一种叶轮泵的制作方法

1.本实用新型涉及泵水设备技术领域，更具体地说，涉及一种叶轮泵。


背景技术：

2.泵是一种用于输送流体或使流体增压的机械设备，叶轮泵属于泵的一种，其工作时通过叶轮带动液体高速旋转，把机械能传递给液体，从而达到输送液体的目的。
3.现有的叶轮泵在使用的过程中，一般通过电机带动叶轮转动，液体从入液口进入，在叶轮的带动下转动后通过出液口流出，液体由入液口进入之后，在叶轮转动的过程中，会有部分液体不能按照预设的路径由出液口流出，或者在由入液口向出液口流动的过程中所受阻力较大，致使泵的效率和扬程降低。
4.综上所述，如何提高泵的效率和扬程，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种叶轮泵，在使用的过程中，泵轴带动叶轮转动，叶轮主体上的安装面为向泵的出液口方向倾斜的锥面，在叶轮转动的过程中，会使液体沿安装面向上流出，在离心力的作用下，施加于液体一个斜向上的推力，有利增加液体的动能，使更多的液体进入导流体内，进入导流体内的液体会进入下一叶轮或由出液口流出，从而提高泵的效率和扬程。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种叶轮泵，包括：泵轴、导流座壳体、由所述泵轴带动转动的若干叶轮以及与所述导流座壳体连接的导流体；所述叶轮和所述导流体均套设于所述泵轴的外周，且单个所述导流体设置于对应的所述叶轮的上部；
8.所述叶轮包括叶轮主体和与所述叶轮主体配合形成液体流通腔室的叶轮座，所述叶轮主体设置有安装面，所述安装面安装有若干叶片，所述叶片位于所述流通腔室内，所述安装面为向泵的出液口方向倾斜的锥面。
9.优选的，所述导流体包括主体结构、多个舵叶以及导流轨道，所述舵叶朝向所述叶轮中液体的流出方向设置，所述导流轨道设置于所述主体结构中背离所述舵叶的一侧；
10.所述舵叶沿所述主体结构的周向设置，且所述舵叶的长度方向在所述主体结构的周向和径向均具有延伸，以使液体在所述舵叶的出口处形成旋流。
11.优选的，所述舵叶的倾斜角度为55
°‑
65
°
；
12.所述舵叶的倾斜角度为在垂直于所述主体结构的中心轴线的平面内，所述舵叶的长度方向的中点与所述主体结构的中心轴线的连线、与所述舵叶的长度方向的中点处切线之间的夹角。
13.优选的，所述导流轨道的第一出口角为42
°‑
52
°
；所述第一出口角为所述导流轨道长度方向靠近所述主体结构中心轴线的端部外侧的切线与此端部位置主体结构的径向之间的夹角。
14.优选的，所述安装面与叶轮主体的中心轴线的夹角为55
°‑
75
°
。
15.优选的，所述安装面与叶轮主体的中心轴线的夹角为70.4
°
。
16.优选的，所述叶轮座与所述叶轮主体焊接连接；
17.或所述叶轮座与所述叶轮主体为一体式结构。
18.优选的，所述叶片沿所述安装面的周向设置，且所述叶片的长度方向在所述安装面的周向和径向均具有延伸；
19.单个所述叶片的包角为60
°‑
80
°
；所述包角为单个所述叶片长度方向的两端分别与所述叶轮主体的中心连线所形成的夹角。
20.优选的，所述叶片的入口角为10
°‑
20
°
；所述入口角为在所述叶片靠近所述安装面中心的端部位置，所述叶片的外侧边缘切线与此位置圆周切线之间的夹角。
21.优选的，所述叶片的第二出口角为25
°‑
35
°
；所述第二出口角为在所述叶片靠近所述安装面边缘的端部位置，所述叶片的外侧边缘的切线与此位置圆周切线之间的夹角。
22.在使用本实用新型提供的叶轮泵的过程中，叶轮主体与叶轮座配合，形成液体流通腔室，叶片位于液体流通腔室内，并且叶片安装于叶轮主体的安装面，泵轴转动的过程中带动叶轮转动，在叶轮转动的过程中，液体进入液体流通腔室后，叶轮转动时将动能传递至液体，在离心力的作用下，会沿安装面及叶片向边缘的出口流出。液体由叶轮流出后进入对应的导流体与导流座形成的空腔中，并沿导流体与导流座形成的空腔流动，导流体与导流座壳体固定设置，液体由导流体与导流座形成的空腔流出后，接着进入下一叶轮继续加速或者由出液口流出。
23.相比于现有技术，本实用新型中的叶轮泵中的安装面为向泵的出液口方向倾斜的锥面，在离心力的作用下，液体沿锥面流出，作用于液体的离心力存在朝向出液口方向的分力，对液体具有朝向出液口方向的推动作用，有利于增加液体的动能，使液体更快速的流至出液口，进入导流体，使单位时间内进入导流体与导流座形成的空腔的液体的流量和流速均增加，从而提高泵的效率和扬程。
附图说明
24.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。
25.图1为本实用新型所提供的叶轮泵的局部结构的剖面示意图；
26.图2为本实用新型所提供的叶轮的具体实施例的剖面示意图；
27.图3为图2中叶轮的仰视图；
28.图4为图2中叶轮的俯视图；
29.图5为本实用新型所提供的叶轮主体的结构示意图；
30.图6为叶片安装位置的示意图；
31.图7为本实用新型所提供的导流体的具体实施例的结构示意图；
32.图8为图7中导流体的导流轨道的结构示意图；
33.图9为图8中a
‑
a方向的剖面示意图。
34.图1
‑
9中：
35.1为叶轮、11为叶轮主体、111为安装面、12为叶片、13为叶轮座、21为导流座上腔体、22为导流座下腔体、31为摩擦片、32为不锈钢密封圈、4为泵轴、5为导流体、51为舵叶、52为主体结构、53为导流轨道、a为包角、b为入口角、f为第二出口角、β为安装面与叶轮主体的中心轴线的夹角、p为舵叶的倾斜角度、γ为导流轨道的第一出口角、h为舵叶所在内环的直径、l为舵叶所在外环的直径。
具体实施方式
36.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。
37.本实用新型的核心是提供一种叶轮泵，在使用的过程中，泵轴带动叶轮转动，叶轮主体上的安装面为向泵的出液口方向倾斜的锥面，在叶轮转动的过程中，会使液体沿安装面向上流出，在离心力的作用下，施加于液体一个斜向上的推力，有利增加液体的动能，使更多的液体进入导流体内，进入导流体内的液体会进入下一叶轮或由出液口流出，从而提高泵的效率和扬程。
38.请参考图1
‑
9。
39.本具体实施例公开了一种叶轮泵，包括泵轴4、导流座壳体、由泵轴4带动转动的若干叶轮1以及与导流座壳体连接的导流体5；叶轮1和导流体5均套设于泵轴4的外周，且单个导流体5设置于对应的叶轮1的上部；叶轮1包括叶轮主体11和与叶轮主体11配合形成液体流通腔室的叶轮座13，叶轮主体11设置有安装面111，安装面111安装有若干叶片12，叶片12位于流通腔室内，安装面111为向泵的出液口方向倾斜的锥面。
40.如图1所示，设置有多个叶轮1，并且对应每个叶轮1设置有一一对应的导流体5，在使用的过程中，液体首先进入靠近进液口的叶轮1，并在叶轮1的转动下将动能传递至液体，液体被加速之后，经过对应的导流体5进入下一级叶轮1，再次被加速后，经对应的导流体5再进入下一级叶轮1或由出液口流出，具体根据实际情况确定。
41.在使用本具体实施例提供的叶轮泵的过程中，叶轮主体11与叶轮座13配合，形成液体流通腔室，叶片12位于液体流通腔室内，并且叶片12安装于叶轮主体11的安装面111，泵轴4转动的过程中带动叶轮1转动，在叶轮1转动的过程中，液体进入液体流通腔室后，叶轮1转动时将动能传递至液体，在离心力的作用下，会沿安装面111及叶片12向边缘的出口流出。液体由叶轮1流出后进入对应的导流体5与导流座形成的空腔中，并沿导流体5与导流座形成的空腔流动，导流体5与导流座壳体固定设置，液体由导流体5与导流座形成的空腔流出后，接着进入下一叶轮1继续加速或者由出液口流出。
42.需要进行说明的是，叶片12的数量可以如图6所示，设置六个，也可以是其它符合要求的数值，具体根据实际情况确定。
43.本具体实施例中提到的出液口为泵的出液口，在使用的过程中，液体被加速之后，最后由出液口流出。
44.在另一具体实施例中，如图1所示，叶轮泵包括导流座上腔体21、导流体5、叶轮1、
导流座下腔体22以及泵轴4，导流座上腔体21、导流体5、叶轮1、导流座下腔体22均套设于泵轴4的外周部，导流座上腔体21与导流座下腔体22之间设置有不锈钢密封圈32；叶轮1的下部设置于套设于泵轴4外周部的摩擦片31。当然，叶轮泵还可以是其它的结构形式，在此不做赘述。
45.相比于现有技术，本具体实施例中的叶轮泵中的安装面111为向泵的出液口方向倾斜的锥面，在离心力的作用下，液体沿锥面流出，作用于液体的离心力存在朝向出液口方向的分力，对液体具有朝向出液口方向的推动作用，有利于增加液体的动能，使液体更快速的流至出液口，进入导流体5，使单位时间内进入导流体5与导流座形成的空腔的液体的流量和流速均增加，从而提高泵的效率和扬程。
46.本具体实施例中提到的扬程为泵的压头，是指单位重量流体经泵所获得的能量。泵的扬程大小取决于泵的结构，如叶轮1直径的大小，叶片12的弯曲、转速情况等；在使用本具体实施例所提供的叶轮1的情况下，单位重量的流体经过转动的叶轮1的液体流通腔室后，由于安装面111为向泵的出液口方向倾斜的锥面，相比于现有技术中安装面111为水平面的设置方式，离心力作用于液体的力增加了朝向出液口的分力，从而增加单位重量流体经泵所获得的能量，增加泵的扬程。
47.本具体实施例中提到的安装面111为向泵的出液口方向倾斜的锥面是指如图1所示，安装面111向上倾斜设置，为向上倾斜的锥面，出液口设置于图2中叶轮1的上部位置。
48.在上述实施例的基础上，可以使导流体5包括主体结构52、多个舵叶51以及导流轨道53，舵叶51朝向叶轮1中液体的流出方向设置，导流轨道53设置于主体结构52中背离舵叶51的一侧；舵叶51沿主体结构52的周向设置，且舵叶51的长度方向在主体结构52的周向和径向均具有延伸，以使液体在舵叶51的出口处形成旋流。
49.需要进行说明的是，舵叶51的长度方向在主体结构52的周向和径向均具有延伸是指如图7所示，舵叶51在主体结构52的周向倾斜设置，舵叶51的长度方向在主体结构52的径向具有分量，在主体结构52的周向也具有分量。
50.优选的，舵叶51沿主体结构52的周向均匀设置，舵叶51的数量需要根据实际情况确定，在此不做赘述。
51.在使用本具体实施例提供的叶轮泵的过程中，叶轮泵转动时，叶轮1带动液体做离心运动，导流体5与导流座壳体保持固定，如图7所示，导流体5的下侧设置有舵叶51，离心运动的液体由叶轮1流出后，进入舵叶51，并沿着舵叶51流动，然后由舵叶51的出口处流出，并在舵叶51的出口处形成旋流，由舵叶51的出口处流出的液体进入导流体5的导流轨道53，并沿导流轨道53流动，由导流轨道53流出后的液体进入下一叶轮1。
52.相比于现有技术，本具体实施例提供的叶轮泵在使用的过程中，舵叶51的设置可以使液体在舵叶51的出口处形成旋流，使单级压力增加，从而使更多的液体能够进入叶轮1，并且舵叶51的设置对液体具有一定的导向作用，进而提高泵的效率和扬程。
53.在上述实施例的基础上，为了进一步提高舵叶51出口处旋流的效果，可以使舵叶51的倾斜角度p为55
°‑
65
°
；舵叶51的倾斜角度为在垂直于主体结构52的中心轴线的平面内，舵叶51的长度方向的中点与主体结构52的中心轴线的连线、与舵叶51的长度方向的中点处切线之间的夹角；如图7所示。在本具体实施例中，舵叶51的长度方向的中点处切线为舵叶51的外侧面的切线。
54.当舵叶51为直线型结构时，舵叶51的倾斜角度p为在垂直于主体结构52的中心轴线的平面内，舵叶51的长度方向的中点与主体结构52的中心轴线的连线、与舵叶51的长度方向之间的夹角。
55.优选的，可以将舵叶51的倾斜角度设置为61.3
°
，以进一步提高旋流的效果，使更多的液体可以进入下一叶轮1。
56.优选的，如图7所示h为舵叶51所在内环的直径，l为舵叶51所在外环的直径，在一具体实施例中，舵叶51所在内环的直径h为63.7mm，舵叶51所在外环的直径l为75.1mm；当然还可以是其它的设置数值，在此不做赘述。
57.在上述实施例的基础上，可以将导流轨道53沿主体结构52的周向设置，且导流轨道53的长度方向在主体结构52的周向和径向均具有延伸。
58.需要进行说明的是，导流轨道53的长度方向在主体结构52的周向和径向均具有延伸是指如图8所示，导流轨道53在主体结构52的周向倾斜设置，并且导流轨道53为具有平滑过渡弯曲的结构；导流轨道53的长度方向在主体结构52的径向具有分量，在主体结构52的周向也具有分量。
59.在使用的过程中，舵叶51出口处的液体由导流轨道53的边缘处沿导流轨道53流动至导流轨道53靠近主体结构52中心轴线的位置，对液体具有一定的导向作用。
60.可以使导流轨道53的第一出口角γ为42
°‑
52
°
；第一出口角γ为导流轨道53长度方向靠近主体结构52中心轴线的端部外侧的切线与此端部位置主体结构52的径向之间的夹角。
61.优选的，可以将第一出口角设置为46.3
°
。
62.如图8所示，导流轨道53的长度方向靠近主体结构52外边缘的一端的厚度由远离端部的位置向靠近端部的位置厚度逐渐减小，在使用的过程中，使导流轨道53入口处的面积增加，有利于液体的进入。
63.导流轨道53的长度方向远离主体结构52中心轴线的一端具有折弯，并且折弯为平滑过渡，具体的折弯角度需要根据实际情况确定。
64.在上述实施例的基础上，可以将安装面111与叶轮主体11的中心轴线的夹角设置为55
°‑
75
°
。
65.如图2所示，可以使安装面111与叶轮主体11的中心轴线的夹角β为70.4
°
。当然，还可以将安装面111与叶轮主体11的中心轴线的夹角β设置为其它合适的角度数值，具体根据实际情况确定。
66.在上述实施例的基础上，可以在叶轮座13设置与安装面111的顶部夹角相同的配合锥面，且配合锥面与安装面111相对设置、以形成流通腔室。
67.此处提到的与安装面111的顶部夹角相同是指配合锥面与安装面111之间的任意位置的距离保持一致，如图2所示，使液体流通腔室为高度尺寸一致的倾斜腔室，避免液体在流动的过程中，因液体流通腔室内横截面的变化而对液体的流速产生影响，进一步提高泵的效率。
68.在加工叶轮座13的过程中，可以将叶轮座13与叶轮主体11分别单独进行加工，加工完之后，将叶轮座13焊接于叶轮主体11；也可以将叶轮座13与叶轮主体11设置为一体式结构，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。
69.在上述实施例的基础上，可以将叶片12沿安装面111的周向设置，且叶片12的长度方向在安装面111的周向和径向均具有延伸；
70.单个叶片12的包角a为60
°‑
80
°
；包角a为单个叶片12长度方向的两端分别与叶轮主体11的中心连线所形成的夹角，具体如图6所示；叶片12的具体形状可以根据伯努利方程和欧拉方程等理论依据进行设计。本具体实施例中的包角a如图6所示，在同一平面内，连接安装面111的中心与叶片12长度方向的一端，连接安装面111的中心与叶片12长度方向的另一端，两段连线之间的夹角为叶片12的包角a。
71.优选的，叶片12为平滑的弯曲结构，并且如6所示，叶片12的厚度由靠近安装面111中心的一端至靠近安装面111边缘的一端逐渐变厚。
72.优选的，包角a为69.4
°
。当然，包角a还可以是其它符合要求的角度数值，在此不做赘述。
73.叶片12的入口角b为10
°‑
20
°
；入口角b为在叶片12靠近安装面111中心的端部位置，叶片12的外侧边缘切线与此位置圆周切线之间的夹角。如图6所示，叶片12靠近安装面111中心的一端沿同一圆周设置，在叶片12靠近安装面111中心的端部位置，叶片12的外侧边缘切线与此位置的圆周切线之间的夹角即为入口角b。
74.优选的，入口角b为14.9
°
。当然，入口角b还可以是其它符合要求的角度数值，在此不做赘述。
75.叶片12的第二出口角f为25
°‑
35
°
；第二出口角f为在叶片12靠近安装面111边缘的端部位置，叶片12的外侧边缘的切线与此位置圆周切线之间的夹角；如图6所示，叶片12靠近安装面111边缘的一端沿同一圆周设置，在叶片12靠近安装面111边缘的端部位置，叶片12的外侧边缘切线与此位置的圆周切线之间的夹角即为第二出口角f。
76.优选的，第二出口角f为30.2
°
。当然，第二出口角f还可以是其它符合要求的角度数值，在此不做赘述。
77.需要进行说明的是，叶轮通过双轴承安装于泵轴4，其中一处轴承位于摩擦片31的上部，导流体5设置有凹槽用于支撑轴承，凹槽的深度为3mm
‑
10mm，优选的，凹槽的深度为5mm；另一处轴承位于不锈钢密封圈32处，双轴承的设置方式，可以提高叶轮转动过程中的稳定性，避免叶轮在高速转动的状态下失稳。
78.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。本实用新型所提供的所有实施例的任意组合方式均在此实用新型的保护范围内，在此不做赘述。
79.以上对本实用新型所提供的叶轮泵进行了详细介绍。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。