专利名称：泵用叶轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种泵用叶轮，其用于泵送诸如废水的液态物质，所
述叶轮(impeller)包括至少一个为空间弯曲形状的流道.
背景技术：
用于泵送液体的现有离心泵叶轮具有外軍和旋转对称结构的轮 毂，并且在它们之间具有一个或多个例如为螺旋形的叶片，用来在叶 轮内形成一条或多条空间弯曲流道。
除了液体水之外，废水中还包含固态废物，诸如碎布片和其它固 体碎片。在泵送废水时，由于这些固态碎片会粘到泵用叶轮的叶片上， 或者在叶轮内积聚成团，因此这些固态碎片会引起工作的中断以及泵 内的功率损耗。因此，废水泵的叶轮的流道通常具有大的橫截面积， 以允许特别大的固体能通过该流道而不会堵塞该泵。而且，为了实现 更有效的流动并且为了减少堵塞的风险，该叶轮的叶片还成形为使其 中部的厚度大于端部处的厚度.这样一种叶轮例如公开在瑞典专利 426976的说明书中，例如如美国专利4347035中所记栽的那样，也有可
能是使叶轮的前缘变得尖锐，使其能够将废水中的固体切割成更小的 碎片。
在另一种用于泵送废水的现有离心泵的叶轮中，该叶轮叶片的前 缘具有一种非常倾斜的形状，使得该泵不易堵塞。这样一种叶轮例如
公开在加拿大专利申请2254187和2253067中.
由于在现有叶轮中使用了叶片，因此，流入叶轮的液体在进入叶 轮时会遇到叶片的边缘，并且被分成两股位于叶片相反两側上的独立 液流。这导致了额外的工作并同时导致了额外的功率消耗。此外，固 态废物碎片会粘到该叶片的边缘。
英国专利687514公开了一种用于离心泵的叶轮，其具有一流道，
该流道包括平行于抽入口的第一轴向部分以及处于出口通道平面内的 笫二橫向部分。该流道在这两部分之间具有一急弯段。
在该现有的叶轮中，流道不会遇到其自己。例如，在英国专利
678514中，该流道不会遇到其自己，而是会遇到另一物体，即该叶轮 的周边。
德国专利3211230的说明书中公开了一种用于废水泵的中空叶 轮，其内形成有螺旋流道。
现有的叶轮具有比较差的性能，而且固体废物碎片会引起工作的 中断以及功率损耗.
发明内容
本发明的目的是克服现有方案的缺点，并实现一种完全新型的用 于泵送废水的泵用叶轮，使其有可能获得一种简单的结构以及获得比 现有叶轮好很多的性能.
本发明的泵用叶轮的结构基于这样的构思，即，在本发明的泵用 叶轮的设计中，其不是像现有的叶轮设计那样限定外軍与轮毂之间的 叶片形状，而是限定流道的形状.这可以通过限定一空间曲线来实现， 橫截面沿着该曲线变化.
本发明叶轮的特征在于其具有一致连续的结构；换句话说，其根 本不带有实际的叶片结构.此外，该流道具有平緩地(evenly)弯曲 的形状，即，其不具有由叶片等造成的急剧弯曲；而且，与现有的流 道不同，该流道在其尾端处与其自身汇合，或者在叶轮具有多条流道 的情况下与另一流道汇合，在该汇合点处形成类似于叶片尾缘的结 构.而且，该流道的横截面保持恒定或者平緩地变化，而在形状和/或 横截面积上没有任何急剧的变化.本发明叶轮的这些特征的细节在下 文的权利要求中给出了.进一步，叶轮直径和流道直径之间的比值在 2-4之间是有益的。
通过应用本发明，就可能实现差不多可防堵塞的废水叶轮，并且 即使在泵送含有固体或纤维的液体时，该叶轮也具有非常高的性能。 该叶轮没有叶片，因此在流动进口区域中也就没有类似于叶片前缘的 结构，结果在那里也就不会形成任何滞流点(在现有的泵中在叶片的 前缘处通常形成有滞流点)，在抽吸口区域中也不会产生任何低压. 因此，这种设计的叶轮也具有良好的抽吸特性，并且不易出现空化现 象(cavitation )。
附困说明
在下文中，参考附图
通过示例来详细描述本发明，其中
图l示出了本发明叶轮的側视图2示出了本发明叶轮的斜视顶视困；
图3示出了本发明叶轮沿图l的S0LA0-SOLA0的橫向截面；
图4示出了本发明叶轮的沿其中部提取的竖向截面；
图5示出了本发明的另一叶轮.
具体实施例方式
图l-图4示出了本发明的叶轮，其用于离心泵，尤其是用于泵送 废水的离心泵。该叶轮具有用铸造金属制成的主体l，该主体l具有空 间弯曲流道2.在该主体1的上端部处有一圓形抽吸口3，该抽吸口3的 尺寸对应于进水废水管的直径，废水从该废水管流过该抽吸口3。此 外，该叶轮还具有供驱动轴穿过的孔4.
在本发明叶轮的设计中限定了流道2的形状。这可以通过给定在流 动方向上空间弯曲的线5 (点划线)来实现，沿着该线5带有恒定或者 緩慢变化的横截面A。该横截面A可以是如困4所示的圃形，沿着该曲线 5前进，该橫截面的边缘限定了流道2的边缘6 (虚线)以及流道的假想 延长段的边缘，正如附图所示那样.
曲线5可以是这样的螺旋线，即，其首先在抽吸口3的中心处具有 一竖直部分，该竖直部分沿该叶轮中心轴线的方向延伸，之后其开始 空间弯曲成螺旋形.该线5具有空间曲率，在这点上不同于平面曲线。 此外，其曲率是平緩且连续的，也就是说，其曲率半径始终保持至少 近似相同，因此流道中没有任何急剧的弯曲，该流道橫截面A的形状和 面积可以平緩且连续地变化，在这点上也不同于现有的技术方案.这 样，废水沿流道的方向连续地流动.当流道螺旋向前延伸而最终与其 自身汇合或者在具有多条流道的情况下与另一流道汇合时，在该点处 形成了类似于叶片尾缘的结构.如图3所示，流道2不同部分之间的壁7 在叶轮在中部处是比较厚的，
而且，主体l具有一致连续的结构而没有诸如外軍、轮毂或叶片结 构的独立结构.
图5示出了按照本发明的另 一种叶轮，其被设计成特别用于泵送废
水的离心泵。其具有铸造金属主体，该主体包括像困l -图4那样空间 弯曲的流道12,在该主体的上端部处有圆形抽吸口13，该抽吸口13的 尺寸对应于进水废水管的直径，废水从该废水管流过该抽吸口13。此 外，该叶轮还具有用于驱动轴的通孔.在该方案中，流道的横截面A1 从基本上为圃形变化到这样的形状，即该流道的外壁14在流道与其自 身汇合的地方是基本上直的，因此该流道的橫截面具有字母D的形状 (见图5)，之后，内缘15也开始变直，在流道的尾端处也是直的，因 此该流道的横截面具有矩形形状。
当铸造金属主体1的直径为D1而流道的直径为D2时，注意到叶轮直 径与流道直径的比值(Dl/D2)在2~4之间是有益的。
对于本领域的技术人员来说很明显，本发明的各种实施方式不限 于上述的示例，而是可以在下文所述权利要求的范围内变化.
权利要求
1.一种泵用叶轮，用于泵送诸如废水的液态物质，所述叶轮包括主体(1)以及至少一条为空间弯曲形状的流道(2，12)，其中该流道是平缓弯曲形状，其特征在于，在该流道的最后部分中，该流道(2，12)与其自身汇合或者在该叶轮具有多于一条流道的情况下与另一条流道汇合；并且，该叶轮(1)的直径(D1)与该流道的平均直径(D2)的比值在1.5～4的范围内。
2. 根据权利要求l所述的泵用叶轮，其特征在于，该流道的曲率 半径保持基本恒定或者平緩地变化。
3. 根据权利要求l所述的泵用叶轮，其特征在于，流道(2)在流 动方向上的形状基于空间曲线(5)确定；当该流道沿着该曲线前进时， 该橫截面的边缘限定了该流道(2)的边缘(6).
4. 根据权利要求l所述的泵用叶轮，其特征在于，该曲线(5)的 形状至少基本上为螺旋形。
5. 根据权利要求l所述的泵用叶轮，其特征在于，其结构是一致 连续的，而没有任何诸如外軍、轮榖和/或叶片结构的独立结构.
6. 根据权利要求l所述的泵用叶轮，其特征在于，该流道的橫截 面(A， Al)是恒定的或者平緩变化的.
7. 根据权利要求6所述的泵用叶轮，其特征在于，该流道的橫截 面从基本上圃形变化成为这样的形状，即该形状使得至少是该流道的 外壁(14)在该最后部分中是基本上直的.
8. 根据权利要求6或7所述的泵用叶轮，其特征在于，该流道的内 壁(15)在流道的最后部分中尤其是在流道的尾端也基本为直的，使 得该流道的橫截面在该最后部分中基本上为矩形。
全文摘要
一种泵用叶轮，用于泵送诸如废水的液态物质，所述叶轮包括主体(1)以及至少一条为空间弯曲形状的流道(2，12)，其中该流道是平缓弯曲形状，其特征在于，在该流道的最后部分，该流道(2，12)与其自身汇合或者在该叶轮具有多于一条流道的情况下与另一条流道汇合；并且，该叶轮(1)的直径(D1)与该流道的平均直径(D2)的比值在1.5～4的范围内。
文档编号F04D29/18GK101105181SQ20061010634
公开日2008年1月16日 申请日期2006年7月14日 优先权日2006年7月14日
发明者L·伊尔韦斯 申请人:格伦德福斯管理有限公司