variation of the values of coefficient b. Accepted value, wherein the spiral segment of the circle between the inlet and the circumference of the wheel disc 6 circuit 5 forms an included angle β ₁ = ^about 18-25, and the exit angle β ₂ = ^about 14-35.

На фиг.4 приведена схема рабочего колеса 5 по третьему варианту с лопастями 8, в качестве образующих поверхностей которых применены: с тыльной стороны 15 лопасти 8 - дуга спирали Архимеда, с внешней стороны 16 - кривая интенсивности абразивного износа в виде криволинейной образующей, определяемой по следующей зависимости:Figure 4 shows a diagram of the impeller 5 according to the third embodiment with blades 8, the forming surfaces of which are used: on the back side 15 of the blade 8 is the arch of the Archimedes spiral, on the outside 16 is the intensity curve of abrasive wear in the form of a curvilinear generatrix determined by following dependency:

$$\text{R}=\text{a}\cdot \varphi \text{(1}+\text{K}\frac{\text{Δ}}{\text{δ}\cdot {\text{r}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\text{a}\varphi \text{)}$$

, $$\text{R}=\text{a}\cdot \varphi \text{(one}+\text{K}\frac{\text{Δ}}{\text{δ}\cdot {\text{r}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\text{a}\varphi \text{)}$$

,

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;

а·φ=r - полярный радиус точек Архимедовой спирали, образующей тыльной поверхности лопасти;a · φ = r is the polar radius of the points of the Archimedean spiral forming the back surface of the blade;

а - параметр, определяющий расстояние между витками Архимедовой спирали;a is a parameter that determines the distance between the turns of the Archimedean spiral;

φ - полярный угол точек образующих;φ is the polar angle of the points of the generators;

Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;

r₀ - радиус входного отверстия в рабочем колесе;r ₀ is the radius of the inlet in the impeller;

δ - плотность материала лопастей;δ is the density of the material of the blades;

K - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей.K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades.

Данное уравнение получено сочетанием уравнения дуги спирали Архимеда $$\text{r}=\text{a}\cdot \varphi$$

и зависимости, выражающей толщину слоя изнашиваемой поверхности 16 лопасти 8 в точках по длине дуги (второй член уравнения). Полярный радиус точки образующей рабочей поверхности 16 равен сумме полярного радиуса точки дуги спирали Архимеда и толщины наращиваемого в этой точке слоя материала.This equation is obtained by combining the Archimedean spiral arc equation $$\text{r}=\text{a}\cdot \varphi$$

and a dependence expressing the thickness of the layer of the wear surface 16 of the blade 8 at points along the length of the arc (second term of the equation). The polar radius of the point forming the working surface 16 is equal to the sum of the polar radius of the arc point of the Archimedes spiral and the thickness of the material layer being built up at this point.

При построении образующей тыльной поверхности 15 лопасти 8 в виде отрезка спирали Архимеда строят серию кривых с началом в центре вращения рабочего колеса в точке О при разных значениях величин параметра а, затем принимают отрезок спирали между окружностями входного отверстия и контура диска 6 колеса 5, отвечающего условиям образования входного угла β₁=18-25^о и выходного угла β₂=19-35^о.When constructing the generatrix of the back surface 15 of the blade 8 in the form of a segment of a spiral of Archimedes, a series of curves are constructed with the beginning in the center of rotation of the impeller at point O for different values of the parameter a, then a segment of the spiral is taken between the circles of the inlet and the contour of the disk 6 of the wheel 5, which meets the conditions the formation of the input angle β ₁ = 18-25 ^about and the output angle β ₂ = 19-35 ^about .

На фиг.5 показана схема рабочего колеса 5 с лопастями 8, образующими поверхностей которых служат: с тыльной стороны 15 лопасти 8 - дуга гиперболической спирали, с внешней стороны 16 - кривая интенсивности абразивного износа в виде криволинейной образующей, определяемой по следующей зависимости:Figure 5 shows a diagram of the impeller 5 with blades 8, the surfaces of which serve: on the back side 15 of the blade 8 is an arc of a hyperbolic spiral, on the outside 16 is an abrasion wear curve in the form of a curvilinear generatrix, determined by the following relationship:

$$\text{R}=\text{a/}\varphi \text{(1}+\text{К}\frac{\text{Δa}}{\text{δ}\varphi \cdot {\text{r}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\text{)}$$

, $$\text{R}=\text{a /}\varphi \text{(one}+\text{TO}\frac{\text{Δa}}{\text{δ}\varphi \cdot {\text{r}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\text{)}$$

,

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;

r=a/φ - полярный радиус точек гиперболической спирали, образующей тыльной поверхности лопасти;r = a / φ is the polar radius of the points of the hyperbolic spiral forming the back surface of the blade;

а - асимптота гиперболической спирали;a - asymptote of the hyperbolic spiral;

φ - полярный угол точек образующих;φ is the polar angle of the points of the generators;

Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;

r₀ - радиус входного отверстия в рабочем колесе;r ₀ is the radius of the inlet in the impeller;

δ - плотность материала лопастей;δ is the density of the material of the blades;

К - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей.K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades.

Данное уравнение получено сочетанием уравнения дуги гиперболической спирали $$\text{r}=\text{a/}\varphi$$

и зависимости, выражающей толщину слоя изнашиваемой поверхности 16 лопасти 8 в точках по длине отрезка спирали (второй член уравнения). Полярный радиус точки образующей рабочей поверхности 16 равен сумме полярного радиуса точки дуги гиперболической спирали и толщины наращиваемого в этой точке слоя материала.This equation is obtained by combining the equation of the arc of a hyperbolic spiral $$\text{r}=\text{a /}\varphi$$

and the dependence expressing the thickness of the layer of the wear surface 16 of the blade 8 at points along the length of the spiral segment (second term of the equation). The polar radius of the point of the generatrix of the working surface 16 is equal to the sum of the polar radius of the arc point of the hyperbolic spiral and the thickness of the material layer being built up at this point.

При построении образующей тыльной поверхности 15 лопасти 8 в виде отрезка гиперболической спирали принимают следующие пределы значений угла поворота φ: от $$\text{π/2}$$

до $$\text{π}\cdot {\text{r}}_{\text{o}}\raisebox{1ex}{$$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$\text{D}$}\right.$$

, где D - диаметр рабочего колеса. Полученный графически отрезок спирали ориентируют между окружностями входного отверстия и контура диска 6 колеса 5 с соблюдением условия: входной угол β₁=18-25^о и выходной угол β₂=19-35^о.When constructing the generatrix of the back surface 15 of the blade 8 in the form of a segment of a hyperbolic spiral, the following limits of the angle of rotation φ are taken: from $$\text{π / 2}$$

before $$\text{π}\cdot {\text{r}}_{\text{o}}\raisebox{1ex}{$$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$\text{D}$}\right.$$

where D is the diameter of the impeller. Helix segment obtained graphically orient circumferences between the inlet and the wheel disc contour on May 6 to meet the conditions of: inlet angle β ₁ = ^about 18-25, and the exit angle β ₂ = ^about 19-35.

На фиг.6 дана схема рабочего колеса 5 закрытого типа, спиралеобразные лопасти 8 которых входят в пределы входного отверстия в переднем диске 6 на величину L=0,05-0,2 длины лопасти 8 обозначения на фиг.6 аналогичны фиг.5).Fig.6 is a diagram of the impeller 5 of the closed type, the spiral-shaped blades 8 of which are within the inlet in the front disk 6 by the value L = 0.05-0.2 of the length of the blade 8 of the designation in Fig.6 are similar to Fig.5).

На фиг.7 приведена схема рабочего колеса 5 с лопастями 8, образующими поверхностей которых приняты: с тыльной стороны 15 лопасти 8 - дуга улитки Паскаля, с внешней стороны 16 - кривая интенсивности абразивного износа в виде криволинейной образующей, определяемой по следующей зависимости:Figure 7 shows a diagram of the impeller 5 with the blades 8, the forming surfaces of which are accepted: on the back side 15 of the blade 8 is the arc of a snail Pascal, on the outside 16 is a curve of the intensity of abrasive wear in the form of a curvilinear generatrix, determined by the following relationship:

$$\text{R}=\text{2acos}\varphi +\ell +\text{K}\frac{\text{Δ}\cdot {\text{ρ}}^{\text{2}}}{\text{δ}\cdot {\text{ρ}}_{\text{0}}^{\text{2}}}$$

, $$\text{R}=\text{2acos}\varphi +\ell +\text{K}\frac{\text{Δ}\cdot {\text{ρ}}^{\text{2}}}{\text{δ}\cdot {\text{ρ}}_{\text{0}}^{\text{2}}}$$

,

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;

2аcosφ=r - полярный радиус точек дуги улитки Паскаля, образующей тыльной поверхности лопасти;2аcosφ = r is the polar radius of the points of the arc of the Pascal cochlea forming the back surface of the blade;

φ - угол полярного радиуса точек дуги улитки Паскаля;φ - angle of the polar radius of the points of the arc of a snail Pascal;

а - радиус обкатываемой окружности в улитке Паскаля;a is the radius of the rolled circle in Pascal's cochlea;

l - параметр улитки Паскаля, определяемый кривизну дуги образующей;l is the parameter of Pascal's cochlea, determined by the curvature of the generatrix arc;

ρ - полярный радиус точек дуги улитки Паскаля с центром в точке вращения рабочего колеса;ρ is the polar radius of the points of the arc of a snail of Pascal centered at the point of rotation of the impeller;

Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;

ρ₀ - радиус входного отверстия в рабочем колесе;ρ ₀ is the radius of the inlet in the impeller;

δ - плотность материала лопастей;δ is the density of the material of the blades;

К - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей.K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades.

Данное уравнение получено сочетанием уравнения дуги улитки Паскаля $$\text{r}=\text{2a}\cdot \text{cos}\varphi \pm \text{l}$$

и зависимости, выражающей толщину слоя изнашиваемой поверхности 16 лопасти 8 в точках по длине дуги (второй член уравнения). Полярный радиус точки образующей рабочей поверхности 16 равен сумме полярного радиуса точки дуги улитки Паскаля и толщины наращиваемого в этой точке слоя материала.This equation is obtained by combining the Pascal snail arc equation $$\text{r}=\text{2a}\cdot \text{cos}\varphi \pm \text{l}$$

and a dependence expressing the thickness of the layer of the wear surface 16 of the blade 8 at points along the length of the arc (second term of the equation). The polar radius of the point of the generatrix of the working surface 16 is equal to the sum of the polar radius of the arc point of the Pascal cochlea and the thickness of the layer of material being built up at this point.

При построении образующей тыльной поверхности 15 лопасти 8 в виде отрезка дуги улитки Паскаля, располагаемого между окружностями входного отверстия и контура диска 6 колеса 5, принимают следующие соотношения параметров уравнения улитки: l:а=1/3-1.When constructing the generatrix of the back surface 15 of the blade 8 in the form of a segment of the arc of a snail Pascal, located between the circles of the inlet and the contour of the disk 6 of the wheel 5, take the following ratios of the parameters of the equation of the cochlea: l: a = 1 / 3-1.

Графически строятся несколько отрезков дуги улитки Паскаля с началом отрезков на окружности входного отверстия, изменяя диаметр основной окружности 2а, и определяют параметры того принимаемого отрезка, при котором углы входа и выхода соответствуют условиям: β₁=18-25^о, β₂=19-35^о.Graphically construct several segments of arc Pascal snail with the start of intervals on the circumference of the inlet opening, by changing the diameter of the base circle 2a, and determining the parameters of a received segment, wherein the entry and exit angles correspond to the conditions: β ₁ = ^about 18-25, β ₂ = 19 35 ^about

На фиг.8 изображено поперечное сечение рабочего колеса 5 с профилями рабочей и тыльной поверхностей 16, 15 лопасти 8.On Fig shows a cross section of the impeller 5 with the profiles of the working and rear surfaces 16, 15 of the blade 8.

В предложенных вариантах лопастей 8 их поверхности образуются по правилу параллельного переноса (смещения) точек образующих от одного диска 6 к другому - 7 по минимальным отрезкам пути.In the proposed versions of the blades 8, their surfaces are formed according to the rule of parallel transfer (displacement) of the points forming from one disk 6 to another - 7 along the minimum segments of the path.

Изготовление центробежного пульпового насоса включает стадию конструирования его составных элементов. При конструировании рабочего колеса 5 с образующей рабочей поверхности 16 лопасти 8 в виде кривой интенсивности износа на плане переднего диска 6 колеса 5 вычерчивают выбранную кривую образующей тыльной поверхности 15 при оптимальных угле входа β₁ между касательными к окружности входного отверстия и кривой образующей в начальной ее точке со стороны входа и угле выхода β₂ между касательными к окружности заднего диска 7 и кривой образующей в конечной ее точке. Затем определяются координаты кривой интенсивности износа R по зависимости, соответствующей принятой образующей тыльной поверхности 15. По рассчитанным координатам строится образующая рабочей поверхности 16, при этом толщина лопасти 8 равна R-r в точках по ее длине. На вычерченную фигуру переднего диска 6 с профилем лопасти 8 накладывается задний диск 7, по полученному чертежу изготавливается форма для изготовления рабочего колеса 5 методом литья. Построение тыльной поверхности 15 лопасти 8 в предложенных вариантах изобретения осуществляется параллельным переносом точек образующей, вычерчиваемой на плане переднего диска 6, от переднего диска 6 к заднему диску 7 по минимальным отрезкам пути. Построение рабочей поверхности 16 осуществляется аналогично.The manufacture of a centrifugal pulp pump includes the stage of designing its constituent elements. When designing the impeller 5 with the generatrix of the working surface 16 of the blade 8 in the form of a curve of wear intensity on the plan of the front disk 6 of the wheel 5, the selected curve of the generatrix of the rear surface 15 is drawn at the optimal entry angle β ₁ between the tangents to the circumference of the inlet and the curve forming at its initial point from the input side and the exit angle β ₂ between the tangents to the circumference of the rear disc 7 and the curve forming at its final point. Then, the coordinates of the wear intensity curve R are determined from the dependence corresponding to the adopted generatrix of the back surface 15. The generatrix of the working surface 16 is constructed from the calculated coordinates, while the thickness of the blade 8 is equal to Rr at points along its length. On the drawn figure of the front disk 6 with the profile of the blade 8, the rear disk 7 is superimposed, according to the resulting drawing, a mold is made for manufacturing the impeller 5 by casting. The construction of the back surface 15 of the blade 8 in the proposed variants of the invention is carried out by parallel transfer of the points of the generatrix, drawn on the plan of the front disk 6, from the front disk 6 to the rear disk 7 along the minimum lengths of the path. The construction of the working surface 16 is carried out similarly.

Центробежный пульповый насос работает следующим образом.Centrifugal pulp pump operates as follows.

Пульпа поступает через всасывающий патрубок 9 в проточную часть насоса, где разгоняется лопастями 8 рабочего колеса 5 и подается через спиральный отвод 10 в трубопровод внешних коммуникаций. Между внешней рабочей и тыльной поверхностями 16, 15 лопастей 8 и стенками дисков 6, 7 образованы каналы, по которым поступающая в рабочее колесо 5 пульпа движется от входа в колесо 5 к выходу. При этом кинетическая энергия элементарных объемов пульпы с увеличением тангенциальной скорости пропорционально квадрату радиуса точек рабочей поверхности 16 относительно центра вращения О. С ростом кинетической энергии пульпы, сообщаемой ей посредством контакта с рабочей поверхностью 16 лопасти 8 при вращении колеса 5, увеличивается интенсивность износа лопасти 8.The pulp enters through the suction pipe 9 into the flow part of the pump, where it is accelerated by the blades 8 of the impeller 5 and fed through a spiral outlet 10 into the external communications pipeline. Between the external working and back surfaces 16, 15 of the blades 8 and the walls of the disks 6, 7, channels are formed through which the pulp entering the impeller 5 moves from the entrance to the wheel 5 to the exit. In this case, the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp with an increase in the tangential velocity is proportional to the square of the radius of the points of the working surface 16 relative to the center of rotation O. With the growth of the kinetic energy of the pulp communicated to it by contact with the working surface 16 of the blade 8 during rotation of the wheel 5, the wear rate of the blade 8 increases.

Работа лопасти 8 прекращается при максимально допустимом износе ее рабочей поверхности 16, после чего следует замена рабочего колеса 5 насоса.The blade 8 stops when the maximum allowable wear of its working surface 16, followed by the replacement of the impeller 5 of the pump.

Глубина износившегося слоя лопасти 8 со стороны ее рабочей поверхности 16 увеличивается с увеличением расстояния рассматриваемой точки на поверхности 16 от центра вращения О рабочего колеса 5, что соответствует предложенным выше формулам расчета образующей рабочей поверхности 16.The depth of the worn layer of the blade 8 from the side of its working surface 16 increases with increasing distance of the considered point on the surface 16 from the center of rotation O of the impeller 5, which corresponds to the above formulas for calculating the generatrix of the working surface 16.

При максимальном износе лопасти 8 достигается высокая степень приближения расчетных координат образующих к рабочей поверхности 16, определяемых по приведенным выше формулам, к координатам принимаемых в качестве оптимальных образующих тыльной поверхности 15 и соответственно их профилей. Процесс оптимизации профиля рабочей поверхности 16 лопасти 8 при расчетах параметров образующей рабочей поверхности 16 с учетом толщины изнашиваемого слоя по указанным выше формулам осуществляется в течение всего периода эксплуатации лопасти 8. Это позволяет стабилизировать и улучшать гидродинамические показатели насоса, обеспечивающие эффективную работу на обогатительных фабриках таких комплексов, как мельница-гидроциклон.With maximum wear of the blade 8, a high degree of approximation of the calculated coordinates of the generators to the working surface 16, determined by the above formulas, is achieved to the coordinates taken as the optimal generators of the back surface 15 and, accordingly, their profiles. The process of optimizing the profile of the working surface 16 of the blade 8 when calculating the parameters of the generatrix of the working surface 16, taking into account the thickness of the wear layer according to the above formulas, is carried out during the entire period of operation of the blade 8. This allows you to stabilize and improve the hydrodynamic characteristics of the pump, ensuring efficient operation at the processing plants of such complexes like a hydrocyclone mill.

Главным определяющим преимуществом изобретения по сравнению с известными конструкциями центробежных пульповых насосов является то, что в предлагаемом насосе образующие рабочих поверхностей 16 лопастей 8 учитывают величины ожидаемого износа поверхностей 16 в виде слоя над выбранной оптимальной образующей тыльной поверхности 15, при работе насоса изнашиваемый профиль оптимизируется, приближаясь к выбранному оптимальному профилю. При применении такой образующей рабочей поверхности 16 в виде кривой интенсивности износа оптимизация рабочего профиля и соответственно гидродинамических параметров насоса происходит на протяжении всего интервала его работы, включая заключительный период, в отличие от известных конструкций насосов, в которых гидродинамические показатели начинают снижаться из-за износа лопастей с самого начала их эксплуатации. Промышленная полезность данного изобретения заключается в повышении стабильности гидродинамических параметров перекачиваемой пульпы на обогатительных фабриках, применяющих гидроциклоны.The main defining advantage of the invention in comparison with the known designs of centrifugal pulp pumps is that in the proposed pump the generators of the working surfaces 16 of the blades 8 take into account the expected wear of the surfaces 16 in the form of a layer over the selected optimal forming back surface 15, when the pump is operating, the wear profile is optimized, approaching to the selected optimal profile. When applying such a generatrix of the working surface 16 in the form of a wear intensity curve, the optimization of the working profile and, accordingly, the hydrodynamic parameters of the pump occurs throughout the entire interval of its operation, including the final period, in contrast to the known pump designs, in which the hydrodynamic parameters begin to decrease due to wear of the blades from the very beginning of their operation. The industrial usefulness of this invention is to increase the stability of the hydrodynamic parameters of the pumped pulp in processing plants using hydrocyclones.

Claims (6)

1. Центробежный пульповый насос, содержащий рабочее колесо закрытого типа с передним и задним дисками и расположенными между ними лопастями с криволинейными образующими их внешней (рабочей) и тыльной поверхностей, в качестве образующей поверхности которой с тыльной стороны принята дуга окружности, улиткообразные корпус и крышку, футерованные внутри элементами из полиуретанового эластомера, приводной вал, подвод и спиральный отвод, отличающийся тем, что внешняя поверхность лопасти образована криволинейной образующей, определяемой как кривая интенсивности абразивного износа по следующей зависимости:
$$R=r+K\frac{\Delta }{\delta {\rho }_0^2}\cdot \left[{\rho }_0^2+{\left(2asin\phi \right)}^2\left(1-\frac{{\rho }_0}{a}\right)\right],$$

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;
r=2a cosφ - полярный радиус точек дуги окружности, образующей тыльную поверхность лопасти;
a - радиус точек дуги окружности, образующей тыльную поверхность лопасти;
φ - полярный угол точек образующих;
Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;
ρ₀ - радиус входного отверстия в рабочем колесе;
δ - плотность материала лопастей;
К - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей.1. A centrifugal pulp pump containing a closed impeller with front and rear disks and vanes located between them with curved forming their outer (working) and back surfaces, the circumferential arc, cochlear-shaped housing and cover are taken as the generatrix surface of the back side, lined inside with elements of polyurethane elastomer, a drive shaft, an inlet and a spiral outlet, characterized in that the outer surface of the blade is formed by a curved generatrix, defined as rivaya intensity of abrasive wear on the following relationship:
$$R=r+K\frac{\Delta }{\delta {\rho }_0^2}\cdot \left[{\rho }_0^2+{\left(2asin\phi \right)}^2\left(\mathrm{one}-\frac{{\rho }_0}{a}\right)\right],$$

where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;
r = 2a cosφ is the polar radius of the points of the arc of a circle forming the back surface of the blade;
a is the radius of the points of the arc of a circle forming the back surface of the blade;
φ is the polar angle of the points of the generators;
Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;
ρ ₀ is the radius of the inlet in the impeller;
δ is the density of the material of the blades;
K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades. 2. Центробежный пульповый насос, содержащий рабочее колесо закрытого типа с передним и задним дисками и расположенными между ними лопастями, образующей поверхности которых с тыльной стороны служит логарифмическая спираль, улиткообразные корпус и крышку, футерованные внутри элементами из полиуретанового эластомера, приводной вал, подвод и спиральный отвод, отличающийся тем, что внешняя поверхность лопастей образована криволинейной образующей, определяемой как кривая интенсивности износа по следующей зависимости:
$$R=a{e}^{в\phi }(1+К\frac{\Delta a{e}^{в\phi }}{\delta \cdot r_0^2}),$$

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;
ае^вφ=r - полярный радиус точек логарифмической спирали, образующей тыльной поверхности лопасти, а, в - параметры спирали, φ - полярный угол точек образующих;
Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;
r₀ - радиус входного отверстия в рабочем колесе;
δ - плотность материала лопастей;
К - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей.2. A centrifugal pulp pump containing a closed impeller with front and rear disks and vanes located between them, the surface of which is a logarithmic spiral, a coiled housing and a lid lined inside with polyurethane elastomer elements, a drive shaft, a supply and a spiral tap, characterized in that the outer surface of the blades is formed by a curved generatrix, defined as a wear intensity curve according to the following relationship:
$$R=a{e}^{\mathrm{at}\phi }(\mathrm{one}+\mathrm{TO}\frac{\Delta a{e}^{\mathrm{at}\phi }}{\delta \cdot r_0^2}),$$

where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;
^{ае в φ} = r is the polar radius of the points of the logarithmic spiral forming the back surface of the blade, a, c are the parameters of the spiral, φ is the polar angle of the points of the generators;
Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;
r ₀ is the radius of the inlet in the impeller;
δ is the density of the material of the blades;
K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades. 3. Центробежный пульповый насос, содержащий рабочее колесо закрытого типа с передним и задним дисками и расположенными между ними лопастями, улиткообразный корпус и крышку, футерованные внутри элементами из полиуретанового эластомера, приводной вал, подвод и спиральный отвод, отличающийся тем, что образующей тыльной поверхности лопастей служит спираль Архимеда, а внешней (рабочей) - криволинейная образующая, определяемой как кривая интенсивности износа по следующей зависимости:
$$\text{R}=\text{a}\cdot \phi \text{(1}+\text{K}\frac{\text{Δ}}{\text{δ}\cdot {\text{r}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\text{a}\phi \text{)}\text{,}$$

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;
a·φ=r - полярный радиус точек Архимедовой спирали, образующей тыльной поверхности лопасти;
a - параметр, определяющий расстояние между витками Архимедовой спирали;
φ - полярный угол точек образующих;
Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;
r₀ - радиус входного отверстия в рабочем колесе;
δ - плотность материала лопастей;
K - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей.3. A centrifugal pulp pump containing a closed impeller with front and rear disks and vanes located between them, a coiled housing and a lid lined inside with polyurethane elastomer elements, a drive shaft, an inlet and a spiral outlet, characterized in that it forms the back surface of the vanes serves as a spiral of Archimedes, and the external (working) - curvilinear generatrix, defined as a curve of wear intensity according to the following dependence:
$$\text{R}=\text{a}\cdot \phi \text{(one}+\text{K}\frac{\text{Δ}}{\text{δ}\cdot {\text{r}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\text{a}\phi \text{)}\text{,}$$

where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;
a · φ = r is the polar radius of the points of the Archimedean spiral forming the back surface of the blade;
a is a parameter that determines the distance between the turns of the Archimedean spiral;
φ is the polar angle of the points of the generators;
Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;
r ₀ is the radius of the inlet in the impeller;
δ is the density of the material of the blades;
K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades. 4. Центробежный пульповый насос, содержащий рабочее колесо закрытого типа с передним и задним дисками и расположенными между ними лопастями, улиткообразный корпус и крышку, футерованные внутри элементами из полиуретанового эластомера, приводной вал, подвод и спиральный отвод, отличающийся тем, что тыльная поверхность лопастей образована гиперболической спиралью, а внешняя (рабочая) поверхность - криволинейной образующей, определяемой как кривая интенсивности абразивного износа по следующей зависимости:
$$\text{R}=\text{a/}\phi \text{(1}+\text{К}\frac{\text{Δa}}{\text{δ}\phi \cdot {\text{r}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\text{)}\text{,}$$

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;
r=a/φ - полярный радиус точек гиперболической спирали, образующей тыльной поверхности лопасти;
а - асимптота гиперболической спирали;
φ - полярный угол точек образующих;
Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;
r₀ - радиус входного отверстия в рабочем колесе;
δ - плотность материала лопастей;
К - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей.4. A centrifugal pulp pump containing a closed impeller with front and rear disks and vanes located between them, a coiled housing and a lid lined inside with polyurethane elastomer elements, a drive shaft, an inlet and a spiral outlet, characterized in that the back surface of the vanes is formed a hyperbolic spiral, and the external (working) surface is a curvilinear generatrix, defined as a curve of the intensity of abrasive wear according to the following relationship:
$$\text{R}=\text{a /}\phi \text{(one}+\text{TO}\frac{\text{Δa}}{\text{δ}\phi \cdot {\text{r}}_{\text{0}}^{\text{2}}}\text{)}\text{,}$$

where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;
r = a / φ is the polar radius of the points of the hyperbolic spiral forming the back surface of the blade;
a - asymptote of the hyperbolic spiral;
φ is the polar angle of the points of the generators;
Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;
r ₀ is the radius of the inlet in the impeller;
δ is the density of the material of the blades;
K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades. 5. Центробежный пульповый насос по п.4, отличающийся тем, что спиралеобразные лопасти рабочего колеса выступают за пределы переднего диска во входном пространстве колеса на 0,05-0,2 длины лопасти.5. The centrifugal pulp pump according to claim 4, characterized in that the spiral-shaped impeller blades extend beyond the front disk in the input space of the wheel by 0.05-0.2 blade lengths. 6. Центробежный пульповый насос, содержащий рабочее колесо закрытого типа с передним и задним дисками и расположенными между ними лопастями с криволинейными образующими их внешней (рабочей) и тыльной поверхностей, улиткообразные корпус и крышку, футерованные внутри элементами из полиуретанового эластомера, приводной вал, подвод и спиральный отвод, отличающийся тем, что образующей тыльной поверхности лопасти служит дуга улитки Паскаля, а образующей внешней (рабочей) поверхности - криволинейная образующая, определяемая как кривая интенсивности абразивного износа по следующей зависимости:
$$\text{R}=\text{2acos}\phi +\ell +\text{K}\frac{\text{Δ}\cdot {\text{ρ}}^{\text{2}}}{\text{δ}\cdot {\text{ρ}}_{\text{0}}^{\text{2}}},$$

где R - полярный радиус точек криволинейной образующей внешней (рабочей) поверхности лопасти;
2а cosφ=r - полярный радиус точек дуги улитки Паскаля, образующей тыльной поверхности лопасти;
φ - угол полярного радиуса точек дуги улитки Паскаля;
а - радиус обкатываемой окружности в улитке Паскаля;
l - параметр улитки Паскаля, определяемый кривизну дуги образующей;
ρ - полярный радиус точек дуги улитки Паскаля с центром в точке вращения рабочего колеса;
Δ - средний удельный на единицу поверхности износ материала лопасти в г/см², определяемый на 1/3 протяженности лопасти со стороны входа в колесо за интервал времени полного износа лопасти;
ρ₀ - радиус входного отверстия в рабочем колесе;
δ - плотность материала лопастей;
К - коэффициент пропорциональности между кинетической энергией элементарных объемов пульпы и удельным износом поверхности лопастей. 6. A centrifugal pulp pump containing a closed impeller with front and rear disks and vanes located between them with curved outer (working) and back surfaces forming them, coiled housing and cover, lined with polyurethane elastomer elements inside, drive shaft, supply and a spiral outlet, characterized in that the arc of a snail of Pascal serves as the generatrix of the back surface of the blade, and the curvilinear generatrix defined as the intensity curve serves as the generatrix of the outer (working) surface particular abrasive wear according to the following relationship:
$$\text{R}=\text{2acos}\phi +\ell +\text{K}\frac{\text{Δ}\cdot {\text{ρ}}^{\text{2}}}{\text{δ}\cdot {\text{ρ}}_{\text{0}}^{\text{2}}},$$

where R is the polar radius of the points of the curved generatrix of the outer (working) surface of the blade;
2a cosφ = r is the polar radius of the points of the arc of the Pascal cochlea forming the back surface of the blade;
φ is the angle of the polar radius of the points of the arc of a snail Pascal;
a is the radius of the rolled circle in Pascal's cochlea;
l is the parameter of Pascal's cochlea, determined by the curvature of the generatrix arc;
ρ is the polar radius of the points of the arc of a snail of Pascal centered at the point of rotation of the impeller;
Δ is the average specific per unit surface wear of the material of the blade in g / cm ² , determined by 1/3 of the length of the blade from the side of entry into the wheel for the time interval of complete wear of the blade;
ρ ₀ is the radius of the inlet in the impeller;
δ is the density of the material of the blades;
K is the coefficient of proportionality between the kinetic energy of the elementary volumes of the pulp and the specific wear of the surface of the blades.

Images