CN104603451B - 一种用于液压流体机的叶轮装置 - Google Patents

一种用于液压流体机的叶轮装置 Download PDF

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Abstract

描述了一种用于液压流体机的叶轮装置(1)，所述叶轮(1)包括轮毂(2)和围绕叶轮(1)的中心轴(S)分布的多个叶片(4)，所述叶片(4)通过与轮毂(2)中的凹槽(21)互补配合的基座(41)可拆卸地连接于叶轮(1)，其特征在于，所述轮毂(2)中的凹槽(21)在轮毂的外边缘部(23)和内边缘部(25)中的至少一个边缘部处，分别一直向外或内向延伸至该边缘部(23，25)，从而所述基座(41)径向向外或向内分别延伸到轮毂(2)的外边缘部(23)和内边缘部(25)中至少一个边缘部，该发明还描述了一种提供用于液压流体机的叶轮(1)的方法。

Description

一种用于液压流体机的叶轮装置
技术领域
本发明涉及一种用于液压流体机的叶轮装置，尤其涉及一种具有如下结构的用于液压流体机的叶轮装置，该叶轮包括有多个可拆卸地连接于轮毂且环绕于叶轮中心轴的叶片，这些叶片通过与轮毂中的凹槽互补配合的基座连接于轮毂。本发明还涉及一种提供叶轮的方法，其中叶轮用于液压流体机。
背景技术
用于液压流体机的叶轮，例如泵和涡轮机可能会受到相当大的磨损，特别是当叶轮穿过包含颗粒物的液体容易受磨损，例如，具有硬质颗粒的沙质河水在涡轮机短期使用后就将它的叶片磨损了。
从专利文件NO327520B1可知一种用于流体机的叶轮，具有可拆卸地连接于叶轮的叶片。所述叶片通过基座和螺纹连接件连接于轮毂，所述基座与轮毂中的凹槽互补配合。该专利文件还公开了，所述叶片和其它叶轮部件可以有例如碳质合金的硬涂层以增加抗磨性，进而提高经受大量磨损和腐蚀的流体机的使用寿命。
专利文件US20080286130A1公开了一种叶轮，具有可拆卸的且可灵活定位的叶片。
现有技术中的叶轮容易受到包含颗粒物的液体的磨损，尽管叶片形状经过了优化且叶轮部件有硬质涂层。此外,叶轮的角落、锋利边缘以及叶轮不同部件之间的过渡处尤其易于受到磨损，尤其是角落、边缘等处，对于这些位置水流快速冲击而且朝着叶轮材料有大的法向分量。
发明内容
本发明的目的在于补救或者减小至少现有技术的缺陷之一或者至少提供一种可以替代现有技术的有用的替代品。
该目的通过本说明书以及其后的权利要求中描述的特征来实现。
第一方面，该发明涉及一种用于液压流体机的叶轮装置，该叶轮包括轮毂和分布在叶轮的中心轴周围的多个叶片，所述叶片通过与轮毂中的凹槽互补配合的基座可拆卸地连接于叶轮，其特征在于，所述轮毂中的各凹槽在轮毂的外边缘部和内边缘部中至少一个边缘部处，分别一直向外或一直向内延伸至轮毂的该边缘部，从而各基座径向地向外或向内分别延伸到轮毂的外边缘部和内边缘部中至少一个边缘部。
这种结构的优点是基座和轮毂之间的过渡处移出到或跨过轮毂的外边缘部和/或内边缘部，所述过渡处是特别容易受磨损的部分。因此所述过渡处从叶轮的一个或多个区域移走，该区域处水流速度较高，因而在正常使用中磨损比较大。
在一具体实施例中，所述叶轮轮毂中的各凹槽分别一直向外延伸到轮毂的外边缘部并一直向内延伸到轮毂的内边缘部。这就意味着前述的耐磨和腐蚀的问题可以在叶轮的入口和出口处被避免或者至少是减少，由于基座能够一直伸出到或延伸跨越轮毂的外边缘部和内边缘部。
在一具体实施例中，所述轮毂的凹槽在轮毂的外边缘部比在轮毂的内边缘部在切向上更宽。这种机构比较适合于当叶轮用于水流速度在出口处最高并因而磨损在入口处也就是说在叶轮的外边缘部最高的涡轮机，。较宽的凹槽会容纳较宽的较抗磨的基座，从而能够进一步提高液压流体机的使用寿命。
在一具体实施例中，叶轮被环体封闭。所述环体至少一部分上会成型有对应于轮毂凹槽的凹槽，从而叶片可以固定在环和轮毂之间。所述环的各凹槽可以按照与轮毂上的各凹槽相同的方式延伸，一直向外和/或一直向内分别延伸到轮毂的外边缘部和内边缘部。
在一具体实施例中，所述各叶片可以在它们到轮毂的过渡处成型有中空的键。这种结构将会提高叶片和轮毂之间的过渡处的耐磨损性。
在一具体实施例中，所述各叶片可以在它们到环部的过渡处成型有中空的键。这种结构具有与前面所述结构相同的优点。
在一具体实施例中，所述这些基座可以通过螺栓连接件连接于轮毂。这种结构将加固叶片到轮毂的连接。所述基座也可以通过螺栓连接件连接于环部。
第二方面，本发明涉及一种提供用于液压流体机的叶轮的方法，所述叶轮包括轮毂和分布在叶轮的中心轴周围的多个叶片，所述叶片通过与所述轮毂中的凹槽互补配合的基座可拆卸地连接于所述叶轮，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
将轮毂成型为各凹槽在轮毂的外边缘部和内边缘部中至少一个边缘部处，分别地一直向外或一直向内延伸到该边缘部，从而各基座径向地向外或者向内延伸到所述轮毂的外边缘部和内边缘部中的至少一个。
还描述了一种包括依据上述描述的叶轮的液压流体机。
在一具体实施例中，该液压流体机可以是涡轮机。
在下文中，描述一个示例性的优选实施例，显示该实施例的附图包括：
附图说明
图1为现有技术轮毂的立体图；
图2为图1中轮毂的侧视图；
图3为依据本发明的轮毂的侧视图；
图4为依据本发明的轮毂的俯视图；
图5为依据本发明的轮毂的立体图；
图6为依据本发明的轮毂的俯视图；以及
图7为依据本发明的轮毂和叶片结合处剖面的放大侧视图。
具体实施方式
在下文中，附图标记1指示了依据本发明的叶轮。所述叶轮1包括排布连接有多个叶片4的轮毂2。
在图1的上图示出了现有技术中的具有轮毂2’的叶轮1’。所述轮毂2’成型有十个凹槽21’，叶片4可以附着于凹槽中，在该图中，为了描述，仅仅一个凹槽21’附着有叶片4。所述凹槽21’基本上遵循叶片4的曲率，该凹槽21’径向和切向地延伸横跨轮毂2’。从示出了轮毂2’的放大部分的图1的下图看得最清楚，在轮毂2’的凹槽21’和外边缘部23之间存在一个径向的空隙。该空隙使得水以极大的速度基本上切向进入轮毂2’的外边缘部23时水对轮毂2’和叶片4的外边缘部45之间的过渡处具有大的法向速度分量，所述过渡处由中空键43形成。如上所述，上面所述的情况会对轮毂2’和叶片 4之间的过渡处造成非常大的磨损，减少了液压流体机的使用寿命，如图4 所示，在所述液压流体机中，所述叶轮1’绕着轴S旋转。
图2的上图是图1所示的轮毂的侧视图。图2的下图示出了一个放大的细节图，在该图中可以清楚地看到所述叶片4经由中空键43到所述轮毂2’的过渡处。
图3示出了依据本发明的轮毂2，为了描述，轮毂2也仅仅示出了具有一个叶片4的情况，图3的下图示出了一个放大的细节图。与图1和图2中轮毂2’相反，在所述轮毂2中，所述凹槽21一直向外延伸到轮毂2的外边缘部23处，且一直向内延伸至轮毂2的内边缘部25处，后者在图5中看得最清楚。所述叶轮4的基座41嵌合在轮毂2的凹槽21中。如图7所示，所述基座41进一步通过螺纹连接件3螺合到轮毂2中。从该图中可以看出，在所述凹槽21中所述基座41一直向外延伸到轮毂2的外边缘部23。非常易受磨损的叶轮1的一部分，即叶片4和轮毂2之间的过渡部，从具有高水流速度的区域移开且朝着液压流体机的叶轮1和静止部件(图中未示出)之间的间隙(图中未示出)外移。
图4和图5分别是图3中轮毂2的俯视图和立体图，图5也示出了轮毂 2的内边缘部25。
图6示出了依据本发明的叶轮1具有十个连接于轮毂2的叶片4。所述叶片4还成型有用于附着到环体(图中未示意出)上的上基座42，所述环体安装在叶片4的顶部以封闭叶轮1，例如上面提到的专利文件 NO327520B1。
图7示出了附着有叶片4的轮毂2的一部分的截面，图7也清楚地示出了叶片4经由中空键43到基座41的过渡处。所述连接栓3从所述轮毂2的底部螺旋入基座41以加固叶片4到轮毂2的连接。

Claims (7)

1.一种用于液压流体机的叶轮装置(1)，叶轮装置(1)包括轮毂(2)和围绕叶轮装置(1)的中心轴(S)分布的多个叶片(4)，所述各叶片(4)通过与轮毂(2)中的各凹槽(21)互补配合的基座(41)可拆卸地连接于叶轮装置(1)，其特征在于，所述轮毂(2)中的各凹槽(21)在轮毂(2)的外边缘部(23)一直向内延伸到内边缘部(25)，所述轮毂(2)中的凹槽(21)在轮毂(2)的外边缘部(23)比在轮毂(2)的内边缘部(25)在切向上更宽，相应地，各基座(41)径向地向内延伸到轮毂(2)的内边缘部(25)并且一直伸出到或延伸跨越轮毂的外边缘部和内边缘部；所述各叶片(4)在它们到所述轮毂(2)的过渡处成型有中空键(43)。
2.依据权利要求1所述的装置，其中，所述叶轮装置(1)被环部封闭。
3.依据权利要求1所述的装置，其中，所述各叶片(4)它们到环部的过渡处成型有中空键(43)。
4.依据权利要求1所述的装置，其中，所述基座(41)通过螺栓连接件(3)连接于所述轮毂(2)。
5.一种液压流体机，其包括依据权利要求1所述的叶轮装置(1)。
6.一种涡轮机，其包括依据权利要求1所述的叶轮装置(1)。
7.一种提供用于液压流体机的叶轮装置的方法，所述叶轮装置(1)包括轮毂(2)和分布在叶轮装置(1)的中心轴(S)周围的多个叶片(4)，所述叶片(4)通过与所述轮毂(2)中的凹槽(21)互补配合的基座(41)可拆卸地连接于所述叶轮装置(1)，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将轮毂(2)成型为凹槽(21)，所述轮毂(2)中的各凹槽(21)在轮毂(2)的外边缘部(23)一直向内延伸到内边缘部(25)，所述轮毂(2)中的凹槽(21)设置在轮毂(2)的外边缘部(23)比设置在轮毂(2)的内边缘部(25)在切向上更宽，相应地，各基座(41)径向地向内延伸到轮毂(2)的内边缘部(25)并且一直伸出到或延伸跨越轮毂的外边缘部和内边缘部。
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