CN113330220A - 包括设置为斜锥体的叶轮本体的泵 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种泵，所述泵包括叶轮，所述叶轮具有毂基部和叶轮本体。叶轮本体包括至少一个偏心顶点和相对于叶轮旋转轴线同心的基部。

Description

包括设置为斜锥体的叶轮本体的泵

技术领域

流体泵应用于许多应用中，其中被泵送的流体含有碎屑、颗粒、纤维物质和其他固体物质。例如，在污水或原水应用中，水中含有多种废物。通常，传统的流体泵包括带叶片的叶片叶轮，所述叶片从旋转轴的中心延伸，使得在旋转时，流体被推进通过流体系统。在一些应用中，传统的叶轮设计已被修改，以尝试防止泵在操作过程中堵塞。

泵送具有高固体含量的液体导致传统叶轮泵堵塞，从而需要定期清理、维护和修理。这种泵出现的另一个问题是气穴现象，即在被泵送的液体中形成气泡，该气泡在叶轮周围相对低压的区域中形成。当气泡破裂时，会产生冲击波，这可能对叶轮和泵壳造成严重损坏。响应于堵塞问题已开发了无叶片叶轮，然而传统的无叶片叶轮设计仍然存在各种缺陷。

在一些现有技术的泵中，公开了一种用于无堵塞泵的叶轮。叶轮具有带有单个螺旋叶片的锥形毂，所述锥形毂不对称地布置以降低毂周围堵塞的风险。实际上，单个叶片的不对称布置导致液压不平衡和振动。此外，在实践中，这种泵仍然易于显著堵塞。

在另一现有技术的泵中，公开了一种用于无堵塞泵的无叶片叶轮。叶轮有中空管状本体，以最大化通流而减小堵塞。已经发现这种叶轮表现出非常低的泵效率。

因此，需要一种在不影响泵效率的情况下表现出明显更小的堵塞的泵。

发明内容

通过一种泵来实现本发明的目的，该泵包括叶轮，该叶轮具有带叶轮本体的毂。叶轮本体包括：与叶轮旋转轴线同心的基部；和至少一个偏心顶点。

使用这种泵，堵塞的风险显著变小。流入的液体不会冲击片或叶片或类似障碍物的任何前边缘。发现本文公开的设计与常规无堵塞泵类型相比泵效率显著提高。

泵的另一个优点是不需要直的线性流入流并且线性流入流不受流入流中的湍流阻碍。这使得可能将泵定位在供应管线中弯曲部下游的短距离处。

在特定实施例中，泵包括管状的套筒，该套筒具有上游开口端和下游开口端，该下游开口端与毂一起限定环形流动开口。叶轮本体延伸到套筒中，其中偏心顶点紧邻套筒的内表面。套筒可以连接到叶轮本体，例如连接到一个或多个顶点。可替代地，套筒可以设置为与叶轮分开的磨损环，其中在套筒和一个或多个顶点之间具有间隙。例如，这种间隙可以是直径的大约0.001倍。

套筒可以例如具有扩口形状，其中在环形流出开口处具有较大的直径并且在一个或多个顶点的水平处具有较小的直径。在一些情况下，扩口形状可以是例如圆锥形或喇叭形的。可替代地，套筒可以是圆柱形的或具有任何其他合适的管状形状，从而允许在泵操作期间叶轮在泵室中围绕叶轮旋转轴线旋转。套筒与叶轮旋转轴线同轴。叶轮旋转轴线是泵正常运行期间叶轮的旋转轴线。

例如，叶轮本体可以包括一个或多个斜锥体，每个斜锥体限定顶点之一。一个或多个斜锥体具有斜锥体轴线和相对于斜锥体轴线从顶点到基部增加的锥体直径。直径可以线性或非线性地增加，例如，以指数方式增加，以形成凹锥面或凸锥面。可以调整锥面的凹度或凸度以进行水力优化。锥轴线通常是线性的，但也可以是弯曲的和/或具有彼此成角度的区段。

在特定实施例中，叶轮本体具有在顶点和基部之间延伸的叶片。叶片可以例如从顶点沿径向且笔直地或螺旋地延伸到基部。如果叶轮本体具有两个或更多个顶点，则每个顶点可以连接到从顶点延伸到基部的具有类似尺寸和形状的叶片。如果一个或多个顶点与套筒的内表面相邻，则一个或多个叶片没有暴露于流入流的前边缘，从而导致堵塞最小或没有堵塞。

可替代地，如果叶轮本体在距通过顶点的径向平面一距离处在套筒和毂基部之间的环形流出开口中具有后边缘，则获得良好的结果。后边缘可以是叶片或叶轮本体的一部分，并且可以设置有从顶点或多个顶点之一逐渐螺旋或盘绕向下以形成相应的后边缘的表面。如果叶轮本体具有多于一个顶点，则叶轮本体可以设置有从每个顶点到相关后边缘的螺旋或盘绕向下的表面。投影在毂基部的螺旋角可以小于180度。在某些形式中，表面可以从顶点围绕叶轮本体以180度和270度之间的螺旋角螺旋向下。在某些形式中，表面可以从顶点围绕叶轮本体以大于270度的螺旋角螺旋向下。

至少一个偏心顶点和后边缘布置在第一平面上，至少一个偏心顶点和毂的中心点布置在第二平面上，并且第一平面和第二平面之间的角度可以是锐角。

叶片在毂基部处的端部可以例如在环形流动开口的整个宽度上延伸，即从套筒的边缘延伸到毂基部的相对部分。

如果叶轮包括至少两个顶点，例如两个或更多个斜锥体，则获得良好的结果。例如，叶轮可设置有两个斜锥体，例如具有相同尺寸和形状且相对于叶轮旋转轴线对称布置的两个斜锥体。可选地，叶轮具有三个或更多个这种锥形毂体。

毂体的基部通常是圆形的，但是也可以使用其他横截面轮廓。

在一些实施例中，叶轮包括至少一个斜锥体，并且该至少一个斜锥体为沙丘形的。在一些形式中，偏心顶点成型为沙丘顶，至少一个斜锥体的后侧包括：从至少一个顶点延伸到毂并且在至少一个斜锥体的前部上的向内弯曲的切口部；从至少一个偏心顶点螺旋到毂的沟状槽。

一些实施例提供了一种包括叶轮的泵，该叶轮具有带叶轮本体的毂。叶轮可包括相对于叶轮旋转轴线同心的毂基部。叶轮还可包括具有偏心顶点的至少一个斜锥体，该至少一个斜锥体从毂基部向上延伸。

在一些形式中，至少一个斜锥体是沙丘形的。在一些形式中，偏心顶点成型为沙丘顶，至少一个斜锥体的后侧包括从偏心顶点延伸到毂基部的向内弯曲的切口部；以及沟状槽在至少一个斜锥体的前侧上从偏心顶点螺旋延伸至毂的基部。在一些形式中，叶轮本体包括多个斜锥体，每个所述斜锥体形成在锥体轴线上，该锥体轴线延伸穿过毂基部的中心点和对应的偏心顶点。在一些形式中，至少一个斜锥体与套筒的内表面紧邻并稍微偏离。

在一些实施例中，叶轮本体形成从偏心顶点延伸到毂基部的脊，该脊的尺寸和形状被设计成在叶轮的整个360度旋转中在脊的整个长度上保持与内表面相距基本相同的偏离距离。在一些形式中，套筒是喇叭形的并且以对应于叶轮本体的旋转路径的方式径向对称。

叶轮在离心径流泵的应用中特别有用，但也可用于轴流泵或混流泵，或任何其他合适类型的泵。泵可以是例如用于污水的无堵塞泵、用于泵站的对鱼类友好的泵或用于运输新鲜捕获的鱼的泵。叶轮也适用于涡轮机或作为船舶的螺旋桨。

参照示出示例性实施例的附图进一步解释本发明。根据说明性实施例的以下描述，本公开的这些特征和其他特征将变得更加显而易见。

附图说明

图l是离心泵的俯视立面图；

图2是沿着图1的线2-2剖切的图1的离心泵的侧视局部剖视图；

图3A是叶轮的一个实施例的侧视立面图；

图3B是沿着中心竖直平面剖切的图3A的叶轮后半部的侧视局部剖视图；

图4A是叶轮的另一实施例的侧视图；

图4B是图4A的叶轮的等距俯视立面图，其中为了清楚起见，去除了套筒；

图5A是叶轮的又一实施例的侧视立面图；

图5B是图5A的叶轮的侧视立面图，其中为了清楚起见，去除了套管；

图5C是图5B的叶轮的俯视立面图；

图6A是叶轮的另一实施例的侧视立面图；

图6B是沿着中心竖直平面剖切的图6A的叶轮的后半部的侧视局部剖视图；

图7A是图6A和图6B的叶轮的等距视图，其中为了清楚起见，去除了套筒；

图7B是图6A和图6B的叶轮的侧视立面图，其中为了清楚起见，去除了套筒；

图7C是图6A和图6B的叶轮的另一个侧视立面图，其中为了清楚起见，去除了套筒；

图7D是图6A和图6B的叶轮的俯视立面图，其中为了清楚起见，去除了套筒；

图7E是图6A和图6B的叶轮的另一侧视立面图，其中为了清楚起见，去除了套筒；

图8A是叶轮的另一实施例的侧视立面图；

图8B是沿着中心竖直平面剖切的图8A的叶轮后半部的侧视局部剖视图；

图9A是图8A和图8B的叶轮的侧视立面图，其中为了清楚起见，去除了套筒；

图9B是图8A和图8B的叶轮的等距视图，其中为了清楚起见，去除了套筒；

图9C是图8A和图8B的叶轮的另一个侧视立面图，其中为了清楚起见，去除了套筒；

图9D是图8A和图8B的叶轮的俯视立面图，其中为了清楚起见，去除了套筒；

图10A是叶轮的又一实施例的俯视立面图；

图10B是图10A的叶轮的等距视图；

图11A是叶轮的再一实施例的侧视立面图；

图11B是图11A的叶轮的侧视立面图；

图11C是图11A的叶轮的俯视立面图；

图11D是图11A的叶轮的等距视图；

图12A是叶轮的另一实施例的侧视立面图；

图12B是图12A的叶轮的等距视图；

图12C是图12A的叶轮的另一等距视图；和

图13示出了与图10A和图10B的叶轮相比的现有技术叶轮的性能。

在若干视图中，对应的附图标记表示对应的部分。尽管附图代表本公开的实施例，但附图不一定按比例绘制并且某些特征可能被夸大以更好地图示和解释本公开的实施例。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解的是，本发明在其应用方面不限于其在以下描述中阐述或在以下附图中示出的构造细节和部件布置。本发明能够有其他实施例并且能够以各种方式被实践或执行。再者，应当理解的是，这里使用的措辞和术语是为了描述的目的而不应被视为限制性的。“包括”、“包含”或“具有”及其变体在本文中的使用意在涵盖其后列出的项目及其等效物以及附加项目。除非另有说明或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变体被广泛使用并且包括直接和间接的安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接。

提出以下讨论以使本领域技术人员能够构建和使用本发明的实施例。对所示实施例的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且在不脱离本发明的实施例的情况下，本文的一般原理可以应用于其他实施例和应用。因此，本发明的实施例不旨在限于所示的实施例，而是符合与本文公开的原理和特征一致的最宽范围。将参考附图阅读以下详细描述，其中不同图中的相似元件具有相似的附图标记。不一定按比例绘制的附图描绘了选定的实施例，其并不旨在限制本发明的实施例的范围。熟练技术人员将认识到本文提供的示例具有许多有用的替代方案并且落入本发明的实施例的范围内。

本发明总体上涉及一种具有叶轮的泵，该叶轮包括具有叶轮本体的毂，叶轮本体通常被套筒或护罩包围，该泵特别用于泵送液体，液体诸如是废水或其他浆液，所述液体包括固体，所述固体包括纤维物质。

图1和图2描绘了离心式无堵塞泵1，其具有泵壳2、包封在泵壳2的泵室4中的叶轮3和用于驱动叶轮3的驱动轴5。泵室4在其吸入侧具有轴向定向入口6和在其压力侧具有连接到径向定向出口8的圆周蜗壳7。本文公开的每个叶轮实施例都可以集成在离心式无堵塞泵中，例如图1和图2所示的泵1。在一些形式中，出口8可以被构造为从圆周蜗壳7切向地指向。在一些形式中，出口8可以从圆周蜗壳7轴向地指向入口6或指向驱动轴5。

图3A和图3B示出了与图1和图2的泵1一起使用的叶轮103的第一实施例。图3A和图3B中的叶轮103包括叶轮本体104，该叶轮本体104包括单个斜锥体。在泵操作期间，叶轮本体104类似于叶片叶轮的片或叶片地推动液体使其从泵1的吸入侧流向压力侧。

在附图中，斜锥体被示出为具有三角形网格阴影线，但是叶轮本体104通常被提供为具有顺滑表面的实心结构。叶轮103在叶轮本体104的底部处具有圆形毂基部106。叶轮103还包括与毂基部106同心且与毂基部106沿旋转轴线X间隔开的扩口套筒或护罩107。叶轮103在操作期间围绕旋转轴线X旋转。

叶轮本体104设置为沿斜锥轴线C的斜锥并终止于偏心顶点108。叶轮本体104的圆形毂基部106与叶轮旋转轴线X同心。斜锥轴线C在毂基部106的中心点处与叶轮旋转轴线X相交。叶轮本体104邻近套筒107的内表面并被套筒107的内表面包围。顶点108可连接到在扩口套筒107的上游边缘113附近的内表面。这样，叶轮本体104和套筒107形成一体部分，并且在操作期间在泵1的壳体2内一起旋转。

在可替代的实施例中，套筒107可以与叶轮本体104分隔开，其中顶点108和套筒107的内表面之间的间隙最小化。在分隔开的构造中，套筒107固定在泵1的壳体2内，并且叶轮103在套筒107内旋转。套筒107的内表面可以是顺滑的、弯曲的并且以对应于叶轮本体104围绕叶轮旋转轴线X的旋转路径的方式径向对称。

在图3A和图3B的实施例中，扩口套筒107为喇叭形的，其具有开口上游端110和开口下游端111，该开口下游端111面向毂基部106。开口上游端110提供流体通路并形成与泵入口6(如图1A、图1B中所示)成直线的流入开口并且与叶轮旋转轴线X同轴。套筒107具有下游边缘112，该下游边缘112限定下游开口端111。下游边缘112具有比上游边缘113更大的直径，该上游边缘113限定了开口上游端110。套筒107的下游边缘112和毂基部106的圆周限定了环形流出开口114，从而允许被推动的液体朝向压力侧处的泵出口8流入蜗壳7(如图1A和图1B所示)。

图4A和图4B示出叶轮203的另一实施例。叶轮203具有旋转轴线X，以斜锥体形式提供的叶轮本体209在操作期间围绕该旋转轴线X旋转。叶轮本体209沿斜锥体轴线C延伸并具有偏心顶点208。叶轮本体209的圆形毂基部206与叶轮旋转轴线X同心，斜锥体轴线C在毂基部206的中心点处与叶轮旋转轴线X相交。叶轮本体209被套筒207的内表面围绕。在一些形式中，顶点208连接到扩口套筒207的上游边缘213附近的内表面207。在一些形式中，顶点208通过最小化的间隙与内表面分开。套筒207是喇叭形，该喇叭形具有带有上游边缘213的开口上游端210和带有下游边缘212的开口下游端211，该开口下游端211面向毂基部106。

叶轮本体209设有叶片214，该叶片214从偏心顶点208延伸到毂基部206并至少部分地围绕叶轮本体209螺旋。在一些形式中，叶片214围绕叶轮本体螺旋小于180度。在一些形式中，叶片214可以以180度和270度之间的螺旋角围绕叶轮本体209从顶点208螺旋向下。在一些形式中，叶片214可以以大于270度的螺旋角围绕叶轮本体209从顶点208螺旋向下。叶片214形成可桥接套筒207的下游边缘212和毂基部206的后边缘215。在所示实施例中，后边缘215平行于叶轮旋转轴线X。叶片214的一个纵向侧可在其整个长度上附接到套筒207的内表面，而叶片214的另一纵向侧可在其整个长度上附接到叶轮本体209的表面。

在一些形式中，叶片214不附接到套筒207的内表面，而是与内表面紧邻并稍微偏离。在该分隔开的构造中，套筒207固定在泵1的壳体2(图1A、图1B)内并且叶轮203在套筒207内旋转。在一些形式中，叶片214的尺寸和形状被设计成在叶轮203的整个360度旋转上沿着叶片214的整个长度保持与内表面相距基本相同的偏离距离。套筒207的内表面可以是顺滑的、弯曲的并且以对应于叶轮本体209围绕叶轮旋转轴线X的旋转路径的方式径向对称。在图4B中示出叶轮本体209和叶片214而没有套筒207。

图5A至图5C示出了叶轮303的又一示例性实施例。叶轮303具有叶轮本体309和套筒307，套筒307类似于上文公开的实施例的套筒107、207。在图5B和图5C中分别示出了没有套筒307的叶轮本体309的侧视图和俯视图。叶轮本体309以两个斜锥体320的形式提供，每个斜锥体320的形状类似于图3A和4A的实施例中的叶轮本体104、209的斜锥体形状。两个锥体320共享同心基部并且在尺寸和形状上基本相同。锥体320具有相对地倾斜的锥形轴线C、C'。结果，叶轮本体309具有两个对称布置的偏心顶点308。叶轮303具有旋转轴线X，叶轮本体309在操作期间围绕该旋转轴线X旋转。斜锥体轴线C和C'都在毂基部306的中心点处与叶轮旋转轴线X相交。叶轮本体309的圆形毂基部306与叶轮旋转轴线X同心。斜锥体320被套筒307的内表面环绕。顶点308可以连接到扩口套筒307的上游边缘313附近的内表面。

从每个偏心顶点308，叶片314向下螺旋到基部以形成后边缘315。在一些形式中，后边缘布置在与毂基部306的中心点相同的平面上。两个叶片314相对于叶轮旋转轴线X对称地布置和成型。两个叶片314类似于图4A中所示的实施例的叶片214。例如，后边缘315可以桥接套筒307的下游边缘312和毂基部306，并且后边缘315可以至少部分地围绕对应的斜锥体320螺旋。在一些形式中，后边缘315围绕叶轮本体309螺旋小于180度。在一些形式中，后边缘315可以围绕叶轮本体309从顶点308以180度和270度之间的螺旋角螺旋向下。在一些形式中，后边缘315可以以大于270度的螺旋角围绕叶轮本体309从顶点308螺旋向下。在所示实施例中，后边缘315平行于叶轮旋转轴线X。叶片314的一个纵向侧可以在其整个长度上附接到套筒307的内表面，而叶片314的另一纵向侧在其整个长度上附接到叶轮本体309的表面。

在一些形式中，叶片314不附接到套筒307的内表面，而是与内表面紧邻并稍微偏离。在该分隔开的构造中，套筒307固定在泵1的壳体2(图1A、1B)内并且叶轮303在套筒307内旋转。在一些形式中，叶片314的尺寸和形状设计成在叶轮303的整个360度旋转上沿着每个叶片314的整个长度保持与内表面相距基本相同的偏离距离。套筒307的内表面可以是顺滑的、弯曲的并且以对应于叶轮本体309围绕叶轮旋转轴线X的旋转路径的方式径向对称。

图6A和图6B示出了叶轮403的又一实施例，其具有设置为单个斜锥体420的叶轮本体409。叶轮本体409的脊415在叶轮本体409的表面和套筒407的内表面之间延伸。在该实施例中，脊415形成叶轮本体409的锥形表面的一部分并且从顶点408向下盘旋到套筒407的下游边缘412和点430处的毂基部411，以形成后边缘417。

叶轮403具有旋转轴线X，叶轮本体409在操作期间围绕该旋转轴线X旋转。斜锥体420的圆形毂基部411与叶轮旋转轴线X同心。斜锥体420被套筒407的内表面包围。顶点408可以连接到扩口套筒407的上游边缘413附近的内表面。套筒407的内表面可以成型为对应于脊415以促进脊415的整个长度与套筒407的内表面之间的连接。

在一些形式中，脊415不附接到套筒407的内表面，而是与内表面紧邻并稍微偏离。在该分隔开的构造中，套筒407固定在泵1的壳体2(图1A、1B)内并且叶轮403在套筒407内旋转。在一些形式中，脊415的尺寸和形状被设计成在叶轮403的整个360度旋转上沿着脊415的整个长度保持与内表面相距相同的偏离距离。套筒407的内表面可以是顺滑的并且以对应于叶轮本体409围绕叶轮旋转轴线X的旋转路径的方式径向对称。

图7A-图7E示出了没有套筒407的叶轮本体409。具体如图7B和7C所示，斜锥体420具有：外倾斜高度部417，其可以连接到套筒407的内表面；和内倾斜高度部418，其在顶点408和毂基部411的圆周上的点419之间延伸。斜锥体420更具体地为沙丘形状，该顶点408成型为沙丘顶。外倾斜高度部417位于沙丘的后侧422上，内倾斜高度部418位于沙丘的前侧424上。在沙丘的后侧422上，从顶点408附近开始，斜锥体420包括向内弯曲的切口部426，该切口部426环绕斜锥体420并一直顺着脊415的长度延伸。切口部426在尺寸和形状方面可以对应于喇叭形套筒407的内表面。在斜锥体420的前侧424上，沟状槽428从顶点408沿着脊415的长度向下螺旋。

内倾斜高度部418、外倾斜高度部417和顶点408都共面并且布置在径向平面A上(见图7D)。顶点408和点430布置在平面B上，该平面B在轴线X的方向上延伸。平面A和平面B之间的角度α可以是非零的锐角。在一些形式中，角度α基本上等于50度。如果需要，也可以使用更大或更小的平面A和平面B之间的角度。在泵操作期间，叶轮沿如图7D所示的方向R旋转。图7B和7C是从平行于平面A的从相对侧看的侧视立面图。

图8A至图9D示出了具有叶轮本体509的叶轮503，叶轮本体509包括两个斜锥体510，叶轮503类似于图1和图2所示的叶轮3。再者，斜锥体510的形状类似于图6A和图6B中所示实施例的单个斜锥体420。两个斜锥体510在叶轮503上处于直径相对的位置，并且大小相同但在它们彼此交叉的地方合并。每个斜锥体510均具有可连接到套筒507的内表面的外倾斜高度部517和在顶点508和毂基部541的圆周之间延伸的内倾斜高度部518。

斜锥体510是沙丘形的并且每个顶点508都被成型为沙丘顶。外倾斜高度部517位于沙丘的后侧522上，内倾斜高度部518位于沙丘的前侧524上。从顶点508附近开始，斜锥体510包括向内弯曲的切口部526，该切口部在沙丘的后侧522上一直沿着脊515的长度环绕每个斜锥体510。切口部526的尺寸和形状可以对应于喇叭形套筒507的内表面。在每个斜锥体510的前侧524上，沟状槽528从顶点408沿着脊515的长度螺旋向下。两个斜锥体510共用同一个同心毂基部541并具有偏心顶点508，该偏心顶点508相对于叶轮旋转轴线X对称布置。两个顶点508布置在与毂基部541的中心点相同的平面上。

与图6A和图6B中的叶轮403相同，扩口套筒507是喇叭形的，其具有比上游边缘544直径更大的下游边缘512。套筒507的下游边缘512和毂基部541的圆周限定了环形流动开口546。脊515可以桥接套筒507的下游边缘512和毂基部541。例如，每个脊515可以在其整个长度上附接到套筒307的内表面。

在一些形式中，脊515不附接到套筒507的内表面，而是与内表面紧邻并稍微偏离。在该分隔开的构造中，套筒507固定在泵1的壳体2(图1A、1B)内并且叶轮503在套筒507内旋转。在一些形式中，脊515的尺寸和形状被设计成在叶轮503的整个360度旋转上沿着脊515的整个长度基本上保持与内表面相距相同的偏离距离。套筒507的内表面可以是顺滑的并且以对应于叶轮本体409围绕叶轮旋转轴线X的旋转路径的方式径向对称。

两个叶轮本体509都具有锥形表面，该圆锥形表面被扭转以在流出开口546中在与通过顶点508的径向平面相距一距离处形成脊515。两个脊515位于叶轮503的直径相对位置处。叶轮本体509是无片式和无叶片式的，其中脊515通过相应斜锥体510的表面的螺旋延伸形成。在泵的操作期间，叶轮沿如图9D所示的方向R旋转。

图10A和图10B示出了与叶轮503类似的具有一种结构变型的叶轮603。叶轮603绕叶轮旋转轴线X旋转，叶轮603在叶轮本体609中包括具有两个相对斜锥体620，每个斜锥体620具有从顶点608螺旋向下的脊615。然而，叶轮603还包括形成在叶轮本体609的中心中的圆顶630，在所述圆顶630处，两个斜锥体620合并在一起。圆顶630可以顺滑通过合并两个斜锥体620以形成叶轮本体609而形成的边缘。再者，在一些实施例中，圆顶630是覆盖将叶轮本体609连接到离心式无堵塞泵的驱动轴(诸如泵1(图1、图2)的可移除部分。

图11A至图11D示出了根据不同实施例的叶轮703。叶轮703具有形成为单个斜锥体720的叶轮本体703。叶轮本体409的脊715在叶轮本体409的表面与套筒(未示出)的内表面之间延伸。在该实施例中，脊715形成锥形表面的一部分并且围绕毂基部711的外圆周盘旋。脊715沿其整个长度保持与斜锥体720基本相同的高度。叶轮703具有旋转轴线X，叶轮本体709在操作期间围绕该旋转轴线X旋转。斜锥体720的圆形毂基部711与叶轮旋转轴线X同心。

图12A至图12C示出了根据本发明的一个实施例的叶轮803。叶轮803具有旋转轴线X，形成为斜锥体的叶轮本体809在操作期间围绕该旋转轴线旋转。叶轮本体809沿斜锥轴线C延伸并具有偏心顶点808。叶轮本体809的圆形毂基部806与叶轮旋转轴线X同心，斜锥轴线C与叶轮旋转轴线X在毂基部806的中心点处相交于毂基部806。叶轮本体809被套筒807的内表面包围。套筒807呈喇叭形，其具有：开口上游端810，该开口上游端810具有上游边缘813；开口下游端811，该开口下游端811具有下游边缘812，开口下游端811面向毂基部806。

叶轮本体809设置有从偏心顶点808延伸到毂基部806的叶片814。叶片814形成后边缘815，该后边缘垂直地延伸远离叶轮本体809。叶片尖端830沿着斜锥轴线C延伸远离顶点808。叶片814可以桥接套筒807的下游边缘812和毂基部806。在所示的实施例中，后边缘815平行于叶轮旋转轴线X。叶片814的一个纵向侧可以在其整个长度上附接到套筒807的内表面，而叶片814的另一纵向侧在其整个长度上附接到叶轮本体809的表面。

在一些形式中，叶片814不附接到套筒807的内表面，而是与内表面紧邻并稍微偏离。在该分隔开的构造中，套筒807固定在泵1的壳体2(图1A、图1B)内并且叶轮803在套筒807内旋转。在一些形式中，叶片814的尺寸和形状被设计成保持在叶轮803的整个360度旋转上沿着叶片814的整个长度从内表面偏离基本相同的偏离距离。套筒807的内表面可以是顺滑的、弯曲的并且以对应于叶轮本体809围绕叶轮旋转轴线X的旋转路径的方式径向对称。

示例

提供以下非限制性示例，仅用于说明目的。图13图示了根据ISO9906gr.2B水力性能试验收集的数据。叶轮A是现有技术叶轮，Nijhuis HMFr1-60.70S，型号为L839115，它是三片式设计，其直径约为690mm，转速为745rpm，并针对污水应用进行了优化(大自由通道和优化的叶片前缘)。测试叶轮B是根据以上关于图10A和图10B描述的实施例的叶轮。

叶轮A用来设计用于污水应用的4x Nijhuis牌VMFAr1-60.70泵。泵的排放和吸入尺寸各约为610mm，叶轮直径约为690mm。泵的速度由VFD控制，最大转速为745-750rpm。最佳效率点处的流量约为15,000GPm，最佳效率点处的扬程约为17米。

叶轮B用来设计用于污水应用的4x Nijhuis牌VMFAr1-60.70泵。泵的排放和吸入尺寸各约为610mm，叶轮直径约为690mm。泵的速度由VFD控制，最大转速为745-750rpm。最佳效率点处的流量约为15,000GPm，最佳效率点处的扬程约为17米。

在图13中绘制并描绘了叶轮A和叶轮B在基本相同的泵条件下的性能。如图13所示，叶轮B的结构与现有技术叶轮A的不同导致泵性能提高。更具体地，已经表明叶轮B的效率和(抗)堵塞性能都突出并且优于现有技术的叶轮。尽管未在图13中绘出，但是其他实施例的叶轮也被测试并获得与叶轮B的结果基本相似的结果，从而导致比先前已知的叶轮更好的效率和抗堵塞性能。

本领域技术人员将意识到的是，虽然上文已经结合特定实施例和示例描述了本发明，但本发明不一定如此受限，并且许多其他实施例、示例、用途、变型和相对于实施例、示例和用途的偏离旨在被所附的权利要求所涵盖。在本文引用的每个专利和出版物的全部公开内容均通过引用并入，就好像每个这样的专利或出版物都通过引用单独并入本文。在以下权利要求中阐述了本发明的各种特征和优点。

Claims (22)

1.一种泵，所述泵包括叶轮，所述叶轮具有带叶轮本体的毂，其中所述叶轮本体包括：

与叶轮旋转轴线同心的基部；和

至少一个偏心顶点。

2.根据权利要求1所述的泵，所述泵还包括管状的套筒，所述套筒具有上游开口端和下游开口端，所述下游开口端与所述毂一起限定环形的流出开口，

其中，所述叶轮本体延伸到所述套筒中，其中所述至少一个偏心顶点紧邻所述套筒的内表面。

3.根据权利要求2所述的泵，其中，所述至少一个偏心顶点连接到所述套筒的内表面。

4.根据权利要求2所述的泵，其中，所述套筒具有扩口形状，其中在所述流出开口处具有较大直径而在流入开口处具有较小直径。

5.根据权利要求4所述的泵，其中，所述扩口形状为喇叭形。

6.根据权利要求1所述的泵，其中，所述叶轮本体具有至少一个叶片，所述至少一个叶片在所述至少一个偏心顶点之一与所述基部之间延伸。

7.根据权利要求1所述的泵，其中，所述叶轮本体包括至少一个后边缘。

8.根据权利要求7所述的泵，其中，所述至少一个后边缘定位于在所述套筒和毂的基部之间的环形开口中。

9.根据权利要求8所述的泵，其中，所述叶轮本体具有从所述至少一个偏心顶点螺旋到所述后边缘的至少一个叶片。

10.根据权利要求8所述的泵，其中，所述至少一个偏心顶点和所述后边缘布置在第一平面上，所述至少一个偏心顶点和所述毂的中心顶点布置在第二平面上，并且所述第一平面与所述第二平面之间的角为锐角。

11.根据权利要求1所述的泵，其中，所述叶轮本体包括至少一个斜锥体，每个所述斜锥体具有顶点。

12.根据权利要求11所述的泵，其中，所述至少一个斜锥体中的至少一个包括在后侧上的向内弯曲的切口部。

13.根据权利要求1所述的泵，其中，所述叶轮本体包括至少两个偏心顶点，其中所述两个偏心顶点相对于叶轮旋转轴线对称布置。

14.根据权利要求12所述的泵，其中，所述至少一个斜锥体是沙丘形的。

15.根据权利要求14所述的泵，其中：

所述至少一个偏心顶点成型为沙丘顶，所述至少一个斜锥体的后侧包括从所述至少一个偏心顶点延伸至所述毂的向内弯曲的切口部，并且

沟状槽在所述至少一个斜锥体的前侧、从所述至少一个偏心顶点螺旋至所述毂。

16.一种泵，所述泵包括叶轮，所述叶轮具有叶轮本体，其中所述叶轮包括：

与叶轮旋转轴线同心的毂基部；和

至少一个具有偏心顶点的斜锥体，所述至少一个斜锥体从所述毂基部向上延伸。

17.根据权利要求16所述的叶轮，其中，所述至少一个斜锥体为沙丘形的。

18.根据权利要求17所述的叶轮，其中，所述偏心顶点成型为沙丘顶，所述至少一个斜锥体的后侧包括从所述偏心顶点延伸到所述毂基部的向内弯曲的切口部；沟状槽在所述至少一个斜锥体的前侧上、从所述偏心顶点螺旋至所述毂基部。

19.根据权利要求16所述的叶轮，其中，所述叶轮本体包括多个斜锥体，所述多个斜锥体中的每一个形成在锥体轴线上，所述锥体轴线延伸穿过所述毂基部的中心点和对应的偏心顶点。

20.根据权利要求16所述的叶轮，其中，所述至少一个斜锥体与套筒的内表面紧邻并略微偏离。

21.根据权利要求20所述的叶轮，其中，所述叶轮本体形成从所述偏心顶点延伸到所述毂基部的脊，所述脊的尺寸和形状被设计成在所述叶轮的整个360度旋转上沿着所述脊的整个长度与所述内表面保持基本相同的偏离距离。

22.根据权利要求20所述的叶轮，其中，所述套筒为喇叭形的，并且以对应于叶轮本体的旋转路径的方式径向对称。

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