专利名称：可伸缩叶片的离心叶轮的制作方法
技术领域：
本实用新型属于泵的另部件，涉及到在运行中的对离心式叶轮的直径进行调节的机械结构。
泵和风机是将外部的机械能转换成流体的动能和势能的机械型式，最常见的是离心式的。一般离心式的泵和风机的叶轮直径都是固定不变的，流量需要改变时用截流或调速的方法来实现。用截流的方法来控制流量，是极不经济的手段，很多能量消耗在流体与阀门的摩擦上。由于它结构简单容易实现，故目前绝大多数都是使用这样的方法来调节流量。用于调速的方法大致分为两类一是在动力机和泵或风机之间增加调速的环节，如电磁涡流连轴器、液力耦合器或调速离合器，其缺点是调速的环节结构复杂，价钱昂贵，它本身还消耗一部分能量，占据一定空间，并产生新的噪音；另一种是采用可以调速的动力机，如可控硅控制的直流电机，或可控硅控制的交流的滑差离合器，此种型式的缺点是价格昂贵，有的还效率不高。
本实用新型的目的在于为克服上述两种对风机和泵调节流量方法不经济的问题而提供一种节能、可靠的流量调节方法，拟采用可伸缩调整叶片的叶轮，能使泵和风机在较宽的范围内高效率的工作，由于不占用其它空间，易于实现老设备的改造。
按如上构思，本方案所提供的可伸缩叶片变化直径的离心叶轮的特征是它由空心轴(6)、左右叶轮盖板(A)、(B)、带拨爪带螺旋槽的旋转套(8)、活动叶片的联接片(10)、活动叶片(12)、空心轴内带有两菱形块的拨销的内轴(5)、支架及丝杠螺母(2)、调节丝杠(1)及与内轴联接的轴承联接室(4)所组成的。它的空心轴(6)即主轴，从右端到中间有一深孔，使轴呈薄壁空心状，此轴由轴承支撑在机体上，左叶轮盖板和空心轴(6)用键联接，右叶轮盖板(B)通过五个销子(15)和左叶轮盖板(A)联接，内轴的左端有通孔，在通孔中插入两个带菱形块的拨销(7)，其菱形块的对边与旋转套(8)的螺旋槽相配合，两拨销的圆柱部分通过空心轴的两对称的长孔，拨销圆柱部分的直径与长孔的短径相配合，转动的内轴(5)通过右端的轴承联接室(4)与平时不转的调节丝杠(1)相联接，调节丝杠(1)与装在支架(3)上的丝杠螺母(2)相配合，支架装在机体上，旋转套(8)通过两排钢球(16)架持在左右叶轮盖板之间，旋转套伸出多个带圆头的拨爪，和多个活动叶片联接片(10)上开口的圆孔相配合，各联接片(10)的外端焊有一传动销子(11)，活动叶片(12)与左右叶轮盖板的圆弧槽相配合，它们有相同的半径，活动叶片(12)通过里端的“十”型槽与活动叶片联接片(10)及传动销子(11)相配合。
本方案所提供的可伸缩叶片的离心叶轮，为了防止内轴与空心轴之间的泄漏，在内轴的右端与空心轴之间没有密封圈和固定密封圈的压盖。
流体在泵或风机中受离心叶轮作用各参数的变化与离心叶轮的直径有直接的关系，请看离心叶轮的切割定律(H′)/(H) ＝( (D′)/(D) )2(Q′)/(Q) ＝( (D′)/(D) )2(N′)/(N) ＝( (D′)/(D) )4其中D为原叶轮直径、D′为切割后的叶轮直径；
H为原叶轮的扬程、H′为切割后叶轮的扬程；Q为原叶轮的流量、Q′为切割后叶轮的流量；N为原叶轮消耗的功率、N′为切割后叶轮消耗的功率。
可以明显看出，随叶轮直径的变化扬程和流量都在迅速的变化，特别是功率的变化更加急剧，这说明调节叶轮直径是控制流量、扬程，并能显著节能的有效手段。
设原有泵中的叶轮直径为0.4m，流量为700m3，功率消耗为220kw，若将叶轮的叶片调整使直径减少20％，则直径变成0.32m，(0.42)/(0.322) ＝ 700/(Q′) Q′＝430m3，(0.44)/(0.324) ＝ 220/(N′) N′＝88kw，可见减小流量后，功耗也大幅度降低。
通常在设计选用时须使泵或风机的容量比工程的需要留有10～20％的余地，因此多数的泵都是在截流的情况下运行，可见浪费的数字实在惊人。
具有可调伸缩叶片的离心叶轮的泵和风机需要改变流量时可在运行中调整。用工具转动调节丝杠，通过轴承联接室的轴承的作用推拉内轴，使内轴与空心轴作相对的轴向运动，菱形块在螺旋槽内有配合关系，由于螺旋槽的螺旋角很大，很容易把轴向运动变成旋转套的转动，螺旋套的拨爪将运动经活动叶片的联接片传给活动叶片，使得离心叶轮的外径产生变化，当将叶片伸展达到原叶轮的直径时，则水泵的流量、扬程及功耗为水泵设计的额定数值，根据需要经调整活动叶片以减小叶轮外径时，流量扬程和功耗都能减小。
现作几种方案的经济效果对比，按原有固定直径叶轮的泵以截流方式进行，若一台300kw电机以15％的能量消耗在节流损失上，每年将失掉25～30万度电，折合人民币几万元。若给300kw的电机配用一个液力耦合器需7万元人民币；用变速离合器也需要四万元。
采用本方案与已有技术中的几种调节流量的方法相比较能体现如下的优越性(1)本方案只涉及到泵与风机内部与叶轮相关的旋转部件，因此除批量生产新型产品外，可以用它改造旧设备，规格大小都能适用；(2)结构简单，易于制造，费用低，少则几百元，多则上千元就能实现；(3)经济效益高，节能效果显著；(4)适用面广，不但能用于双吸式或单吸式的泵和风机，甚至可用于暴气机等其它叶轮机械。
图1是可伸缩叶片的离心叶轮的另件展开示意图。其中(1)－调节丝杠；(2)－丝杠螺母；(3)－支架；(4)－联结轴承室；(5)－内轴；(6)－空心轴；(7)－带菱形块的拨销；(8)－带螺旋槽的旋转套；(9)－旋转套上的拨爪；(10)－活动叶片联接片(本叶轮上有五套，只画了一个，其它从略)；(11)－传动销子；(12)－活动叶片；(13)－叶轮端盖上的圆弧槽；(14)－固定叶片；(15)－左右叶轮部分的联接圆柱销；(16)－滚动钢球；(17)－密封圈；(18)－密封压盖；(A)－左叶轮盖板；(B)－右叶轮盖板。
图2是可伸缩叶片的离心叶轮的轴向剖视图。图3是图2的中间剖视图。
实施例本方案是采用双吸式型号8sh－9型离心泵为基础设计的可伸缩叶片的离心叶轮。左右叶轮端盖采用HT20－40，内轴、旋转套和活动叶片联接片采用45号钢，活动叶片采用铝合金或不锈钢材料。
权利要求1.一种用在泵和风机上的可伸缩叶片变化直径的离心叶轮，其特征在于它是由空心轴(6)、左右叶轮盖板(A)、(B)、带拨爪带螺旋槽的旋转套(8)、活动叶片的联接片(10)、活动叶片(12)、空心轴内带有两菱形块拨销的内轴(5)、支架(3)及丝杠螺母(2)、调节丝杠(1)和与内轴联接的轴承联接室部分(4)所组成的，它的空心轴(6)支撑在机体上，左叶轮盖板(A)和空心轴用键联接，右叶轮盖板(B)通过五个销子(15)和左叶轮盖板(A)联接，内轴(5)左端有通孔，在通孔上插入两带菱形块的拨销(7)，其菱形块的两对边与旋转套(8)的螺旋槽相配合，两拨销的圆柱部分通过空心轴(6)的两对称的长孔，并与长孔相配合，转动的内轴(5)通过右端的轴承联接室(4)与不转的调节丝杠(1)相联接，调节丝杠与装在支架(3)上的丝杠螺母(2)相配合，支架装在机体上，旋转套(8)通过两排钢球架持在左右叶轮盖板之间，旋转套伸出多个带圆头的拨爪，和多个活动叶片联接片(10)上开口的圆孔相配合，各联接片的外端焊有一传动的销子(11)，活动叶片(12)与左右叶轮盖板的圆弧槽相配合，它们有相同的半径，活动叶片(12)通过里端的“ ”型槽与活动叶片联接片(10)及传动销子(11)相配合。
2.按照权利要求1所述的可伸缩叶片的叶轮，其特征在于它的内轴右端与空心轴端之间设有密封圈(17)和固定密封圈的压盖(18)。
专利摘要本实用新型属于泵的零部件。为解决已有技术中对泵和风机调整流量时能耗大、采用调速手段费用大的问题，特提供可伸缩叶片的离心叶轮。它由空心轴、内轴、调节丝杠、左右叶轮盖板、带菱形块的拨销、旋转套、联接片及活动叶片等零件组成。在运行中可通过调节丝杠拉动内轴及拨销使旋转套转动，从而改变叶轮的直径。改变叶轮直径能在较宽范围内调节流量，且有显著节能的效果，它结构简单、费用低，可广泛地应用在叶轮式的机械中。
文档编号F04D29/24GK2033070SQ88206980
公开日1989年2月22日 申请日期1988年6月8日 优先权日1988年6月8日
发明者梁术华 申请人:梁术华
技术领域：
本实用新型属于泵的另部件，涉及到在运行中的对离心式叶轮的直径进行调节的机械结构。
泵和风机是将外部的机械能转换成流体的动能和势能的机械型式，最常见的是离心式的。一般离心式的泵和风机的叶轮直径都是固定不变的，流量需要改变时用截流或调速的方法来实现。用截流的方法来控制流量，是极不经济的手段，很多能量消耗在流体与阀门的摩擦上。由于它结构简单容易实现，故目前绝大多数都是使用这样的方法来调节流量。用于调速的方法大致分为两类一是在动力机和泵或风机之间增加调速的环节，如电磁涡流连轴器、液力耦合器或调速离合器，其缺点是调速的环节结构复杂，价钱昂贵，它本身还消耗一部分能量，占据一定空间，并产生新的噪音；另一种是采用可以调速的动力机，如可控硅控制的直流电机，或可控硅控制的交流的滑差离合器，此种型式的缺点是价格昂贵，有的还效率不高。
本实用新型的目的在于为克服上述两种对风机和泵调节流量方法不经济的问题而提供一种节能、可靠的流量调节方法，拟采用可伸缩调整叶片的叶轮，能使泵和风机在较宽的范围内高效率的工作，由于不占用其它空间，易于实现老设备的改造。
按如上构思，本方案所提供的可伸缩叶片变化直径的离心叶轮的特征是它由空心轴(6)、左右叶轮盖板(A)、(B)、带拨爪带螺旋槽的旋转套(8)、活动叶片的联接片(10)、活动叶片(12)、空心轴内带有两菱形块的拨销的内轴(5)、支架及丝杠螺母(2)、调节丝杠(1)及与内轴联接的轴承联接室(4)所组成的。它的空心轴(6)即主轴，从右端到中间有一深孔，使轴呈薄壁空心状，此轴由轴承支撑在机体上，左叶轮盖板和空心轴(6)用键联接，右叶轮盖板(B)通过五个销子(15)和左叶轮盖板(A)联接，内轴的左端有通孔，在通孔中插入两个带菱形块的拨销(7)，其菱形块的对边与旋转套(8)的螺旋槽相配合，两拨销的圆柱部分通过空心轴的两对称的长孔，拨销圆柱部分的直径与长孔的短径相配合，转动的内轴(5)通过右端的轴承联接室(4)与平时不转的调节丝杠(1)相联接，调节丝杠(1)与装在支架(3)上的丝杠螺母(2)相配合，支架装在机体上，旋转套(8)通过两排钢球(16)架持在左右叶轮盖板之间，旋转套伸出多个带圆头的拨爪，和多个活动叶片联接片(10)上开口的圆孔相配合，各联接片(10)的外端焊有一传动销子(11)，活动叶片(12)与左右叶轮盖板的圆弧槽相配合，它们有相同的半径，活动叶片(12)通过里端的“十”型槽与活动叶片联接片(10)及传动销子(11)相配合。
本方案所提供的可伸缩叶片的离心叶轮，为了防止内轴与空心轴之间的泄漏，在内轴的右端与空心轴之间没有密封圈和固定密封圈的压盖。
流体在泵或风机中受离心叶轮作用各参数的变化与离心叶轮的直径有直接的关系，请看离心叶轮的切割定律(H′)/(H) ＝( (D′)/(D) )2(Q′)/(Q) ＝( (D′)/(D) )2(N′)/(N) ＝( (D′)/(D) )4其中D为原叶轮直径、D′为切割后的叶轮直径；
H为原叶轮的扬程、H′为切割后叶轮的扬程；Q为原叶轮的流量、Q′为切割后叶轮的流量；N为原叶轮消耗的功率、N′为切割后叶轮消耗的功率。
可以明显看出，随叶轮直径的变化扬程和流量都在迅速的变化，特别是功率的变化更加急剧，这说明调节叶轮直径是控制流量、扬程，并能显著节能的有效手段。
设原有泵中的叶轮直径为0.4m，流量为700m3，功率消耗为220kw，若将叶轮的叶片调整使直径减少20％，则直径变成0.32m，(0.42)/(0.322) ＝ 700/(Q′) Q′＝430m3，(0.44)/(0.324) ＝ 220/(N′) N′＝88kw，可见减小流量后，功耗也大幅度降低。
通常在设计选用时须使泵或风机的容量比工程的需要留有10～20％的余地，因此多数的泵都是在截流的情况下运行，可见浪费的数字实在惊人。
具有可调伸缩叶片的离心叶轮的泵和风机需要改变流量时可在运行中调整。用工具转动调节丝杠，通过轴承联接室的轴承的作用推拉内轴，使内轴与空心轴作相对的轴向运动，菱形块在螺旋槽内有配合关系，由于螺旋槽的螺旋角很大，很容易把轴向运动变成旋转套的转动，螺旋套的拨爪将运动经活动叶片的联接片传给活动叶片，使得离心叶轮的外径产生变化，当将叶片伸展达到原叶轮的直径时，则水泵的流量、扬程及功耗为水泵设计的额定数值，根据需要经调整活动叶片以减小叶轮外径时，流量扬程和功耗都能减小。
现作几种方案的经济效果对比，按原有固定直径叶轮的泵以截流方式进行，若一台300kw电机以15％的能量消耗在节流损失上，每年将失掉25～30万度电，折合人民币几万元。若给300kw的电机配用一个液力耦合器需7万元人民币；用变速离合器也需要四万元。
采用本方案与已有技术中的几种调节流量的方法相比较能体现如下的优越性(1)本方案只涉及到泵与风机内部与叶轮相关的旋转部件，因此除批量生产新型产品外，可以用它改造旧设备，规格大小都能适用；(2)结构简单，易于制造，费用低，少则几百元，多则上千元就能实现；(3)经济效益高，节能效果显著；(4)适用面广，不但能用于双吸式或单吸式的泵和风机，甚至可用于暴气机等其它叶轮机械。
图1是可伸缩叶片的离心叶轮的另件展开示意图。其中(1)－调节丝杠；(2)－丝杠螺母；(3)－支架；(4)－联结轴承室；(5)－内轴；(6)－空心轴；(7)－带菱形块的拨销；(8)－带螺旋槽的旋转套；(9)－旋转套上的拨爪；(10)－活动叶片联接片(本叶轮上有五套，只画了一个，其它从略)；(11)－传动销子；(12)－活动叶片；(13)－叶轮端盖上的圆弧槽；(14)－固定叶片；(15)－左右叶轮部分的联接圆柱销；(16)－滚动钢球；(17)－密封圈；(18)－密封压盖；(A)－左叶轮盖板；(B)－右叶轮盖板。
图2是可伸缩叶片的离心叶轮的轴向剖视图。图3是图2的中间剖视图。
实施例本方案是采用双吸式型号8sh－9型离心泵为基础设计的可伸缩叶片的离心叶轮。左右叶轮端盖采用HT20－40，内轴、旋转套和活动叶片联接片采用45号钢，活动叶片采用铝合金或不锈钢材料。
权利要求1.一种用在泵和风机上的可伸缩叶片变化直径的离心叶轮，其特征在于它是由空心轴(6)、左右叶轮盖板(A)、(B)、带拨爪带螺旋槽的旋转套(8)、活动叶片的联接片(10)、活动叶片(12)、空心轴内带有两菱形块拨销的内轴(5)、支架(3)及丝杠螺母(2)、调节丝杠(1)和与内轴联接的轴承联接室部分(4)所组成的，它的空心轴(6)支撑在机体上，左叶轮盖板(A)和空心轴用键联接，右叶轮盖板(B)通过五个销子(15)和左叶轮盖板(A)联接，内轴(5)左端有通孔，在通孔上插入两带菱形块的拨销(7)，其菱形块的两对边与旋转套(8)的螺旋槽相配合，两拨销的圆柱部分通过空心轴(6)的两对称的长孔，并与长孔相配合，转动的内轴(5)通过右端的轴承联接室(4)与不转的调节丝杠(1)相联接，调节丝杠与装在支架(3)上的丝杠螺母(2)相配合，支架装在机体上，旋转套(8)通过两排钢球架持在左右叶轮盖板之间，旋转套伸出多个带圆头的拨爪，和多个活动叶片联接片(10)上开口的圆孔相配合，各联接片的外端焊有一传动的销子(11)，活动叶片(12)与左右叶轮盖板的圆弧槽相配合，它们有相同的半径，活动叶片(12)通过里端的“ ”型槽与活动叶片联接片(10)及传动销子(11)相配合。
2.按照权利要求1所述的可伸缩叶片的叶轮，其特征在于它的内轴右端与空心轴端之间设有密封圈(17)和固定密封圈的压盖(18)。
专利摘要本实用新型属于泵的零部件。为解决已有技术中对泵和风机调整流量时能耗大、采用调速手段费用大的问题，特提供可伸缩叶片的离心叶轮。它由空心轴、内轴、调节丝杠、左右叶轮盖板、带菱形块的拨销、旋转套、联接片及活动叶片等零件组成。在运行中可通过调节丝杠拉动内轴及拨销使旋转套转动，从而改变叶轮的直径。改变叶轮直径能在较宽范围内调节流量，且有显著节能的效果，它结构简单、费用低，可广泛地应用在叶轮式的机械中。
文档编号F04D29/24GK2033070SQ88206980
公开日1989年2月22日 申请日期1988年6月8日 优先权日1988年6月8日
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