CN105298907A - 流体泵浦低紊流动叶轮 - Google Patents

Abstract

一种流体泵浦低紊流动叶轮，包含一第一基壁、一第二基壁、多片导流叶片及多片挡片，第二基壁形成有一入口，每两个相邻近的导流叶片及其对应连接的挡片共同界定出一流道，每两个相邻近挡片之间界定出流道的一出口，各流道具有一对齐于出口的层流区、一对齐于挡片的紊流区及一对齐于挡片的过渡流区，借由挡片阻挡紊流区及过渡流区的设计方式，使得流体只能经由层流区流出出口，借此，各流道的出口所排出的流体是呈低紊流的状态，能大幅降低流体因负压而产生的回流现象以及紊流所产生的气蚀现象，流体泵浦低紊流动叶轮在运转时其转速能提高以增加流体排出的效率。

Description

流体泵浦低紊流动叶轮

技术领域

本发明涉及一种泵浦叶轮，特别是涉及一种离心式的流体泵浦低紊流动叶轮。

背景技术

参阅图1及图2，一般离心式泵浦叶轮1通常包括一第一基壁11、一与第一基壁11相间隔的第二基壁12，及多片连接于第一基壁11与第二基壁12之间的叶片13。第二基壁12中心形成有一用以供流体流入的入口121。所述叶片13呈环状且相间隔排列，各叶片13具有一第一叶面131，及一相反于第一叶面131的第二叶面132，每两个相邻叶片13的第一叶面131与第二叶面132之间共同界定出一用以供流体流出的流道14，各叶片13的厚度均一，而各流道14的宽度是由内朝向泵浦叶轮1外周逐渐变宽。

当马达通过传动轴带动泵浦叶轮1沿一旋转方向R旋转时，流体会经由入口121流入泵浦叶轮1内，随后因离心力作用而由各通道14的一出口140流出。由于各流道14的宽度是由内朝向泵浦叶轮1外周逐渐变宽，因此，各流道14具有一邻近于第一叶面131的层流区141、一邻近于第二叶面132的紊流区142，及一位于层流区141与紊流区142之间的过渡流区143，层流区141、紊流区142及过渡流区143同时对应于出口140。流体流入各流道14时部分的流体会沿一箭头D方向经由层流区141流出，而部分的流体则会在紊流区142内先形成逆向旋转的涡流V后再由出口140流出，使得出口140流出之流体会形成高紊流状态。如此一来，会导致流体因负压而产生回流，进而容易产生气蚀现象，造成叶片13的破坏。若泵浦叶轮1转速增加，前述现象更为严重，故现有泵浦叶轮1在运作时转速无法提高，所以流体排出效率较差。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种流体泵浦低紊流动叶轮，经由各流道的出口所流出的流体是呈现低紊流状态，能大幅地降低紊流所产生的气蚀现象，借此，能减少耗能，以提升流体的排出效率。

本发明的目的及解决背景技术问题是采用于下技术方案来实现的，依据本发明提出的流体泵浦低紊流动叶轮，包含一第一基壁、一第二基壁，及多片导流叶片，该第一基壁包括一第一内壁面，及一第一外周缘，该第二基壁与该第一基壁相间隔，该第二基壁包括一面向该第一内壁面的第二内壁面，及一第二外周缘，该第二基壁形成有一入口，所述导流叶片连接于该第一内壁面与该第二内壁面之间，所述导流叶片呈环状地彼此相间隔排列，各该导流叶片包括一内侧端、一相反于该内侧端的外侧端、一位于该内侧端与该外侧端之间的第一叶面，及一相反于该第一叶面的第二叶面。

该流体泵浦低紊流动叶轮还包含多片挡片，所述挡片设置于该第一基壁的该第一外周缘与该第二基壁的该第二外周缘，所述挡片彼此相间隔排列并共同构成一环形状，各该挡片连接于对应的该导流叶片的该外侧端，每两个相邻近的该导流叶片及其对应连接的该挡片共同界定出一流道，且每两个相邻近的该挡片之间界定出该流道的一出口，各该流道具有一邻近于对应的该导流叶片的该第一叶面并对齐于该出口位置的层流区，及一邻近于对应的该导流叶片的该第二叶面并对齐于该挡片位置的紊流区。

各该流道还具有一位于该层流区与该紊流区之间且对齐于该挡片位置的过渡流区。

各该挡片包括一与对应的该导流叶片的该外侧端连接的连接端，及一相反于该连接端的末端。

各该挡片还包括一形成于该连接端与该末端之间的挡止面，各该挡片的该挡止面与对应的该导流叶片的该第二叶面相连接，各该挡止面与相连接的该第二叶面之间夹一夹角，该夹角为一钝角。

所述挡片连接于该第一基壁的该第一外周缘与该第二基壁的该第二外周缘之间，各该挡片的该连接端一体成型地连接于对应的该导流叶片的该外侧端。

流体泵浦低紊流动叶轮还包含一套环，该套环套设并固定于该第一基壁的该第一外周缘与该第二基壁的该第二外周缘，该套环包括两相间隔的环圈及所述挡片，所述挡片连接于该两环圈之间。

本发明的有益效果在于：借由各挡片阻挡于流道的紊流区及过渡流区的设计方式，使得流体只能经由层流区流出出口，借此，各流道的出口所排出的流体是呈现低紊流的状态，能大幅降低流体因负压而产生的回流现象以及紊流所产生的气蚀现象，以避免导流叶片的损坏。再者，流体泵浦低紊流叶轮在运转时其转速能提高，以增加流体排出的效率。

附图说明

图1是现有离心式泵浦叶轮的局部剖视立体图；

图2是现有离心式泵浦叶轮的前视剖视示意图，说明流体的流动方式；

图3是本发明流体泵浦低紊流动叶轮的第一较佳实施例的局部剖视立体图，说明第一基壁、第二基壁、导流叶片以及挡片之间的连接关系；

图4是本发明流体泵浦低紊流动叶轮的第一较佳实施例的侧视剖视示意图；

图5是本发明流体泵浦低紊流动叶轮的第一较佳实施例的前视剖视示意图，说明流入流道的层流区内的部分流体会由出口流出，而流入紊流区及过渡流区内的部分流体会受到挡片的挡止面阻挡；

图6是本发明流体泵浦低紊流动叶轮的第二较佳实施例的局部剖视立体图，说明套环套设并固定于第一基壁的第一外周缘及第二基壁的第二外周缘，以及套环具有环圈及挡片；

图7是本发明流体泵浦低紊流动叶轮的第二较佳实施例的前视剖视示意图，说明流入流道的层流区内的部分流体会由出口流出，而流入紊流区及过渡流区内的部分流体会受到挡片的挡止面阻挡；

图8是本发明流体泵浦低紊流动叶轮的第三较佳实施例的立体图；及

图9是本发明流体泵浦低紊流动叶轮的第三较佳实施例的前视剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

参阅图3，是本发明流体泵浦低紊流动叶轮的第一较佳实施例，该流体泵浦低紊流动叶轮200是设置在离心式泵浦的一壳体(图未示)内，离心式泵浦的马达通过一传动轴(图未示)带动流体泵浦低紊流动叶轮200旋转。

参阅图3、图4及图5，流体泵浦低紊流动叶轮200包含一第一基壁2、一第二基壁3、多片导流叶片4，及多片挡片5。第一基壁2呈圆形并包括一第一内壁面21，及一第一外周缘22。第一基壁2中心处设置有一轴接部23，轴接部23用以连接于传动轴并可受马达驱动而旋转。第二基壁3与第一基壁2相间隔且相互平行，第二基壁3呈环形并包括一面向第一内壁面21的第二内壁面31，及一第二外周缘32，第二基壁3形成有一用以供例如为空气或水等流体流入的入口33。所述导流叶片4连接于第一基壁2的第一内壁面21与第二基壁3的第二内壁面31之间，所述导流叶片4呈环状地彼此相间隔排列，各导流叶片4呈弧形状并包括一内侧端41、一相反于内侧端41的外侧端42、一位于内侧端41与外侧端42之间的第一叶面43，及一相反于第一叶面43的第二叶面44。

所述挡片5设置于第一基壁2的第一外周缘22与第二基壁3的第二外周缘32，在本实施例中，所述挡片5是连接于第一内壁面21与第二内壁面31之间以及第一外周缘22与第二外周缘32之间，所述挡片5彼此相间隔排列并共同构成一环形状。各挡片5连接于对应的导流叶片4的外侧端42，用以阻挡流体。每两个相邻近的导流叶片4及其对应连接的挡片5共同界定出一流道6，且每两个相邻近的挡片5之间界定出流道6的一出口60。各流道6具有一邻近于对应的导流叶片4的第一叶面43并对齐于出口60位置的层流区61、一邻近于对应的导流叶片4的第二叶面44并对齐于挡片5位置的紊流区62，及一位于层流区61与紊流区62之间且对齐于挡片5位置的过渡流区63。

具体而言，在本实施例中，各挡片5包括一与对应的导流叶片4的外侧端42连接的连接端51，及一相反于连接端51的末端52，其中，各挡片5的连接端51是一体成型地连接于对应导流叶片4的外侧端42，借此，能确保各挡片5与对应连接的导流叶片4之间不会有空隙产生，以防止流体经由前述空隙流出。

此外，各挡片5还包括一形成于连接端51与末端52之间用以挡止流体的挡止面53，各挡止面53与对应的导流叶片4的第二叶面44相连接并共同夹一夹角A，夹角A为一钝角，其中，夹角A的大小可视实际设计需求调整。

当马达通过传动轴带动流体泵浦低紊流动叶轮200沿一旋转方向R旋转，流体会经由入口33流入流体泵浦低紊流动叶轮200内，借由流体泵浦低紊流动叶轮200旋转时所产生的离心力作用，使得流体会流入各流道6内。流入各流道6的层流区61内的部分流体会直接沿着一箭头D方向经由出口60流出，流入紊流区62及过渡流区63内的部分流体则会受到挡片5的挡止面53阻挡而无法直接排出流体泵浦低紊流动叶轮200外，也就是说流体在紊流区62内所形成的逆向旋转的涡流V会受到挡止面53的阻挡而无法排出。借此，使得各流道6的出口60所排出的流体是呈现低紊流的状态，能大幅降低流体因负压而产生的回流现象以及紊流所产生的气蚀现象，以避免导流叶片4的损坏。再者，流体泵浦低紊流动叶轮200在运转时其转速能提高，以增加流体排出的效率。

需说明的是，在本实施例中，各挡片5的长度即对应于出口60面积大小的设计，出口60面积的大小是依据入口33面积和入口33流速以及流体泵浦低紊流动叶轮200外径和出口60流速，两者之比值所形成的减缩比来决定。

参阅图6及图7，是本发明流体泵浦低紊流动叶轮的第二较佳实施例，该流体泵浦低紊流动叶轮210的整体结构与作动方式大致与第一较佳实施例相同，不同之处在于流体泵浦低紊流动叶轮210还包含一套环50。

在本实施例中，套环50套设并固定于第一基壁2的第一外周缘22与第二基壁3的第二外周缘32间，套环50可通过例如焊接或螺丝锁固的方式固定于第一基壁2的第一外周缘22及第二基壁3的第二外周缘32。套环50包括两个相间隔的环圈54，及多个连接于两个环圈54之间的挡片5，所述挡片5一体成型地连接于两个环圈54之间。

参阅图8及图9，是本发明流体泵浦低紊流动叶轮的第三较佳实施例，该流体泵浦低紊流动叶轮220的整体结构大致与作动方式大致与第一较佳实施例相同，不同之处在于各导流叶片4的形状。

在本实施例中，各导流叶片4的内侧端41略呈翘起状，流体泵浦低紊流动叶轮220是应用在比重小于1的流体，例如为空气。

归纳上述，各实施例的流体泵浦低紊流动叶轮200、210、220，借由各挡片5阻挡于流道6的紊流区62及过渡流区63的设计方式，使得流体只能经由层流区61流出出口60，借此，各流道6的出口60所排出的流体是呈现低紊流的状态，能大幅降低流体因负压而产生的回流现象以及紊流所产生的气蚀现象，以避免导流叶片4的损坏。再者，流体泵浦低紊流动叶轮200、210、220在运转时其转速能提高，以增加流体排出的效率，确实能达到本发明所诉求的目的。

Claims (6)

1.一种流体泵浦低紊流动叶轮，包含一第一基壁、一第二基壁，及多片导流叶片，该第一基壁包括一第一内壁面，及一第一外周缘，该第二基壁与该第一基壁相间隔，该第二基壁包括一面向该第一内壁面的第二内壁面，及一第二外周缘，该第二基壁形成有一入口，所述导流叶片连接于该第一内壁面与该第二内壁面之间，所述导流叶片呈环状地彼此相间隔排列，各该导流叶片包括一内侧端、一相反于该内侧端的外侧端、一位于该内侧端与该外侧端之间的第一叶面，及一相反于该第一叶面的第二叶面；其特征在于：

该流体泵浦低紊流动叶轮还包含多片挡片，所述挡片设置于该第一基壁的该第一外周缘与该第二基壁的该第二外周缘，所述挡片彼此相间隔排列并共同构成一环形状，各该挡片连接于对应的该导流叶片的该外侧端，每两个相邻近的该导流叶片及其对应连接的该挡片共同界定出一流道，且每两个相邻近的该挡片之间界定出该流道的一出口，各该流道具有一邻近于对应的该导流叶片的该第一叶面并对齐于该出口位置的层流区，及一邻近于对应的该导流叶片的该第二叶面并对齐于该挡片位置的紊流区。

2.根据权利要求1所述的流体泵浦低紊流动叶轮，其特征在于：各该流道还具有一位于该层流区与该紊流区之间且对齐于该挡片位置的过渡流区。

3.根据权利要求2所述的流体泵浦低紊流动叶轮，其特征在于：各该挡片包括一与对应的该导流叶片的该外侧端连接的连接端，及一相反于该连接端的末端。

4.根据权利要求3所述的流体泵浦低紊流动叶轮，其特征在于：各该挡片还包括一形成于该连接端与该末端之间的挡止面，各该挡片的该挡止面与对应的该导流叶片的该第二叶面相连接，各该挡止面与相连接的该第二叶面之间夹一夹角，该夹角为一钝角。

5.根据权利要求4所述的流体泵浦低紊流动叶轮，其特征在于：所述挡片连接于该第一基壁的该第一外周缘与该第二基壁的该第二外周缘之间，各该挡片的该连接端一体成型地连接于对应的该导流叶片的该外侧端。

6.根据权利要求4所述的流体泵浦低紊流动叶轮，其特征在于：还包含一套环，该套环套设并固定于该第一基壁的该第一外周缘与该第二基壁的该第二外周缘，该套环包括两相间隔的环圈及所述挡片，所述挡片连接于该两环圈之间。