CN2426027Y - 径向结构式离心泵叶轮 - Google Patents

Abstract

一种径向结构式离心泵叶轮,它包括一后盖板和前盖板,它们之间设置多个叶片而形成流动通道。设置有一从吸入口延伸到叶轮外缘的第一组长叶片和一第二组短叶片。在每两个长叶片之间设有几个短叶片,并且,叶轮的外径与吸入口直径之比至少为三。

Description

径向结构式离心泵叶轮

本实用新型涉及一种径向结构式离心泵叶轮。

上述类型的离心泵叶轮实际上已经公知。它适用在因所提供的排放高度、排放流量和转速而导致非常大的叶轮外径与内径之比的场合，另外也适用在需要叶轮运行特别平稳的场合。然而，这种叶轮因为其叶轮侧摩擦较大而效率较低。

具体地说，对于在中央供水系统至少局部终止于各设置在楼房屋顶中的储水箱的区域中进行的供水，例如在发展中国家，水通过一种所谓的增压泵被抽出并输送到诸放水位置。这种泵的抽水量通常相对较小，例如达到2．0立方米／小时，并将由储水箱的屋顶结构所确定的水压(该水压太小)提高约0．6到0．8巴，以在放水位置实现足够快的放水。由于居民的财政状况、不高的技术水平以及增压泵在居住区的应用，这些泵应该是制造成本低、无需维修和工作噪声小。而且，虽然已经有了在供水量、供水头和一定程度的低制造成本方面满足需求的单级离心泵装置，但由于它们的干式运行电动机需要有对泵的轴密封，因而无法实现无需维修，并有烦扰的运行噪声。此外，也已经有了由湿式运行电动机驱动的离心泵，并已证明可以在居住区用作供热循环泵以及没有上述缺点。但这些装置只有较小的供水头，对于有问题的应用场合大约只能达到增压泵额定值的一半。

本实用新型的目的在于提供一种用于增压泵的上述这种类型的径向结构式泵叶轮，其中，在电源电流频率下工作的叶轮提供较小的供水流量和约0．8巴的压升。

本实用新型的上述目的是由这样一种径向结构式离心泵叶轮来实现的，它包括一后盖板和前盖板，它们之间设置多个叶片而形成流动通道，其中，设置有一从吸入口延伸到叶轮外缘的第一组长叶片和一第二组短叶片，在每两个长叶片之间设有一短叶片，并且，叶轮的外径与吸入口直径之比至少为三，其特点在于，在每两个长叶片之间设置有几个短叶片。

本实用新型的离心泵叶轮以相对较小的外径按照预定目的产生了操作数据，因此是一种较小的高压叶轮，它能极好地适用于增压泵场合，并且由于叶片数量的关系，在叶轮出口位置处的压差较低和较多，因而运行噪声较低。装有本实用新型的叶轮的增压泵的较差效率可以忽略，这是因为靠一流量监测器打开和关闭的泵仅在放水时才工作，因而持续时间较短，相应地也就消耗较少的驱动能量。而且，装有本实用新型的叶轮的、用于所需供水的增压泵可以由如在供热循环泵技术中所采用的湿式运行电动机来驱动，这种电动机由于其制造技术非常先进，因而制造成本较低。这种电动机另外还有利于本实用新型的增压泵的低噪声运行，因而使其可以无需维修地工作，并且制造成本较低。

本实用新型的离心泵叶轮的一个有利结构在于，较短的叶片包括第一分组等长的叶片和第二分组等长的叶片，第二分组的叶片长度小于第一分组的叶片长度，第二分组的至少一个叶片均设置在第一分组的至少一个叶片的两侧。通过这种结构，可以使排放介质非常均匀地流过叶片之间所形成的流动通道。

此外，所有叶片的出口角在85°到105°的范围内，最好约为95°。更为有利的是，可将长叶片的前端在流入角度方面设计成使得在该前端处有一顺畅的流入。

下面将通过附图所示的实施例来详细描述本实用新型，附图中：

图1是该实施例的立体图；

图2是沿图1中的II-II线剖开的剖视图；

图3是该离心泵叶轮的轮毂的单个零件的立体图；

图4是图1实施例的一个变型实施例的立体图；

图5是图1实施例的局部视图；

图6是表示叶片角β作为叶轮半径R的一个函数而变化的曲线图。

图1中示出了径向结构式离心泵叶轮1的第一实施例，它包括一第一后盖板2、一具有一吸入口4的前盖板3(仅示出一半)和多个设置在两块盖板之间的叶片。这些叶片包括从吸入口4区域一直延伸到叶轮1外壁的长叶片5以及设置在长叶片之间并且端部同样位于叶轮1外缘处的短叶片6和7。长叶片5构成第一叶片组，短叶片6、7构成第二叶片组。

所有的叶片5、6、7都设计成例如由一合适的塑料通过注塑与后盖板2形成一体。前盖板3最好由塑料构成，它焊接于叶片，为此，叶片具有焊接用突起8。

后盖板2包括一中央轮毂9，一金属轴衬10刚性焊接于其中。该金属轴衬清楚地示于图3中，可以看出，其外周边具有多个径向突起11，用以通过主动配合将其固定于轮毂9中，并确保叶轮1可靠的驱动转动。金属轴衬10在其内周面12上，具有多个较低的轴向肋13，它们可确保叶轮在泵驱动轴(未图示)上的简单而可靠的非主动装配，尤其是在轴由陶瓷构成时。

叶轮1的直径尺寸选择成可产生供给的压升或压差。因此，叶轮的外径D2与吸入口直径D1之比至少为三，最好是4到6。

较短的叶片6和7可具有不同的长度，如图1所示。在所示的例子中，每两个长叶片5之间有三个短叶片6和7，其中，中等长度的叶片6长于设置在其两侧的短叶片7。因此，按照图1所示，较短叶片6、7设置在较长叶片5之间，使得在一较长叶片5与中等长度叶片6之间均设有一更短的叶片7。对于图1的实例，包括所有短叶片的第二叶片组被进一步分成两个分组，也就是分成第一分组等长叶片6和第二分组等长叶片7，其中第二分组的叶片长度小于第一分组的叶片长度。如果空间条件允许，也可以在每两个长叶片5之间设置一个以上的较短叶片6和两个以上的更短叶片7。

除了前端，所有叶片均设计成沿整个长度具有恒定厚度和厚度高度。而且，长叶片5的前端设计成，对于叶轮1的一给定排水流量，在这些叶片处有一顺畅的流入。

如图1所示，所有叶片5、6、7的端部相对于叶轮外周边大致成直角，最好有约95°的出口角。然而，叶片的线路也可以是这样，即所有叶片的出口角在85°到105°的范围内。这取决于叶轮1或装有该叶轮的离心泵的具体应用场合。

以公知方式形成于所有恒定高度的叶片之间的流动通道14具有一流动宽度，对于图1的叶轮来说，流动宽度的最终值与叶片起点处的初始值之比不超过系数三。而且，所有流动通道14的横截面的尺寸制成这样，即沿每条流动通道形成相等的最小完全自由通路。通过这种方式，确保叶轮可以传送混有固体颗粒的流体，其中，这些固体颗粒的最大尺寸由预定最小完全自由通路测量确定。

图4表示图1、2和3所示实施例的一变型实施例。图4中所示的叶轮20在主要构件上同样包括一后盖板21、一具有一吸入口23的前盖板22和多个设置在两个盖板之间的叶片。该实施例与上述实施例的主要不同在于，由较短叶片构成的第二叶片组包括几个都有相同长度的叶片24。在图示的该例子中，在每两个长叶片5之间设有三个等长的短叶片24，但也可以设置更多个或是仅两个叶片24，长叶片5构成第一叶片组，它们从吸入口23一直延伸到叶轮20的外径。叶轮20的其它部分与针对叶轮1所描述的一样。

图5和6说明了叶轮1和20的所有叶片从它们的流入端到外缘处的流出端的一较佳的线路。从图5、但也可以从图1和4看出，叶片略微向前弯曲，其中叶片在各自的起始部分处的曲率最大，并朝叶轮的外缘而显著变小。这由图6得出，图中示出三条由实验取得的、表示长叶片角度β变化的曲线(25，26，27)，这些曲线表示角度β作为叶片的半径比R／R2的一个函数的变化关系。这些曲线适用于端部与叶轮外周边约成95°角的叶片。对于短叶片，适用所示曲线的相应段，也就是那些与长叶片相比以较大半径比R／R2开始的曲线段。

沿长叶片5的中线(为便于理解)，表示各叶片的角β的曲线25、26和27可以由以下函数表示： $\mathrm{\β}\left(R\right)=\mathrm{\β}+({\mathrm{\β}}_2-{\mathrm{\β}}_1)\·{\[1-{\left(\frac{R_2-R}{R_2-R_1}\right)}^n\]}^{\frac{1}{n}}$

其中

β₁长叶片的入口角

β₂所有叶片的出口角

R₁长叶片的最小半径

R₂所有叶片的最大半径

R    叶片在R₁到R₂之间的一个半径

N    1．5到3．0之间的一个数值

按照以上所示的函数，实曲线25对指数n的2．1数值有效，而虚曲线26和27对指数n的1．5和3．0数值有效。指数值n在1．5到3．0之间的叶片可产生较大的压升，其中具有图1叶轮的增压泵可实现最佳的压升，这是因为其叶片是为2．1的指数n而设计的。

Claims (12)

1．一种径向结构式离心泵叶轮，它包括一后盖板和前盖板，它们之间设置多个叶片而形成流动通道，其中，设置有一从吸入口延伸到叶轮外缘的第一组长叶片和一第二组短叶片，在每两个长叶片之间设有一短叶片，并且，叶轮(1，20)的外径与吸入口直径之比至少为三，其特征在于，在每两个长叶片(5)之间设置有短叶片(6，7；24)。

2．如权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于，短叶片(6，7)包括一第一分组等长叶片(6)和一第二分组等长叶片(7)，第二分组的叶片长度小于第一分组的叶片长度，第二分组的至少一个叶片(7)均设置在第一分组的至少一个叶片(6)的两侧。

3．如权利要求2所述的离心泵叶轮，其特征在于，位于所有高度恒定的叶片(5，6，7)之间的流动通道(14)具有一流动宽度，其最终值与初始值之比不超过系数三。

4．如权利要求1、2或3所述的离心泵叶轮，其特征在于，所有叶片的出口角在85°到105°的范围内。

5．如权利要求4所述的离心泵叶轮，其特征在于，所有叶片的出口角为95°。

6．如权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于，有预定排出流量的长叶片(5)的前端设计成在这些叶片处有顺畅的流入。

7．如权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于，流动通道(14)的横截面的尺寸制成沿每条流动通道实现相等的最小完全自由通路。

8．如权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于，叶片(5，6，7；24)具有恒定的厚度。

9．如权利要求5、6、7或8所述的离心泵叶轮，其特征在于，沿它们的中线观察，尤其是长叶轮叶片(5)的线路，在叶片角β方面对应于以下函数 $\mathrm{\β}\left(R\right)=\mathrm{\β}+({\mathrm{\β}}_2-{\mathrm{\β}}_1)\·{\[1-{\left(\frac{R_2-R}{R_2-R_1}\right)}^n\]}^{\frac{1}{n}}$

其中：

β₁长叶片的入口角

β₂所有叶片的出口角

R₁长叶片的最小半径

R₂所有叶片的最大半径

R    叶片在R₁到R₂之间的一个半径

N    1．5到3．0之间的一个数值

10．如权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于，后盖板(2；21)具有一塑料中央轮毂(9)，该轮毂包括一刚性设置在其中的金属轴衬(10)。

11．如权利要求10所述的离心泵叶轮，其特征在于，具有中央轮毂(9)的后盖板(2；21)和所有叶片(5，6，7；24)由一单件构件构成，前盖板(3；22)焊接于叶片。

12．如权利要求10所述的离心泵叶轮，其特征在于，金属轴衬(10)在其内周面上具有多个轴向低肋(13)。

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