CN221053987U - 一种叶轮及充气泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叶轮及充气泵，所述叶轮用于充气泵，包括有叶盘及若干叶片，所述叶片与所述充气泵的驱动件连接，从而通过所述驱动件带动所述叶盘转动；若干所述叶片环绕分布于所述叶盘中心，从而在所述叶盘一侧表面形成若干连通于所述叶盘中心的流体腔道；且所述叶片均包括有起始端面、终止端面，所述叶片的延展方向由所述起始端面指向所述终止端面，所述终止端面被配置为倾斜面，并与所述叶盘边缘相连通，从而在所述叶盘转动时，通过若干所述叶片持续回转形成锥形扇叶出口，使流体从相应所述流体腔道流经所述锥形扇叶出口进行输出，通过锥面对叶轮的旋转直径进行了适当的优化，能够提高充气压力和流量。

Description

一种叶轮及充气泵

技术领域

本实用新型涉及叶轮设计技术领域，进一步地涉及一种叶轮及充气泵。

背景技术

目前，由于充气泵的叶轮设计较为单一化、模式化，例如在叶盘上固设几个叶片形成简单的导流结构，厂家对于叶片的具体设计形式没有进一步的考量，所以当叶轮运用于不同类型或尺寸的充气泵时，令充气时的充气流量和充气压力都无法得到保障，无法达到预定的充气需求。

综上所述，需要对目前的技术进行改进。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种叶轮及充气泵，通过对于叶轮上的叶盘、叶片进行特殊的轮廓，令叶轮在转动导流时形成锥面，通过锥面来调整充气泵中相关腔体的容积以及叶轮的旋转直径，提高了充气压力和流量。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种叶轮，适用于充气泵，包括：

叶盘，适于与所述充气泵的驱动件连接，从而通过所述驱动件带动所述叶盘转动；

若干叶片，若干所述叶片环绕分布于所述叶盘中心，从而在所述叶盘一侧表面形成若干连通于所述叶盘中心的流体腔道；

且所述叶片均包括有起始端面、终止端面，所述叶片的延展方向由所述起始端面指向所述终止端面，所述终止端面被配置为倾斜面，并与所述叶盘边缘相连通，从而在所述叶盘转动时，通过若干所述叶片持续回转形成锥形扇叶出口，使流体从相应所述流体腔道流经所述锥形扇叶出口进行输出，所述锥形扇叶出口用于调节流体的输出压力和输出流量。

值得一提的是，通过倾斜的叶片端面使得叶轮在转动时能够形成锥形扇叶出口，流体在流度的过程中，锥形轮廓的窄处能够提高了一定的流动腔体体积，以提高输出流量，锥形轮廓的宽处增加旋转直径，以提高流体输出压力，从而达到充气效率的提升。

在一些实施方式中，所述叶盘具有所述叶片一侧与所述充气泵的进气口相连通，使流体自所述进气口输入后，自若干所述流体腔道流经所述锥形扇叶出口进行输出；

所述锥形扇叶出口的截面积沿流体的输出方向单调减小，适于对流体进行导向。

需要说明的是，当锥形扇叶出口的截面积单调减小时，上侧的叶片更宽，提供了流体流动的高压条件，下侧的叶片更窄使得锥面下方的间隙大，提供了更大的流体流动腔，从而保证了充气泵的输出性能。

在一些实施方式中，每个所述叶片上的所述倾斜面的倾斜角度的范围在35-40°之间。

此处，通过设置锥面的倾斜角度以保证了充气流量和充气压力的均衡状态，如果倾斜角度过大或过小有可能令充气流量、充气压力没有办法都达到最佳状态或达到要求。

在一些实施方式中，所述叶片均包括有第一叶片和第二叶片；

所述第二叶片的延展面积小于所述第一叶片的延展面积，且所述第一叶片和所述第二叶片依次间隔分布于所述叶盘表面，所述第一叶片和所述第二叶片的起始端面和终止端面分别沿所述叶盘径向均匀分布。

可以理解的，通过设置第一叶片、第二叶片两种不同尺寸的叶片，有利于释放叶片与叶片之间的气体流通空间，同时第一叶片和第二叶片的延展面积不同，则在叶轮转动的过程中，气体会不断流经大叶片、小叶片通过这一循环流动过程，同时保证气体的流量和流速。

在一些实施方式中，通过一个所述第一叶片、一个所述第二叶片形成有一个叶片组，一个所述叶片组内的所述第一叶片和所述第二叶片形成辅助流体腔道，

所述辅助流体腔道的两个过口通过所述起始端面以及所述终止端面被区别为流体入口和流体出口，每个所述流体出口均与所述锥形扇叶出口相连通，使得流体通过所述辅助流体腔道被打散后，从所述锥形扇叶出口被导出。

在一些实施方式中，以所述叶盘中心为圆心分别形成有第一基圆、第二基圆；若干所述第一叶片的起始端面均位于所述第一基圆上；若干所述第二叶片的起始端面均位于所述第二基圆上。

在一些实施方式中，以所述叶盘中心为圆心形成有第三基圆；若干所述第一叶片和所述第二叶片的终止端面均位于所述第三基圆上。

在一些实施方式中，所述叶片组的数量为5组，且5组所述叶片组沿顺时针或逆时针方向依次均匀分布于所述叶盘，每组所述叶片组的所述流体入口均通过所述叶盘中心相连通。

需要说明的是，叶片组的数量为5组，由于叶片本身存在厚度，通过合理的叶片布局来保证流通气体的空间不会被挤占，有利于提升充气流量。

本实用新型的另一方面，也提供一种充气泵，包括：

上述的一种叶轮；

气泵主体，包括有驱动装置，所述叶轮通过所述驱动装置连接于所述气泵主体；

泵盖，所述泵盖自所述叶轮一侧盖合于所述气泵主体。

在一些实施方式中，所述泵盖上设置有进气孔，所述进气孔正对所述叶盘中心；

所述泵盖与所述叶片之间具有预设间隙，使流体通过所述预设间隙被导入相应所述流体腔道。

与现有技术相比，本实用新型所提供的一种叶轮及充气泵具有以下有益效果：

1、本实用新型所提供的一种叶轮，通过锥面设计的叶片端面使得叶轮在转动时能够形成锥形扇叶出口，流体在流度的过程中，锥形轮廓的窄处能够提高了一定的流动腔体体积，以提高输出流量，锥形轮廓的宽处能够增大旋转直径，以提高流体输出压力，从而达到充气效率的提升。

2、本实用新型所提供的一种叶轮，通过设置第一叶片、第二叶片两种不同尺寸的叶片，有利于释放叶片与叶片之间的气体流通空间，同时第一叶片和第二叶片的延展面积不同，则在叶轮转动的过程中，气体会不断流经大叶片、小叶片通过这一循环流动过程，同时保证充气气体的流量和流速。

3、本实用新型所提供的一种叶轮，能够将叶片组的数量设置为5组，即便叶片本身存在厚度，仍然可以通过合理的叶片布局来保证流通气体的空间不会被挤占，有利于提升充气流量。

4、本实用新型所提供的一种充气泵，运用了上述的叶轮，从而有利于提升充气泵的充气效率，而且能够通过更小尺寸的叶轮达到更高效的输出，有利于充气泵的小型化或轻量化。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本实用新型的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例中叶轮的整体结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例中叶轮的俯视图；

图3是图2中A处的剖面图；

图4是本实用新型一个实施例的整体结构示意图；

图5是本实用新型其中一个实施例的局部剖面图。

附图标号说明：叶盘11；叶片12；第一叶片121；第二叶片122；起始端面100；终止端面200；第一基圆31；第二基圆32；第三基圆33；气泵主体4；泵盖5；进气孔51。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，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，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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在一个实施例中，参考说明书附图1，本实用新型所提供的一种叶轮被阐述，本实用新型所提供的叶轮具有特别的轮廓设计，令叶轮在转动导流时形成锥面，通过锥面来调整充气泵中相关腔体的容积，提高了充气压力和流量。

参考说明书附图1，本实用新型所提供的一种叶轮，运用于充气泵，具体包括：叶盘11和若干叶片12，叶盘11适于与充气泵的驱动件连接，从而通过驱动件带动叶盘11转动。若干叶片12环绕分布于叶盘11中心，从而在叶盘11一侧表面形成若干连通于叶盘11中心的流体腔道。

进一步的，每个叶片12均包括有起始端面100、终止端面200，叶片12的延展方向由起始端面100指向终止端面200，且终止端面200被配置为倾斜面并与所述叶盘11边缘相连通，从而在叶盘11转动时，通过若干叶片12持续回转形成锥形扇叶出口，流体从相应流体腔道流经锥形扇叶出口进行输出，锥形扇叶出口用于调节流体的输出压力和输出流量。

值得一提的是，通过锥面设计的终止端面200使得叶轮在转动时能够形成锥形扇叶出口，流体在流度的过程中，锥形轮廓的窄处能够提高了一定的流动腔体体积，以提高输出流量，锥形轮廓的宽处能够增加叶轮的旋转直径，以提高流体输出压力，从而达到充气效率的提升。

根据上述内容可以理解，普通的扇叶或叶片12的终止端面200一般都是直壁型的，那么扇叶的端部就与叶盘11的边缘齐平，在叶盘11带动扇叶转动时扇叶与充气泵的壳体间隙很小，对于充气气体的流速或者流量没有办法起到提升或者推进作用。

而本实施例中的这种锥形扇叶出口，可以先理解为在普通扇叶的基础上将其终止端面200的一端向远离叶盘11中心的方向延伸，使终止端面200变成了一个锥面(倾斜面)，则在叶盘11转动时形成的流道截面积就是逐渐变化的，有利于充气压力和流量的提高。

进一步的，叶盘11具有叶片12一侧与充气泵的进气口相连通，使流体自进气口输入后，自若干流体腔道流经锥形扇叶出口进行输出。锥形扇叶出口的截面积沿流体的输出方向单调减小，适于对流体进行导向。

需要说明的是，当锥形扇叶出口的截面积单调减小时，上方的叶片更宽，则使得在出气时锥面上方的间隙小，提供了流体流动的高压条件，锥面下方的间隙大，提供了更大的流体流动腔，从而保证了充气泵的输出性能。

具体的，叶盘11的上方连通充气泵的进气口，下方连通充气泵的出气口(需要注意上方和下方只是针对附图进行描述所需，在实际的运用中对于这种方位的描述可进行相应改变)，则当叶盘11转动时，形成的锥形扇叶出口就具有窄口和宽口，叶片的上侧与充气泵之间的距离更小也就是窄口，这个部分的腔室就被压缩，从而形成更强的推送力和压力，当流体通过这个位置时，扇叶上的锥面面积逐渐减小，流道逐渐变宽，提供了一定的流通面积，使得上述具有高压的流体能够进行进一步的流通。

在一个实施例中，如图3所示，每个叶片12上的倾斜面的倾斜角度α的范围在35-40°之间。

此处，通过设置锥面的倾斜角度α以保证了充气流量和充气压力的均衡状态，如果倾斜角度α过大或过小有可能令充气流量、充气压力没有办法都达到最佳状态或达到要求。

很好理解的，在扇叶最大半径限制的情况下，当倾斜角度α小于35度时，就影响到上述中提到的“窄口”，窄口会变宽，在充气时由于变宽的窄口会影响到腔室的压缩，从而降低了对于流体的压力与推送力；同理当倾斜角度α大于40度时，叶片12与充气泵之间的间距会很小，则流体在通过锥面进行流度时势必会不顺畅，就影响到流体的流量。

当然上述的范围只是帮助本实施例的叶轮能够兼顾充气流量和充气压力，对于一些特殊情况的充气泵也可以对倾斜面的倾斜角度α进行针对性的设计，不在这个范围内时，叶轮依旧可以进行工作的。

另一实施例中，叶片12均包括有第一叶片121和第二叶片122。

第二叶片122的延展面积小于第一叶片121的延展面积，且第一叶片121和第二叶片122依次间隔分布于叶盘11表面，第一叶片121和第二叶片122的起始端面100和终止端面200分别沿叶盘11径向均匀分布。

可以理解的，通过设置第一叶片121、第二叶片122两种不同尺寸的叶片，有利于释放叶片与叶片之间的气体流通空间，同时第一叶片121和第二叶片122的延展面积不同，则在叶轮转动的过程中，气体会不断流经大叶片、小叶片通过这一循环流动过程，同时保证气体的流量和流速。

进一步的，如图1和图2所示，第一叶片121、第二叶片122均向同一方向(顺时针或逆时针)呈一定的弯曲形态，从而使得叶盘11在转动时，流体与这种弯曲形态的叶片产生更大的接触面积，能够提高叶轮的导流能力，有利于充气效率的提高。

在一个实施例中，通过一个第一叶片121、一个第二叶片122形成一个叶片组，一个叶片组内的第一叶片121和第二叶片122形成辅助流体腔道。

辅助流体腔道的两个过口通过起始端面100以及终止端面200被区别为流体入口和流体出口，每个流体出口均与锥形扇叶出口相连通，使得流体通过辅助流体腔道被打散后，从锥形扇叶出口被导出。

在一个实施例中，如图2所述，以叶盘11中心为圆心分别形成有第一基圆31、第二基圆32；若干第一叶片121的起始端面100均位于第一基圆31上；若干第二叶片122的起始端面100均位于第二基圆32上。

进一步的，以叶盘11中心为圆心形成有第三基圆33；若干第一叶片121和第二叶片122的终止端面200均位于第三基圆33上。

其中的，第一基圆31、第二基圆32和第三基圆33成一定的比例关系，在本实施例中，第一基圆31的半径由a表示、第二基圆32的半径由b表示、第三基圆33的半径由c表示，从而a、b、c之间的比例关系为(b-a)/(c-a)＝0.3。

通过附图可以得到第一基圆31的半径a与第二基圆32的半径b的差值为第一叶片121、第二叶片122的起始端面100之间的距离，第一基圆31的半径a与第三基圆33的半径c的差值为第一叶片121(较大的叶片)的起始端面100、终止端面200之间的距离，从而本实施例中通过对于三个基圆大小的把控，保证了第一叶片121、第二叶片122之间流道宽度的合理性，同时保证了第一叶片121相对于第二叶片122的遮挡率，避免了第一叶片121的布置尺寸过大而对于流体流通空间的挤压，也避免了第一叶片121的布置尺寸过小而降低了流道的导向性。

当然上述的比例关系只是针对本实施例中的叶片较优布置方式，技术人员应该根据不同的叶盘11尺寸或者具体需求对该比例进行调整，比如0.4或0.45等等，该变动也应该纳入本实用新型的保护范围内。

在另一实施例中，叶片组的数量为5组，且5组叶片组沿顺时针或逆时针方向依次均匀分布于叶盘11，每组叶片组的流体入口均通过叶盘11中心相连通；相邻叶片组之间的空隙单调增大，用于提高流体流量。

需要说明的是，叶片组的数量为5组，由于叶片本身存在厚度，通过合理的叶片布局来保证流通气体的空间不会被挤占，有利于提升充气流量。

目前，一般情况下来说叶片12都是周向布置在叶盘11上的，而本实施例中5组叶片组产生了10片叶片，则10片叶片之间的平均夹角为36°，在现有技术中很多的叶轮上都是布置12片叶片，则12片叶片之间的平均夹角为30°，也有更少的设置为8片叶片，则8片叶片之间的平均夹角为45°。

在设置12片叶片的时候，每片叶片之间的夹角只有30°，同时叶片本身还具有一定的厚度，使得叶片与叶片之间的间隙更加小，是不利于流体的流通的；而设置8片叶片的时候，虽然每片叶片之间的夹角变大了，但是与此同时由于流体流道的变宽，也会影响到充气压力，使得充气效果不佳，所以本实施例中选择数量居中的10片叶片，既能够保证流体的顺畅流通，也能够保证充气压力。

在一个实施例中，参考说明书附图4，根据本实用新型的另一方面，本实用新型进一步提供一种充气泵，包括上述的一种叶轮、气泵主体4以及泵盖5。

气泵主体4包括有驱动装置，叶轮通过驱动装置连接于气泵主体4；泵盖5自叶轮一侧盖合于气泵主体4。

进一步的，泵盖5上设置有进气孔51，进气孔51正对叶盘11中心；泵盖5与叶片之间具有预设间隙，使流体通过预设间隙被导入相应流体腔道。

其中，进气孔51的大小决定了进气时的流体流量和流体压力，过小会影响流量，过大会影响压力，可选的，进气孔51的直径范围在8-10mm之间，且可以小于上述的第一基圆31的直径2a，从而避免了浪费由叶片12形成的流道有效长度，提高了充气效率。

而泵盖5和叶片12之间的间距也需要进行把控，如果泵盖5和叶片12之间的间距太小，有可能会导致叶轮旋转时，叶片和泵盖5发生剐蹭或者是两者之间的流道太窄，使气体无法顺畅流动；如果泵盖5和叶片12之间的间距太大，则气体在通过进气孔51导入叶片12和泵盖5之间时，内部容积太大，导致无法有效地提供充气的高压环境，也会对充气有一定的影响。

根据上述的内容，如图5所示，在一实施例中，泵盖5和叶片12顶壁之间的间距范围在0.6-0.9mm之间，从而能够避免上述的问题产生。

在一个实施例中，叶盘11中心向泵盖5的方向凸起，使叶盘11呈弧面结构，用于进行导流；泵盖5的轮廓被配置为与叶盘11相对应的弧面。

可以理解的，通过设置上述的弧面结构，能够提高流体的流通性，首先叶盘11为弧面，则气体在流经叶盘11时可以通过弧面被打散，从而令出气更加均匀，同时气体沿弧面的延展方向进行流动，也能够对气体的流速进行一定的提升。

同时泵盖5的轮廓也设置为弧面，从而使得泵盖5和叶轮之间的间隙呈圆角，则气体会通过圆角进行转向，起到了导流作用，如果是普通的方形盖子，则在其边角很容易堆积、聚集一定的气体，造成充气气体的流通量降低。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅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技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种叶轮，其特征在于，适用于充气泵，包括：

叶盘，适于与所述充气泵的驱动件连接，从而通过所述驱动件带动所述叶盘转动；

若干叶片，若干所述叶片环绕分布于所述叶盘中心，从而在所述叶盘一侧表面形成若干连通于所述叶盘中心的流体腔道；

且所述叶片均包括有起始端面、终止端面，所述叶片的延展方向由所述起始端面指向所述终止端面，所述终止端面被配置为倾斜面，并与所述叶盘边缘相连通，从而在所述叶盘转动时，通过若干所述叶片持续回转形成锥形扇叶出口，使流体从相应所述流体腔道流经所述锥形扇叶出口进行输出，所述锥形扇叶出口用于调节流体的输出压力和输出流量。

2.根据权利要求1所述的一种叶轮，其特征在于，

所述叶盘具有所述叶片一侧与所述充气泵的进气口相连通，使流体自所述进气口输入后，自若干所述流体腔道流经所述锥形扇叶出口进行输出；

所述锥形扇叶出口的截面积沿流体的输出方向单调减小，适于对流体进行导向。

3.根据权利要求2所述的一种叶轮，其特征在于，

每个所述叶片上的所述倾斜面的倾斜角度的范围在35-40°之间。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种叶轮，其特征在于，

所述叶片均包括有第一叶片和第二叶片；

所述第二叶片的延展面积小于所述第一叶片的延展面积，且所述第一叶片和所述第二叶片依次间隔分布于所述叶盘表面，所述第一叶片和所述第二叶片的起始端面和终止端面分别沿所述叶盘径向均匀分布。

5.根据权利要求4所述的一种叶轮，其特征在于，

通过一个所述第一叶片、一个所述第二叶片形成有一个叶片组，一个所述叶片组内的所述第一叶片和所述第二叶片形成辅助流体腔道，

所述辅助流体腔道的两个过口通过所述起始端面以及所述终止端面被区别为流体入口和流体出口，每个所述流体出口均与所述锥形扇叶出口相连通，使得流体通过所述辅助流体腔道被打散后，从所述锥形扇叶出口被导出。

6.根据权利要求4所述的一种叶轮，其特征在于，

以所述叶盘中心为圆心分别形成有第一基圆、第二基圆；

若干所述第一叶片的起始端面均位于所述第一基圆上；

若干所述第二叶片的起始端面均位于所述第二基圆上。

7.根据权利要求6所述的一种叶轮，其特征在于，

以所述叶盘中心为圆心形成有第三基圆；

若干所述第一叶片和所述第二叶片的终止端面均位于所述第三基圆上。

8.根据权利要求5所述一种叶轮，其特征在于，包括：

所述叶片组的数量为5组，且5组所述叶片组沿顺时针或逆时针方向依次均匀分布于所述叶盘，每组所述叶片组的所述流体入口均通过所述叶盘中心相连通。

9.一种充气泵，其特征在于，包括：

权利要求1-8任一项所述的一种叶轮；

气泵主体，包括有驱动装置，所述叶轮通过所述驱动装置连接于所述气泵主体；

泵盖，所述泵盖自所述叶轮一侧盖合于所述气泵主体。

10.根据权利要求9所述的一种充气泵，其特征在于，

所述泵盖上设置有进气孔，所述进气孔正对所述叶盘中心；

所述泵盖与所述叶片之间具有预设间隙，使流体通过所述预设间隙被导入相应所述流体腔道。