CN221423537U - 一种离心泵叶轮及离心泵 - Google Patents

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曾祥友
韦立川
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Abstract

本实用新型公开了一种离心泵叶轮及离心泵,涉及旋转类流体机械技术领域。离心泵叶轮包括沿轴向依次排布并固定连接的叶轮主体和挡板,叶轮主体在轴向上的一端为叶轮进口,侧面具有与叶轮进口连通的叶轮出口;挡板为套设于叶轮进口外侧的环形结构,挡板与叶轮主体形成环形的叶轮凹槽,且叶轮凹槽的开口朝向径向上的外侧。该离心泵叶轮中,通过增设挡板,相当于增加了加强筋,可提高叶轮的强度和耐磨性,有效预防叶轮因高速旋转导致的变形和磨损问题,改善叶轮进口处的变形问题;引入了反向流可控技术,由于挡板与叶轮主体之间形成的叶轮凹槽的存在,可以对流体进行阻挡,改善溢流问题,减少从高压区到低压区的溢流和水力损失,提高泵能效。

Description

一种离心泵叶轮及离心泵
技术领域
本实用新型涉及旋转类流体机械技术领域,特别涉及一种离心泵叶轮及离心泵。
背景技术
离心泵是一种利用叶轮旋转产生的离心力输送液体的泵。在其泵体中具有叶轮,叶轮长时间持续运行,可能导致叶轮靠近泵壳液体进口的第一盖板上的叶轮进口处容易出现变形或断裂问题。此外,第一盖板吸水侧存在流体因压差而溢流的问题,使得流体从高压区(叶轮出口)沿第一盖板轮廓回流到叶轮侧面低压区(叶轮进口),形成溢流,增加水力损失,影响泵的性能,并增加功耗。
因此,如何改善叶轮变形和磨损问题,以及改善溢流问题,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型的目的是提供一种离心泵叶轮及包括该离心泵叶轮的离心泵,可改善叶轮变形和磨损问题,以及改善溢流问题。
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
一种离心泵叶轮,包括沿轴向依次排布并固定连接的叶轮主体和挡板,所述叶轮主体在轴向上的一端为叶轮进口,侧面具有与所述叶轮进口连通的叶轮出口;所述挡板为套设于所述叶轮进口外侧的环形结构,所述挡板与所述叶轮主体形成环形的叶轮凹槽,且所述叶轮凹槽的开口朝向径向上的外侧。
优选地,所述叶轮凹槽的截面为矩形、W型、C型S型或V型。
优选地,所述挡板包括沿径向延伸的环形的端板和沿轴向延伸的环形的侧板,所述侧板轴向上的两端分别固定于所述端板的径向内端以及所述叶轮主体。
优选地,所述挡板包括环形的端板,所述端板的一端固定于所述叶轮主体且另一端为自由端,所述端板靠近所述叶轮主体的轴向端面包括第一倾斜面,所述第一倾斜面沿着径向向外朝向远离所述叶轮主体的方向偏斜。
优选地,所述叶轮主体靠近所述挡板的轴向端面上与所述叶轮进口对接的区域为第二倾斜面,所述第二倾斜面沿着径向向外朝向远离所述挡板的方向偏斜。
优选地,所述叶轮主体包括沿着轴向依次排布并固定连接的第一盖板、叶片和第二盖板;所述叶轮进口设于所述第一盖板,所述叶轮出口位于相邻所述叶片之间;所述挡板固定于所述叶轮进口的边缘上。
优选地,所述第一盖板的径向外端与所述叶轮主体的旋转中心线的距离大于所述挡板的径向外端与所述旋转中心线的距离。
优选地,所述第二盖板靠近所述第一盖板的轴向端面的中部还设置朝向所述叶轮进口凸出的进口导流台。
一种离心泵,包括泵壳,还包括如上离心泵叶轮,所述离心泵叶轮设于所述泵壳中;所述泵壳的轴向一端的中部设置液体进口,侧面设置液体出口;所述叶轮进口与所述液体进口相对,所述叶轮出口与所述液体出口相对。
优选地,所述泵壳内固定设置导流环,所述导流环的一轴端固定于所述液体进口;所述挡板套设于所述导流环外侧。
本实用新型提供的离心泵叶轮,包括沿轴向依次排布并固定连接的叶轮主体和挡板,叶轮主体在轴向上的一端为叶轮进口,侧面具有与叶轮进口连通的叶轮出口;挡板为套设于叶轮进口外侧的环形结构,挡板与叶轮主体形成环形的叶轮凹槽,且叶轮凹槽的开口朝向径向上的外侧。
该离心泵叶轮中,通过增设挡板,相当于增加了加强筋,可提高叶轮的强度和耐磨性,有效预防叶轮因高速旋转导致的变形和磨损问题,改善叶轮进口处的变形问题,减少出现缩孔情况;引入了反向流可控技术,对于由叶轮出口沿着叶轮主体外表面朝向叶轮进口或者液体进口回流的流体,由于挡板与叶轮主体之间形成的叶轮凹槽的存在,可以对流体进行阻挡,改善溢流问题,从而优化液体流动,减少从高压区到低压区的溢流和水力损失,提高泵能效。
附图说明
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本实用新型的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型所提供离心泵的具体实施例一的结构示意图;
图2为本实用新型所提供离心泵的具体实施例一的剖视图;
图3为本实用新型所提供离心泵叶轮的具体实施例一的叶轮凹槽处的截面图;
图4为本实用新型所提供离心泵叶轮的具体实施例二的叶轮凹槽处的截面图;
图5为本实用新型所提供离心泵叶轮的具体实施例三的叶轮凹槽处的截面图;
图6为本实用新型所提供离心泵叶轮的具体实施例四的叶轮凹槽处的截面图;
图7为本实用新型所提供离心泵叶轮的具体实施例五的叶轮凹槽处的截面图。
附图标记:
泵壳1,液体进口11,液体出口12,导流环13,泵腔14;
挡板2,叶轮凹槽21,侧板22,端板23,第一倾斜面24;
叶轮主体3,第一盖板31,叶轮进口311,第二倾斜面312,第二盖板32,进口导流台321,叶片33,叶轮出口331,螺柱槽34,叶轮安装座35。
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,所描述的实施例仅仅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,都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的核心是提供一种离心泵叶轮及包括该离心泵叶轮的离心泵,可改善叶轮变形和磨损问题,以及改善溢流问题。
本实用新型所提供离心泵叶轮,应用于离心泵,属于泵、风机、压缩机等旋转类流体机械领域。如图1和图2所示,离心泵包括泵头,泵头包括泵壳1和设于泵壳1的泵腔14中的离心泵叶轮。
泵壳1在轴向上的一端中部设置液体进口11,且泵壳1侧面设置液体出口12。
离心泵叶轮包括叶轮主体3,叶轮主体3在轴向上的一端为叶轮进口311,叶轮主体3的侧面具有与叶轮进口311连通的叶轮出口331。在安装于泵壳1后,叶轮进口311与液体进口11相对设置,叶轮出口331与液体出口12相对设置。
具体地,叶轮主体3包括沿着轴向上依次排布并固定连接的第一盖板31、叶片33和第二盖板32,具体地,多个叶片33分布在叶轮主体3的圆周方向上。叶轮进口311设于第一盖板31,叶轮出口331位于相邻叶片33之间。
离心泵运行时,离心泵叶轮在电机驱动下转动时,利用离心力可驱动液体循环,液体可经液体进口11进入泵壳1,再经叶轮进口311进入叶轮主体3、经叶轮出口331流出叶轮主体3,再经液体出口12流出泵壳1。其中,泵输送的液体不限定是水,也可以是其他液体。
如图2所示,离心泵叶轮还包括固定于叶轮主体3在轴向上的一端的挡板2,具体地,挡板2固定于第一盖板31上远离第二盖板32的轴向端面上。挡板2为套设于叶轮进口311外侧的环形结构,相应地,挡板2与叶轮主体3形成环形的叶轮凹槽21,且叶轮凹槽21的开口朝向径向上的外侧。
该离心泵叶轮中,通过增设挡板2,相当于增加了加强筋,可提高叶轮的强度和耐磨性,有效预防叶轮因高速旋转导致的变形和磨损问题,改善叶轮进口311处的变形问题,减少出现缩孔情况;引入了反向流可控技术,对于由叶轮出口331沿着叶轮主体3外表面朝向叶轮进口311或者液体进口11回流的流体,由于挡板2与叶轮主体3之间形成的叶轮凹槽21的存在,可以对流体进行阻挡,改善溢流问题,从而优化液体流动,减少从高压区到低压区的溢流和水力损失,提高泵能效。
对于挡板2及叶轮凹槽21的设置方式,如图3所示,挡板2包括沿径向延伸的环形的端板23和沿轴向延伸的环形的侧板22,侧板22轴向上的两端分别固定于端板23的径向内端以及叶轮主体3。
其中,具体地,如图3所示,侧板22为圆筒结构,端板23为圆环平板,两者构成挡板2,挡板2与叶轮主体3上靠近叶轮进口311的部分构成工字型结构,并形成截面为矩形的叶轮凹槽21,结构简单,便于加工。
又或者,端板23靠近叶轮主体的轴向端面包括第一倾斜面24,第一倾斜面24沿着径向向外朝向远离叶轮主体3的方向偏斜,具体可以如图4所示以折线的方式倾斜,又或者,如图5所示以弧线的方式倾斜,可以降低回流的流体存留到叶轮凹槽21的可能性。
又或者,端板23也可以不通过侧板22连接于叶轮主体3,而是直接固定于叶轮主体3。如图6所示实施例,通过第一倾斜面24直接与第一盖板31之间形成夹角以作为叶轮凹槽21,可简化挡板2结构。
此外,如图4至图6所示,端板23靠近叶轮主体的轴向端面整体可作为第一倾斜面24,又或者,参考图7,端板23靠近叶轮主体的轴向端面上的局部表面可作为第一倾斜面24。
其中,如图4至图6所示,叶轮主体3靠近挡板2的轴向端面(即第一盖板31上远离第二盖板32的轴向端面)上与叶轮进口311对接的区域为第二倾斜面312,第二倾斜面312沿着径向向外朝向远离挡板2的方向偏斜,可以降低回流的流体存留到叶轮凹槽21的可能性。当叶轮主体3上具有第二倾斜面312,挡板2上同时设置第一倾斜面24时,可以进一步确保叶轮凹槽21由其径向内端朝向径向外壳张口呈逐渐增大的趋势,可进一步避免流体的留存,相应地,叶轮凹槽21的截面为W型、C型S型或V型。
进一步地,叶轮凹槽21的截面可以为相对于以垂直于轴向的平面对称的对称图形,使得叶轮凹槽21结构较为规则。
对于挡板2与第一盖板31之间的装配,如图1和图2所示,挡板2固定于叶轮进口311的边缘上,由于挡板2固定在叶轮进口311的边缘上,可尽量减小挡板2的周长,有利于减重。另外,第一盖板31的径向外端与叶轮主体3的旋转中心线的距离大于挡板2的径向外端与旋转中心线的距离,则在径向上,挡板2的尺寸也较小,可进一步减重。
进一步地,如图2所示,第二盖板32靠近第一盖板31的轴向端面的中部还设置朝向叶轮进口311凸出的进口导流台321,以对进入叶轮进口311后的液体进行导流。当然,在其他实施例中,进口导流台321也可以替换成一个垂直于轴向的平面。
另外,第二盖板32上还可以设置螺柱槽34和叶轮安装座35,螺柱槽34可方便泵轴的安装和固定,叶轮安装座35中设置轴套,通过轴套内设的键槽可进行泵轴与叶轮主体3的连接,从而提高泵的运行稳定性。此外,泵轴端面也可以设有螺纹盲孔,可以更加方便地进行泵轴与叶轮主体3的固定,保证泵的正常运行。
除了上述离心泵叶轮,本实用新型还提供一种包括上述离心泵叶轮的离心泵,可以有效地提高液体流速和压力,从而使泵的性能达到最佳效果,有益效果也可相应参考以上实施例。另外,泵壳1内固定设置导流环13,导流环13的一轴端固定于液体进口11,可引导进入液体进口11的流体。挡板2套设于导流环13外侧,其中,挡板2与导流环13之间以及与泵壳1之间具有间隙,以便叶轮主体3的顺利转动。
本实用新型提供的离心泵叶轮以及离心泵,其离心泵叶轮具备抑制再循环能力,可以提高泵的效率、性能和运行稳定性,为行业提供了一种高质量、高效率的叶轮。
需要说明的是,当元件被称为“固定”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。此外,在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。
术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而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。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本实用新型所提供的离心泵叶轮及离心泵进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种离心泵叶轮,其特征在于,包括沿轴向依次排布并固定连接的叶轮主体(3)和挡板(2),所述叶轮主体(3)在轴向上的一端为叶轮进口(311),侧面具有与所述叶轮进口(311)连通的叶轮出口(331);所述挡板(2)为套设于所述叶轮进口(311)外侧的环形结构,所述挡板(2)与所述叶轮主体(3)形成环形的叶轮凹槽(21),且所述叶轮凹槽(21)的开口朝向径向上的外侧。
2.根据权利要求1所述的离心泵叶轮,其特征在于,所述叶轮凹槽(21)的截面为矩形、W型、C型S型或V型。
3.根据权利要求1所述的离心泵叶轮,其特征在于,所述挡板(2)包括沿径向延伸的环形的端板(23)和沿轴向延伸的环形的侧板(22),所述侧板(22)轴向上的两端分别固定于所述端板(23)的径向内端以及所述叶轮主体(3)。
4.根据权利要求1所述的离心泵叶轮,其特征在于,所述挡板(2)包括环形的端板(23),所述端板(23)的一端固定于所述叶轮主体(3)且另一端为自由端,所述端板(23)靠近所述叶轮主体(3)的轴向端面包括第一倾斜面(24),所述第一倾斜面(24)沿着径向向外朝向远离所述叶轮主体(3)的方向偏斜。
5.根据权利要求1所述的离心泵叶轮,其特征在于,所述叶轮主体(3)靠近所述挡板(2)的轴向端面上与所述叶轮进口(311)对接的区域为第二倾斜面(312),所述第二倾斜面(312)沿着径向向外朝向远离所述挡板(2)的方向偏斜。
6.根据权利要求1至5任一项所述的离心泵叶轮,其特征在于,所述叶轮主体(3)包括沿着轴向依次排布并固定连接的第一盖板(31)、叶片(33)和第二盖板(32);所述叶轮进口(311)设于所述第一盖板(31),所述叶轮出口(331)位于相邻所述叶片(33)之间;所述挡板(2)固定于所述叶轮进口(311)的边缘上。
7.根据权利要求6所述的离心泵叶轮,其特征在于,所述第一盖板(31)的径向外端与所述叶轮主体(3)的旋转中心线的距离大于所述挡板(2)的径向外端与所述旋转中心线的距离。
8.根据权利要求6所述的离心泵叶轮,其特征在于,所述第二盖板(32)靠近所述第一盖板(31)的轴向端面的中部还设置朝向所述叶轮进口(311)凸出的进口导流台(321)。
9.一种离心泵,包括泵壳(1),其特征在于,还包括权利要求1至8任一项所述的离心泵叶轮,所述离心泵叶轮设于所述泵壳(1)中;所述泵壳(1)的轴向一端的中部设置液体进口(11),侧面设置液体出口(12);所述叶轮进口(311)与所述液体进口(11)相对,所述叶轮出口(331)与所述液体出口(12)相对。
10.根据权利要求9所述的离心泵,其特征在于,所述泵壳(1)内固定设置导流环(13),所述导流环(13)的一轴端固定于所述液体进口(11);所述挡板(2)套设于所述导流环(13)外侧。
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