叶轮及具有其的排水泵的制作方法

本发明涉及排水设备技术领域，具体而言，涉及一种叶轮及具有其的排水泵。

背景技术：

现有技术的叶轮如图1至3所示。叶轮包括轴部1、盘部2以及叶片3。其中，轴部1与电动机的输出轴连接。叶片3呈放射状布置，盘部2设置在叶片3的底部并且盘部2和轴部1之间具有进水通道4。当叶轮工作时，液体从叶轮下部流经进水通道4进入叶轮，进而实现抽水功能。现有技术中的叶轮具有以下问题：

当叶轮工作时，叶轮高速旋转使叶片3拍打液体。液体直接与叶片3发生冲撞，并产生大量的气泡。如图4中M处以及图5中N处所示，气泡大量附着在叶片3上，并且气泡破裂时产生较高的噪音，造成叶轮工作噪音较大。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种叶轮及具有其的排水泵，以解决现有技术中的叶轮工作时噪音较大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种叶轮，包括：轴部；多个叶片，多个叶片绕轴部的轴线呈放射状布置；盘部，盘部设置在多个叶片的底部，盘部和轴部之间具有进水通道，多个叶片中至少部分上开设有沿叶片的厚度方向贯穿的第一通孔。

进一步地，每个叶片上均设置有一个或者多个第一通孔，其中，多个叶片中任一个上的第一通孔与相邻叶片上的第一通孔沿圆周方向位置对应地设置。

进一步地，叶轮还包括：挡流片，挡流片为多个，每相邻的两个叶片之间设置一个挡流片，挡流片沿圆周方向与相邻的两个叶片的第一通孔位置对应地设置。

进一步地，挡流片配置为在沿圆周方向的投影覆盖第一通孔。

进一步地，挡流片的自由端具有弧面形导流部。

进一步地，每个叶片上均设置有一个或者多个第一通孔，其中，叶片上的第一通孔与相邻叶片上的第一通孔沿圆周方向错位设置。

进一步地，每个叶片上的第一通孔与相邻叶片上的第一通孔的数量不同。

进一步地，叶轮还包括多个第二通孔，第二通孔设置在盘部上。

进一步地，第二通孔为多个，第二通孔和第一通孔对应设置，每个第一通孔朝向盘部延伸，并与位于盘部上的对应的第二通孔连通。

进一步地，第二通孔的面积大于或者等于对应的第一通孔在盘部的投影面积。

进一步地，各第一通孔与位于盘部上的对应的第二通孔形成阶梯孔。

进一步地，第一通孔位于对应的第二通孔的中间位置。

进一步地，第二通孔沿圆周方向的一侧边缘与位于该侧边缘的对应叶片的背离该第二通孔的侧面重合。

进一步地，处在同一圆周的第二通孔互相连通并形成环形结构；或者，处在同一圆周的第二通孔之间具有间距；或者，处在第一圆周的第二通孔互相连通并形成环形结构，并且，处在第二圆周的第二通孔之间具有间距。

进一步地，叶轮还包括圈部件，圈部件设置在盘部的外缘上，多个叶片中至少部分的两端分别连接至圈部件和轴部上。

进一步地，多个叶片包括：第一叶片，第一叶片的两端分别与圈部件和轴部连接；第二叶片，第二叶片和第一叶片在盘部交替设置，第二叶片的一端连接在圈部件上，第二叶片的另一端形成自由端。

进一步地，多个叶片还包括：第三叶片，每个第一叶片和与该第一叶片相邻的第二叶片之间均设置有一个或者多个第三叶片，第三叶片的长度小于第二叶片的长度。

根据本发明的另一方面，提供了一种排水泵，排水泵包括叶轮，叶轮为上述的叶轮。

应用本发明的技术方案，在多个叶片中的至少部分上开设有第一通孔，当叶片和液体发生冲撞时，部分液体可以通过第一通孔流出，进而避免液体直接拍打在叶片上，进而减少气泡的产生。同时，附着在叶片上的气泡可以通过第一通孔向叶轮旋向方向的下游释放，进而减小气泡破裂所引起的噪音，因此本申请的叶轮可以有效的解决叶轮工作时噪音较大的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中叶轮的结构示意图；

图2示出了图1中叶轮的A-A向剖视示意图；

图3示出了图1中叶轮的仰视图；

图4示出了图1中叶轮在低扬程工作状态时气泡附着在叶片的示意图；

图5示出了图1中叶轮在高扬程工作状态时气泡附着在叶片的示意图；

图6示出了根据本发明的叶轮的实施例一的结构示意图；

图7示出了图6中叶轮的仰视示意图；

图8示出了图6中叶轮的俯视示意图；

图9示出了图6中叶轮的B-B向剖视示意图；

图10示出了图6中叶轮在低扬程工作状态时的气泡附着示意图；

图11示出了图6中叶轮在高扬程工作状态时的气泡附着示意图；

图12示出了根据本发明的叶轮的实施例二的俯视示意图；

图13示出了图12中叶轮的仰视示意图；

图14示出了根据本发明的叶轮的实施例三的俯视示意图；

图15示出了图14中叶轮的仰视示意图；

图16示出了根据本发明的叶轮的实施例四的俯视示意图；

图17示出了图16中叶轮的仰视示意图；

图18示出了根据本发明的叶轮的实施例五的结构示意图；

图19示出了图18中叶轮的俯视示意图；

图20示出了图18中叶轮的仰视示意图；

图21示出了图20中叶轮的C-C向的剖视示意图；

图22示出了根据本发明的叶轮的实施例六的俯视示意图；

图23示出了图22中叶轮的仰视示意图；

图24示出了根据本发明的叶轮的实施例七的俯视示意图；

图25示出了图24中叶轮的仰视示意图；

图26示出了根据本发明的叶轮的实施例八的俯视示意图；

图27示出了图26中叶轮的仰视示意图；

图28示出了根据本发明的叶轮的实施例九的结构示意图；

图29示出了图28中叶轮的俯视示意图；

图30示出了图29中叶轮的仰视示意图；

图31示出了图30中叶轮的D-D向的剖视示意图；

图32示出了根据本发明的叶轮的实施例十的结构示意图；

图33示出了图32中叶轮的仰视示意图；

图34示出了图33中叶轮的E-E向的剖视示意图；

图35示出了图32中叶轮的俯视示意图；

图36根据本发明的叶轮的实施例九的仰视示意图；

图37示出了图36中叶轮在工作时气泡流动方向示意图；

图38示出了本发明的实施例一的叶轮和现有技术中叶轮在工作时的噪音-扬程曲线示意图；以及

图39示出了根据本发明的排水泵的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、轴部；2、盘部；3、叶片；4、进水通道；10、轴部；20、盘部；30、叶片；31、第一叶片；32、第二叶片；33、第三叶片；40、第一通孔；50、挡流片；60、第二通孔；70、圈部件；80、进水通道；100、叶轮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图6所示，实施例一的叶轮包括轴部10以及多个叶片30。多个叶片30绕轴部10的轴线呈放射状布置。多个叶片30中至少部分上开设有第一通孔40，每个第一通孔40沿周向贯穿对应的叶片30。

应用本实施例的技术方案，在多个叶片30中的至少部分上开设有第一通孔40，当叶片30和液体发生冲撞时，部分液体可以通过第一通孔40流出，进而避免液体直接拍打在叶片30上，进而减少气泡的产生。同时，附着在叶片30上的气泡可以通过第一通孔40向叶轮旋向方向的下游释放，进而减小气泡破裂所引起的噪音，因此本实施例的叶轮可以有效的解决叶轮工作时噪音较大的问题。

如图6所示，在实施例一的技术方案中，每个叶片30上均设置有一个第一通孔40。其中，多个叶片30中任一个叶片30上的第一通孔40和与该叶片30相邻的两个叶片30上的第一通孔40对应设置，即多个第一通孔40均处于同一圆周位置，进而使叶轮受力均衡。同时上述第一通孔40的布置方式使得各个叶片30的结构规整，便于铸造。

如图10和图11所示，在图10的M’处以及图11的N’处中，由于在叶片30上设置有第一通孔40，因此液体在通过叶片30后可沿着第一通孔40向下游方向释放。因此实施例一的技术方案可以大大减少叶轮工作时附着在叶片30上的气泡的数量，进而降低叶轮的工作噪声。

如图6和图8所示，在实施例一的技术方案中，为了不损失液体的流量，叶轮还包括挡流片50。具体地，挡流片50为多个，并且每两个叶片30之间均设置有一个挡流片50。并且挡流片50位于两个叶片30的上的第一通孔40之间。当液体流过第一通孔40后，挡流片50为液体提供动能，以避免流量损失。

如图6所示，在实施例一的技术方案中，挡流片50的端部设置有弧面型导流部，弧面型导流部具体为圆角结构，以防止液体堆积在挡流片50上。

优选地，第一通孔40沿轴部10的径向方向的尺寸小于等于挡流片50沿轴部10的径向方向的尺寸，第一通孔40沿轴部10的轴向方向的尺寸小于等于挡流片50沿轴部10的轴向方向的尺寸。上述第一通孔40和挡流片50的尺寸设置使得挡流片50在周向方向的投影上覆盖第一通孔40，这样能够完全遮挡相邻的两个第一通孔40。因此，当叶片30开设第一通孔40后，通过设置挡流片50能够使叶轮上能够为液体提供动能的叶片30的径向长度和叶片30没有开设第一通孔40前的径向长度一致，进而确保叶轮设置第一通孔40后与叶轮设置第一通孔40前的参数一致。

当然，每个叶片30上并不限于设置一个第一通孔40，在图中未示出的实施方式中，每个叶片30均可设置多个第一通孔40。每个叶片30上的多个第一通孔40均和与该叶片30相邻的两个叶片30上的多个第一通孔40互相对应设置。此时，为了减少液体流量损失，可以适当加长挡流片50的长度，即在周向方向上遮挡住全部的第一通孔40。当然，在设计挡流片50时，也要考到叶片30之间的间距或者其他尺寸要求，因此叶片30上第一通孔40的数量以及挡流片50的尺寸根据叶轮尺寸和设计要求决定。

如图7和图8所示，实施例一的叶轮还包括盘部20。盘部20设置在多个叶片30的底部，盘部20和轴部10之间具有进水通道80。盘部20能够对叶片30提供支撑，进一步提高叶轮的强度，同时，当叶轮旋转时，叶轮中心部位形成真空，使得液体通过进水通道流80入至叶轮内，从而实现抽水功能。

如图7所示，在实施例一的技术方案中，为了进一步减小叶轮在工作中的振动，叶轮还设置有第二通孔60。第二通孔60设置在盘部20上。具体地，当叶轮在负载旋转时，气泡随压力增大向上释放，第二通孔60可以平衡叶轮内腔与外腔的压力差，从而减小叶轮由内、外压力差而引起的振动。因此第二通孔60能够减小叶轮因盘部20两侧的压力差引起的振动，从而进一步减小叶轮在工作时的噪声。

如图9所示，在本实施例的技术方案中，第二通孔60为多个，并且为了方便第一通孔40和第二通孔60的铸造成型，第二通孔60对应的设置在第一通孔40的下方，每个第一通孔40朝向盘部20延伸，并与位于盘部20上的对应的第二通孔60连通。优选地，第一通孔40和第二通孔60形成阶梯孔结构。具体地，当进行叶轮铸造时，由于第二通孔60对应设置在第 一通孔40下方并且第一通孔40和第二通孔60连通，只要放置特定形状的一个型芯即可同时铸造出第一通孔40和第二通孔60，从而大大简化了第一通孔40和第二通孔60的制造工艺。

优选地，第二通孔60的面积等于第一通孔40的内表面在盘部20的投影面积，即型芯设置为条状即可同时铸造出第一通孔40和第二通孔60。

如图6所示，在实施例一的技术方案中，为了保证叶轮与泵体之间的间隙一致，叶轮还包括圈部件70。圈部件70设置在盘部20的外缘上，并且部分叶片30的两端分别连接至圈部件70和轴部10。具体地，在本实施例中，叶片30包括第一叶片31和第二叶片32，其中第一叶片31的两端分别连接至圈部件70和轴部10，以提高叶轮的排水性能。第二叶片32的一端连接至圈部件70，并且长度小于第一叶片31的长度。当然，为了进一步加强叶轮结构，可以在盘部20上仅设置第一叶片31，叶片30的具体设置方式可以根据实际流量需要决定。

如图12和图13所示，根据本申请的实施例二的叶轮和实施例一的叶轮区别仅在于，第二通孔60的形状为扇形，其中，第一通孔40位于第二通孔60的中间位置。上述第一通孔40和第二通孔60的位置关系可以使叶轮铸造后型芯更加容易取出，同时，上述结构使得模具加工方便，模具使用寿命更长，简化工艺步骤。

如图14和图15所示，根据本申请的实施例三的叶轮和实施例二的叶轮区别仅在于，第二通孔60沿周向方向的孔壁和叶片30的周向侧面重合，进而使叶轮铸造后型芯更加容易取出，简化工艺步骤。

如图16和图17所示，根据本申请的实施例四的叶轮和实施例三的叶轮区别仅在于，处在同一圆周的第二通孔60互相连通并形成环形结构。上述第二通孔60的结构使得全部第一通孔40和全部第二通孔60仅用同一根棒芯实现，进而大大简化了制造工艺。

当然，第二通孔60形状和位置关系并不限于实施例二至实施例四中给出的方式，在图中未示出的实施方式中，若叶片30上设置有多个第一通孔40，则第二通孔60可以连结成多个环形结构，或者第二通孔60均为扇形，或者不同周向上的第二通孔60为扇形和连接成环状交替设置。同时，第一通孔40和第二通孔60的设置方式也应该满足叶轮的强度要求。

如图18所示，根据本申请的实施例五的叶轮和实施例一至实施例四中的叶轮区别在于，实施例五的叶轮在每个叶片30上均设置有一个或者多个第一通孔40，其中，叶片30上的第一通孔40和与该叶片30相邻的两个叶片30上的第一通孔40错位设置。具体地，当液体通过某个叶片30上的第一通孔40后，由于与该叶片30相邻的叶片30上的第一通孔40与该第一通孔40错位设置，因此液体会通过该第一通孔40并拍打至相邻的叶片30上，进而避免液体连续通过第一通孔40。通过将每个叶片30上的第一通孔40与相邻叶片30上的第一通孔40错位设置，利用叶片30本身的结构来拦截通过第一通孔40的液体，从而不必在盘部20上设置挡流片50，既减小了液体流量损失，同时也简化了叶轮的结构。

如图20所示，在实施例五的技术方案中，叶轮的盘部20同样设置有第二通孔60，具体地，第二通孔60的作用和设置方式与实施例一中的第二通孔60相同，在此不再赘述。

如图19所示，在实施例五的技术方案中，叶片还包括第三叶片33，进而防止第一叶片31和第二叶片32的距离过远导致叶片30不能很好的阻挡从第一通孔40流过的液体，进而使流量降低，泵能下降。具体地，第三叶片33设置在第一叶片31和第二叶片32之间，每个第一叶片31和第二叶片32之间均设置有一个第三叶片33。同时，为了防止第二叶片32和第三叶片33上朝向轴部的一端距离过近导致结构互相干涉，本实施例中的第三叶片33的长度略小于第二叶片32的长度。通过设置第三叶片33，能够使各叶片30的距离更加靠近，进而使通过第一通孔40的液体经过较短距离后即被相邻的叶片30所拦截，避免流量损失。

当然，若叶轮的轴部10附近的空间宽裕，不存在各叶片30朝向轴部的一端存在结构干涉的情况，则第三叶片33和第二叶片32的长度也可以设置为相等，具体根据实际叶轮尺寸确定。

如图18所示，在实施例五的技术方案中，为了使叶片30的结构更加规整，每个叶片30上的第一通孔40的数量和于该叶片30相邻的叶片30上的第一通孔40的数量不同。并且优选地，第一通孔40在各叶片30上的数量为一个和两个交替配置。在本实施例中，长度较长的第一叶片31和第二叶片32上第一通孔40的数量为两个，长度较短的第三叶片33上第一通孔40的数量为一个。同时，各第一叶片31和各第二叶片32上的第一通孔40处于同一圆周位置，各第三叶片33上的第一通孔40处于同一圆周位置。

通过上述在第一叶片31、第二叶片32和第三叶片33上第一通孔40的设置方式，能够较为简便的实现各叶片30上第一通孔40错位设置的目的，即第三叶片33上的一个第一通孔40位于与该第三叶片33相邻的第一叶片31和第二叶片32上的两个第一通孔40的中间位置。上述第一通孔40的设置方式可以使叶片30的结构规整，并且简化第一叶片31、第二叶片32和第三叶片33的模具设计，简化制造工艺，同时也能够避免流体连续通过第一通孔40导致泵性能下降。

当然，若第一叶片31、第二叶片32和第三叶片33的长度足够长，则第一叶片31、第二叶片32和第三叶片33上的第一通孔40的数量并不限于本实施例提供的技术方案。例如在第三叶片33上设置两个第一通孔40，在第一叶片31和第二叶片32上设置一个第一通孔40。第一通孔40在个叶片30上的具体数量可以根据实际叶轮尺寸灵活调整。

如图22和图23所示，根据本申请的实施例六的叶轮和实施例五的叶轮区别仅在于，实施例六的叶轮的第二通孔60的形状均为扇形，上述第二通孔60的形状可以简化模具制作过程，增加模具使用寿命。

如图24和图25所示，根据本申请的实施例七的叶轮和实施例六的叶轮区别仅在于，实施例七的叶轮的第一叶片31和第二叶片32下方所对应的第二通孔60互相连接成环状，第三叶片33下方对应的第二通孔60的形状为扇形，并且相邻的第三叶片33上对应的第二通孔60之间具有间距。

如图26和图27所示，根据本申请的实施例八的叶轮和实施例七的叶轮区别仅在于，实施例七的叶轮的第三叶片33下方所对应的第二通孔60互相连接成环状，第一叶片31和第二 叶片32下方对应的第二通孔60的形状为扇形，并且第一叶片31和第二叶片32对应的第二通孔60之间具有间距。

实施例七和实施例八中的叶轮出于叶轮的强度考虑，只将部分处于同一圆周的第二通孔60互相连接成环状。当然，若叶轮结构强度符合要求，在未示出的实施方式中，可也以使处于同一圆周的第二通孔60均连接呈环状，方便叶模具的制作。

如图28至图31所示，根据本申请的实施例九的叶轮和实施例五的叶轮区别在于，实施例九的叶轮没有设置圈部件70。并且第一通孔40在叶片30上为两个和三个交替配置。当叶轮尺寸较大时，可以适当在叶片30上增加第一通孔40的数量，以增加叶轮工作时的降噪效果。

如图32至图35所示，根据本申请的实施例十的叶轮和实施例九的区别在于，第一叶片31和第二叶片32之间设置有两个第三叶片33。当叶轮尺寸较大时，为了减小损失液体流量，可以适量增加第三叶片33的数量，以使得液体在通过第一通孔40后经过尽可能短的距离即被相邻的叶片30所拦截，进而减小流量损失。

需要说明的是，由于第一通孔40在叶片30上为两个和三个交替配置，因此各第三叶片33上第一通孔40的数量不等。但各个叶片30上的第一通孔40应满足与该叶片30相邻的叶片30上的第一通孔40错位设置的要求。

下面将结合附图36和图37对实施例九的叶轮中第二通孔60的工作原理进行说明。如图36所示。图37示出了图36的实施例九的叶轮的F-F向的剖视示意图，该图中示出了该叶轮的工作状态。在图37中，液体从进水口Q被抽入至叶轮，经叶轮离心后被甩出至出水口P。在此过程中，叶轮高速旋转，产生的气泡会通过第二通孔60，并经箭头示意的方向散开，防止气泡堆积产生噪音。同时通过第二通孔60能够平衡叶轮内腔和外腔的压力差，降低由于上下压力变化导致的振动。

为了验证本申请的叶轮的降噪效果，发明人作了一系列实验。如图38所示，图38中示出了本申请的实施例一的叶轮在工作时和现有技术的叶轮在工作时的噪音随扬程变化的曲线。其中，现有技术的叶轮为图1中的叶轮，额定水位为10mm。从图38中可以看出，当扬程为200mm、400mm、600mm、800mm以及1000mm时，本申请的叶轮所产生的噪音均小于现有技术中的叶轮所产生的噪音。因此本申请的叶轮可以有效的降低在工作时所产生的噪音。

本申请还提供了一种排水泵，如图39所示，本实施例的排水泵包括叶轮100，其中叶轮100为上述的叶轮。通过在叶轮100的叶片30中的至少部分上开设有第一通孔40，因此当叶片30和液体发生冲撞时，部分液体可以通过第一通孔40流出，进而避免液体直接拍打在叶片30上，进而减少气泡的产生。同时，附着在叶片30上的气泡可以通过第一通孔40向叶轮旋向方向的下游释放，进而减小气泡破裂所引起的噪音。因此本申请的排水泵具有工作平稳，噪声小的特点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。