一种离心泵叶轮及离心泵的制作方法

1.本技术涉及泵技术领域，具体而言，涉及一种离心泵叶轮及离心泵。


背景技术：

2.离心泵是输送流体或使流体增压的常用机械器件，在离心泵的各个部件中，叶轮作为核心部件，叶轮中叶片的尺寸或叶片的排布对离心泵的工作效率有重要的影响。
3.现有的离心泵中，叶轮的叶片通常为尺寸完全相同的叶片圆周分布在叶轮座上，使流体的流量和流速保持稳定，而在一些环境中，需要通过离心泵运输颗粒性过流介质，因此在流体通过叶轮进入流道时容易出现堵塞的现象，从而影响运输效率。
4.针对上述问题，目前尚未存在有效的技术解决方案。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种离心泵叶轮及离心泵，用于解决在使用离心泵运输颗粒性过流介质时，流体在细小的流道中堵塞的问题。
6.第一方面，本技术提出一种离心泵叶轮，包括轮盘，轮盘中心开有轴孔，离心泵叶轮还包括与轮盘固定连接的多个叶片组，多个叶片组围绕轴孔周向设置在轮盘上，叶片组包括第一叶片和第二叶片，同一叶片组中的第一叶片和第二叶片之间形成第一槽型空腔，相邻的两个叶片组之间形成第二槽型空腔，且第一槽型空腔和第二槽型空腔的槽宽不同。
7.本技术提出的一种离心泵叶轮，设置第一槽型空腔和第二槽型空腔的槽宽不相同，使离心泵在工作时，由于相邻的两个槽型空腔的大小不同，不同的槽型空腔与流道连通时产生的压强不同，因此在叶轮转动过程中，第一槽型空腔和第二槽型空腔交替与流道连通时产生的压力交替变化形成脉冲，使流体反复冲击吸附在流道内的颗粒，可将堵塞在流道内的颗粒冲走，从而防止颗粒堵塞流道。
8.进一步地，本技术提供的离心泵叶轮，第一叶片和第二叶片为镰型叶片。
9.进一步地，本技术提供的离心泵叶轮，所有第一槽型空腔的槽宽均不相同，所有第二槽型空腔的槽宽均不相同。
10.本技术通过设置每个槽型空腔的槽宽均不相同，使叶轮在转动时，流体的流速时刻发生变化，当流速增大时，可将堵塞在流道中的颗粒冲走，从而防止颗粒将流道堵塞。
11.进一步地，本技术提供的离心泵叶轮，所有第一槽型空腔的槽宽相同，所有第二槽型空腔的槽宽相同。
12.本技术将叶轮中的槽型空腔进行间隔排布，使离心泵中槽型空腔的压强仅在两个值之间变化，使压强变化更明显，提高对流道中颗粒的冲击力，从而进一步防止颗粒将流道堵塞。
13.进一步地，本技术提供的离心泵叶轮，轮盘上周向设置有多个平衡孔，多个平衡孔分别设置在各个第一槽型空腔和第二槽型空腔中。
14.进一步地，本技术提供的离心泵叶轮，第一叶片的长度与第二叶片的长度之比为
3:2-2:1。
15.本技术通过设置第一叶片的纵切面长度大于第二叶片的纵切面长度，从而提高离心泵叶轮的抗汽蚀性能，降低压力脉动对离心泵叶轮的影响，从而使叶轮内流体的流动更稳定。
16.进一步地，本技术提供的离心泵叶轮，第一叶片在轮盘上的凸起高度与第二叶片在轮盘上的凸起高度之比为3:2-2:1。
17.本技术通过设置第一叶片在轮盘上的凸起高度大于第二叶片在轮盘上的凸起高度，从而进一步提高相邻槽型空腔与流道连通时的压强差，进而提高流体对流道内的颗粒的冲击力度以防止流道被颗粒堵塞。
18.进一步地，本技术提供的离心泵叶轮，第一叶片的外端的顶部靠近轴孔的一侧设有凸台，凸台的延伸方向与轮盘平行。
19.本技术通过在第一叶片外端的顶部靠近轴孔的一侧设有凸台，提高了离心泵的扬程和运输能力。
20.进一步地，本技术提供的离心泵叶轮，轮盘、第一叶片和第二叶片为氧化锆材质。
21.本技术选用氧化锆作为轮盘、第一叶片和第二叶片的材质，在工作的过程中不会对流体造成污染。
22.本技术提出的一种离心泵叶轮，设置第一槽型空腔和第二槽型空腔的槽宽不相同，使离心泵在工作时，由于相邻的两个槽型空腔的大小不同，不同的槽型空腔与流道连通时产生的压强不同，因此在叶轮转动过程中，第一槽型空腔和第二槽型空腔交替与流道连通时产生的压力交替变化形成脉冲，使流体反复冲击吸附在流道内的颗粒，可将堵塞在流道内的颗粒冲走，从而防止颗粒堵塞流道。
23.第二方面，本技术提出一种离心泵，包括第一方面提出的一种离心泵叶轮。
24.本技术提出的一种离心泵，在离心泵叶轮中，设置第一槽型空腔和第二槽型空腔的槽宽不相同，使离心泵在工作时，由于相邻的两个槽型空腔的大小不同，不同的槽型空腔与流道连通时产生的压强不同，因此在叶轮转动过程中，第一槽型空腔和第二槽型空腔交替与流道连通时产生的压力交替变化形成脉冲，使流体反复冲击吸附在流道内的颗粒，可将堵塞在流道内的颗粒冲走，从而防止颗粒堵塞流道。
25.由上可知，本技术提出的一种离心泵叶轮及离心泵，在离心泵叶轮中，设置第一槽型空腔和第二槽型空腔的槽宽不相同，使离心泵在工作时，由于相邻的两个槽型空腔的大小不同，不同的槽型空腔与流道连通时产生的压强不同，因此在叶轮转动过程中，第一槽型空腔和第二槽型空腔交替与流道连通时产生的压力交替变化形成脉冲，使流体反复冲击吸附在流道内的颗粒，可将堵塞在流道内的颗粒冲走，从而防止颗粒堵塞流道。
附图说明
26.图1为现有的离心泵的结构示意图。
27.图2为本技术实施例提供的离心泵叶轮的结构示意俯视图。
28.图3为本技术第一种实施例提供的离心泵叶轮的结构示意俯视图。
29.图4为本技术第二种实施例提供的离心泵叶轮的结构示意主视图。
30.图5为本技术第三种实施例提供的离心泵叶轮的结构示意俯视图。
31.图6为本技术实施例提供的具有凸台的第一叶片的外端面的结构示意主视图。
32.标号说明：1、轮盘；11、平衡孔；21、第一叶片；211、凸台；22、第二叶片；3、轴孔；41、第一槽型空腔；42、第二槽型空腔；100、流道。
具体实施方式
33.下面将结合本技术实施例中附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
34.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.一般的，参照图1，图1为现有的离心泵的结构示意图，图1所示，叶轮通常设置在泵壳中，泵壳上设有连通泵壳内外的流道100，当叶轮高速转动时，流体在离心力的作用下从流道100排出离心泵，在现有的离心泵中，叶轮上的叶片通常形状相同且呈圆周阵列分布在轮盘上，而此种形式的叶轮虽能保证运输流体的稳定，但在运输颗粒性过流介质时，由于流道100细小导致颗粒在流道100内堵塞，从而影响离心泵的运输效率。
36.此外，在离心泵中，为了使流体以较大的能量冲出，因此流道100的内径较小，而在对颗粒性过流介质进行运输时，由于流道100内径较小，则颗粒容易吸附在流道100内导致流道100堵塞，若流道100内径增大，则无法保证颗粒性过流介质以较大能量冲出，从而影响运输效率，因此需要在保证颗粒性过流介质以较大能量冲出的同时防止流道100堵塞。
37.第一方面，参照图2，图2为本技术第一种实施例提供的离心泵叶轮的结构示意图，图2所示的一种离心泵叶轮，包括轮盘1，轮盘1中心开有轴孔3，离心泵叶轮还包括与轮盘1固定连接的多个叶片组，多个叶片组围绕轴孔3周向设置在轮盘1上，叶片组包括第一叶片21和第二叶片22，同一叶片组的第一叶片21和第二叶片22之间形成第一槽型空腔41，相邻叶片组之间形成第二槽型空腔42，且第一槽型空腔41和第二槽型空腔42的槽宽不同。
38.具体地，在离心泵叶轮中，当叶轮高速转动时，第一槽型空腔41和第二槽型空腔42交替与流道100连通，第一槽型空腔41和第二槽型空腔42内的流体在离心力的作用下向外甩出进入流道100，因此，当第一槽型空腔41和第二槽型空腔42的槽宽不同时，当交替与流道100连通，槽型空腔内的压强也将交替变化导致从第一槽型空腔41和第二槽型空腔42内流出至流道100内的流体的流速不同，从而使流体反复冲击吸附在流道100内的颗粒，防止流道100堵塞。
39.本技术提出的一种离心泵叶轮，设置第一槽型空腔41和第二槽型空腔42的槽宽不相同，使离心泵在工作时，由于相邻的两个槽型空腔的大小不同，不同的槽型空腔与流道100连通时产生的压强不同，因此在叶轮转动过程中，第一槽型空腔41和第二槽型空腔42交替与流道100连通时产生的压力交替变化形成脉冲，使流体反复冲击吸附在流道100内的颗粒，可将堵塞在流道100内的颗粒冲走，从而防止颗粒堵塞流道100。
40.在一些优选的实施方式中，第一叶片21和第二叶片22为镰型叶片。
41.具体地，在本实施例中，轮盘1为圆柱形板，叶片组绕轴孔3圆周分布在轮盘1上，为了使叶轮转动时，流体可快速离开槽型空腔进入流道100内，在本实施中，设置第一叶片21和第二叶片22为镰型叶片，使叶轮转动时，流体的流动性提高，使流体更快更平稳地进入流道100内。
42.在一些优选的实施方式中，所有第一槽型空腔41的槽宽均不相同，所有第二槽型空腔42的槽宽均不相同。
43.在现有的离心泵叶轮中，相邻的两个叶片之间形成的槽型空腔的槽宽均相等，而在此时，在叶轮转动时，由于每个槽型空腔的大小相同，因此叶轮中的压强将保持稳定，使从叶轮中离开并进入流道100内的流体的流速保持稳定，因此当有颗粒吸附在流道100内表面，不容易被流体冲走，从而导致流道100堵塞，为了在叶轮转动时使相邻的两个槽型空腔的压强不相同，需控制相邻的两个槽型空腔的槽宽不相同，因此在本实施例中，使每个槽型空腔的槽宽均不相同。
44.在一些优选的实施方式中，所有第一槽型空腔41的槽宽相同，所有第二槽型空腔42的槽宽相同。
45.若在叶轮中所有第一槽型空腔41的槽宽均不相同，所有第二槽型空腔42的槽宽均不相同，则在叶轮转动中，每个槽型空腔与流道100连通时产生的压力都不相同，导致流体通过流道100排出的流量不稳定，且产生的噪音较大，因此需要控制每个槽型空腔与流道100连通时的压力变化较稳定，即需要控制每个槽型空腔的槽宽变化稳定。
46.因此，优选地，在本实施例中，第一槽型空腔41的大小相同，第二槽型空腔42的大小也相同，即在叶轮中，只有两种大小的槽型空腔，且两种大小的槽型空腔交替设置，使相邻的两个槽型空腔之间的压强差保持一致，通过设置第一槽型空腔41和第二槽型空腔42的槽宽大小即可控制相邻两个槽型空腔的压强差，使在第一槽型空腔41和第二槽型空腔42交替与流道100连同时，流体能反复冲击流道100内的颗粒，优选地，在本实施例中，第一槽型空腔41的槽宽是第二槽型空腔42槽宽的两倍。
47.在一些优选的实施方式中，轮盘1上周向设置有多个平衡孔11，多个平衡孔11分别设置在各个第一槽型空腔41和第二槽型空腔42中。
48.具体地，在本实施例中，相邻两个槽型空腔的压强大小不相同，可能导致叶轮轴向力较大，从而导致叶轮轴向窜动，因此在本实施例中，在轮盘1上周向设置多个平衡孔11，用于平衡叶轮进流口与背叶片侧的空间，从而使背叶片侧的压力与叶轮进流口侧的压力相近，进而减少叶轮轴向力，减少叶轮的轴向窜动，具体地，多个平衡孔11分别设置在各个第一槽型空腔41和第二槽型空腔42中，进一步地，由于在轴孔3附近的流体的流速较慢，便于流体从平衡孔11中流过以平衡背叶片侧与叶轮进流口侧之间的压力，因此，优选地，在本实施例中，将平衡孔11设置在靠近轴孔3的一侧。
49.在一些优选的实施方式中，参照图3，图3为本技术第一种实施例提供的离心泵叶轮的结构示意俯视图，图3所示的离心泵叶轮中，第一叶片21的长度与第二叶片22的长度之比为3:2-2:1。
50.具体地，当第一叶片21为长叶片，第二叶片22为短叶片，即长叶片与短叶片交错设置，在对该结构进行建模并进行模拟分析过程中发现，将长叶片和短叶片间隔交错设置时，
离心泵叶轮的汽蚀余量系数低于现有的所有叶片等长设置的离心泵叶轮的汽蚀余量系数，即通过将长叶片和短叶片交错设置可有效提高离心泵叶轮的抗汽蚀性能，降低压力脉动对离心泵叶轮的影响，从而使叶轮内流体的流动更稳定，优选地，在本实施例中，第一叶片21的长度与第二叶片22的长度之比为4:3。
51.在一些优选的实施方式中，参照图4，图4为本技术第二种实施例提供的离心泵叶轮的结构示意主视图，图4所示的离心泵叶轮中，第一叶片21在轮盘1上的凸起高度与第二叶片22在轮盘1上的凸起高度之比为3:2-2:1。
52.具体地，通过模拟仿真可知，当第一叶片21为高叶片，第二叶片22为低叶片，即高叶片和低叶片交错设置，则此时在叶轮转动时可提高颗粒性过流介质的过流性，从而将吸附在流道100内壁上的颗粒冲走，进而防止颗粒性过流介质在流经流道100时堵塞，为了提高颗粒性过流介质的过流性，且保持第一槽型空腔41和第二槽型空腔42与流道100连通时的压力差，优选地，在本实施例中，第一叶片21在轮盘1上的凸起高度与第二叶片22在轮盘1上的凸起高度之比为4:3。
53.在一些优选的实施方式中，参照图5和图6，图5为本技术第三种实施例提供的离心泵叶轮的结构示意俯视图，图6为本技术实施例提供的具有凸台的第一叶片的外端面的结构示意主视图，图5和图6所示的离心泵叶轮中，第一叶片21的外端的顶部靠近轴孔3的一侧设有凸台211，凸台211的延伸方向与轮盘1平行。
54.具体地，在实验过程中发现，当第一叶片21外端的顶部靠近轴孔3的一侧设有凸台211，则此时由第一叶片21和第二叶片22组成的叶轮的扬程比由没有凸台211的第一叶片21和第二叶片22所组成的叶轮的扬程大。
55.在一些优选的实施方式中，轮盘1、第一叶片21和第二叶片22为氧化锆材质。
56.具体地，由于流体长时间与叶轮接触，流体可能会腐蚀叶轮从而产生杂质污染流体，因此，需要选择不会对流体造成污染的材质制成轮盘1、第一叶片21和第二叶片22，优选地，在本实施例中，选用氧化锆作为轮盘1、第一叶片21和第二叶片22的材质。
57.本技术提出的一种离心泵叶轮，设置第一槽型空腔41和第二槽型空腔42的槽宽不相同，使离心泵在工作时，由于相邻的两个槽型空腔的大小不同，不同的槽型空腔与流道100连通时产生的压强不同，因此在叶轮转动过程中，第一槽型空腔41和第二槽型空腔42交替与流道100连通时产生的压力交替变化形成脉冲，使流体反复冲击吸附在流道100内的颗粒，可将堵塞在流道100内的颗粒冲走，从而防止颗粒堵塞流道100。
58.第二方面，本技术提出一种离心泵，包括第一方面提出的一种离心泵叶轮。
59.本技术提出的一种离心泵，在离心泵叶轮中，设置第一槽型空腔41和第二槽型空腔42的槽宽不相同，使离心泵在工作时，由于相邻的两个槽型空腔的大小不同，不同的槽型空腔与流道100连通时产生的压强不同，因此在叶轮转动过程中，第一槽型空腔41和第二槽型空腔42交替与流道100连通时产生的压力交替变化形成脉冲，使流体反复冲击吸附在流道100内的颗粒，可将堵塞在流道100内的颗粒冲走，从而防止颗粒堵塞流道100。
60.由上可知，本实用新型提供的一种离心泵叶轮及离心泵，其中在离心泵叶轮中，设置第一槽型空腔41和第二槽型空腔42的槽宽不相同，使离心泵在工作时，由于相邻的两个槽型空腔的大小不同，不同的槽型空腔与流道100连通时产生的压强不同，因此在叶轮转动过程中，第一槽型空腔41和第二槽型空腔42交替与流道100连通时产生的压力交替变化形
成脉冲，使流体反复冲击吸附在流道100内的颗粒，可将堵塞在流道100内的颗粒冲走，从而防止颗粒堵塞流道100。
61.在本使用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
62.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
63.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
64.上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
65.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
66.以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种离心泵叶轮，包括轮盘（1），所述轮盘（1）中心开有轴孔（3），其特征在于，所述离心泵叶轮还包括与所述轮盘（1）固定连接的多个叶片组，多个所述叶片组围绕所述轴孔（3）周向设置在所述轮盘（1）上，所述叶片组包括的第一叶片（21）和第二叶片（22），同一所述叶片组中的所述第一叶片（21）和所述第二叶片（22）之间形成第一槽型空腔（41），相邻的所述叶片组之间形成第二槽型空腔（42），且所述第一槽型空腔（41）和所述第二槽型空腔（42）的槽宽不同。2.根据权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于，所述第一叶片（21）和所述第二叶片（22）为镰型叶片结构。3.根据权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于，所有所述第一槽型空腔（41）的槽宽均不相同，所有所述第二槽型空腔（42）的槽宽均不相同。4.根据权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于，所有所述第一槽型空腔（41）的槽宽相同，所有所述第二槽型空腔（42）的槽宽相同。5.根据权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于，所述轮盘（1）上周向设置有多个平衡孔（11），多个所述平衡孔（11）分别设置在各个所述第一槽型空腔（41）和所述第二槽型空腔（42）中。6.根据权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于，所述第一叶片（21）的长度与所述第二叶片（22）的长度之比为3:2-2:1。7.根据权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于，所述第一叶片（21）在所述轮盘（1）上的凸起高度与所述第二叶片（22）在所述轮盘（1）上的凸起高度之比为3:2-2:1。8.根据权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于，所述第一叶片（21）的外端的顶部靠近所述轴孔（3）的一侧设有凸台（211），所述凸台（211）的延伸方向与所述轮盘（1）平行。9.根据权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于，所述轮盘（1）、所述第一叶片（21）和所述第二叶片（22）为氧化锆材质。10.一种离心泵，其特征在于，所述离心泵包括如权利要求1-9中任一项所述的离心泵叶轮。

技术总结
本申请涉及泵技术领域，具体而言，涉及一种离心泵叶轮及离心泵，本申请提出的一种离心泵叶轮包括轮盘，轮盘中心开有轴孔，离心泵叶轮还包括与轮盘固定连接的多个叶片组，多个叶片组围绕轴孔周向设置在轮盘上，叶片组包括第一叶片和第二叶片，同一个叶片组中第一叶片和第二叶片之间形成第一槽型空腔，相邻的叶片组之间形成第二槽型空腔，且第一槽型空腔和第二槽型空腔的槽宽不同，从而使第一槽型空腔和第二槽型空腔交替与流道连通时，产生的压力交替变化形成脉冲，从而使流体反复冲击流道内壁上吸附的颗粒，从而防止流道堵塞。从而防止流道堵塞。从而防止流道堵塞。


技术研发人员：龚节文 路增琦
受保护的技术使用者：广东金力重工机械有限公司
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/7/28