CN110094357B - 一种离心泵用叶轮及离心泵及家用电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心泵用叶轮，包括叶轮本体和设置在叶轮本体内的多个叶片，相邻叶片之间存在构成导流道的间隙，外部水流在离心力的作用下流入叶轮本体内、并自导流道流入离心泵的出水管路，位于导流道的出水端的叶片外周向内凹陷形成凹槽，相邻导流道通过凹槽相连通。本发明还提供了一种离心泵，该离心泵内装有上述一种离心泵用叶轮。本发明还提供了一种家用电器，该家用电器内装有上述一种离心泵。通过在叶片上设置凹槽，以使得各导流道的出水端经凹槽相互连通，在叶轮旋转的过程中，各导流道中的水流可自凹槽流入旋转侧的相邻导流道中，以提高水流在出水端的均匀性，并提高离心泵的工作效率。

Description

一种离心泵用叶轮及离心泵及家用电器

技术领域

本发明属于家用电器技术领域，具体地说，涉及一种离心泵用叶轮，还涉及一种装有该叶轮的离心泵，另外还涉及了一种装有该离心泵的家用电器。

背景技术

作为最普遍应用的水泵类型之一，离心泵的工作原理为：水泵启动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转，水进行离心运动，向外甩出并被压入出水管，水被甩出后，叶轮附近的压强减小，在转轴附近就形成一个低压区，低压区的压强远低于大气压，外面的水就在大气压的作用下，冲开底阀从进水管进入离心泵内，冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出，并压入出水管，叶轮在动力机带动下不断高速旋转，于是水源源不断地从低处被抽到高处。

叶轮是水泵的核心部件，叶轮的形状和尺寸与水泵性能有密切关系，是水泵工作效率的主要影响因素。但是现在许多的离心式水泵存在着叶轮设计不合理、出水均匀性差、效率不高等缺点。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种离心泵用叶轮，以实现提高离心泵工作效率的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种离心泵用叶轮，包括叶轮本体和设置在叶轮本体内的多个叶片，相邻叶片之间存在构成导流道的间隙，外部水流在离心力的作用下流入叶轮本体内、并自导流道流入离心泵的出水管路，位于导流道的出水端的叶片外周向内凹陷形成凹槽，相邻导流道通过凹槽相连通。

进一步，叶轮本体中设有进水腔，各导流道沿着进水腔的周向均匀分布，导流道的进水端与进水腔相连通、出水端延伸在叶轮本体的外周；凹槽设置在叶片的外周转角处。

进一步，叶轮本体包括相互平行的前盖板和后盖板，前盖板和后盖板所围成区域的中心设有进水腔，叶片夹持在前盖板和后盖板之间，并绕着进水腔的周向均匀分布，前盖板的中心设有与进水腔相连通的进水口，凹槽设置在叶片靠近前盖板一侧的外周转角上。

进一步，凹槽为顶端敞口、沿叶片厚度方向的两端也敞口设置的贯通槽，使得叶片两侧相邻的导流道经凹槽相连通。凹槽沿叶片延伸方向的、凹槽顶部敞口的两侧构成凹槽相对的两侧面分别靠近前盖板和后盖板设置。

进一步，凹槽靠近前盖板一侧的内壁面呈自前盖板至后盖板方向逐渐向叶轮外周倾斜的斜面，凹槽靠近后盖板一侧的内壁面呈自叶轮中心至叶轮外周方向逐渐向后盖板倾斜的斜面。

进一步，叶片与前盖板相互垂直设置，叶片设置为自导流道的进水端至出水端向旋转方向弯曲的弧形，弧形叶片的弯曲曲率自导流道的进水端向出水端逐渐减小。

进一步，以进水腔的中心为圆心、进水腔的中心到叶片进水端的距离为半径所构成的圆为第一圆，进水端处的叶片切线与第一圆的圆周反方向所夹的夹角为叶片进口角，叶片进口角为40゜-60゜。

优选的，以进水腔的中心为圆心、进水腔的中心到叶片出水端的距离为半径所构成的圆为第二圆，出水端处的叶片切线与第二圆的圆周反方向所夹的夹角为叶片出口角，叶片出口角为25゜-45゜。

进一步，叶片的数量Z为大于6的质数，并且各叶片相对叶片本体中心对称设置。

进一步，后盖板的中心设有用转轴插接的轴孔，轴孔的侧壁向内凹陷形成键槽，转轴上设有向外凸出的、与键槽相对应的键，转轴插入轴孔后，键定位在键槽内，以令转轴带动叶轮进行离心运动。

本发明的另一目的在于提供一种离心泵，该离心泵内装有如上任一所述的一种离心泵用叶轮，离心泵的进水管路与叶轮的进水口相连通，离心泵的出水管路与导流道的出水端相连通。

本发明的再一目的在于提供一种家用电器，该家用电器内装有如上所述的一种离心泵。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、通过在叶片上设置凹槽，以使得各导流道的出水端经凹槽相互连通，在叶轮旋转的过程中，各导流道中的水流可自凹槽流入旋转侧的相邻导流道中，以提高水流在出水端的均匀性，并提高离心泵的工作效率。

2、由于叶片的压力自导流道的进水端至出水端逐渐增大，将凹槽设置在叶片靠近前盖板一侧的外周转角上，一方面可以提高水流在出口附近的均匀性，另一方面可以提高叶片的抗压性。

3、通过优选叶片的数量、进出口角度，可以减少水泵在小流量工况下运行的水力损失，比同类离心泵提高效率15％以上。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明实施例中叶轮的结构示意图；

图2是本发明实施例中叶轮的剖视图；

图3是本发明实施例中后盖板和叶片的结构示意图。

图中：1-叶轮本体、2-前盖板、3-叶片、4-后盖板、5-进水口、6-进水腔、7-导流道、8-进水端、9-出水端、10-凹槽、11-轴孔。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1至图3所示，本实施例中介绍了一种离心泵用叶轮，该离心泵用叶轮包括叶轮本体1和设置在叶轮本体1内的多个叶片3，叶轮本体1分别与离心泵的进水管路和出水管路相连通，外部水流在离心力的作用下自进水管路吸入叶轮本体内，并自叶轮本体被排入出水管路中。

本实施例中，每两个相邻叶片3之间存在间隙，所述间隙构成导流道7，导流道7分别与离心泵的进水管路和出水管路相连通，外部水流在离心力的作用下流入叶轮本体1内、并自导流道7流入离心泵的出水管路，位于导流道7的出水端的叶片3的外周向内凹陷形成凹槽10，相邻导流道7通过凹槽10相连通。通过在叶片上设置凹槽，以使得各导流道的出水端经凹槽相互连通，在叶轮旋转的过程中，各导流道中的水流可自凹槽流入旋转侧的相邻导流道中，以提高水流在出水端的均匀性，并提高离心泵的工作效率。

本实施例中，叶轮本体1中设有进水腔6，进水腔6的一端与离心泵的进水管路相连通，另一端与各导流道7相连通，各导流道7沿着进水腔的周向均匀分布，并呈射线状，导流道7的进水端与进水腔6相连通，出水端9延伸至叶轮本体1的外周；凹槽10设置在位于导流道7的出水端9的叶片3的外周，并设置在叶片3的外周转角处。

本实施例中，叶轮本体1包括相互平行、同轴设置的前盖板2和后盖板4，前盖板2和后盖板4均呈圆饼状，前盖板2和后盖板4之间所围成的区域的中心设有进水腔6，叶片3夹持在前盖板2和后盖板4之间，并绕着进水腔6的周向均匀分布，并呈射线状，前盖板2、后盖板4和进水腔6三者同轴设置，前盖板2的中心设有与进水腔6相连通的进水口5，进水口5的直径不大于进水腔6的直径，进水口5与离心泵的进水管路相连通。

本实施例中，凹槽10设置在叶片3靠近前盖板2一侧的外周转角上，凹槽10沿着前盖板2的周向贯穿叶片3的相对两侧。凹槽10靠近后盖板4的侧壁自前盖板4逐渐向后盖板5倾斜。由于叶片的压力自导流道的进水端至出水端逐渐增大，将凹槽设置在叶片靠近前盖板一侧的外周转角上，一方面可以提高水流在出口附近的均匀性，另一方面可以提高叶片的抗压性。

本实施例中，各叶片3与前盖板2相互垂直设置，并且各叶片相互平行设置，叶片3设置为弧形，叶片3自导流道7的进水端至出水端9向旋转方向弯曲，弧形叶片3的弯曲曲率自导流道7的进水端7至出水端9逐渐减小，并且叶片3沿着周向相对的两个面均自导流道7的进水端至出水端9向旋转方向弯曲。

本实施例中，进水腔6的中心为圆心、进水腔6的中心到叶片3进水端的距离为半径所构成的圆为第一圆，进水端处的叶片3切线与第一圆的圆周反方向所夹的夹角为叶片进口角，叶片进口角为40゜-60゜。

本实施例中，以进水腔6的中心为圆心、进水腔6的中心到叶片3出水端的距离为半径所构成的圆为第二圆，出水端处的叶片3切线与第二圆的圆周反方向所夹的夹角为叶片出口角，叶片出口角为25゜-45゜。

考虑到现有技术中水泵在小流量工况下水力损失较大，本实施例中的叶片的数量Z为大于6的质数，质数定义为在大于1的自然数中，除了1和它本身以外不再有其他因数，优选的Z＝11。并且，各叶片3对称设置。通过优选叶片的数量、进出口角度，可以减少水泵在小流量工况下运行的水力损失，比同类离心泵提高效率15％以上。

本实施例中，后盖板4的中心设有供转轴插接的轴孔11，轴孔11和进水腔6同轴设置，并且轴孔11的直径小于进水腔6的直径。轴孔11的侧壁内凹陷形成键槽，以供安装转轴上的键，传递扭矩。转轴带动叶轮进行离心运动。

实施例二

如图1至图3所示，本实施例中介绍了一种离心泵，该离心泵内装有上述实施例的一种离心泵用叶轮，离心泵上设有进水管路和出水管路，进水管路和叶轮的进水口5相连通，出水管路与导流道7的出水端9相连通。

本实施例中，离心泵泵启动后，转轴带动叶轮本体1旋转进行离心运动，泵里的水在高速旋转下作离心运动，顺着导流道7，从导流道7的出口端向外甩出并被压入出水管路，由于叶片3上设有凹槽10，各导流道7内的水在压入出水管路之前进行汇合，以提高出水管路进口处的出水均匀性。

本实施例中，水被甩出后，叶轮附近的压强减小，在转轴附近形成一个低压区，低压区的压强远小于大气压，外部水流在大气压的作用下，自进水管路、进水口5进入叶轮的进水腔6中，进入叶轮中的水，在随着叶轮的高速转动中，自进水腔6流入导流道7内，并贴着叶片3自导流道7的出水端9压入出水管路中。叶轮在驱动装置的带动下不断高速旋转，水就源源不断地经离心泵排出。

实施例三

如图1至图3所示，本实施例中介绍了一种家用电器，该家用电器内装有上述实施例二中所述的一种离心泵，该家用电器还包括盛水腔、排水口和驱动离心泵旋转的驱动装置，该家用电器可以为洗衣机、洗碗机等任一一种需要进行排水的家用设备。

本实施例中，该家用电器的盛水腔与离心泵的进水管路相连通，排水口与离心泵的出水管路相连通。

本实施例中，离心泵在驱动装置的驱动下启动，转轴带动叶轮本体1旋转进行离心运动，泵里的水高速旋转下作离心运动，顺着导流道7，从导流道7的出口端向外甩出并被压入出水管路，水流顺着出水管路自排水口排出家用电器。

本实施例中，水被甩出后，叶轮附近的压强减小，在转轴附近形成一个低压区，低压区的压强远小于盛水腔中的大气压，盛水腔中的水流在大气压的作用下，自进水管路、进水口5进行叶轮的进水腔6中，并在叶轮的高速旋转中，自导流道7的出水端9压入出水管路中，并自排水口排出家用电器。叶轮在驱动装置的带动下不断高速旋转，盛水腔中的水就源源不断的排出家用电器。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (11)

1.一种离心泵用叶轮，其特征在于，包括叶轮本体和设置在叶轮本体内的多个叶片，相邻叶片之间存在构成导流道的间隙，外部水流在离心力的作用下流入叶轮本体内、并自导流道流入离心泵的出水管路，位于导流道的出水端的叶片外周向内凹陷形成凹槽，相邻导流道通过凹槽相连通；

叶轮本体包括相互平行的前盖板和后盖板，凹槽设置在叶片靠近前盖板一侧的外周转角上，凹槽靠近前盖板一侧的内壁面呈自前盖板至后盖板方向逐渐向叶轮外周倾斜的斜面，凹槽靠近后盖板一侧的内壁面呈自叶轮中心至叶轮外周方向逐渐向后盖板倾斜的斜面。

2.根据权利要求1所述的一种离心泵用叶轮，其特征在于，叶轮本体中设有进水腔，各导流道沿着进水腔的周向均匀分布，导流道的进水端与进水腔相连通、出水端延伸在叶轮本体的外周。

3.根据权利要求2所述的一种离心泵用叶轮，其特征在于，前盖板和后盖板所围成区域的中心设有进水腔，叶片夹持在前盖板和后盖板之间，并绕着进水腔的周向均匀分布，前盖板的中心设有与进水腔相连通的进水口。

4.根据权利要求3所述的一种离心泵用叶轮，其特征在于，凹槽为顶端敞口、沿叶片厚度方向的两端敞口设置的贯通槽。

5.根据权利要求4所述的一种离心泵用叶轮，其特征在于，叶片与前盖板相互垂直设置，叶片设置为自导流道的进水端至出水端向旋转方向弯曲的弧形，弧形叶片的弯曲曲率自导流道的进水端向出水端逐渐减小。

6.根据权利要求2至4任一项所述的一种离心泵用叶轮，其特征在于，以进水腔的中心为圆心、进水腔的中心到叶片进水端的距离为半径所构成的圆为第一圆，叶片进水端处的叶片切线与第一圆的圆周反方向所夹的夹角为叶片进口角，叶片进口角为40゜-60゜。

7.根据权利要求2至4任一项所述的一种离心泵用叶轮，其特征在于，以进水腔的中心为圆心、进水腔的中心到叶片出水端的距离为半径所构成的圆为第二圆，叶片出水端处的叶片切线与第二圆的圆周反方向所夹的夹角为叶片出口角，叶片出口角为25゜-45゜。

8.根据权利要求1至5任一项所述的一种离心泵用叶轮，其特征在于，叶片的数量Z为大于6的质数，并且各叶片相对叶轮本体中心对称设置。

9.根据权利要求1至5任一项所述的一种离心泵用叶轮，其特征在于，后盖板的中心设有用转轴插接的轴孔，轴孔的侧壁向内凹陷形成键槽，转轴上设有向外凸出的、与键槽相对应的键，转轴插入轴孔后，键定位在键槽内。

10.一种离心泵，其特征在于，该离心泵内装有如上权利要求1至9任一项所述的一种离心泵用叶轮，离心泵的进水管路与位于叶轮本体的中心的进水口相连通，离心泵的出水管路与导流道的出水端相连通。

11.一种家用电器，其特征在于，该家用电器内装有如上权利要求10中所述的一种离心泵。

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