CN110388333B - 叶轮及应用该叶轮的水泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种叶轮及应用该叶轮的水泵，该叶轮包括轮盘、轮毂和若干弧状叶片，所述若干弧状叶片从所述轮毂的侧面向所述轮盘的外周延伸，且沿轮盘的周向间隔设置，每个弧状叶片的底端与轮盘连接每个弧状叶片的两侧面分别为工作面和非工作面，所述轮盘被所述若干弧状叶片分隔为若干轮盘单元，每个轮盘单元连接对应的两个相邻弧状叶片中的第一弧状叶片的非工作面和所述两个相邻弧状叶片中的第二弧状叶片的工作面，每个轮盘单元的边缘到所述叶轮的转动中心的距离是变化的。实施本发明，可降低叶轮被外物卡住的风险。

Description

叶轮及应用该叶轮的水泵
【技术领域】
本发明涉及叶轮技术领域，尤其是涉及一种离心式叶轮及应用该叶轮的水泵。
【背景技术】
一些传统水泵的叶轮包括圆形轮盘以及间隔设置在圆形轮盘上的若干弧状叶片，该种叶轮具有轴向力大、液压效率低、启动转矩大等缺点，并且该种叶轮的圆形轮盘与水泵壳体的内壁之间间隙小，在工作时，容易被外物卡住，可靠性低。
【发明内容】
本发明的一个目的在于提供一种叶轮，其结构有利于降低叶轮被外物卡住的风险。
本发明的第一方面提供一种叶轮，包括轮盘、轮毂和若干弧状叶片，所述轮毂形成在所述轮盘的中心且自轮盘的一侧突出，所述若干弧状叶片从所述轮毂的侧面向所述轮盘的外周延伸，且沿轮盘的周向间隔设置，每个弧状叶片的底端与轮盘连接，每个弧状叶片的两侧面分别为工作面和非工作面，所述轮盘被所述若干弧状叶片分隔为若干轮盘单元，所述轮盘单元的数量与所述弧状叶片的数量相同，每个轮盘单元连接对应的两个相邻弧状叶片中的第一弧状叶片的非工作面和所述两个相邻弧状叶片中的第二弧状叶片的工作面，每个轮盘单元的边缘到所述叶轮的转动中心的距离是变化的。
进一步地，沿所述第一弧状叶片的非工作面到所述第二弧状叶片的工作面的方向，所述轮盘单元的边缘到所述叶轮的转动中心的距离先减小再增大。
进一步地，所述轮盘单元的边缘与所述第一弧状叶片的非工作面的连接处到所述叶轮的转动中心的距离等于所述轮盘单元的边缘与第二弧状叶片的工作面的连接处到所述叶轮的转动中心的距离。
进一步地，所述轮盘单元的边缘与所述第一弧状叶片的非工作面的连接处到所述叶轮的转动中心的距离大于所述轮盘单元的边缘与第二弧状叶片的工作面的连接处到所述叶轮的转动中心的距离。
进一步地，所述轮盘单元的边缘的一端与所述第二弧状叶片的工作面相切。
进一步地，所述轮盘单元的边缘的另一端与所述第一弧状叶片的非工作面成一个大于0度的夹角。
进一步地，所述夹角小于或等于所述第一弧状叶片的非工作面的出口角的补角。
进一步地，所述轮盘的远离所述轮毂的一面在对应所述轮毂的位置形成有环部。
进一步地，每个弧状叶片贯穿所述轮盘。
进一步地，所述轮盘的远离所述轮毂的一面设有若干加强凸肋，每个加强凸肋的径向外端连接到对应的弧状叶片的径向外端。
本发明的第二方面提供一种水泵，包括泵壳、连接到泵壳的电机以及收容于泵壳并被电机驱动的叶轮，所述叶轮包括轮盘、轮毂和若干弧状叶片，所述轮毂形成在所述轮盘的中心且自轮盘的一侧突出，所述若干弧状叶片从所述轮毂的侧面向所述轮盘的外周延伸，且沿轮盘的周向间隔设置，每个弧状叶片的底端与轮盘连接，每个弧状叶片的两侧面分别为工作面和非工作面，所述轮盘被所述若干弧状叶片分隔为若干轮盘单元，所述轮盘单元的数量与所述弧状叶片的数量相同，每个轮盘单元连接对应的两个相邻弧状叶片中的第一弧状叶片的非工作面和所述两个相邻弧状叶片中的第二弧状叶片的工作面，每个轮盘单元的边缘到所述叶轮的转动中心的距离是变化的。
进一步地，沿所述第一弧状叶片的非工作面到所述第二弧状叶片的工作面的方向，所述轮盘单元的边缘到所述叶轮的转动中心的距离先减小再增大。
实施本发明，可降低叶轮被外物卡住的风险。
【附图说明】
图1为本发明一实施例提供的一种水泵的结构示意图；
图2是图1所示水泵的分解示意图；
图3是图1所示水泵从泵壳处横向剖开的截面示意图；
图4图1所示水泵的叶轮的结构示意图；
图5是图4所示叶轮的另一个视角方向的结构示意图；
图6是图4所示叶轮的俯视示意图；
图7为本发明另一实施例提供的一种水泵的结构示意图；
图8是图7所示水泵的分解示意图；
图9是图7所示水泵从泵壳处横向剖开的截面示意图；
图10是图7所示水泵的叶轮的结构示意图；
图11是图10所示叶轮的另一个视角方向的结构示意图；
图12是图10所示叶轮的俯视示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参考图1，本发明一实施例提供的一种水泵100可应用于洗衣机、洗碗机等需要安装水泵的设备。水泵100包括泵壳30、连接到泵壳30的电机40以及收容于泵壳30并被电机40驱动的叶轮10(见图2)。叶轮10为离心式叶轮。水泵100在工作时，电机40驱动叶轮10转动，促使外部的流体从泵壳30的入口31进入，并从泵壳30的出口32流出。
参考图2，电机40包括电机外壳41。电机外壳41包括一端开口的筒状主体411以及形成在主体411开口端的连接部412。连接部412包括沿着主体411的径向延伸的底部以及自底部向远离主体411的方向伸出的侧壁。电机轴(图未示)的一端由主体411的开口端伸出，泵壳30的一端套设到连接部412的侧壁。叶轮10收容在连接部412和泵壳30共同限定的空间内，并固定于该电机轴。
参考图3至图6，叶轮10包括轮盘11、轮毂12和若干弧状叶片13。轮毂12形成在轮盘11的中心，其自轮盘11的一侧突出，轮毂12设有轴孔以供电机40的电机轴插入，从而使叶轮10能固定到该电机轴。该若干弧状叶片13从轮毂12的侧面向轮盘11的外周延伸，每个弧状叶片13的底端与轮盘11连接。所述若干弧状叶片13沿轮盘11的周向均匀的间隔设置，每个弧状叶片13的两侧面分别为工作面131和非工作面132。
轮盘11被所述若干弧状叶片13分隔为若干轮盘单元14，在本实施方式中，轮盘单元14的数量与弧状叶片13的数量相同。每个弧状叶片13包括与轮毂12的侧面连接的径向内端136和径向外端133，径向外端133部分贯穿轮盘11(见图5)。本实施例中，弧状叶片13的数量为四个，轮盘单元14为四个。每个轮盘单元14具有通孔141，通孔141一方面作为平衡孔，起到减小叶轮轴向力的作用；另一方面作为辅助安装的定位孔，用来安装叶轮下方的轴承座。
每个轮盘单元14连接对应的两个弧状叶片13并位于该两个弧状叶片13之间。为了便于描述，下面以相邻的弧状叶片13a、弧状叶片13b及二者之间的轮盘单元14为例进行说明。该轮盘单元14连接到弧状叶片13a的非工作面132和弧状叶片13b的工作面131。
轮盘单元14的边缘15到叶轮10的转动中心O的距离是变化的，使轮盘单元14的边缘15与连接部412的内壁之间具有宽度变化的空间50(见图3)。该设计的优点在于，水泵100在工作时，降低叶轮10被外物卡住的风险。本实施例中，轮盘单元14的边缘15到叶轮10的转动中心O的距离先减小再增大，即轮盘单元14的边缘15的中部相对于两端更靠近轮毂12，这有利于减小叶轮10的轴向力和启动转矩。
本实施例中，如图6所示，轮盘单元的边缘15与弧状叶片13a的非工作面132的连接处到叶轮10的转动中心O的距离D1等于轮盘单元的边缘15与弧状叶片13b的工作面131的连接处到叶轮10的转动中心O的距离D2。优选地，轮盘单元的边缘15的一端与弧状叶片13b的工作面131相切，以保持叶轮10工作时的液压效率。轮盘单元的边缘15的另一端与弧状叶片13a的非工作面132的径向外端平齐。轮盘单元的边缘15的另一端与弧状叶片13a的非工作面132成一个大于0度的夹角A，以防叶轮10在工作时造成流体回流现象。夹角A小于或等于弧状叶片13a的非工作面132的出口角B的补角。
具体的，轮盘单元的边缘15包括顺次连接的弧状的第一凸面151、弧状的凹面152以及弧状的第二凸面153。第一凸面151和凹面152的弧度相同。第一凸面151与相邻的弧状叶片13a的非工作面132成一夹角A，第二凸面153与相邻的弧状叶片13b的工作面131相切，以保持叶轮10工作时的液压效率。凹面152的设置使轮盘单元的边缘15与连接部412的内壁之间在边缘15的大致中部的位置具有更大的空间50。
优选地，第一凸面151和凹面152之间、凹面152和第二凸面153之间平滑过渡。优选地，如图5所示，轮盘11的远离轮毂12的一面(即底面)在对应轮毂12的位置形成有环部16，环部16可以避免诸如鞋带、毛线等细长异物缠绕到电机轴上造成电机卡死。
参考图7和图8，为本发明另一实施例提供的一种水泵100，本实施例与上述实施例最大的不同是叶轮10的结构不同。
参考图9至图12，本实施例中，每个轮盘单元14的轮盘单元的边缘15与弧状叶片13a的非工作面132的连接处到叶轮10的转动中心O的距离d1大于轮盘单元的边缘15与弧状叶片13b的工作面131的连接处到叶轮10的转动中心O的距离d2。
更为具体的，每个轮盘单元14的轮盘单元的边缘15为一弧状的凹面154，凹面154实现轮盘单元14的边缘15到叶轮10的转动中心O的距离发生变化，使轮盘单元14的边缘15与连接部412的内壁之间具有宽度变化的空间50(见图9)。该凹面154也使得从一端到另一端该轮盘单元14的边缘15到叶轮10的转动中心O的距离先减小再增大。此外，凹面154的一端与弧状叶片13b的工作面131相切，以保持叶轮10工作时的液压效率，凹面154的另一端与弧状叶片13a的非工作面132成一个大于0度的夹角。每个弧状叶片13的工作面131和非工作面132与轮盘11的靠近轮毂12的一面(即顶面)之间通过弧面134过渡。
轮盘11的的远离轮毂12的一面(即底面)在对应轮毂12的位置形成有环部18。轮盘11的远离轮毂12的一面(即底面)设有若干加强凸肋19，若干加强肋19沿环部18的周向间隔设置。每个加强凸肋19对应一个弧状叶片13。每个加强凸肋19的远离环部18的端面191与轮盘11的外周面平齐(见图11)。
环部18的外周面具有与通孔141对应连通的凹槽181(见图11)，凹槽181是通孔141的延伸，是用来安装轴承座的，可以起到导向安装的作用。
本实施例的弧状叶片13的数量为五个，轮盘单元14的数量也为五个，加强凸条19为五个。本实施例中，每个弧状叶片13都贯穿轮盘11，即每个弧状叶片13分布在轮盘11的两侧。优选地，叶片13与轮盘11可一体式成型。
以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种叶轮，用于输送含有外物的水介质，包括轮盘、轮毂和若干弧状叶片，所述轮毂形成在所述轮盘的中心且自轮盘的一侧突出，所述若干弧状叶片从所述轮毂的侧面向所述轮盘的外周延伸，且沿轮盘的周向间隔设置，每个弧状叶片的底端与轮盘连接，每个弧状叶片的顶端无盖板，每个弧状叶片的两侧面分别为工作面和非工作面，其特征在于：所述轮盘被所述若干弧状叶片分隔为若干轮盘单元，所述轮盘单元的数量与所述弧状叶片的数量相同，每个轮盘单元连接对应的两个相邻弧状叶片中的第一弧状叶片的非工作面和所述两个相邻弧状叶片中的第二弧状叶片的工作面，每个轮盘单元的边缘到所述叶轮的转动中心的距离是变化的，每个轮盘单元的边缘上任意两个相邻的位置到所述叶轮的转动中心的距离是不相同的且均小于弧状叶片的径向边缘到所述叶轮转动中心的距离，轮盘单元的边缘包括顺次连接的弧状的第一凸面、弧状的凹面以及弧状的第二凸面，第一凸面和凹面的弧度相同，每个轮盘单元具有通孔。
2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述轮盘单元的边缘与所述第一弧状叶片的非工作面的连接处到所述叶轮的转动中心的距离等于所述轮盘单元的边缘与第二弧状叶片的工作面的连接处到所述叶轮的转动中心的距离。
3.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述轮盘单元的边缘与所述第一弧状叶片的非工作面的连接处到所述叶轮的转动中心的距离大于所述轮盘单元的边缘与第二弧状叶片的工作面的连接处到所述叶轮的转动中心的距离。
4.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述轮盘单元的边缘的一端与所述第二弧状叶片的工作面相切。
5.根据权利要求4所述的叶轮，其特征在于，所述轮盘单元的边缘的另一端与所述第一弧状叶片的非工作面成一个大于0度的夹角。
6.根据权利要求5所述的叶轮，其特征在于，所述夹角小于或等于所述第一弧状叶片的非工作面的出口角的补角。
7.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于：每个弧状叶片贯穿所述轮盘。
8.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于：所述轮盘的远离所述轮毂的一面设有若干加强凸肋，每个加强凸肋的径向外端连接到对应的弧状叶片的径向外端。
9.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于：所述轮盘的远离所述轮毂的一面在对应所述轮毂的位置形成有避免细长异物缠绕到电机轴上的环部。
10.一种水泵，用于输送含有外物的水介质，包括泵壳、连接到泵壳的电机以及收容于泵壳并被电机驱动的叶轮，所述叶轮包括轮盘、轮毂和若干弧状叶片，所述轮毂形成在所述轮盘的中心且自轮盘的一侧突出，所述若干弧状叶片从所述轮毂的侧面向所述轮盘的外周延伸，且沿轮盘的周向间隔设置，每个弧状叶片的底端与轮盘连接，每个弧状叶片的顶端无盖板，每个弧状叶片的两侧面分别为工作面和非工作面，其特征在于：所述轮盘被所述若干弧状叶片分隔为若干轮盘单元，所述轮盘单元的数量与所述弧状叶片的数量相同，每个轮盘单元连接对应的两个相邻弧状叶片中的第一弧状叶片的非工作面和所述两个相邻弧状叶片中的第二弧状叶片的工作面，每个轮盘单元的边缘到所述叶轮的转动中心的距离是变化的，每个轮盘单元的边缘上任意两个相邻的位置到所述叶轮的转动中心的距离是不相同的且均小于弧状叶片的径向边缘到所述叶轮转动中心的距离，轮盘单元的边缘包括顺次连接的弧状的第一凸面、弧状的凹面以及弧状的第二凸面，第一凸面和凹面的弧度相同，每个轮盘单元具有通孔。
11.根据权利要求10所述的水泵，其特征在于：所述轮盘的远离所述轮毂的一面在对应所述轮毂的位置形成有避免细长异物缠绕到电机轴上的环部。
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