CN106795891B - 离心泵用的叶轮组件 - Google Patents

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Abstract

一种离心泵用的叶轮组件，其包括具有不同直径的两个盘构件，这两个盘构件与旋转轴线同轴地布置，并且彼此相向而形成有空隙，叶片径向布置在该空隙中，这两个盘构件还居中地设置有用于紧固至传动轴的紧固装置，传动轴绕所述旋转轴线旋转。本发明的特征在于，具有从直径最小的盘构件的外周区域径向突出的波状外形的动叶，这些动叶基本布置在所述叶片处。

Description

离心泵用的叶轮组件
技术领域
本发明涉及叶轮组件，尤其是单级或多级型离心泵用的叶轮组件。
背景技术
如公知的，离心泵的叶轮通常具有彼此相向而形成有空隙的成对的成形盘体，在该空隙中布置有连接这两个盘的一组叶片。
而且，相对于每个叶轮居中地设置有轮毂或者等同的联接装置，其使得叶轮能紧固至借助马达装置转动的传动轴。
发明内容
尽管广泛使用上述现有技术的叶轮，但是它们是有缺陷的，这之中，最主要的缺陷可能是由于产生的轴向推力。
离心泵的叶轮实际上受到作用在其两个面上的不同压力：通常作用在入口侧的比大气压力低的压力，同时还有作用在相对面上的基本上等于输出压力的压力。
这产生了可能会相当大的轴向推力，使得产生大的效率损耗以及会损坏马达轴承的过载。
在多级泵的情况下这些问题明显增大。
试图解决与轴向推力的产生相关联的问题，一些多级泵的制造商将半数叶轮键接在其余叶轮的相反方向上。
然而，这样的解决方案在形成内部通道时产生相当大的困难。
其他制造商则在输出侧在盘主体上设置孔，然而这些孔降低了叶轮的整体效率。
本发明旨在解决上述问题，提供一种能减小轴向推力同时确保最大效率的叶轮组件，尤其是离心泵用的叶轮组件。
在该宗旨的范围内，本发明的具体目的是提供一种能解决与通常在传动轴上产生的牵引力相关的问题的叶轮组件。
本发明的另一目的是提供一种能保护马达轴承的叶轮组件。
本发明的另一目的是提供一种能以少数量的部件制造并因此从纯经济角度也有利的叶轮组件。
解决问题的方案
通过一种离心泵用的叶轮组件实现了从下文会更清楚的该宗旨、这些目的及其它目的，该叶轮组件包括与旋转轴线同轴地布置并且彼此相向而形成有空隙的小直径盘构件及大直径盘构件，所述盘构件通过径向布置在所述空隙内的叶片而连接并且居中地设置有用于紧固至传动轴的紧固装置，所述传动轴绕所述旋转轴线旋转，所述叶轮组件的特征在于，该叶轮组件包括从所述小直径盘构件的外周区域径向突出的波状外形的动叶，所述波状外形的动叶大致布置在所述叶片处。
本发明还涉及一种离心泵，该离心泵包括大致中空的主体，该主体容纳紧固至传动轴的至少一个叶轮组件，该传动轴绕旋转轴线旋转，所述传动轴借助马达装置旋转，所述叶轮组件包括具有不同直径的两个盘构件，所述盘构件与所述旋转轴线同轴地布置并彼此相向而形成有空隙，所述盘构件通过径向布置在所述空隙内的叶片而连接并且居中地设置有用于紧固至所述传动轴的紧固装置，所述离心泵的特征在于，所述叶轮组件包括从具有最小直径的盘构件的外周区域径向突出的波状外形的动叶，所述波状外形的动叶大致布置在所述叶片处并构造成减小轴向推力。
附图说明
从根据本发明的叶轮组件的优选而非穷举实施方式的描述中会更加清楚进一步的特征和优点，这些实施方式在附图中以非限制性实施例的方式示出，其中：
图1是多级离心泵的剖视图；
图2是根据本发明的叶轮组件的立体图；
图3是根据本发明的叶轮组件的侧剖视图；
图4是根据本发明的叶轮组件的主视图；
图5是根据本发明的叶轮组件的部件的立体图；
图6是前一图中的部件的侧剖视图；
图7是图5和图6的部件的主视图；
图8是根据本发明的又一方面的叶轮组件的部件的主视图；
图9是根据本发明的再一方面的叶轮组件的后视图；
图10是图9的叶轮组件的剖视图。
具体实施方式
参照图1至图7，离心泵用的叶轮组件整体以附图标记1表示。
这里示出的实施例是指叶轮组件1涉及多级离心泵的情况；然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是根据本发明的叶轮组件也可以安装在不同类型的泵上。
图1中示出的多级离心泵由基本中空的主体21构成，该主体21容纳根据本发明设置的一组叶轮组件1；叶轮组件1同轴地紧固至借助马达装置23转动的传动轴22。
叶轮组件1包括与入口相关的大直径盘构件2以及与输出相关的小直径盘构件3。
这两个盘构件2和3与旋转轴线100同轴并且彼此相向而形成有大致柱状的空隙。
叶片4布置在该空隙中并将大直径盘构件2刚性连接至小直径盘构件3。
叶片4绕旋转轴线100有角度地分布，并从两个盘构件2和3的中心朝外周区域延伸，不从大直径盘构件突出。
在所示实施方式中，例如，叶片4弯曲而形成径向布置的扩散型管道。
有利的是，两个盘构件2和3设置有用于紧固至传动轴22(如图1所示)的紧固装置，传动轴22可绕旋转轴线100旋转。
在具体情况下，紧固装置包括设置在小直径盘构件3的中心处的轮毂5。
构想轮毂5使得其可与传动轴22机械关联。所述紧固装置还具有通孔6，该通孔6相对于大直径盘构件2居中地形成。
通孔6具有比传动轴22大的截面，并与从大直径盘构件2突出的轴环7匹配。
实际上，在将叶轮组件1安装在传动轴22上时，轴环7围绕轴22，从而提供构成叶轮的入口的环形开口。
根据本发明，叶轮组件1包括波状外形的动叶(vane)8，所述动叶8从小直径盘构件3的外周区域径向突出，基本位于叶片4处。
应当指出，波状外形的动叶8的轮廓构想成减少轴向推力。
在图2至图7中所示的实施方式中，波状外形的动叶8基本上为梯形并在一环形区域内延伸，该环形区域被包括在直径分别与两个盘构件2和3的直径一致的圆周之间。
绕旋转轴线100有角度地分布的波状外形的动叶8被对应数量的弧形轮廓9间隔开。
尤其参照图2至图7，弧形轮廓9基本上对应于与旋转轴线100同心的圆周部分。
方便地，叶片4的外周端为波状外形，从而可使波状外形的动叶8与大直径盘构件2相匹配。
可使用诸如钢、不锈钢、压铸钢、铸铁、黄铜等金属材料或者具有必要技术特征的其它材料(诸如一些高科技聚合物)，通过各种技术制造叶轮组件1。
图8至图10示出了本发明的实施方式，其中叶轮组件分别由附图标记101和201表示，并具有弧形轮廓(分别为109、209)，所述弧形轮廓设有相对于旋转轴线100而其距离径向增大的或多或少大出的部分。
实际上弧形轮廓109、209的形状也决定波状外形的动叶(分别由附图标记108、208表示)的形状，其与前一示例相比波状外形的动叶更成为曲线，从而更加无间断地与弧形轮廓109、209相匹配。
在图8至图10所示的实施方式中，与已参照图2至图7中所示的实施方式描述的元件对应的元件被标以相同的附图标记。
图1中所示的多级离心泵代替叶轮组件1可包括多个叶轮组件101，或者可包括多个叶轮组件201。
就根据本发明的叶轮组件的操作而言，通过实验测试和对结果的认真分析，观察到在小直径盘构件3上存在波状外形的动叶8、108或208会为轴向推力的同等减小带来更好的流体动力学效率及好的扬程。
实际上，已经发现根据本发明的离心泵用的叶轮组件充分实现了期望的宗旨，显著减小了轴向推力同时确保了最大效率和扬程。
通过消除小直径盘构件中受到较高压力的区域或者通过形成波状外形的动叶，实际上能够减小产生轴向推力的作用力。
而且，由于波状外形的动叶实际上是小直径盘构件的一体部件，在具有梯形形状等的叶片处延伸，所以不会减小扬程及效率。
因此根据本发明的叶轮组件解决了与通常在单级或多级离心泵的传动轴上产生的牵引力相关联的问题。
这使得例如避免了发动机轴承受损。
实际上可以根据需要和技术水平使用任何材料以及因情况而异的形状和尺寸，只要与具体应用兼容即可。

Claims (7)

1.一种离心泵用的叶轮组件，该叶轮组件包括与旋转轴线同轴地布置并且彼此相向而形成有空隙的小直径盘构件及大直径盘构件，所述盘构件通过径向布置在所述空隙内的叶片而连接并且居中地设置有用于紧固至传动轴的紧固装置，所述传动轴绕所述旋转轴线旋转，所述叶轮组件的特征在于，该叶轮组件包括从所述小直径盘构件的外周区域径向突出的波状外形的动叶，所述波状外形的动叶布置在所述叶片处，所述波状外形的动叶被对应数量的弧形轮廓间隔开，所述弧形轮廓基本对应于与所述旋转轴线同心的圆周的弧，所述弧形轮廓的每一个弧形轮廓包括相对于所述旋转轴线而其距离径向增大的至少一个部分，所述波状外形的动叶分别包括在从所述叶片离开的方向上沿着所述大直径盘构件的圆周延伸的最外缘，所述波状外形的动叶分别还包括与所述最外缘和所述弧形轮廓的所述至少一个部分连接的侧缘，所述侧缘在从所述叶片离开的位置处沿着所述叶片延伸。
2.根据权利要求1所述的叶轮组件，其特征在于，所述叶片朝所述盘构件的外周区域延伸而不从所述大直径盘构件突出。
3.根据权利要求1所述的叶轮组件，其特征在于，所述叶片的外周端为波状外形，从而使所述波状外形的动叶与所述大直径盘构件相匹配。
4.根据权利要求1所述的叶轮组件，其特征在于，所述紧固装置包括与所述传动轴相关联的轮毂以及直径比所述传动轴的直径大的通孔，所述轮毂和所述通孔与所述旋转轴线同轴地分别设置在所述小直径盘构件和所述大直径盘构件中。
5.根据权利要求4所述的叶轮组件，其特征在于，该叶轮组件包括在所述通孔处从所述大直径盘构件突出的轴环。
6.一种离心泵，该离心泵包括中空的主体，该主体容纳紧固至传动轴的至少一个叶轮组件，该传动轴绕旋转轴线旋转，所述传动轴借助马达装置旋转，所述叶轮组件包括具有不同直径的两个盘构件，所述盘构件与所述旋转轴线同轴地布置并彼此相向而形成有空隙，所述盘构件通过径向布置在所述空隙内的叶片而连接并且居中地设置有用于紧固至所述传动轴的紧固装置，所述离心泵的特征在于，所述叶轮组件包括从具有最小直径的盘构件的外周区域径向突出的波状外形的动叶，所述波状外形的动叶布置在所述叶片处并构造成减小轴向推力，所述波状外形的动叶被对应数量的弧形轮廓间隔开，所述弧形轮廓基本对应于与所述旋转轴线同心的圆周的弧，所述弧形轮廓的每一个弧形轮廓包括相对于所述旋转轴线而其距离径向增大的至少一个部分，所述波状外形的动叶分别包括在从所述叶片离开的方向上沿着大直径盘构件的圆周延伸的最外缘，所述波状外形的动叶分别还包括与所述最外缘和所述弧形轮廓的所述至少一个部分连接的侧缘，所述侧缘在从所述叶片离开的位置处沿着所述叶片延伸。
7.根据权利要求6所述的离心泵，其特征在于，所述至少一个叶轮组件包括一组叶轮组件，所述离心泵是多级型离心泵。
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