CN107429706A - 离心泵用的叶轮 - Google Patents

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Abstract

一种离心泵用的叶轮，该叶轮具有第一盘元件，该第一盘元件在功能上朝入口布置，与在功能上朝输送布置的第二盘元件同轴并面向该第二盘元件；所述第二盘元件借助成角度间隔开的一系列叶片刚性连接至第一盘元件，并且在中心设有用于紧固至传动轴的构件。本发明的独特之处在于：该叶轮包括在成对的相邻叶片之间，在第二盘元件的大致外周区域中大致受到最大轴向推力的区域处形成的一系列开口。

Description

离心泵用的叶轮
技术领域
本发明涉及离心泵用的叶轮，尤其是一级或多级类型的离心泵。
背景技术
如已知的，离心泵具有传统上由一对成形盘体制成的叶轮，这一对成形盘体相互面对，从而形成间隙，连接这两个盘的一系列叶片布置在该间隙内。
各叶轮的中央具有轮毂或者允许叶轮紧固至借助马达装置转动的传动轴的等同联接装置。
发明内容
技术问题
尽管公知类型的叶轮被广泛使用，但其具有缺陷，这之中最重要的可能与轴向推力的产生有关。
离心泵的叶轮事实上受到作用在两个面上的不同压力：比大气压力低的压力通常作用在入口侧，而基本上等于输送压力的压力作用在对置面。这产生了甚至很可观的轴向推力，例如就效率而言产生很大损失并且产生会损坏马达轴承的过载。
在多级泵的情况下这些问题更严重。
在解决与轴向推力的产生有关的问题的一种尝试中，一些多级泵制造商将半数叶轮键接在与其余叶轮相反的方向上。
然而，这样的方案给制造内部通道带来了很大难度。
现有技术还包括在意大利专利申请号VI2014A000271(与本申请为同一申请人)中公开的一种离心泵用的叶轮。这样的叶轮有效地解决了上述问题，但是需要设置具有不同直径的盘元件。
解决问题的方案
本发明旨在解决上述问题，提供一种能减小轴向推力的离心泵用的叶轮，同时确保最大效率，并确保使用相同直径的泵元件。
在该宗旨的范围内，本发明的具体目的在于提供一种能解决与通常在传动轴上产生的牵引力有关的问题的叶轮。
本发明的另一目的在于提供一种能保护马达轴承的叶轮。
本发明的另一目的在于提供一种能用少量部件制造的叶轮，并因此从纯经济角度来看也是有利的。
该宗旨、这些目的及以下会更清楚的其它目的通过一种离心泵用的叶轮实现，该叶轮包括第一盘元件，该第一盘元件在功能上朝入口布置，与在功能上朝输送布置的第二盘元件同轴并面向该第二盘元件；所述第二盘元件借助成角度间隔开的叶片刚性连接至所述第一盘元件，并且在中心设有用于紧固至传动轴的紧固构件；所述叶轮的特征在于：该叶轮包括在成对的相邻叶片之间，在所述第二盘元件的大致外周区域中大致受到最大轴向推力的区域处形成的开口。
本发明还涉及一种离心泵，该离心泵包括大致中空主体，所述主体容纳紧固至传动轴的至少一个叶轮，所述传动轴能绕旋转轴线旋转；所述传动轴借助马达装置旋转；所述叶轮包括第一盘元件，该第一盘元件在功能上朝入口布置，与在功能上朝输送布置的第二盘元件同轴并面向该第二盘元件；所述第二盘元件借助成角度间隔开的叶片刚性连接至所述第一盘元件，并且在中心设有用于紧固至传动轴的紧固构件；所述叶轮的特征在于：该叶轮包括在成对的相邻叶片之间，在所述第二盘元件的大致外周区域中大致受到最大轴向推力的区域处形成的开口。
本发明的有利效果
根据本发明的叶轮能显著减小轴向推力，同时确保最大效率和扬程。
事实上，通过使第二盘元件的受到最高压力的区域变空，即通过形成开口，能够减小产生轴向推力的力。
而且，由于这些开口的轮廓完全包括在第二盘元件内，扬程和效率不会减小。
根据本发明的叶轮使得能解决与通常在一级或多级离心泵的传动轴上产生的牵引力有关的问题。这例如得以避免对马达轴承的损害。
附图说明
从根据本发明的叶轮的优选但非排它的实施方式的描述可以更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，在附图中：
图1是根据本发明的叶轮的前视图；
图2是根据本发明的叶轮的后视图；
图3是根据本发明的叶轮的侧剖视图；
图4是根据本发明的再一实施方式的叶轮的前视图；
图5是图4的叶轮的后视图；
图6是图4和图5的叶轮的侧剖视图；
图7是根据本发明的再一实施方式的叶轮的前视图；
图8是图7的叶轮的后视图；
图9是图7和图8的叶轮的侧剖视图；
图10是根据本发明的再一实施方式的叶轮的前视图；
图11是图10的叶轮的后视图；
图12是图10和图11的叶轮的侧剖视图；
图13是根据本发明的再一实施方式的叶轮的前视图；
图14是图13的叶轮的后视图；
图15是图13和图14的叶轮的侧剖视图；
图16是根据本发明的再一实施方式的叶轮的前视图；
图17是图16的叶轮的后视图；
图18是图16和图17的叶轮的侧剖视图。
具体实施方式
图1至图3示出了根据本发明的离心泵用的叶轮，总体由附图标记1表示。
这里示出的实施例涉及叶轮1用在多级离心泵中的情况，然而对于本领域技术人员来说显然根据本发明的叶轮也可装配到其它类型的泵上。
本身公知并且在图中未示出的多级离心泵由大致中空体构成，该中空体容纳根据本发明设置的一组叶轮，这一组叶轮轴向紧固至借助马达装置转动的传动轴。
叶轮1包括在功能上朝向入口布置的第一盘元件2以及在功能上朝向输送布置的第二盘元件3。
第二盘元件3的直径基本上等于或者略小于第一盘元件2的直径。
这两个盘元件2和3与旋转轴线1000同轴，并且相互面对从而形成大致圆柱形间隙。
叶片4布置在所述间隙内并将第一盘元件2刚性连接至第二盘元件3。
绕旋转轴线1000成角度分布的叶片4沿着适配轮廓从中心朝两个盘元件2、3的外周区域延伸且不向外伸出。
在所示的方案中，例如叶片4弯曲从而形成发散且径向布置的管道。
有利的是，第二盘元件3借助紧固构件紧固至传动轴。图中未示出的传动轴绕旋转轴线1000旋转。
紧固构件包括轮毂5，其能与传动轴机械关联，设置在第二盘元件3的中心处。
通孔6居中地设置在第一盘元件2上，与轮毂5对置；通孔6的直径大于传动轴的直径。
通孔6连接至从第一盘元件2伸出的轴环7。
实际上，当叶轮1安装在传动轴上时，轴环7环绕轴，从而形成构成叶轮的入口的环形开口。
根据本发明，叶轮1包括在成对的相邻叶片4之间形成在第二盘元件3的大致外周区域中的一系列开口，在这之中能够识别盘的受到最大轴向推力的区域。
各开口的径向外周侧相对于旋转轴线1000在比第二盘元件3的外周边缘相对于旋转轴线1000的距离短的距离处延伸。
换言之，开口完全被包括在第二盘元件3的轮廓内。
在图1至图3所示的实施方式中，开口由在成对的相邻叶片4之间设置在第二盘元件3的外周区域中的成形槽缝8构成。
各波状槽缝8在径向外周侧具有弧状轮廓9，弧状轮廓9具有面向旋转轴线1000的凸面。
弧状轮廓9与对置波状轮廓10连接，对置波状轮廓10在图1至图3中示出的实施例中具有弯曲部，该弯曲部具有面向旋转轴线100的凸面。
图4至图6示出了总体由附图标记101表示的叶轮，其类似于叶轮1，但是设有波状轮廓110，该波状轮廓110具有面向第二盘元件3的外侧的凸面。
根据图7至图9中所示的实施方式，其中根据本发明的叶轮总体由附图标记201表示，波状槽缝8的弧状轮廓9和波状轮廓10或者类似的波状轮廓110由具有加强结构的功能的一个或多个径向延伸突片211连接。
根据图10至图12中所示的实施方式，其中根据本发明的叶轮由附图标记301表示，开口由在成对的相邻叶片4之间设置在第二盘元件3的大体外周区域的通孔308构成。
在图10至图12所示的实施例中，通孔308的中心大致沿中心位于旋转轴线1000上的圆周的弧布置；然而，对于本领域技术人员来说显然通孔可以以其它等同方式布置。
例如，图13至图15示出了由附图标记401表示的叶轮，其类似于叶轮301但是具有大致沿同心且相对于旋转轴线1000定心的多个弧形成的通孔408。
图16至图18示出了总体由附图标记501表示的根据本发明的叶轮，其包括在成对的相邻叶片4之间设置在第二盘元件3中的通孔508，并且通孔508大致沿中心布置在盘外的圆周的弧布置。
在图4至图18所示的实施方式中，与已经参照图1至图3所示的实施方式描述过的元件对应的元件由相同的附图标记表示。
根据本发明的叶轮可利用各种技术，使用例如钢、不锈钢、压铸钢、铸铁、黄铜等金属材料或者设有必要技术特性的其它材料(例如一些高科技聚合物)制成。
而且，应当指出波状槽缝8和/或通孔308、408或508的构造细节不管怎样就形状、尺寸、比例和布局而言都能在不超出本发明思想的范围的情况下以大致等同方式变化。
就根据本发明的叶轮的操作而言，实验性测试和结果的仔细分析得以观察到设置在第二盘元件3中的开口带来用于实现等同轴向推力减小效果的高流体动力学效率和很好的扬程。
实际上，发现根据本发明的离心泵用的叶轮完全实现了期望宗旨，因为其使得能显著减小轴向推力同时确保最大效率和扬程。
事实上，通过使第二盘元件的受到最高压力的区域变空，即通过形成开口，能够减小产生轴向推力的力。
而且，由于这些开口的轮廓完全包括在第二盘元件内，扬程和效率不会减小。
因此，根据本发明的叶轮使得能解决与通常在一级或多级离心泵的传动轴上产生的牵引力有关的问题。这例如得以避免对马达轴承的损害。
离心泵用的叶轮以及如此构想的离心泵能有多种变型及变更，所有这些变型和变更都在本发明思想的范围内；所有细节进一步都可由其它等同技术元素代替。
实际上，所用的材料(只要与具体用途相容)以及可能的形状和尺寸可以是根据目前工艺水平要求的任何材料、形状和尺寸。
本申请要求2015年3月20日提交的意大利专利申请号VI2015A000081的优先权，该专利申请的主题通过援引合并于此。

Claims (14)

1.一种离心泵用的叶轮，该叶轮包括第一盘元件，该第一盘元件在功能上朝入口布置，与在功能上朝输送布置的第二盘元件同轴并面向该第二盘元件；所述第二盘元件借助成角度间隔开的叶片刚性连接至所述第一盘元件，并且在中心设有用于紧固至传动轴的紧固构件；所述叶轮的特征在于：该叶轮包括在成对的相邻叶片之间，在所述第二盘元件的大致外周区域中大致受到最大轴向推力的区域处形成的开口。
2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，各个所述开口的径向外周侧相对于所述叶轮的旋转轴线在比所述第二盘元件的外周边缘相对于所述叶轮的旋转轴线的距离短的距离处延伸。
3.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述开口由波状槽缝构成，所述波状槽缝在成对的相邻叶片之间形成在所述第二盘元件的大致外周区域中；各所述波状槽缝的径向外周侧具有凸面面向所述旋转轴线的弧状轮廓。
4.根据权利要求3所述的叶轮，其特征在于，各所述波状槽缝具有与所述弧状轮廓对置的波状轮廓。
5.根据权利要求4所述的叶轮，其特征在于，所述波状轮廓具有凸面面向所述旋转轴线的弯曲部。
6.根据权利要求4所述的叶轮，其特征在于，所述波状轮廓具有凸面面向所述第二盘元件的外侧的弯曲部。
7.根据权利要求4所述的叶轮，其特征在于，所述弧状轮廓和所述波状轮廓由至少一个大致径向延伸的突片连接。
8.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述开口由通孔构成，所述通孔在成对的相邻叶片之间形成在所述第二盘元件的大体外周区域中。
9.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述通孔的中心大体沿相对于所述旋转轴线定心的圆弧形成。
10.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述通孔的中心大体沿同心且相对于所述旋转轴线定心的两个或更多个圆弧形成。
11.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述通孔的中心大体沿圆弧形成，所述圆弧的中心位于所述第二盘元件的外侧。
12.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述紧固构件包括轮毂，该轮毂与所述传动轴机械关联；所述轮毂与直径大于所述旋转轴线的直径的轴环对置；所述轴环设置在所述第一盘元件上。
13.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述第二盘元件的直径基本上等于或小于所述第一盘元件的直径。
14.一种离心泵，该离心泵包括大致中空主体，所述主体容纳紧固至传动轴的至少一个叶轮，所述传动轴能绕旋转轴线旋转；所述传动轴借助马达装置旋转；所述叶轮包括第一盘元件，该第一盘元件在功能上朝入口布置，与在功能上朝输送布置的第二盘元件同轴并面向该第二盘元件；所述第二盘元件借助成角度间隔开的叶片刚性连接至所述第一盘元件，并且在中心设有用于紧固至传动轴的紧固构件；所述叶轮的特征在于：该叶轮包括在成对的相邻叶片之间，在所述第二盘元件的大致外周区域中大致受到最大轴向推力的区域处形成的开口。
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