一種葉輪及其水泵的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種葉輪及其水泵，該葉輪包括前蓋板、后蓋板及設(shè)置在前蓋板和后蓋板之間的葉片；前蓋板的半徑大于后蓋板的半徑；葉片的邊緣位于后蓋板邊緣外部；葉輪出水口處的液體出流方向為軸向。水泵包括上述的葉輪，葉輪設(shè)置在水泵的泵體內(nèi)部；泵體內(nèi)與葉輪相互配合工作的壓水室的壓水室空腔呈軸向布置；壓水室內(nèi)設(shè)置有隔舌，隔舌安放角ψ0設(shè)置在15°-25°之間；壓水室的1/6部分位于葉輪后蓋板正下方，壓水室的其余部分按螺旋線逐步超出后蓋板正下方。本實用新型提供的葉輪、水泵及其水泵的設(shè)計方法能夠?qū)⑷~輪出水口處的液體出流方向由徑向改為軸向，從而縮減了水泵的體積。
【專利說明】一種葉輪及其水泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及水泵【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種葉輪及其水泵。

【背景技術(shù)】
[0002]離心式葉輪也稱徑流式葉輪，其水流方向沿葉輪直徑方向依靠離心力甩出，起收集液體并實現(xiàn)動能向勢能轉(zhuǎn)化的壓水室就必須布置于葉輪的徑向，如圖1所示。用該方法設(shè)計的水泵最大的缺陷在于泵體徑向尺寸過大，無論如何調(diào)整斷面徑向和軸向尺寸比和選擇斷面形狀，泵體徑向尺寸減小都十分有限。這種設(shè)計方法的缺陷在一般的工農(nóng)業(yè)及城市給排水用泵的設(shè)計上影響還不明顯，因為其安裝的空間余地較大，但是，對發(fā)動機冷卻水泵而言，用該方法設(shè)計的水泵就顯得過于肥大，對于發(fā)動機總體設(shè)計影響很大，特別是最近幾年，發(fā)動機設(shè)計力求精巧的趨勢十分明顯，對水泵外形尺寸要求越來越小，用現(xiàn)有的設(shè)計方法和理念不能同時滿足水泵流量、揚程參數(shù)和外形尺寸的要求。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實用新型提供的葉輪及其水泵能夠?qū)⑷~輪出水口處的液體出流方向由徑向改為軸向，從而縮減了水泵的體積。
[0004]本實用新型的第一發(fā)明目的為提供一種葉輪，其采用的技術(shù)方案為:包括前蓋板、后蓋板及設(shè)置在前蓋板和后蓋板之間的葉片；前蓋板的半徑大于所述后蓋板的半徑；葉片的邊緣位于后蓋板邊緣外部；葉輪出水口處的液體出流方向為軸向。
[0005]本實用新型的第二發(fā)明目的為提供一種水泵，其采用的技術(shù)方案為:包括葉輪，葉輪設(shè)置在水泵的泵體內(nèi)部；葉輪包括前蓋板、后蓋板及設(shè)置在前蓋板和后蓋板之間的葉片；前蓋板的半徑大于后蓋板的半徑；葉片的邊緣位于后蓋板邊緣外部；葉輪出水口處的液體出流方向為軸向；泵體內(nèi)與葉輪相互配合工作的壓水室的壓水室空腔呈軸向布置；壓水室內(nèi)設(shè)置有隔舌，隔舌安放角Vtl設(shè)置在15° -25。之間；壓水室的1/6部分位于葉輪后蓋板正下方，壓水室的其余部分按螺旋線逐步超出后蓋板正下方。
[0006]本實用新型的有益效果為:采用本方法設(shè)計的葉輪，使葉輪出水口處的液體出流方向由徑向改為軸向，壓水室腔體由原來的徑向布置設(shè)計成軸向布置，從而使水泵泵體的徑向?qū)挾戎辽贉p小20%;壓水室采用多個斷面進行計算設(shè)計，使流道更光滑，水泵效率更聞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為現(xiàn)有技術(shù)水泵葉輪與部分壓水室配合的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2為本實用新型的水泵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖3為本實用新型的葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖4為本實用新型的葉輪與部分壓水室配合的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖5為本實用新型的水泵一個實施例的剖視圖；
[0012]圖6為比轉(zhuǎn)數(shù)與速度系數(shù)的關(guān)系圖。
[0013]其中，1、進水管；2、吸入室；3、葉輪；31、葉片；32、后蓋板；33、前蓋板；4、壓水室；41、壓水室空腔；5、泵體；6、軸承體；7、流道；8、水泵出水口 ；9、隔舌。

【具體實施方式】
[0014]下面對本實用新型的【具體實施方式】進行描述，以便于本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員理解本實用新型，但應該清楚，本實用新型不限于【具體實施方式】的范圍，對本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本實用新型構(gòu)思的實用新型創(chuàng)造均在保護之列。
[0015]參考圖3，圖3示出了本實用新型的葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；本實施例的葉輪3采用的技術(shù)方案為:包括前蓋板33、后蓋板32及設(shè)置在前蓋板33和后蓋板32之間的葉片31 ;前蓋板33的半徑大于后蓋板32的半徑；葉片31的邊緣位于后蓋板邊緣外部；葉輪出水口處的液體出流方向為軸向。
[0016]采用上述技術(shù)方案后液體介質(zhì)在葉片工作面的做功保持不變，同樣直徑的葉輪在相同轉(zhuǎn)速時的流量、揚程也保持不變。
[0017]在本實用新型的一個實施例中，設(shè)葉輪后蓋板32的半徑寬度為A，葉輪3的出水口覽度為a ;覽度八小于等于出水口覽度a。
[0018]參考圖2，圖2示出了本實用新型的水泵的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例的水泵的技術(shù)方案為:
[0019]包括葉輪3，葉輪3設(shè)置在水泵的泵體5內(nèi)部；葉輪3包括前蓋板33、后蓋板32及設(shè)置在前蓋板33和后蓋板32之間的葉片31 ;前蓋板33的半徑大于后蓋板32的半徑；葉片31的邊緣位于后蓋板邊緣外部；葉輪出水口處的液體出流方向為軸向；泵體5內(nèi)與葉輪3相互配合工作的壓水室4的壓水室空腔41呈軸向布置。參考圖5，壓水室內(nèi)設(shè)置有隔舌9，隔舌安放角Ψ(|設(shè)置在15° -25°之間；壓水室4的1/6部分位于葉輪后蓋板32正下方，(參考圖5，其中標注1/6段示出了壓水室位于葉輪后蓋板32正下方的部分)壓水室4的其余部分按螺旋線逐步超出后蓋板32正下方。
[0020]其中，水泵的進水管1、吸入室2、泵體5、軸承體6的結(jié)構(gòu)及設(shè)計方法與現(xiàn)有技術(shù)的相同，只是其尺寸等比例的縮小了 ；參考圖1，進水管1、吸入室2和壓水室4通過螺栓依次裝配在一起，軸承體6安裝在壓水室4遠離壓水室空腔4的一側(cè)；葉輪3安裝在壓水室4的壓水室空腔41與吸入室2之間，且葉輪3固定在穿過軸承體6和壓水室4中心的軸承上。
[0021]在本實用新型的一個實施例中，設(shè)水泵的葉輪前蓋板33上表面的凸起的內(nèi)徑為D1、壓水室的基圓直徑為D2，基圓直徑D2= (l.0f 1.05)D1，參考圖4，在基圓的邊緣處無徑向流道。
[0022]在本實用新型的一個實施例中，優(yōu)選壓水室4從隔舌9的尖端起，壓水室4的1/6部分位于葉輪后蓋板32正下方，壓水室4的其余部分按螺旋線逐步超出后蓋板32正下方。
[0023]在本實用新型的一個實施例中，泵體5的壓水室4在整個圓周上可以等分成η個斷面，最后一個斷面面積Fwn= (360 - ￥0)Q/ (360v)，其余斷面面積Fwx=Wn/ (360 —V0)* Fwn;每個截面處流道7徑向B= (10FwnX0.618/0.85) ° 5、每個截面處流道7軸向L=B/0.618、每個截面處流道圓角R=0.85B ；
[0024]其中，Q為水泵設(shè)計流量，V為斷面平均流速，X彡n-1。
[0025]下面以壓水室4在整個圓周上等分成36個斷面為例，第36個斷面面積Fw36=(360 - Vq)Q八360v)，其余斷面面積FWn=Wn/(360 — Ψ。)* Fw36 ;每個截面處流道徑向B=(10FwnX0.618/0.85)°_5、每個截面處流道軸向L=B/0.618、每個截面處流道圓角R=0.85B ；其中，η ( 35。
[0026]在本實用新型的一個實施例中，斷面平均流速V可以采用公式v=k (2gH)°_5進行計算，其中，k為速度系數(shù)(k的選取可以參考圖6中的表格中的參數(shù)進行選取)，g為重力加速度，H為水泵設(shè)計揚程。
[0027]由于隔舌安放角的大小直接影響著隔舌的長度，隨著隔舌安放角的增加隔舌9長度減小，隔舌處圓角半徑增大，而影響隔舌9處的流場分布，為此，在本實用新型的一個實施例中，隔舌安放角Vo設(shè)置為20°。
[0028]在設(shè)計時，水泵采用以下的設(shè)計思路進行設(shè)計:
[0029]( I)首先進行葉輪的設(shè)計
[0030]a、確定水泵的轉(zhuǎn)速N、效率Π、流量Q和揚程H;
[0031]b、根據(jù)確定的水泵的流量Q、揚程H計算水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns=3.65nQ°_ 5/H°_75 ；
[0032]C、由比轉(zhuǎn)數(shù)ns和相似計算法(參考現(xiàn)代泵技術(shù)手冊)確定葉輪的前蓋板半徑、后蓋板半徑和葉輪出水口寬度，其中，葉輪前蓋板半徑=葉輪后蓋板半徑+寬度A,寬度A小于等于葉輪出水口寬度a，以使葉輪出水口處的液體出流方向由徑向變?yōu)檩S向；
[0033]d、使葉片31的邊緣位于后蓋板邊緣外部。
[0034](2)根據(jù)以設(shè)計的葉輪3進行壓水室4的設(shè)計:
[0035]a、根據(jù)葉輪出水口處液體軸向流出的方式，將壓水室空腔41的開設(shè)方向與葉輪出水口處的液體出流方向一致，即壓水室空腔41呈軸向設(shè)置；
[0036]b、壓水室內(nèi)隔舌安放角的確定
[0037]過流道中心O作與水泵出水口 8中心線平行的直線AB，隔舌在直線AB以中心O為原點順時針方向取15° -25°作為隔舌安放角Vtl;
[0038]C、設(shè)前蓋板上表面的凸起的內(nèi)徑為D1、壓水室的基圓直徑為D2，使基圓直徑D2=(1.01 ?1.05) Dl ；
[0039]使壓水室的1/6部分位于葉輪后蓋板正下方，壓水室的其余部分按螺旋線逐步超出后蓋板正下方。
[0040]d、泵體流道的確定:
[0041]將泵體的壓水室4在整個圓周上等分成n個斷面，用速度系數(shù)法確定各個斷面面積？^^，即最后一個斷面面積FWn=(360 — Vq)Q八360v)，其余斷面面積FWx=Wn/(360 — Ψ。)* Fwn ;每個截面處流道徑向B=( 10FwnX0.618/0.85)°_5，每個截面處流道軸向L=B/0.618，每個截面處流道圓角R=0.85B ；
[0042]其中Q為水泵設(shè)計流量，V為斷面平均流速，X ( n-lo
[0043]采用本實用新型的設(shè)計方法，水泵泵體的徑向?qū)挾戎辽倏梢詼p小20%，壓水室設(shè)計采用多個斷面進行計算，使流道更光滑，水泵效率更高。
【權(quán)利要求】
1.一種葉輪，包括前蓋板、后蓋板及設(shè)置在前蓋板和后蓋板之間的葉片；其特征在于:所述前蓋板的半徑大于所述后蓋板的半徑；所述葉片的邊緣位于后蓋板邊緣外部；葉輪出水口處的液體出流方向為軸向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪，其特征在于:設(shè)所述后蓋板的半徑寬度為A，葉輪的出水口寬度為a ;所述寬度A小于等于出水口寬度a。
3.一種包括權(quán)利要求1所述葉輪的水泵，其特征在于:所述葉輪設(shè)置在水泵的泵體內(nèi)部；所述泵體內(nèi)與葉輪相互配合工作的壓水室的壓水室空腔呈軸向布置；所述壓水室內(nèi)設(shè)置有隔舌，隔舌安放角Ψο設(shè)置在15° -25。之間；壓水室的1/6部分位于葉輪后蓋板正下方，壓水室的其余部分按螺旋線逐步超出后蓋板正下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水泵，其特征在于:設(shè)前蓋板上表面的凸起的內(nèi)徑為D1、所述壓水室的基圓直徑為D2 ;所述基圓直徑D2= (1.01?1.05)D1。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的水泵，其特征在于:將壓水室在整個圓周上等分成η個斷面，最后一個斷面面積Fwn= (360 - ￥0)Q/ (360v)，其余斷面面積Fwx=Wn/ (360 — Ψ。)*Fwn ;每個截面處流道徑向B= (10FwnX0.618/0.85) °.5、每個截面處流道軸向L=B/0.618、每個截面處流道圓角R=0.85B ； 其中，其中Q為水泵設(shè)計流量，V為斷面平均流速，X^n-1o
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水泵，其特征在于:將所述壓水室在整個圓周上等分成36個斷面，第36個斷面面積Fw36= (360 — Ψ JQ/ (360v)，其余斷面面積Fwn=Wn/ (360 — Ψ。)* Fw36 ;每個截面處流道徑向B=(100FWnX0.618/0.85)°_5，每個截面處流道軸向L=B/0.618，每個截面處流道圓角R=0.85B ;其中，η ( 35。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水泵，其特征在于:所述隔舌安放角Ψ(ι設(shè)置為20°。
【文檔編號】F04D29/22GK204003593SQ201420334596
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】王從倫, 李云, 謝東斌, 王國平 申請人:四川三臺劍門泵業(yè)有限公司