CN102036876A - 叶轮组件以及使用该叶轮组件的方法 - Google Patents

Abstract

一种叶轮组件，其包括一对板，所述一对板中的一个板具有多个叶片和互锁结构，所述互锁结构用于将所述板对准并联接在一起。互锁结构的公开示例包括多个闩锁构件，所述多个闩锁构件从一个板延伸并且锁定到另一个板的孔口中。互锁结构也可以包括与叶片接合的多个通道。叶轮的叶片可以以鞍的形式接合一对闩锁构件。还公开了一种在吹风机中使用该叶轮组件的方法。

Description

叶轮组件以及使用该叶轮组件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于使流体运动的叶轮装置。更具体地，本发明涉及叶轮部件的组件。

背景技术

叶轮是泵、风扇或者其它使流体运动的装置的转动部件。叶轮将能量从原动机传递到流体。径向叶轮从转动中心大致向外压迫流体。通常在多种操作中使用若干类型的叶轮。一种类型的叶轮使用一个护罩，所述护罩是安装在与空气进入叶轮的侧相对的叶片的侧上的后罩板。第二种类型的叶轮使用两个护罩：后罩板和锥形件，所述锥形件安装在空气进入叶轮的叶片的侧上。第三种类型的叶轮在叶片的中心中使用单个后罩板并且在叶片的端部上使用两个锥形件。

具有后罩板和轮式锥形件二者的叶轮典型地在这些板之间具有叶片。在许多应用中，叶片与一个或者两个盖板一体地形成。待泵送的流体在叶轮壳体的一侧处被引入到叶轮壳体中。轴转动，从而转动叶轮，由此在叶轮壳体内产生高压区域和低压区域并且迫使流体通过组件。

具有锥形件的叶轮和不具有锥形件的叶轮二者相对于彼此具有优点和缺点。不具有锥形件的叶轮的制造成本较低，但是对于具有较低的额定速度的风扇，不具有锥形件的叶轮需要更紧密的装配公差。由于具有锥形件的叶轮需要焊接或者需要其它时间密集的制造处理来形成这些叶轮，所以制造具有锥形件的叶轮明显更昂贵。另外，锥形件与叶轮的焊接或者连接点通常是叶轮的最弱的连接。但是，具有锥形件的叶轮的效率通常比没有锥形件的叶轮的效率更高，尤其对于具有较低的额定速度的叶轮。

发明内容

本发明涉及一种用于形成闭合面(closed faced)的叶轮的设备和方法。在一个示例中，设置一对板，所述一对板中的一个板适于联接到轴装置，并且另一个板具有适于使流体通过的同心孔口。所述一对板中的一个板设有用于接合流体的多个叶片。优选地，叶片与一个板一体地形成。或者，叶片可以形成在布置在上盖板和下盖板之间的单独后罩板上。另一对板设置有适于将上盖板和下盖板联接在一起的多个叶片互锁件。在一个实施例中，互锁件被定义为弹性闩锁。

以上已经相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解随后的本发明的详细描述。下文中将描述形成本发明的权利要求的主旨的本发明的额外的特征和优点。本领域的技术人员应当理解，所公开的概念和特定实施例可以容易地用作用于修改或者设计用于实现与本发明相同的目的的其它结构的基础。本领域的技术人员还应当理解，这些等同构造并没有脱离在所附权利要求中所阐述的本发明的精神和范围。当参照附图考虑时，将从下文中的描述更好地理解认为是本发明的特征(关于它的组织和操作方法)的新颖特征以及其它目的和优点。然而，应当清楚地理解，每个附图都仅提供用于例示和描述的目的，而不用于对本发明的限制的限定。

附图说明

为了更加完全地理解本发明，现在参考以下结合附图的描述，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的叶轮组件的立体图；

图2是图1的叶轮组件的后罩板部分的立体图；

图3是图1的叶轮组件的后罩板部分的立体图；

图4是图1的叶轮组件的盖板部分的立体图；

图5示出了由圆圈C5所指示的图4的放大部分；

图6示出了由圆圈C6所指示的图5的放大部分；

图7是图1的叶轮组件的一部分的剖视图；

图8和9是图1的叶轮组件的剖视图；

图10是包括图1的叶轮组件的鼓风机设备；

图11是去除了一部分的图10的鼓风机设备。

具体实施方式

参照附图，图1示出了根据本发明的一个示例的叶轮100。叶轮100包括下后罩板10、上盖板12和在下后罩板10和、上盖板12之间的多个叶片14。在本说明书的上下文中，术语“上”和“下”不指示部件或者组件的特殊方位，或者特殊的相对位置，而仅用于区别的目的。

参照图2，后罩板10的叶片14可以一体地形成在后罩板10的上表面上。后罩板10可以是压制出的金属构造，或者可以由聚合材料制造。在所示的实施例中，叶片14的至少一部分是充分高的，以便在后罩板10与盖板12之间延伸，并且因此在后罩板10与盖板12之间形成通路。在叶轮操作期间，流体从叶轮的中心经由所述通路运动到叶轮的外边缘。叶片14可以径向地对准(如该示例中所示)或者是内旋的，并且用于在叶轮操作期间在叶轮组件内产生高压区域和低压区域，从而迫使流体通过叶轮组件。

后罩板10还包括中心毂22，叶片14以大致径向的方式从中心毂22延伸到后罩板10的外边缘26。后罩板10包括适于接收驱动轴(未示出)的中心孔口28。中心孔口28可以是花键的，或者可以包括用于将转矩从驱动轴传递到叶轮组件100的其它联接结构。在本发明的另一个示例中，中心毂22可以与叶片14分离。

在所示的实施例中，每个叶片14都包括大致平坦的脊部部分30和向下渐缩的部分32，所述向下渐缩的部分32朝向后罩板10的外边缘26延伸。后罩板10的每个叶片14还都限定一对大致平坦的叶片侧表面33、34。叶片14还包括孔口36，每个所述孔口36都被限定在叶片14的基部附近。孔口36的尺寸设定成接收盖板12的互锁结构的部分，这将在下文中描述。

图3是图2的后罩板10的视图，并且示出了孔口36相对于中心孔口28的位置的大致径向特性。

参照图4，盖板12包括中心孔口39，在叶轮操作期间流体通过所述中心孔口39。盖板12包括用于将后罩板10联接到盖板12的互锁结构。在该示例中，互锁结构包括多个转矩传递部件40和多个闩锁构件42。在图4的示例中，转矩传递部件40径向地对准和间隔开，并且尺寸设定成在组装时接收叶片14的上部分。转矩传递部件40的通道44示出为连续的通道，而在可替代的实施例中，通道44可以是不连续的。转矩传递部件40是充分完整的，以便在叶轮转动期间将施加到后罩板10的转矩中的一部分传递到盖板12。转矩传递部件40的另一个目的是在组装期间使后罩板10与盖板12对准。

图5示出了图4中的由圆圈C5所指示的一部分的放大图。在该示例中，闩锁构件42示出为一对延伸的齿，在齿的最靠上的部分处设置有止动部50。闩锁构件42是弹性的并且允许每个齿在叶轮组装期间都远离彼此偏转。止动部50的尺寸和形状设定成与孔口36协同操作，以将盖板12锁定到后罩板10。

图6示出了图5中的由圆圈C6所指示的部分的放大图。闩锁构件42的多对齿在止动部50处包括相对的表面52。闩锁构件42的表面52接合叶片14的位于孔口36内一部分，如图7中所示，图7是大致与叶轮100的基部表面垂直的剖视图。

在叶轮100的组装期间，后罩板10和盖板12对准并且聚拢在一起，以便使闩锁构件42的齿接合叶片14，并且远离叶片14偏转，直到止动部50接合孔口36的平面59为止，于是齿返回就位。同时，随着后罩板和盖板聚拢在一起，转矩传递部件40的通道44接合叶片14的侧面33、34。如图8中所示，弹性的闩锁构件42已经咬合到孔口36中以在转动期间保持盖板12和后罩板10，以便使两个部件的分离最小化。

图8还示出了盖板12的弯曲部分80和后罩板10的向下渐缩的部分32内的相对应的弯曲段之间的关系。因此，盖板12在后罩板10的整个渐缩的部分32上接合后罩板10。

图9是本发明的示例的另一个剖视图，示出了后罩板10的叶片14与盖板12的通道44之间的配合关系。

图10示出了包括叶轮100的鼓风机设备的示例。壳体60限定了其中定位有叶轮100的孔口61。壳体60包括流体入口62和流体出口63。流体系统(未示出)的导管与入口62、出口63流体连通。图11是示出了图10的鼓风机设备的剖视图。驱动轴在毂22处联接到叶轮。随着驱动轴转动，叶轮100在壳体60内转动，从而将流体从入口62吸入，并且使流体在从出口63处离开之前通过叶轮100。在后罩板10处通过驱动轴供给的转矩中的一定量转矩经由叶片14和转矩传递部件40有效地传递。

在本发明的可替代的示例中，转矩传递部件和闩锁构件可以结合。在另一个示例中，转矩传递部件可以仅接合叶片的单个侧面，而不是本文中公开的叶片的相对的两个侧面。转矩传递部件优选地构造成接合叶片的一个或者多个表面。转矩传递部件可以呈现出不同的尺寸或者形状，虽然期望的是较小的外形，以便最小化对流过叶轮的流体的扰动。

在本发明的又一个示例中，闩锁从后罩板10延伸并且接合盖板12的孔口或者腔体。在又一个示例中，与上述的示例的表面52类似的止动表面可以接合后罩板10的后表面，而不是叶片14。本发明的其它示例可以包括数量少于叶片14的闩锁构件，或者可以包括数量等于叶片14的数量的闩锁构件。在本发明的又一个示例中，闩锁构件将不与叶片14的侧面33、34接触，而是位于相邻的成对的叶片14之间。在本发明的又一个示例中，与图4的示例中向内倾斜相反，闩锁构件可以向外倾斜。在又一个示例中，闩锁构件可以相对于例如后罩板10的后表面延伸成与后罩板大致垂直接触。在本发明的又一个示例中，闩锁42可以被钉在适当的位置中、通过一个或多个螺纹紧固件固定、或者以其它的方式联接。

虽然已经详细地描述了本发明及其优点，但是应当理解，可以在没有脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，进行多种改变、替换和改造。此外，本发明的范围并不局限于本说明书中描述的处理、机器、制造、物质成分、装置、方法以及步骤的特定实施例。本领域的技术人员将从本发明的公开内容容易地理解，根据本发明，可以使用执行与此处说明的相对应的实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的现有的或者以后待发展的处理、机器、制造、物质成分、装置、方法或者步骤。因此，所附权利要求意在于在它的范围内包括这些处理、机器、制造、物质成分、装置、方法或者步骤。

Claims (27)

1.一种叶轮组件，所述叶轮组件包括：

一对大致圆形的板；

设置在所述一对板之间的多个叶片；和

在所述一对板中的至少一个板上的互锁结构，所述互锁结构至少包括转矩传递部件，所述转矩传递部件接合所述多个叶片的侧面。

2.根据权利要求1所述的叶轮组件，其中，所述互锁结构还包括多个闩锁构件。

3.根据权利要求1所述的叶轮组件，其中，所述多个叶片从所述一对板中的一个板上的中心毂延伸。

4.根据权利要求3所述的叶轮组件，其中，所述毂包括用于接收驱动轴的孔口，以在操作期间转动所述叶轮组件。

5.根据权利要求1所述的叶轮组件，其中，所述互锁结构限定在所述一对板中的一个板上，并且所述多个叶片限定在另一个板上。

6.根据权利要求1所述的叶轮组件，其中，所述互锁结构和所述多个叶片限定在同一个板上。

7.根据权利要求5所述的叶轮组件，其中，所述转矩传递部件限定多个通道，每个所述通道的尺寸都设定成接合所述多个叶片中的一个叶片的侧表面。

8.根据权利要求6所述的叶轮组件，其中，所述多个闩锁构件包括多个齿，每个所述齿都具有止动结构。

9.根据权利要求7所述的叶轮组件，其中，所述多个齿中的一对齿接合所述叶轮的每个叶片。

10.根据权利要求8所述的叶轮组件，其中，所述止动结构接合形成在所述多个叶片的侧表面上的孔口。

11.根据权利要求1所述的叶轮组件，其中，所述互锁结构和所述多个叶片限定在同一个板上。

12.一种叶轮组件，所述叶轮组件包括：

后罩板，所述后罩板具有限定在所述板的表面上的多个叶片，并且具有包括联接部件的毂，所述叶片构造成在所述叶轮组件的操作期间使流体运动；

盖板，所述盖板具有中心孔口；

互锁结构，所述互锁结构包括多个转矩传递部件，所述多个转矩传递部件中的每个都远离所述板中的一个板延伸并且接合所述板中的另一个板的表面；和

多个流体通路，所述多个流体通路从所述中心孔口延伸到所述叶轮组件的外边缘，所述流体通路中的每个流体通路都限定在一对叶片、所述盖板的一部分和所述后罩板的一部分之间。

13.根据权利要求12所述的叶轮组件，其中，所述互锁结构还包括多个闩锁构件，所述多个闩锁构件中的至少一个闩锁构件接合所述多个叶片中的一个叶片，以将所述盖板锁定到所述后罩板。

14.根据权利要求13所述的叶轮组件，其中，所述闩锁构件包括具有止动结构的多个弹性齿，并且每个所述止动结构都接合所述多个叶片中的一个叶片的孔口。

15.根据权利要求14所述的叶轮组件，其中，一对弹性齿接合所述多个叶片中的一个叶片的相对的侧表面。

16.根据权利要求15所述的叶轮组件，其中，位于所述一对齿的端部处的一对止动结构与位于所述相对的侧表面上的一对孔口接合。

17.根据权利要求12所述的叶轮组件，其中，每个所述转矩传递部件都限定通道，所述通道的尺寸适于接合所述多个齿中的一个齿。

18.根据权利要求17所述的叶轮组件，其中，所述通道的尺寸适于接合所述齿的脊部部分。

19.根据权利要求12所述的叶轮组件，其中，所述毂的联接部件包括尺寸适于接收驱动轴的孔口。

20.根据权利要求12所述的叶轮组件，其中，所述互锁结构包括多个闩锁，所述多个闩锁从所述板中的一个板延伸并且闩锁到所述板中的另一个板中。

21.根据权利要求20所述的叶轮组件，其中，所述多个闩锁从所述盖板延伸并且闩锁到所述后罩板的叶片孔口中。

22.根据权利要求20所述的叶轮组件，其中，所述多个闩锁从所述盖板延伸并且至少部分地穿过所述后罩板。

23.根据权利要求20所述的叶轮组件，其中，所述闩锁从所述后罩板延伸并且闩锁到所述盖板中。

24.根据权利要求20所述的叶轮组件，其中，所述闩锁从所述盖板延伸并且闩锁到所述后罩板中。

25.一种提供流体泵的方法，所述方法包括：

提供一种根据权利要求12所述的叶轮组件；

将所述叶轮组件插入到壳体中，所述壳体具有流体入口和流体出口；以及

将所述叶轮组件联接到驱动轴，所述驱动轴的转动致使所述叶轮组件在所述壳体内转动，从而致使流体在经由所述流体出口离开所述壳体之前，从所述流体出口通过所述盖板的中心孔口并且通过多个流体通路流动，由所述驱动轴所供给的转矩从所述毂经由所述转矩传递部件而传递到所述盖板。

26.根据权利要求25所述的方法，还包括：

通过多个闩锁将所述盖板锁定到所述后罩板，所述多个闩锁从所述盖板延伸并且与限定在所述多个叶片的侧表面上的多个孔口接合。

27.根据权利要求25所述的方法，其中，所述多个孔口限定在所述后罩板的基部附近，并且所述多个闩锁通过多个齿限定，每个所述齿都具有与所述多个孔口中的一个孔口接合的止动结构。

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