CN210949250U - 一种叶轮和离心泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种叶轮和离心泵，其中，叶轮包括：叶轮盘；若干叶片，所述叶片包括第一弧形叶片段和第二弧形叶片段，所述第一弧形叶片段与所述第二弧形叶片段在接合处反向相切且光滑过渡。反向相切的两段弧形叶片段，相比直线形和单段弧形叶片段，增加了叶片的通流长度，同时第二弧形叶片段与第一弧形叶片段在接合处的切线夹角成锐角，液体流经接合处二次加速，在低转速下，液体到达叶轮外缘的出水速度相比现有技术增加，采用上述叶片叶型的离心泵能达到较高的扬程和流量，满足离心泵的扬程流量指标。

Description

一种叶轮和离心泵

技术领域

本实用新型涉及水泵技术领域，尤其涉及一种叶轮和离心泵。

背景技术

离心泵是应用较为广泛的水泵类型之一，而扬程和流量是离心泵的重要参数指标。叶轮作为离心泵的基本结构之一，是扬程和流量满足离心泵的工况要求的核心零件。

现有技术方案中，离心泵叶轮的叶片叶型为直线或者单一圆弧形，如图1和图2所示。采用上述叶片叶型的离心泵若要实现高扬程大流量的工况要求，则需要离心泵工作于高转速下，这使得离心泵无法在低转速下达到较高的扬程和流量。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种叶轮和离心泵，以解决现有叶轮叶片的叶型无法使离心泵在低转速下达到较高的扬程和流量的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案来实现：

本实用新型实施例提供了一种叶轮，包括：

叶轮盘，所述叶轮盘的中心开设有通孔；

若干叶片，所述若干叶片沿所述叶轮盘的周向间隔设置于所述叶轮盘上，所述叶片包括第一弧形叶片段和第二弧形叶片段，所述第一弧形叶片段与所述第二弧形叶片段在接合处反向相切且光滑过渡，其中，所述第一弧形叶片段靠近所述叶轮盘的外缘，所述第二弧形叶片段靠近所述叶轮盘的内缘。

可选的，所述第一弧形叶片段的第一端的切线与第一圆的圆周切线的夹角为75°～85°，其中，所述第一弧形叶片段的第一端为靠近所述叶轮盘外缘的一端，所述第一圆为以所述叶轮盘中心为圆心，以所述圆心到所述第一弧形叶片段的第一端的距离为半径的圆。

可选的，所述第二弧形叶片段的第一端的切线与第二圆的圆周切线的夹角为60°～70°，其中，所述第二弧形叶片段的第一端为靠近所述叶轮盘内缘的一端，所述第二圆为以所述叶轮盘中心为圆心，以所述圆心到所述第二弧形叶片段的第一端的距离为半径的圆。

可选的，在所述叶轮盘上设置有若干平衡孔。

可选的，所述若干平衡孔间隔位于所述若干叶片与所述通孔之间的区域。

可选的，所述叶轮盘的中心部分凸起形成圆形凸台，所述通孔贯穿所述圆形凸台，所述圆形凸台靠近所述叶轮盘内缘的高度高于所述圆形凸台靠近所述叶轮盘外缘的高度。

可选的，所述第二弧形叶片段的第一端的高度高于所述第一弧形叶片段的第一端的高度，且所述叶片倾斜过渡。

可选的，所述第二弧形叶片段的第一端的高度为所述第一弧形叶片段的第一端的高度的1.5倍～3倍。

本实用新型实施例提供的一种叶轮，包括：叶轮盘；若干叶片，所述叶片包括第一弧形叶片段和第二弧形叶片段，所述第一弧形叶片段与所述第二弧形叶片段在接合处反向相切且光滑过渡。反向相切的两段弧形叶片段，相比直线形和单段弧形叶片段，增加了叶片的通流长度，同时第二弧形叶片段与第一弧形叶片段在接合处的切线夹角成锐角，液体流经接合处二次加速，在低转速下，液体到达叶轮外缘的出水速度相比现有技术增加，采用上述叶片叶型的离心泵能达到较高的扬程和流量，满足离心泵的扬程流量指标。

本实用新型实施例还提供了一种离心泵，包括：

泵头，所述泵头包括进水口、出水口和泵头壳体，所述进水口设置于所述泵头壳体轴向的中心位置且贯穿所述泵头壳体，所述出水口设置于所述泵头壳体径向的一侧，所述泵头壳体内壁上沿所述进水口边缘设有环形凹槽；

叶轮，所述叶轮为本实用新型实施例提供的叶轮，所述叶轮可转动的设置于所述泵头壳体内；

水封，所述水封设置于所述环形凹槽内；

电机，所述电机设置于泵体内且通过转轴与所述叶轮连接；

控制器，所述控制器驱动所述电机带动所述叶轮转动。

本实用新型实施例提供的一种离心泵，所述离心泵利用本实用新型实施例提供的叶轮，在低转速下，可以达到较高的扬程和流量，满足离心泵的扬程流量指标。

附图说明

图1表示现有技术中的一种叶轮的平面示意图；

图2表示现有技术中的另一种叶轮的平面示意图；

图3表示本实用新型实施例提供的一种叶轮的平面示意图；

图4表示本实用新型实施例提供的一种叶轮的俯视图；

图5表示本实用新型实施例提供的一种叶轮的前视图；

图6表示本实用新型实施例提供的一种离心泵的爆炸图；

图7a表示本实用新型实施例提供的一种离心泵的左视图；

图7b表示本实用新型实施例提供的一种离心泵的主视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图3为本实用新型的实施例提供了一种叶轮的平面示意图，所述叶轮可以应用于离心泵。

如图3所示，叶轮1包括：

叶轮盘11，叶轮盘11的中心开设有通孔；

若干叶片12，若干叶片12沿叶轮盘11的周向间隔设置于叶轮盘11上，叶片12包括第一弧形叶片段121和第二弧形叶片段122，第一弧形叶片段121与第二弧形叶片段122在接合处反向相切且光滑过渡，其中，第一弧形叶片121段靠近叶轮盘11的外缘，第二弧形叶片段122靠近叶轮盘11的内缘。

在本实用新型实施例中，所述叶轮包括：叶轮盘，所述叶轮盘的中心开设有通孔；若干叶片，所述若干叶片沿所述叶轮盘的周向间隔设置于所述叶轮盘上，所述叶片包括第一弧形叶片段和第二弧形叶片段，所述第一弧形叶片段与所述第二弧形叶片段在接合处反向相切且光滑过渡。反向相切的两段弧形叶片段，相比直线形和单段弧形叶片段，增加了叶片的通流长度，液体从中心进入叶轮，离心力做功路程增加，且在相同进口宽度的情况下，第二弧形叶片段的反向，出口宽度增大，流量增大；同时第二弧形叶片段与第一弧形叶片段在接合处的切线夹角成锐角，液体流经接合处二次加速，在相同转速下，液体到达叶轮外缘的出水速度相比现有技术增加，采用所述叶片叶型的离心泵能达到较高的扬程和流量，满足离心泵的扬程流量指标。

可选的，第一弧形叶片段121的第一端的切线与第一圆的圆周切线的夹角为75°～85°，其中，第一弧形叶片段121的第一端为靠近叶轮盘11外缘的一端，所述第一圆为以叶轮盘11中心为圆心，以所述圆心到第一弧形叶片段121的第一端的距离为半径的圆。

优选的，第一弧形叶片段121的第一端的切线与第一圆的圆周切线的夹角为79°～81°。

在本实施例中，第一弧形叶片段121的第一端的切线与第一圆的圆周切线的夹角α为所述叶轮的出口安放角，出口安放角越接近90°，液体到达叶轮边缘的出水方向越接近于叶轮的径向，进一步增大液体的出水速度，进一步增大扬程和流量，进一步提高出口压力。

可选的，第二弧形叶片段122的第一端的切线与第二圆的圆周切线的夹角为60°～70°，其中，第二弧形叶片段122的第一端为靠近叶轮盘11内缘的一端，所述第二圆为以叶轮盘11中心为圆心，以所述圆心到第二弧形叶片段122的第一端的距离为半径的圆。

优选的，第二弧形叶片段122的第一端的切线与第二圆的圆周切线的夹角为65°～70°。

在本实施例中，第二弧形叶片段122的第一端的切线与第二圆的圆周切线的夹角β为所述叶轮的进口安放角，进口安放角越大，叶片之间的通流宽度越大，在一定程度上流量增大，但离心作用会减弱。本实施例中进口安放角在60°～70°之间，既在一定程度上增大了通流宽度，同时也保证了采用所述叶轮的离心泵的扬程流量指标。

可选的，在叶轮盘11上设置有若干平衡孔13。

在本实施例中，液体从叶轮中心进入叶片之间的流道时，会对叶轮造成轴向的冲击力，若干平衡孔13可以平衡轴向力，减小运转振动，保证叶轮不受轴向压力冲击而损坏。

可选的，若干平衡孔13间隔位于若干叶片12与所述通孔之间的区域。优选地，若干平衡孔13均匀间隔设置。

在本实施例中，若干平衡孔13呈环形设置，且位于若干叶片12和所述通孔之间的区域，由于液体从中心进入叶轮，越靠近叶轮中心位置受轴向压力越大，同时叶轮中心设置有连接轴承，将若干平衡孔13设置于若干叶片12和所述通孔之间的区域，能进一步保护叶轮和连接轴承不受轴向压力冲击而损坏。

可选的，如图4和图5所示，叶轮盘11的中心部分凸起形成圆形凸台14，叶轮盘11中心的通孔贯穿圆形凸台14，圆形凸台14靠近叶轮盘11内缘的高度高于圆形凸台14靠近叶轮盘11外缘的高度。

在本实施例中，叶轮盘11的中心部分凸起形成圆形凸台14，且圆形凸台14靠近叶轮盘11内缘的高度高于圆形凸台14靠近叶轮盘11外缘的高度，使液体从中心进入叶片之间的流道时，倾斜的凸台表面能对液体起导向作用，使液体顺利流入流道，同时在一定程度上增加流速，进一步增大液体的出水速度，进一步增大扬程和流量，进一步提高出口压力。

可选的，第二弧形叶片段122的第一端的高度高于所述第一弧形叶片段121的第一端的高度，且叶片12倾斜过渡。

在本实施例中，第二弧形叶片段122的第一端的高度高于所述第一弧形叶片段121的第一端的高度，且倾斜过渡，导向液体顺利分流进各流道，进一步增大液体的出水速度，进一步增大扬程和流量，进一步提高出口压力。。

可选的，所述第二弧形叶片段的第一端的高度为所述第一弧形叶片段的第一端的高度的1.5倍～3倍，优选的，所述第二弧形叶片段的第一端的高度为所述第一弧形叶片段的第一端的高度的2倍，既能导向液体顺利分流进各流道，保证叶轮的离心效率。

可选的，若干叶片12的数量为5～8片。优选地，若干叶片12的数量为6片。

在本实施例中，叶片数量越多，出口扬程压力越大，但是叶片数量太多，造成相同面积的叶轮盘11上的通流面积变小，增大流体的水利损失。在本实施例中若干叶片12的数量为5～8片，优选为6片，具体数量可以根据实际需要具体确定，在此不作任何限定。

可选的，若干平衡孔13的数量为6个。

在本实施例中，若干平衡孔13的数量为6个，一般来说，如图4所示，若干平衡孔13的数量与若干叶片12的数量相同，若干平衡孔间隔设置于第二弧形叶片段的第一端之间。

综上所述，在本实用新型实施例中，所述叶轮包括：叶轮盘，所述叶轮盘的中心开设有通孔；若干叶片，所述若干叶片沿所述叶轮盘的周向间隔设置于所述叶轮盘上，所述叶片包括第一弧形叶片段和第二弧形叶片段，所述第一弧形叶片段与所述第二弧形叶片段在接合处反向相切且光滑过渡。反向相切的两段弧形叶片段，相比直线形和单段弧形叶片段，增加了叶片的通流长度，液体从中心进入叶轮，离心力做功路程增加，且在相同进口宽度的情况下，第二弧形叶片段的反向，出口宽度增大，流量增大，同时第二弧形叶片段与第一弧形叶片段在接合处的切线夹角成锐角，液体流经接合处二次加速，在低转速下，液体到达叶轮外缘的出水速度相比现有技术增加，采用所述叶片叶型的离心泵能达到较高的扬程和流量，满足离心泵的扬程流量指标。

图6为本实用新型实施例提供的一种离心泵的爆炸图。

如图6、图7a至图7b所示，所述离心泵包括：

泵头2，泵头2包括进水口21、出水口22和泵头壳体23，进水口21设置于泵头壳体23轴向的中心位置且贯穿泵头壳体23，出水口22设置于泵头壳体23径向的一侧，泵头壳体23内壁上沿进水口21边缘设有环形凹槽；

叶轮1，叶轮1为本实用新型实施例提供的叶轮，叶轮1可转动的设置于泵头壳体23内；

水封3，水封设置于所述环形凹槽内；

电机4，电机4设置于泵体5内且通过转轴6与叶轮1连接；

控制器7，控制器7驱动电机4带动叶轮1转动。

其中，叶轮1包括：

叶轮盘11，叶轮盘11的中心开设有通孔；

若干叶片12，若干叶片12沿叶轮盘11的周向间隔设置于叶轮盘11上，叶片12包括第一弧形叶片段121和第二弧形叶片段122，第一弧形叶片段121与第二弧形叶片段122在接合处反向相切且光滑过渡，其中，第一弧形叶片121段靠近叶轮盘11的外缘，第二弧形叶片段122靠近叶轮盘11的内缘。

可选的，第一弧形叶片段121的第一端的切线与第一圆的圆周切线的夹角为75°～85°，其中，第一弧形叶片段121的第一端为靠近叶轮盘11外缘的一端，所述第一圆为以叶轮盘11中心为圆心，以所述圆心到第一弧形叶片段121的第一端的距离为半径的圆。

可选的，第二弧形叶片段122的第一端的切线与第二圆的圆周切线的夹角为60°～70°，其中，第二弧形叶片段122的第一端为靠近叶轮盘11内缘的一端，所述第二圆为以叶轮盘11中心为圆心，以所述圆心到第二弧形叶片段122的第一端的距离为半径的圆。

可选的，在叶轮盘11上设置有若干平衡孔13。

可选的，若干平衡孔13间隔位于所述若干叶片和所述通孔之间的区域。

可选的，叶轮盘11的中心部分凸起形成圆形凸台14，叶轮盘11中心的通孔贯穿圆形凸台14，圆形凸台14靠近叶轮盘11内缘的高度高于所述圆形凸台靠近所述叶轮盘外缘的高度。

可选的，第二弧形叶片段122的第一端的高度高于第一弧形叶片段121的第一端的高度，且叶片12倾斜过渡。

可选的，所述第二弧形叶片段的第一端的高度为所述第一弧形叶片段的第一端的高度的1.5倍～3倍。

在本实用新型实施例中，所述离心泵利用本实用新型实施例提供的叶轮，在低转速下，可以达到较高的扬程和流量，满足离心泵的扬程流量指标。

可选的，电机3为无刷电机。

在本实施例中，所述离心泵的驱动电机3为无刷电机，无刷电机具有高驱动电压(电压范围200～750V)、高集成度，体积重量小巧等优点，进一步提高离心泵的效率，同时一定程度上减轻离心泵的整体重量。

优选地，所述离心泵的应用场景为氢燃料电池热循环系统，所述离心泵内的液体为冷却介质。

需要说明的是，所述离心泵的应用场景并不限于此，在此不作任何限定。

综上所述，在本实用新型实施例中，所述离心泵利用本实用新型实施例提供的叶轮，在低转速下，可以达到较高的扬程和流量，满足离心泵的扬程流量指标。

需要说明的是，本实用新型实施例中介绍的多种可选的实施方式，彼此可以相互结合实现，也可以单独实现，对此本实用新型实施例不作限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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实用新型和简化描述，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、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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”等应做广义理解，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连接，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。

上述实施例是参考附图来描述的，其他不同的形式和实施例也是可行而不偏离本实用新型的原理，因此，本实用新型不应被建构成为在此所提出实施例的限制。更确切地说，这些实施例被提供以使得本实用新型会是完善又完整，且会将本实用新型范围传达给本领域技术人员。在附图中，组件尺寸及相对尺寸也许基于清晰起见而被夸大。在此所使用的术语只是基于描述特定实施例目的，并无意成为限制用。术语“包含”及/或“包括”在使用于本说明书时，表示所述特征、整数、构件及/或组件的存在，但不排除一或更多其它特征、整数、构件、组件及/或其族群的存在或增加。除非另有所示，陈述时，一值范围包含该范围的上下限及其间的任何子范围。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种叶轮，其特征在于，包括：

叶轮盘，所述叶轮盘的中心开设有通孔；

若干叶片，所述若干叶片沿所述叶轮盘的周向间隔设置于所述叶轮盘上，所述叶片包括第一弧形叶片段和第二弧形叶片段，所述第一弧形叶片段与所述第二弧形叶片段在接合处反向相切且光滑过渡，其中，所述第一弧形叶片段靠近所述叶轮盘的外缘，所述第二弧形叶片段靠近所述叶轮盘的内缘。

2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述第一弧形叶片段的第一端的切线与第一圆的圆周切线的夹角为75°～85°，其中，所述第一弧形叶片段的第一端为靠近所述叶轮盘外缘的一端，所述第一圆为以所述叶轮盘中心为圆心，以所述圆心到所述第一弧形叶片段的第一端的距离为半径的圆。

3.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述第二弧形叶片段的第一端的切线与第二圆的圆周切线的夹角为60°～70°，其中，所述第二弧形叶片段的第一端为靠近所述叶轮盘内缘的一端，所述第二圆为以所述叶轮盘中心为圆心，以所述圆心到所述第二弧形叶片段的第一端的距离为半径的圆。

4.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，在所述叶轮盘上设置有若干平衡孔。

5.根据权利要求4所述的叶轮，其特征在于，所述若干平衡孔间隔位于所述若干叶片与所述通孔之间的区域。

6.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述叶轮盘的中心部分凸起形成圆形凸台，所述通孔贯穿所述圆形凸台，所述圆形凸台靠近所述叶轮盘内缘的高度高于所述圆形凸台靠近所述叶轮盘外缘的高度。

7.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述第二弧形叶片段的第一端的高度高于所述第一弧形叶片段的第一端的高度，且所述叶片倾斜过渡。

8.根据权利要求7所述的叶轮，其特征在于，所述第二弧形叶片段的第一端的高度为所述第一弧形叶片段的第一端的高度的1.5倍～3倍。

9.一种离心泵，其特征在于，包括：

泵头，所述泵头包括进水口、出水口和泵头壳体，所述进水口设置于所述泵头壳体轴向的中心位置且贯穿所述泵头壳体，所述出水口设置于所述泵头壳体径向的一侧，所述泵头壳体内壁上沿所述进水口边缘设有环形凹槽；

叶轮，所述叶轮为权利要求1～8任一所述的叶轮，所述叶轮可转动的设置于所述泵头壳体内；

水封，所述水封设置于所述环形凹槽内；

电机，所述电机设置于泵体内且通过转轴与所述叶轮连接；

控制器，所述控制器驱动所述电机带动所述叶轮转动。

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