CN116624423A - 一种高效冲压叶轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效冲压叶轮，包括叶轮前盖板，叶轮前盖板连接有叶轮叶片，叶轮叶片连接有叶轮后盖板，叶轮叶片位于叶轮前盖板与叶轮后盖板之间，叶轮叶片末端存在斜切角度，叶轮叶片为扭曲空间叶片；通过改变斜切角度，平衡轴向力，提高泵的稳定性，减小机械损失；通过叶轮前盖板及叶轮后盖板在叶轮进口处的圆弧形设计可以有效减少叶轮进口冲击损失，减少液体流动过程中摩擦损失，减小叶轮水力损失；通过延伸段平衡叶轮轴向力，减小叶轮出口处向第一泵腔处的液体泄漏，减少泵的容积损失；叶轮前盖板在叶轮出口处延伸段有利第一泵腔处内的液体稳定性，保证前盖板轴向力的稳定，减少运行时机械损失，提高泵效率。
Description
技术领域
本发明涉及泵零部件结构领域，尤其涉及一种高效冲压叶轮。
背景技术
不锈钢冲压泵已得到广泛应用。现有不锈钢冲压叶轮由叶轮前盖板、叶轮叶片、叶轮后盖板进行焊接组成，现有冲压叶轮采用简化的圆柱形叶片，叶轮入口流道狭窄，叶轮进口处过渡几乎成直角，叶片作用距离小，水力损失较大，叶轮进口冲击损失大，流道摩擦损失加大，从而使得泵效率较低，现有冲压叶轮前盖板与叶轮后盖板外径相同，叶轮所受轴向力较大，使得泵稳定性较差，机械损失大，使得泵效率较低，现有冲压叶轮与泵腔间泄漏较大，容积损失较大，导致泵效率较低。
例如，一种在中国专利文献上公开的“一种冲压件离心叶轮”，其公告号：CN110630558A，公开了弧形的长叶片和短叶片，长叶片一端与前盖和后盖的圆周齐平，另一端与中心孔圆周齐平，短叶片一端与前盖和后盖的圆周齐平，容积损失较大。
发明内容
为了解决现有技术中叶轮所受轴向力较大造成的泵稳定性较差、泵效率较低的问题，本发明提供一种高效冲压叶轮，通过改变叶轮叶片扭曲形状及其与盖板之间角度来减少泵运行时损失、提高泵效率。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高效冲压叶轮，包括叶轮前盖板，叶轮前盖板连接有叶轮叶片，叶轮叶片连接有叶轮后盖板，叶轮叶片位于叶轮前盖板与叶轮后盖板之间，叶轮叶片末端存在斜切角度，叶轮叶片形状为扭曲空间叶片，叶轮前盖板及叶轮后盖板在叶轮入口处均设有圆弧光滑过渡。叶轮前盖板、叶轮叶片及叶轮后盖板均为冲压件焊接连接，叶轮叶片特殊的扭曲形状能让叶轮叶片保持优秀的水力性能，保证较高的泵效率，通过改变斜切角度α，可以根据需求调节叶轮所受轴向力大小。平衡轴向力有利于提高泵的稳定性，减小机械损失，从而提高泵效率。
作为优选的，叶轮前盖板与叶轮后盖板在叶轮叶片末端处分别与叶轮叶片两侧直径一致，叶轮后盖板外径小于叶轮前盖板外径。能够减小泵运行时叶轮所受轴向力。
作为优选的，叶轮前盖板末端位于叶轮叶片末端处设有延伸长度与偏移角度，延伸长度为叶轮前盖板向其径向方向延伸。延伸长度能够平衡叶轮轴向力。
作为优选的，叶轮前盖板连接有导叶导流盘，导叶导流盘与叶轮前盖板之间设有第一泵腔，第一泵腔开口位于叶轮前盖板末端与导叶导流盘边缘处之间。能够通过延伸长度减少叶轮前盖板与导叶导流盘之间的间隙，从而减小叶轮出口处向第一泵腔处的液体泄漏，减少泵的容积损失，提高泵的效率。
作为优选的，叶轮前盖板与导叶导流盘之间设有间隙，间隙与第一泵腔开口连接，间隙与叶轮前盖板末端连接。能够通过叶轮前盖板末端的延伸长度与偏移角度改变叶轮间隙大小，进而改变第一泵腔开口大小，而减小叶轮出口处向第一泵腔处的液体泄漏，减少泵的容积损失，提高泵的效率。
作为优选的，叶轮后盖板后侧连接有导叶，叶轮后盖板与导叶之间设有第二泵腔，第二泵腔开口位于叶轮后盖板末端与导叶之间处。第二泵腔的空间较小且液体压力相对稳定。
作为优选的，叶轮叶片为空间扭曲的U型凸起，U型凸起的两边分别为叶轮的进口端和出口端，U型凸起的两侧末端分别朝向相邻两侧面弯曲，U型凸起两侧末端的弯曲方向相反，叶轮叶片呈环形阵列布置；斜切角度位于U型凸起远离阵列中心一侧末端，斜切角度位于叶轮出口端。能够让水流顺着弯曲的叶片流动，从而减少能量损耗，U型凸起远离阵列中心一侧末端(即叶轮出口端)的两侧分别与叶轮前盖板及叶轮后盖板连接，改变叶轮前盖板和叶轮后盖板的外径差，从而调节叶轮所受轴向力大小，能够用于平衡轴向力并有利于提高泵的稳定性。
作为优选的，叶轮前盖板中间设有进水口，进水口内侧设有弧形曲面。弧形曲面过渡可以有效减少叶轮进口冲击损失，减少液体流动过程中摩擦损失，从而减小叶轮水力损失，提高泵效率。
作为优选的，叶轮后盖板中间设有轮毂，轮毂中间设有安装孔，安装孔连接有泵轴，轮毂外侧设有弧形曲面。弧形曲面过渡可以有效减少叶轮进口冲击损失，减少液体流动过程中摩擦损失，从而减小叶轮水力损失，提高泵效率。
本发明具有如下优点：
(1)通过改变斜切角度α，可以根据需求调节叶轮所受轴向力大小。平衡轴向力有利于提高泵的稳定性，减小机械损失，从而提高泵效率；(2)通过叶轮前盖板及叶轮后盖板的圆弧形设计可以有效减少叶轮进口冲击损失，减少液体流动过程中摩擦损失，从而减小叶轮水力损失，提高泵效率；(3)通过延伸段平衡叶轮轴向力，减小叶轮前盖板与导叶导流盘之间的间隙，从而减小叶轮出口处向第一泵腔处的液体泄漏，减少泵的容积损失，提高泵的效率；(4)叶轮前盖板在叶轮出口处延伸段有利第一泵腔处内的液体稳定性，保证前盖板轴向力的稳定，减少运行时机械损失，提高泵效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1是本发明的整体侧视结构示意图。
图2是本发明的正视安装示意图。
图3是本发明中叶轮叶片的结构示意图。
图中：
1-叶轮前盖板；2-叶轮叶片；3-叶轮后盖板；A-第一泵腔；B-第二泵腔；α-斜切角度；L-延伸长度；β-偏移角度；s-间隙。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，在一个较佳的实施例中，本发明公开了一种高效冲压叶轮，包括叶轮前盖板1，叶轮前盖板1连接有叶轮叶片2，叶轮叶片2连接有叶轮后盖板3，叶轮叶片2位于叶轮前盖板1与叶轮后盖板3之间，叶轮叶片末端存在斜切角度α，叶轮叶片形状为扭曲空间叶片。叶轮前盖板、叶轮叶片及叶轮后盖板均为冲压件焊接连接，叶轮叶片特殊的扭曲形状能让叶轮叶片保持优秀的水力性能，保证较高的泵效率，通过改变斜切角度α，可以根据需求调节叶轮所受轴向力大小。平衡轴向力有利于提高泵的稳定性，减小机械损失，从而提高泵效率。如图3所示，叶轮叶片为空间扭曲的U型凸起，U型凸起的两边分别为叶轮的进口端和出口端，U型凸起的两侧末端分别朝向相邻两侧面弯曲，U型凸起两侧末端的弯曲方向相反，叶轮叶片呈环形阵列布置；斜切角度位于U型凸起远离阵列中心一侧末端，斜切角度位于叶轮出口端。能够让水流顺着弯曲的叶片流动，从而减少能量损耗，U型凸起远离阵列中心一侧末端(即叶轮进口端)的两侧分别与叶轮前盖板及叶轮后盖板连接，改变叶轮前盖板和叶轮后盖板的外径差，从而调节叶轮所受轴向力大小，能够用于平衡轴向力并有利于提高泵的稳定性。叶轮叶片的U型凸起两端形成角度为120°-170°，U型凸起两个末端分别向左右两侧弯曲的角度均为15°-45°。
在使用时，改变斜切角度从而改变叶轮前盖板外径和叶轮后盖板外径，斜切角度范围为0°-25°，从而实现根据需求调节叶轮所受轴向力大小。叶轮前盖板与叶轮后盖板在叶轮叶片末端处分别与叶轮叶片两侧直径一致，叶轮后盖板外径小于叶轮前盖板外径，能够减小泵运行时叶轮所受轴向力。叶轮前盖板末端位于叶轮叶片末端处设有延伸长度L与偏移角度β，延伸长度为叶轮前盖板向其径向方向偏移角度β延伸。延伸长度能够平衡叶轮轴向力。在使用时，通过改变斜切角度α，使得叶轮后盖板3外径小于叶轮前盖板1外径，从而减小泵运行时叶轮所受轴向力。延伸长度L为1-15mm，偏移角度β为0°-15°。
如图2所示，叶轮前盖板连接有导叶导流盘，导叶导流盘与叶轮前盖板之间设有第一泵腔A，第一泵腔开口位于叶轮前盖板末端与导叶导流盘边缘处之间。叶轮前盖板与导叶导流盘之间设有间隙s，能够通过延伸长度减少叶轮前盖板与导叶导流盘之间的间隙s，从而减小叶轮出口处向第一泵腔处的液体泄漏，减少泵的容积损失，提高泵的效率。叶轮后盖板后侧为导叶，叶轮后盖板与导叶之间设有第二泵腔B，第二泵腔开口位于叶轮后盖板末端与导叶之间处。第二泵腔的空间较小且液体压力相对稳定。在泵运行时，叶轮所受轴向力主要由叶轮前后盖板外侧第一泵腔A、第二泵腔B压力分布引起，叶轮前盖板1在叶轮出口处延伸段有利第一泵腔A处内的液体稳定性，保证前盖板轴向力的稳定，减少运行时机械损失，提高泵效率。
叶轮前盖板中间设有进水口，进水口内侧设有弧形曲面。弧形曲面过渡可以有效减少叶轮进口冲击损失，减少液体流动过程中摩擦损失，从而减小叶轮水力损失，提高泵效率。在使用时弧形曲面过渡平滑，减少冲击损失及摩擦损失，进而提高水力效率。
叶轮后盖板中间设有轮毂，轮毂中间设有安装孔，安装孔连接有泵轴，轮毂外侧设有弧形曲面。弧形曲面过渡可以有效减少叶轮进口冲击损失，减少液体流动过程中摩擦损失，从而减小叶轮水力损失，提高泵效率。安装孔连接方式为十字轴孔连接、花键连接或扁平轴孔连接等。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种高效冲压叶轮，其特征在于，包括叶轮前盖板，叶轮前盖板连接有叶轮叶片，叶轮叶片连接有叶轮后盖板，叶轮叶片位于叶轮前盖板与叶轮后盖板之间，叶轮叶片末端存在斜切角度，叶轮叶片为扭曲空间叶片，叶轮前盖板设有延伸段，叶轮前盖板及叶轮后盖板在叶轮进口处均设圆弧曲面光滑过渡。
2.根据权利要求1所述的一种高效冲压叶轮，其特征在于，叶轮前盖板与叶轮后盖板在叶轮叶片末端处分别与叶轮叶片两侧直径一致，叶轮后盖板外径小于叶轮前盖板外径。
3.根据权利要求1或2所述的一种高效冲压叶轮，其特征在于，叶轮前盖板末端位于叶轮叶片末端处设有延伸长度与偏移角度，延伸长度为叶轮前盖板向其径向方向偏移一定角度延伸。
4.根据权利要求3所述的一种高效冲压叶轮，其特征在于，叶轮前盖板连接有导叶导流盘，导叶导流盘与叶轮前盖板之间设有第一泵腔，第一泵腔开口位于叶轮前盖板末端与导叶导流盘边缘处之间。
5.根据权利要求4所述的一种高效冲压叶轮，其特征在于，叶轮前盖板与导叶导流盘之间设有间隙，间隙与第一泵腔开口连接，间隙与叶轮前盖板末端连接。
6.根据权利要求4所述的一种高效冲压叶轮，其特征在于，叶轮后盖板连接有导叶，叶轮后盖板与导叶之间设有第二泵腔，第二泵腔开口位于叶轮后盖板末端与导叶之间处。
7.根据权利要求6所述的一种高效冲压叶轮，其特征在于，叶轮叶片为空间扭曲的U型凸起，U型凸起的两边分别为叶轮的进口端和出口端，U型凸起的两侧末端分别朝向相邻两侧面弯曲，U型凸起两侧末端的弯曲方向相反，叶轮叶片呈环形阵列布置；斜切角度位于U型凸起远离阵列中心一侧末端，斜切角度位于叶轮出口端。
8.根据权利要求7所述的一种高效冲压叶轮，其特征在于，叶轮前盖板中间设有进水口，进水口内侧设有弧形曲面。
9.根据权利要求7所述的一种高效冲压叶轮，其特征在于，叶轮后盖板中间设有轮毂，轮毂中间设有安装孔，安装孔连接有泵轴，轮毂外侧设有弧形曲面。
Priority Applications (1)
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| CN (1) | CN116624423A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115559932A (zh) * | 2022-09-01 | 2023-01-03 | 江苏大学镇江流体工程装备技术研究院 | 一种带分流叶片的盖板延伸式低噪声泵叶轮 |
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2022
- 2022-07-14 CN CN202210833503.1A patent/CN116624423A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115559932A (zh) * | 2022-09-01 | 2023-01-03 | 江苏大学镇江流体工程装备技术研究院 | 一种带分流叶片的盖板延伸式低噪声泵叶轮 |
| CN115559932B (zh) * | 2022-09-01 | 2024-03-08 | 江苏大学镇江流体工程装备技术研究院 | 一种带分流叶片的盖板延伸式低噪声泵叶轮 |
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