專利名稱：徑向結(jié)構(gòu)式離心泵葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種徑向結(jié)構(gòu)式離心泵葉輪。
上述類型的離心泵葉輪實(shí)際上已經(jīng)公知。它適用在因所提供的排放高度、排放流量和轉(zhuǎn)速而導(dǎo)致非常大的葉輪外徑與內(nèi)徑之比的場(chǎng)合，另外也適用在需要葉輪運(yùn)行特別平穩(wěn)的場(chǎng)合。然而，這種葉輪因?yàn)槠淙~輪側(cè)摩擦較大而效率較低。
具體地說，對(duì)于在中央供水系統(tǒng)至少局部終止于各設(shè)置在樓房屋頂中的儲(chǔ)水箱的區(qū)域中進(jìn)行的供水，例如在發(fā)展中國(guó)家，水通過一種所謂的增壓泵被抽出并輸送到諸放水位置。這種泵的抽水量通常相對(duì)較小，例如達(dá)到2．0立方米／小時(shí)，并將由儲(chǔ)水箱的屋頂結(jié)構(gòu)所確定的水壓(該水壓太小)提高約0．6到0．8巴，以在放水位置實(shí)現(xiàn)足夠快的放水。由于居民的財(cái)政狀況、不高的技術(shù)水平以及增壓泵在居住區(qū)的應(yīng)用，這些泵應(yīng)該是制造成本低、無(wú)需維修和工作噪聲小。而且，雖然已經(jīng)有了在供水量、供水頭和一定程度的低制造成本方面滿足需求的單級(jí)離心泵裝置，但由于它們的干式運(yùn)行電動(dòng)機(jī)需要有對(duì)泵的軸密封，因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)需維修，并有煩擾的運(yùn)行噪聲。此外，也已經(jīng)有了由濕式運(yùn)行電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心泵，并已證明可以在居住區(qū)用作供熱循環(huán)泵以及沒有上述缺點(diǎn)。但這些裝置只有較小的供水頭，對(duì)于有問題的應(yīng)用場(chǎng)合大約只能達(dá)到增壓泵額定值的一半。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于增壓泵的上述這種類型的徑向結(jié)構(gòu)式泵葉輪，其中，在電源電流頻率下工作的葉輪提供較小的供水流量和約0．8巴的壓升。
本實(shí)用新型的上述目的是由這樣一種徑向結(jié)構(gòu)式離心泵葉輪來實(shí)現(xiàn)的，它包括一后蓋板和前蓋板，它們之間設(shè)置多個(gè)葉片而形成流動(dòng)通道，其中，設(shè)置有一從吸入口延伸到葉輪外緣的第一組長(zhǎng)葉片和一第二組短葉片，在每?jī)蓚€(gè)長(zhǎng)葉片之間設(shè)有一短葉片，并且，葉輪的外徑與吸入口直徑之比至少為三，其特點(diǎn)在于，在每?jī)蓚€(gè)長(zhǎng)葉片之間設(shè)置有幾個(gè)短葉片。
本實(shí)用新型的離心泵葉輪以相對(duì)較小的外徑按照預(yù)定目的產(chǎn)生了操作數(shù)據(jù)，因此是一種較小的高壓葉輪，它能極好地適用于增壓泵場(chǎng)合，并且由于葉片數(shù)量的關(guān)系，在葉輪出口位置處的壓差較低和較多，因而運(yùn)行噪聲較低。裝有本實(shí)用新型的葉輪的增壓泵的較差效率可以忽略，這是因?yàn)榭恳涣髁勘O(jiān)測(cè)器打開和關(guān)閉的泵僅在放水時(shí)才工作，因而持續(xù)時(shí)間較短，相應(yīng)地也就消耗較少的驅(qū)動(dòng)能量。而且，裝有本實(shí)用新型的葉輪的、用于所需供水的增壓泵可以由如在供熱循環(huán)泵技術(shù)中所采用的濕式運(yùn)行電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，這種電動(dòng)機(jī)由于其制造技術(shù)非常先進(jìn)，因而制造成本較低。這種電動(dòng)機(jī)另外還有利于本實(shí)用新型的增壓泵的低噪聲運(yùn)行，因而使其可以無(wú)需維修地工作，并且制造成本較低。
本實(shí)用新型的離心泵葉輪的一個(gè)有利結(jié)構(gòu)在于，較短的葉片包括第一分組等長(zhǎng)的葉片和第二分組等長(zhǎng)的葉片，第二分組的葉片長(zhǎng)度小于第一分組的葉片長(zhǎng)度，第二分組的至少一個(gè)葉片均設(shè)置在第一分組的至少一個(gè)葉片的兩側(cè)。通過這種結(jié)構(gòu)，可以使排放介質(zhì)非常均勻地流過葉片之間所形成的流動(dòng)通道。
此外，所有葉片的出口角在85°到105°的范圍內(nèi)，最好約為95°。更為有利的是，可將長(zhǎng)葉片的前端在流入角度方面設(shè)計(jì)成使得在該前端處有一順暢的流入。
下面將通過附圖所示的實(shí)施例來詳細(xì)描述本實(shí)用新型，附圖中


圖1是該實(shí)施例的立體圖；圖2是沿
圖1中的II-II線剖開的剖視圖；圖3是該離心泵葉輪的輪轂的單個(gè)零件的立體圖；圖4是
圖1實(shí)施例的一個(gè)變型實(shí)施例的立體圖；圖5是
圖1實(shí)施例的局部視圖；圖6是表示葉片角β作為葉輪半徑R的一個(gè)函數(shù)而變化的曲線圖。

圖1中示出了徑向結(jié)構(gòu)式離心泵葉輪1的第一實(shí)施例，它包括一第一后蓋板2、一具有一吸入口4的前蓋板3(僅示出一半)和多個(gè)設(shè)置在兩塊蓋板之間的葉片。這些葉片包括從吸入口4區(qū)域一直延伸到葉輪1外壁的長(zhǎng)葉片5以及設(shè)置在長(zhǎng)葉片之間并且端部同樣位于葉輪1外緣處的短葉片6和7。長(zhǎng)葉片5構(gòu)成第一葉片組，短葉片6、7構(gòu)成第二葉片組。
所有的葉片5、6、7都設(shè)計(jì)成例如由一合適的塑料通過注塑與后蓋板2形成一體。前蓋板3最好由塑料構(gòu)成，它焊接于葉片，為此，葉片具有焊接用突起8。
后蓋板2包括一中央輪轂9，一金屬軸襯10剛性焊接于其中。該金屬軸襯清楚地示于圖3中，可以看出，其外周邊具有多個(gè)徑向突起11，用以通過主動(dòng)配合將其固定于輪轂9中，并確保葉輪1可靠的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。金屬軸襯10在其內(nèi)周面12上，具有多個(gè)較低的軸向肋13，它們可確保葉輪在泵驅(qū)動(dòng)軸(未圖示)上的簡(jiǎn)單而可靠的非主動(dòng)裝配，尤其是在軸由陶瓷構(gòu)成時(shí)。
葉輪1的直徑尺寸選擇成可產(chǎn)生供給的壓升或壓差。因此，葉輪的外徑D2與吸入口直徑D1之比至少為三，最好是4到6。
較短的葉片6和7可具有不同的長(zhǎng)度，如
圖1所示。在所示的例子中，每?jī)蓚€(gè)長(zhǎng)葉片5之間有三個(gè)短葉片6和7，其中，中等長(zhǎng)度的葉片6長(zhǎng)于設(shè)置在其兩側(cè)的短葉片7。因此，按照
圖1所示，較短葉片6、7設(shè)置在較長(zhǎng)葉片5之間，使得在一較長(zhǎng)葉片5與中等長(zhǎng)度葉片6之間均設(shè)有一更短的葉片7。對(duì)于
圖1的實(shí)例，包括所有短葉片的第二葉片組被進(jìn)一步分成兩個(gè)分組，也就是分成第一分組等長(zhǎng)葉片6和第二分組等長(zhǎng)葉片7，其中第二分組的葉片長(zhǎng)度小于第一分組的葉片長(zhǎng)度。如果空間條件允許，也可以在每?jī)蓚€(gè)長(zhǎng)葉片5之間設(shè)置一個(gè)以上的較短葉片6和兩個(gè)以上的更短葉片7。
除了前端，所有葉片均設(shè)計(jì)成沿整個(gè)長(zhǎng)度具有恒定厚度和厚度高度。而且，長(zhǎng)葉片5的前端設(shè)計(jì)成，對(duì)于葉輪1的一給定排水流量，在這些葉片處有一順暢的流入。
如
圖1所示，所有葉片5、6、7的端部相對(duì)于葉輪外周邊大致成直角，最好有約95°的出口角。然而，葉片的線路也可以是這樣，即所有葉片的出口角在85°到105°的范圍內(nèi)。這取決于葉輪1或裝有該葉輪的離心泵的具體應(yīng)用場(chǎng)合。
以公知方式形成于所有恒定高度的葉片之間的流動(dòng)通道14具有一流動(dòng)寬度，對(duì)于
圖1的葉輪來說，流動(dòng)寬度的最終值與葉片起點(diǎn)處的初始值之比不超過系數(shù)三。而且，所有流動(dòng)通道14的橫截面的尺寸制成這樣，即沿每條流動(dòng)通道形成相等的最小完全自由通路。通過這種方式，確保葉輪可以傳送混有固體顆粒的流體，其中，這些固體顆粒的最大尺寸由預(yù)定最小完全自由通路測(cè)量確定。
圖4表示
圖1、2和3所示實(shí)施例的一變型實(shí)施例。圖4中所示的葉輪20在主要構(gòu)件上同樣包括一后蓋板21、一具有一吸入口23的前蓋板22和多個(gè)設(shè)置在兩個(gè)蓋板之間的葉片。該實(shí)施例與上述實(shí)施例的主要不同在于，由較短葉片構(gòu)成的第二葉片組包括幾個(gè)都有相同長(zhǎng)度的葉片24。在圖示的該例子中，在每?jī)蓚€(gè)長(zhǎng)葉片5之間設(shè)有三個(gè)等長(zhǎng)的短葉片24，但也可以設(shè)置更多個(gè)或是僅兩個(gè)葉片24，長(zhǎng)葉片5構(gòu)成第一葉片組，它們從吸入口23一直延伸到葉輪20的外徑。葉輪20的其它部分與針對(duì)葉輪1所描述的一樣。
圖5和6說明了葉輪1和20的所有葉片從它們的流入端到外緣處的流出端的一較佳的線路。從圖5、但也可以從
圖1和4看出，葉片略微向前彎曲，其中葉片在各自的起始部分處的曲率最大，并朝葉輪的外緣而顯著變小。這由圖6得出，圖中示出三條由實(shí)驗(yàn)取得的、表示長(zhǎng)葉片角度β變化的曲線(25，26，27)，這些曲線表示角度β作為葉片的半徑比R／R2的一個(gè)函數(shù)的變化關(guān)系。這些曲線適用于端部與葉輪外周邊約成95°角的葉片。對(duì)于短葉片，適用所示曲線的相應(yīng)段，也就是那些與長(zhǎng)葉片相比以較大半徑比R／R2開始的曲線段。
沿長(zhǎng)葉片5的中線(為便于理解)，表示各葉片的角β的曲線25、26和27可以由以下函數(shù)表示β(R)=β+(β2-β1)·[1-(R2-RR2-R1)n]1n]]>其中β1長(zhǎng)葉片的入口角β2所有葉片的出口角R1長(zhǎng)葉片的最小半徑R2所有葉片的最大半徑R葉片在R1到R2之間的一個(gè)半徑N1．5到3．0之間的一個(gè)數(shù)值按照以上所示的函數(shù)，實(shí)曲線25對(duì)指數(shù)n的2．1數(shù)值有效，而虛曲線26和27對(duì)指數(shù)n的1．5和3．0數(shù)值有效。指數(shù)值n在1．5到3．0之間的葉片可產(chǎn)生較大的壓升，其中具有
圖1葉輪的增壓泵可實(shí)現(xiàn)最佳的壓升，這是因?yàn)槠淙~片是為2．1的指數(shù)n而設(shè)計(jì)的。
權(quán)利要求1．一種徑向結(jié)構(gòu)式離心泵葉輪，它包括一后蓋板和前蓋板，它們之間設(shè)置多個(gè)葉片而形成流動(dòng)通道，其中，設(shè)置有一從吸入口延伸到葉輪外緣的第一組長(zhǎng)葉片和一第二組短葉片，在每?jī)蓚€(gè)長(zhǎng)葉片之間設(shè)有一短葉片，并且，葉輪(1，20)的外徑與吸入口直徑之比至少為三，其特征在于，在每?jī)蓚€(gè)長(zhǎng)葉片(5)之間設(shè)置有短葉片(6，7；24)。
2．如權(quán)利要求1所述的離心泵葉輪，其特征在于，短葉片(6，7)包括一第一分組等長(zhǎng)葉片(6)和一第二分組等長(zhǎng)葉片(7)，第二分組的葉片長(zhǎng)度小于第一分組的葉片長(zhǎng)度，第二分組的至少一個(gè)葉片(7)均設(shè)置在第一分組的至少一個(gè)葉片(6)的兩側(cè)。
3．如權(quán)利要求2所述的離心泵葉輪，其特征在于，位于所有高度恒定的葉片(5，6，7)之間的流動(dòng)通道(14)具有一流動(dòng)寬度，其最終值與初始值之比不超過系數(shù)三。
4．如權(quán)利要求1、2或3所述的離心泵葉輪，其特征在于，所有葉片的出口角在85°到105°的范圍內(nèi)。
5．如權(quán)利要求4所述的離心泵葉輪，其特征在于，所有葉片的出口角為95°。
6．如權(quán)利要求1所述的離心泵葉輪，其特征在于，有預(yù)定排出流量的長(zhǎng)葉片(5)的前端設(shè)計(jì)成在這些葉片處有順暢的流入。
7．如權(quán)利要求1所述的離心泵葉輪，其特征在于，流動(dòng)通道(14)的橫截面的尺寸制成沿每條流動(dòng)通道實(shí)現(xiàn)相等的最小完全自由通路。
8．如權(quán)利要求1所述的離心泵葉輪，其特征在于，葉片(5，6，7；24)具有恒定的厚度。
9．如權(quán)利要求5、6、7或8所述的離心泵葉輪，其特征在于，沿它們的中線觀察，尤其是長(zhǎng)葉輪葉片(5)的線路，在葉片角β方面對(duì)應(yīng)于以下函數(shù)β(R)=β+(β2-β1)·[1-(R2-RR2-R1)n]1n]]>其中β1長(zhǎng)葉片的入口角β2所有葉片的出口角R1長(zhǎng)葉片的最小半徑R2所有葉片的最大半徑R葉片在R1到R2之間的一個(gè)半徑N1．5到3．0之間的一個(gè)數(shù)值
10．如權(quán)利要求1所述的離心泵葉輪，其特征在于，后蓋板(2；21)具有一塑料中央輪轂(9)，該輪轂包括一剛性設(shè)置在其中的金屬軸襯(10)。
11．如權(quán)利要求10所述的離心泵葉輪，其特征在于，具有中央輪轂(9)的后蓋板(2；21)和所有葉片(5，6，7；24)由一單件構(gòu)件構(gòu)成，前蓋板(3；22)焊接于葉片。
12．如權(quán)利要求10所述的離心泵葉輪，其特征在于，金屬軸襯(10)在其內(nèi)周面上具有多個(gè)軸向低肋(13)。
專利摘要一種徑向結(jié)構(gòu)式離心泵葉輪,它包括一后蓋板和前蓋板,它們之間設(shè)置多個(gè)葉片而形成流動(dòng)通道。設(shè)置有一從吸入口延伸到葉輪外緣的第一組長(zhǎng)葉片和一第二組短葉片。在每?jī)蓚€(gè)長(zhǎng)葉片之間設(shè)有幾個(gè)短葉片,并且,葉輪的外徑與吸入口直徑之比至少為三。
文檔編號(hào)F04D29/24GK2426027SQ00203380
公開日2001年4月4日 申請(qǐng)日期2000年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月13日
發(fā)明者尼爾斯, 迪尤, 延森, 約恩, 施密特 申請(qǐng)人:格倫德福什聯(lián)合股份有限公司