专利名称：一种离心泵叶轮的制作方法
技术领域：
本发明属于机械设计制造领域，尤其属于离心泵设计制造领域，特别涉及单级和多级离心泵叶轮设计制造技术。
背景技术：
提高离心泵扬程是离心泵技术的关键。现有的普通叶片泵提高扬程特别是关死点扬程的主要方法是提高泵的转速和增大叶轮外径，这些方法都将增加制造成本和产品的体积。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种离心泵叶轮。本发明通过采用新型的复合叶轮并与泵体部分形成合理的配合方式，在泵转速和叶轮尺寸不变的前提下构成了两种形式叶轮的串联工作模型，有效的提高了离心泵的扬程。本发明通过以下技术方案实现:离心泵叶轮，包括构成离心泵叶轮的轮盘形盖板，盖板有与离心泵的泵体、泵盖或导流体相对应的安装相对面，其特征是:所述盖板上相对面的表面有多个凹槽，凹槽环绕相对面对称均匀设置，凹槽在盖板径向方向向外开口，凹槽与离心泵的泵体、泵盖或导流体形成齿形腔体。所述凹槽设置在轮盘形盖板相对面的圆周上，数量为24 60个，凹槽数的选择还要考虑叶轮直径及制造方法等，通常两相邻凹槽间的凹槽齿最大周向厚度与凹槽轴向高度之比为0.6 1.5。
·
所述凹槽的设置主要从结构和强度角度考虑，凹槽轴向高度为叶轮盖板厚度的
0.4 0.6倍，凹槽径向长度约为轴向高度的1.1 2倍。本发明在单级离心泵应用时，叶轮有两块相对设置的盖板，每块盖板分别有设置在相对面上的凹槽。本发明在多级离心泵应用时，叶轮有一块盖板，盖板有设置在相对面上的凹槽。本发明的核心是有凹槽的叶轮以及与之配合的泵体、泵盖或导流体形成的齿形腔体，获得更高扬程的原理在于本发明叶轮安装相对面外周上的凹槽形成的齿形腔体结构对流体进行多次重复做功，提高了普通叶片式离心泵的扬程。叶轮盖板内侧的流道为普通叶片泵叶轮型式，盖板外侧安装相对面有类似旋涡泵叶轮的流道，通过与泵腔和泵盖的配合形成类似于旋涡泵的结构。叶轮出口的高压流体经过盖板外侧齿形腔体的反复多次做功后获得更高的压力。普通叶片式离心泵流体的能量只来源于叶轮的主流道，而在本发明中，从叶轮主流道中流出的高压流体将再次流入叶轮外侧复合叶片泵腔中，经过齿形小叶片多次对流体重复做功而获得更高的压力，从而提高了离心泵的扬程。本发明叶轮通过叶轮盖板外侧齿形腔体把能量传递给流出叶轮主流道的流体。这种通过三维流动的动能交换传递能量过程，可在整个圆周的齿形流道内重复多次，因此具有常规叶片泵所不可能达到的高扬程。本发明在保持几何尺寸和流量不变的前提下提高了现有离心泵的扬程。
图1是本发明单级离心泵叶轮平面结构示意图；图2是本发明单级离心泵叶轮径向剖视图；图3是本发明单级离心泵叶轮立体示意图；图4是本发明单级离心泵结构剖视图；图5是本发明单级离心泵齿形腔体结构放大示意图，即图4局部放大示意图；图6是本发明多级离心泵叶轮平面结构示意图；图7是本发明多级离心泵叶轮径向剖视图；图8是本发明多级离心泵叶轮立体示意图；图9是本发明多级离心泵叶轮安装结构剖视示意图；图10是本发明多级离心泵齿形腔体结构放大示意图，即图9局部放大示意图.
图中，I是叶轮，Ia是凹槽齿，Ib凹槽,Ic是相对面，2是泵体，3是齿形腔体，4是泵盖，5是导流体。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明进行进一步的描述，本实施例只用于对本发明进行进一步的说明，但不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整属于本发明保护的范围。实施例1结合图1至图5。本例为单级离心泵，如图所示，离心泵叶轮I包括构成离心泵叶轮I的轮盘形盖板，单级离心泵叶轮I有两块相对设置的盖板，盖板有与离心泵的泵体2、泵盖4相对应的安装相对面lc，盖板上相对面Ic的表面有多个凹槽Ib,凹槽Ib环绕相对面Ic对称均匀设置，凹槽Ib在盖板径向方向向外开口与离心泵的泵体2、泵盖4形成齿形腔体3。凹槽Ib设置在轮盘形盖板相对面Ic的圆周上，数量为24 60个。两相邻凹槽Ib间的凹槽齿Ia最大周向厚度与凹槽Ib轴向高度之比为0.6 1.5，每个凹槽Ib轴向高度为叶轮I盖板厚度的0.4 0.6倍、凹槽Ib径向长度约为轴向高度的1.1 2倍。单级离心泵叶轮I由相对设置的两盖板构成，盖板之间是主水道，通常在旋转离心压力下，水从主水道进入压水室，两盖板分别与泵体2或泵盖4有转动配合的相对面lc，如图4所示；在两盖板相对面Ic的边缘，本发明设置了凹槽lb，所谓凹槽Ib是外端开口类似抽屉的形状，如图1、图2和图3所示，凹槽Ib在盖板相对面Ic的圆周边缘均匀间隔设置，开口向外；凹槽Ib可以是立方体或其他形状。在叶轮I的前后盖板或只在单侧盖板外缘加工出齿形的凹槽lb，通过与泵体2和泵盖4的配合形成开口朝向压水室的齿形腔体3。从叶轮I主流道中流出的高压流体再次流入齿形腔体3中经过齿形凹槽Ib的多次做功获得更高的压力，从而提高了离心泵的扬程。泵体2和泵盖4与齿形腔体3配合的部分形状不限于平面，可以加工为弧形表面，与齿形凹槽Ib配合时形成更大空间的腔体。实施例2结合图6至图10。本例为多级离心泵，如图所示，离心泵叶轮I包括构成离心泵叶轮I的轮盘形盖板，多级离心泵叶轮I有一盖板，盖板有与离心泵的导流体5相对应的安装相对面lc，盖板上相对面Ic的表面有多个凹槽lb，凹槽Ib环绕相对面Ic对称均匀设置，凹槽Ib在盖板径向方向向外开口与离心泵的导流体5形成齿形腔体3。凹槽Ib设置在轮盘形盖板相对面Ic的圆周上，数量为24 60个。两相邻凹槽Ib间的凹槽齿Ia最大周向厚度与凹槽Ib轴向高度之比为0.6 1.5，每个凹槽Ib轴向高度为叶轮I盖板厚度的0.4 0.6倍、凹槽Ib径向长度约为轴向高度的1.1 2倍。多级离心泵叶轮I有多组，每组叶轮I有与导流体5转动配合的后盖板，通常在多组叶轮I旋转离心压力下，水反复得到加压，每组盖板分别有与导流体5转动配合的相对面lc，如图9所示；在盖板相对面Ic的边缘，本发明设置了凹槽lb，所谓凹槽Ib是外端开口类似抽屉的形状，如图6、图7和图10所示，凹槽Ib在盖板相对面Ic的圆周边缘均匀间隔设置，开口向外；凹槽Ib可以是立方体或其他形状。本例叶轮I前后盖板内侧的流道为普通叶片泵叶轮型式，后盖板外侧加工出齿形的凹槽lb，通过与导流体5的配合形成`开口朝向压水室的齿形腔体3。从叶轮I主流道中流出的高压流体再次流入齿形腔体3中经过齿形凹槽Ib的多次做功获得更高的压力，从而提高了离心泵的扬程。导流体5与齿形腔体3配合的部分形状不限于平面，可以加工为弧形表面，与齿形凹槽Ib配合时形成更大空间的腔体。
权利要求
1.一种离心泵叶轮，包括构成离心泵叶轮(I)的轮盘形盖板，盖板有与离心泵的泵体、泵盖或导流体相对应的安装相对面(1C)，其特征是:所述盖板上相对面(Ic)的表面有多个凹槽(Ib)，凹槽(Ib)环绕相对面(Ic)对称均匀设置，凹槽(Ib)在盖板径向方向向外开口，凹槽(Ib)与离心泵的泵体、泵盖或导流体形成齿形腔体(3)。
2.根据权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征是:所述凹槽(Ib)设置在轮盘形盖板相对面(Ic)的圆周上，数量为24 60个。
3.根据权利要求1或2所述的离心泵叶轮，其特征是:所述两相邻凹槽(Ib)间的凹槽齿(Ia)最大周向厚度与凹槽(Ib)轴向高度之比为0.6 1.5，每个凹槽(Ib)轴向高度为叶轮(I)盖板厚度的0.4 0.6倍、凹槽(Ib)径向长度约为轴向高度的1.1 2倍。
4.根据权利要求3所述的离心泵叶轮，其特征是:所述离心泵为单级离心泵，叶轮(I)有两块相对设置的盖板，每块盖板分别有设置在相对面(Ic)上的凹槽(lb)。
5.根据权利要求3所述的离心泵叶轮，其特征是:所述离心泵为多级离心泵，叶轮(I)有一块盖板，盖板有设置在 相对面(Ic)上的凹槽(lb)。
全文摘要
本发明公开了一种离心泵叶轮。包括构成离心泵叶轮的轮盘形盖板，盖板有与离心泵的泵体、泵盖或导流体相对应的安装相对面，盖板上相对面的表面有多个凹槽,凹槽环绕相对面对称均匀设置，凹槽在盖板径向方向向外开口，凹槽与离心泵的泵体、泵盖或导流体形成齿形腔体。本发明叶轮通过叶轮盖板外侧齿形腔体把能量传递给流出叶轮主流道的流体。这种通过三维流动的动能交换传递能量过程，可在整个圆周的齿形流道内重复多次，因此具有常规叶片泵所不可能达到的高扬程。本发明在保持几何尺寸和流量不变的前提下提高了现有离心泵的扬程。
文档编号F04D29/28GK103244456SQ20131016317
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月6日 优先权日2013年5月6日
发明者张翔, 赖喜德, 陈小明 申请人:西华大学
技术领域：
本发明属于机械设计制造领域，尤其属于离心泵设计制造领域，特别涉及单级和多级离心泵叶轮设计制造技术。
背景技术：
提高离心泵扬程是离心泵技术的关键。现有的普通叶片泵提高扬程特别是关死点扬程的主要方法是提高泵的转速和增大叶轮外径，这些方法都将增加制造成本和产品的体积。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种离心泵叶轮。本发明通过采用新型的复合叶轮并与泵体部分形成合理的配合方式，在泵转速和叶轮尺寸不变的前提下构成了两种形式叶轮的串联工作模型，有效的提高了离心泵的扬程。本发明通过以下技术方案实现:离心泵叶轮，包括构成离心泵叶轮的轮盘形盖板，盖板有与离心泵的泵体、泵盖或导流体相对应的安装相对面，其特征是:所述盖板上相对面的表面有多个凹槽，凹槽环绕相对面对称均匀设置，凹槽在盖板径向方向向外开口，凹槽与离心泵的泵体、泵盖或导流体形成齿形腔体。所述凹槽设置在轮盘形盖板相对面的圆周上，数量为24 60个，凹槽数的选择还要考虑叶轮直径及制造方法等，通常两相邻凹槽间的凹槽齿最大周向厚度与凹槽轴向高度之比为0.6 1.5。
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所述凹槽的设置主要从结构和强度角度考虑，凹槽轴向高度为叶轮盖板厚度的
0.4 0.6倍，凹槽径向长度约为轴向高度的1.1 2倍。本发明在单级离心泵应用时，叶轮有两块相对设置的盖板，每块盖板分别有设置在相对面上的凹槽。本发明在多级离心泵应用时，叶轮有一块盖板，盖板有设置在相对面上的凹槽。本发明的核心是有凹槽的叶轮以及与之配合的泵体、泵盖或导流体形成的齿形腔体，获得更高扬程的原理在于本发明叶轮安装相对面外周上的凹槽形成的齿形腔体结构对流体进行多次重复做功，提高了普通叶片式离心泵的扬程。叶轮盖板内侧的流道为普通叶片泵叶轮型式，盖板外侧安装相对面有类似旋涡泵叶轮的流道，通过与泵腔和泵盖的配合形成类似于旋涡泵的结构。叶轮出口的高压流体经过盖板外侧齿形腔体的反复多次做功后获得更高的压力。普通叶片式离心泵流体的能量只来源于叶轮的主流道，而在本发明中，从叶轮主流道中流出的高压流体将再次流入叶轮外侧复合叶片泵腔中，经过齿形小叶片多次对流体重复做功而获得更高的压力，从而提高了离心泵的扬程。本发明叶轮通过叶轮盖板外侧齿形腔体把能量传递给流出叶轮主流道的流体。这种通过三维流动的动能交换传递能量过程，可在整个圆周的齿形流道内重复多次，因此具有常规叶片泵所不可能达到的高扬程。本发明在保持几何尺寸和流量不变的前提下提高了现有离心泵的扬程。
图1是本发明单级离心泵叶轮平面结构示意图；图2是本发明单级离心泵叶轮径向剖视图；图3是本发明单级离心泵叶轮立体示意图；图4是本发明单级离心泵结构剖视图；图5是本发明单级离心泵齿形腔体结构放大示意图，即图4局部放大示意图；图6是本发明多级离心泵叶轮平面结构示意图；图7是本发明多级离心泵叶轮径向剖视图；图8是本发明多级离心泵叶轮立体示意图；图9是本发明多级离心泵叶轮安装结构剖视示意图；图10是本发明多级离心泵齿形腔体结构放大示意图，即图9局部放大示意图.
图中，I是叶轮，Ia是凹槽齿，Ib凹槽,Ic是相对面，2是泵体，3是齿形腔体，4是泵盖，5是导流体。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明进行进一步的描述，本实施例只用于对本发明进行进一步的说明，但不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整属于本发明保护的范围。实施例1结合图1至图5。本例为单级离心泵，如图所示，离心泵叶轮I包括构成离心泵叶轮I的轮盘形盖板，单级离心泵叶轮I有两块相对设置的盖板，盖板有与离心泵的泵体2、泵盖4相对应的安装相对面lc，盖板上相对面Ic的表面有多个凹槽Ib,凹槽Ib环绕相对面Ic对称均匀设置，凹槽Ib在盖板径向方向向外开口与离心泵的泵体2、泵盖4形成齿形腔体3。凹槽Ib设置在轮盘形盖板相对面Ic的圆周上，数量为24 60个。两相邻凹槽Ib间的凹槽齿Ia最大周向厚度与凹槽Ib轴向高度之比为0.6 1.5，每个凹槽Ib轴向高度为叶轮I盖板厚度的0.4 0.6倍、凹槽Ib径向长度约为轴向高度的1.1 2倍。单级离心泵叶轮I由相对设置的两盖板构成，盖板之间是主水道，通常在旋转离心压力下，水从主水道进入压水室，两盖板分别与泵体2或泵盖4有转动配合的相对面lc，如图4所示；在两盖板相对面Ic的边缘，本发明设置了凹槽lb，所谓凹槽Ib是外端开口类似抽屉的形状，如图1、图2和图3所示，凹槽Ib在盖板相对面Ic的圆周边缘均匀间隔设置，开口向外；凹槽Ib可以是立方体或其他形状。在叶轮I的前后盖板或只在单侧盖板外缘加工出齿形的凹槽lb，通过与泵体2和泵盖4的配合形成开口朝向压水室的齿形腔体3。从叶轮I主流道中流出的高压流体再次流入齿形腔体3中经过齿形凹槽Ib的多次做功获得更高的压力，从而提高了离心泵的扬程。泵体2和泵盖4与齿形腔体3配合的部分形状不限于平面，可以加工为弧形表面，与齿形凹槽Ib配合时形成更大空间的腔体。实施例2结合图6至图10。本例为多级离心泵，如图所示，离心泵叶轮I包括构成离心泵叶轮I的轮盘形盖板，多级离心泵叶轮I有一盖板，盖板有与离心泵的导流体5相对应的安装相对面lc，盖板上相对面Ic的表面有多个凹槽lb，凹槽Ib环绕相对面Ic对称均匀设置，凹槽Ib在盖板径向方向向外开口与离心泵的导流体5形成齿形腔体3。凹槽Ib设置在轮盘形盖板相对面Ic的圆周上，数量为24 60个。两相邻凹槽Ib间的凹槽齿Ia最大周向厚度与凹槽Ib轴向高度之比为0.6 1.5，每个凹槽Ib轴向高度为叶轮I盖板厚度的0.4 0.6倍、凹槽Ib径向长度约为轴向高度的1.1 2倍。多级离心泵叶轮I有多组，每组叶轮I有与导流体5转动配合的后盖板，通常在多组叶轮I旋转离心压力下，水反复得到加压，每组盖板分别有与导流体5转动配合的相对面lc，如图9所示；在盖板相对面Ic的边缘，本发明设置了凹槽lb，所谓凹槽Ib是外端开口类似抽屉的形状，如图6、图7和图10所示，凹槽Ib在盖板相对面Ic的圆周边缘均匀间隔设置，开口向外；凹槽Ib可以是立方体或其他形状。本例叶轮I前后盖板内侧的流道为普通叶片泵叶轮型式，后盖板外侧加工出齿形的凹槽lb，通过与导流体5的配合形成`开口朝向压水室的齿形腔体3。从叶轮I主流道中流出的高压流体再次流入齿形腔体3中经过齿形凹槽Ib的多次做功获得更高的压力，从而提高了离心泵的扬程。导流体5与齿形腔体3配合的部分形状不限于平面，可以加工为弧形表面，与齿形凹槽Ib配合时形成更大空间的腔体。
权利要求
1.一种离心泵叶轮，包括构成离心泵叶轮(I)的轮盘形盖板，盖板有与离心泵的泵体、泵盖或导流体相对应的安装相对面(1C)，其特征是:所述盖板上相对面(Ic)的表面有多个凹槽(Ib)，凹槽(Ib)环绕相对面(Ic)对称均匀设置，凹槽(Ib)在盖板径向方向向外开口，凹槽(Ib)与离心泵的泵体、泵盖或导流体形成齿形腔体(3)。
2.根据权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征是:所述凹槽(Ib)设置在轮盘形盖板相对面(Ic)的圆周上，数量为24 60个。
3.根据权利要求1或2所述的离心泵叶轮，其特征是:所述两相邻凹槽(Ib)间的凹槽齿(Ia)最大周向厚度与凹槽(Ib)轴向高度之比为0.6 1.5，每个凹槽(Ib)轴向高度为叶轮(I)盖板厚度的0.4 0.6倍、凹槽(Ib)径向长度约为轴向高度的1.1 2倍。
4.根据权利要求3所述的离心泵叶轮，其特征是:所述离心泵为单级离心泵，叶轮(I)有两块相对设置的盖板，每块盖板分别有设置在相对面(Ic)上的凹槽(lb)。
5.根据权利要求3所述的离心泵叶轮，其特征是:所述离心泵为多级离心泵，叶轮(I)有一块盖板，盖板有设置在 相对面(Ic)上的凹槽(lb)。
全文摘要
本发明公开了一种离心泵叶轮。包括构成离心泵叶轮的轮盘形盖板，盖板有与离心泵的泵体、泵盖或导流体相对应的安装相对面，盖板上相对面的表面有多个凹槽,凹槽环绕相对面对称均匀设置，凹槽在盖板径向方向向外开口，凹槽与离心泵的泵体、泵盖或导流体形成齿形腔体。本发明叶轮通过叶轮盖板外侧齿形腔体把能量传递给流出叶轮主流道的流体。这种通过三维流动的动能交换传递能量过程，可在整个圆周的齿形流道内重复多次，因此具有常规叶片泵所不可能达到的高扬程。本发明在保持几何尺寸和流量不变的前提下提高了现有离心泵的扬程。
文档编号F04D29/28GK103244456SQ20131016317
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月6日 优先权日2013年5月6日
发明者张翔, 赖喜德, 陈小明 申请人:西华大学
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