泵叶轮的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种叶轮，其可绕轴线旋转，包括入口罩和背板。入口孔由入口罩限定，并且多个出口孔位于入口孔径向之外。多个叶片被布置在入口罩和背板之间。叶片作为单件与入口罩一体形成。
【专利说明】栗叶轮
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及用于流体泵的叶轮。
【背景技术】
[0002]汽车和其他车辆使用泵来加压流体，增大流体的速度，或既加压流体，又增大流体的速度。
【发明内容】
[0003]提供一种叶轮，该叶轮可绕轴线旋转。该叶轮包括入口罩和背板。入口孔由入口罩限定，并且多个出口孔位于入口孔径向之外。
[0004]叶轮还包括多个叶片，所述叶片布置在入口罩和背板之间。多个叶片与入口罩作为单件一体形成。
[0005]搭配附图理解时，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点从下面实现仅由所附权利要求限定的本发明的一些最佳模式和其他实施例的详细描述而显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是从入口侧观察的叶轮的示意性等轴视图；
[0007]图2是从后侧观察的图1的叶轮的示意性分解等轴视图；
[0008]图3是从后侧观察的图1和图2的装配后叶轮的示意性等轴视图；
[0009]图4是从后侧观察的替代叶轮的示意性分解等轴视图；
[0010]图5是图4的装配后叶轮的示意性等轴视图；和
[0011]图6是示出图1-3中所示叶轮与不同叶轮相比的操作结果的示意性曲线。
【具体实施方式】
[0012]参照附图，其中，在任意可能情况下，贯穿几幅图，相同的附图标记对应于相同或类似的部件，图1示出叶轮10。泵(未示出)，例如离心泵，可使用叶轮10来增大工作流体(未不出)的压力和流量。
[0013]虽然本发明被关于汽车应用进行了详细描述，但是本领域中的技术人员将意识到本发明的更广泛的适用性。本领域中普通技术的人员将意识到，例如“上方”、“下方”、“向上”、“向下”等术语用于关于附图描述性地使用，不表示限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求限定。任何数字符号，例如“第一”或“第二”仅是说明性的，并且不旨在以任何方式限制本发明的范围。
[0014]叶轮10被操作地附接到驱动轴12，并且可绕轴线14旋转。当驱动轴12使叶轮10旋转时，通过使工作流体从轴线14向外加速，工作流体被泵送。工作流体的路径通过入口流16和出口流18显示在图1中。由于工作流体的向外运动受叶轮10的径向向外的泵壳体(未示出)限制，因此叶轮10的动能被转换为压力。在图1中所示的视图中，叶轮10通常沿逆时针方向旋转运转。
[0015]该叶轮10包括入口罩20和背板22。多个叶片24被布置在入口罩20和背板22之间。这些叶片24将叶轮10的运动转变为工作流体的运动或压力。叶片24与入口罩20作为单件一体形成，从而叶片24不是被分别或随后附接到入口罩20。
[0016]入口流16进入由入口罩20限定的入口孔26。入口孔26基本上与驱动轴12和轴线14同轴。入口流16可以是基本上连续的工作流体流或工作流体流动。出口流18通过多个出口孔28离开，所述出口孔28在入口孔16的从轴线14的径向之外。
[0017]叶轮10也可由形成在叶片24上的斜度(draft angle) 30限定。斜度30从入口罩20到背板22张开(open)。靠近入口罩20的叶片24的底端32之间的第一距离31小于远离入口罩20的叶片24的板端34之间的第二距离33。
[0018]当入口流16进入叶轮10时，工作流体的流动大体与轴线14平行。但是，当入口流18离开叶轮10时，工作流体的流动大体与轴线14垂直(即该流动是径向的)。方向的这种改变可被称为使工作流体“转向”。由于斜度30，叶片24之间的第一距离31小于第二距离33。因此，当工作流体转向时，其正朝向第二距离33运动，并且在转向期间，从较紧凑空间运动到较自由空间。相反地，如果斜度30颠倒，则当工作流体从轴向流动转向为径向流动时，其将更受压缩。
[0019]在所示的叶轮10中，入口罩20和叶片24可通过单次成型而作为单件形成。单次成型将沿基本上轴线14的方向从入口罩20和叶片24分开。
[0020]还参照图2和3，并且继续参照图1，其中显示了叶轮10的另一个视图。图2显示了从后侧所示的叶轮10的分解等轴视图，其与图1中所示的视图基本反向。图3显示了与图2相同视角的、处于装配状态的叶轮10。驱动轴12在图2和图3两视图中被去除。
[0021]叶轮10还包括多个形成在背板22中的槽36。多个突出部38形成在叶片24的板端34上。突出部38配置为与槽36搭配。因此，背板22和叶片24搭配在一起，这可辅助承载两个部件之间的载荷。突出部38和槽36可通过滑动配合、干涉配合(例如通过卡扣到槽36中)或通过变形配合搭配。
[0022]现在参照图4和5，并且继续参照图1-3，其中显示了替代叶轮110。图4从后侧视角显示了叶轮110的分解等轴视图。图5显示了装配的叶轮110的等轴视图。操作中，图1-3中所示的叶轮10和叶轮110可以以基本上相似的方式操作。
[0023]叶轮110包括入口罩120，和背板122。多个叶片124被布置在入口罩120和背板122之间。这些叶片124将叶轮110的运动转变为工作流体内的运动或压力。叶片124与入口罩120作为单件一体形成，以使叶片124不被分别或随后附接到入口罩120。
[0024]工作流体的入口流进入由入口罩120限定的入口孔126。工作流体的出口流通过多个出口孔128离开，所述出口孔128在入口孔126的径向之外。
[0025]叶轮110也可由形成在叶片124上的斜度限定。该斜度从入口罩120到背板122张开，以使叶片124的底端132比叶片124的板端134更宽。在所示的叶轮110中，入口罩120和叶片124可通过单次成型作为单件形成。
[0026]叶轮110还包括形成在背板122中的多个槽136。多个突出部138形成在叶片124的端部上，并且配置为与槽136搭配。
[0027]除了将突出部138与槽136搭配，叶轮110进一步包括环形环140，其形成在背板122的与叶片124相对的侧上。环形环140连接多个突出部138。
[0028]如图4中所示，通道142可形成在背板122中。通道142可容纳环形环140，以使环形环140与背板122平齐。但是，环形环140可替代地形成在没有通道142的背板122上。
[0029]在用于叶轮110的示例性制造工艺中，在入口罩120和叶片124通过单次成型作为单件形成之后，突出部138被插入背板122中的槽136内。然后，环形环140包覆模制(overmkolded)到背板122和多个突出部138上，以使环形环140的形成将突出部138锁定到背板122。
[0030]现在参照图6,并且继续参照图1-5,显示了示意性曲线200,其示出图1_3中所示叶轮10与不同的对比叶轮相比较的运行结果。曲线200显示出叶轮10优于对比叶轮的提高的性能。
[0031]对比叶轮不具有图1-3中所示的斜度30。对比叶轮可具有相反的斜度(从背板朝向入口罩张开)，或可以是箔叶轮(foil impeller)，其具有与背板一体的叶片，并且从背板向外弯曲。因此，当在对比叶轮中，工作流体从轴向流动转向为径向流动时，流体变得更受压缩。但是，在叶轮10中，第一距离31小于第二距离33，使得工作流体在其从轴向流动转变为径向流动时较少受压缩。
[0032]流动速率值202以升每分钟显示在左侧上。液压效率204以百分比显示在右侧上。所示的全部数值是说明性的、示例性的和展示性的，并且所述数值不以任何方式限制本发明。为了获得表200中所示的数据，叶轮10和对比叶轮被模拟为以相同的速度(约8750转每分钟)操作，并且使用相同的工作流体，水基冷却剂。
[0033]柱210显示了叶轮10的流动速率，柱212显示了对比叶轮的流动速率。如表200中所示，叶轮10比对比叶轮产生更高的流动速率。
[0034]柱214显示了叶轮10的液压效率，柱216显示了对比叶轮的液压效率。如表200中所示，叶轮10相对于对比叶轮具有提高的液压效率。
[0035]详细的描述和图或附图是对本发明的支持和描述，但是本发明的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了实现要求保护的本发明的最佳模式和其他实施例，但是存在多种可替代设计和实施例来实践所附权利要求中限定的本发明。
【权利要求】
1.一种可绕轴线旋转的叶轮，包括: 入口罩； 背板； 由入口罩限定的入口孔，以及在入口孔径向之外的多个出口孔；和 多个叶片，布置在入口罩和背板之间，其中，所述多个叶片与入口罩作为单件一体形成。
2.根据权利要求1所述的叶轮，还包括: 形成在多个叶片上从入口罩到背板的斜度，使得多个叶片的底端之间的第一距离小于多个叶片的板端之间的第二距离。
3.根据权利要求2所述的叶轮，还包括: 多个槽，形成在背板中；和 多个突出部，形成在所述多个叶片的板端上，其中，所述多个突出部配置为与多个槽搭配。
4.根据权利要求3所述的叶轮，其中，入口罩和多个叶片通过单次成型作为单件形成。
5.根据权利要求4所述的叶轮，还包括: 环形环，形成在背板的与多个叶片相对的侧上，并且连接多个突出部。
6.根据权利要求5所述的叶轮，其中，所述多个环形环通过将环形环包覆模制到背板和多个突出部上而形成。
7.—种可绕轴线旋转的叶轮，包括: 入口罩； 背板； 驱动轴，操作地附接到背板，并且配置为赋予背板动能； 由入口罩限定的入口孔，以及在入口孔径向之外的多个出口孔；和多个叶片，布置在入口罩和背板之间，其中，入口罩和多个叶片作为单件一体形成，入口罩和背板限定多个出口孔； 多个槽，形成在背板中；和 多个突出部，形成在所述多个叶片的板端上，其中，所述多个板端邻近背板，并且所述多个突出部配置为与多个槽搭配。
8.根据权利要求7所述的叶轮，还包括: 斜度，从入口罩到背板形成在多个叶片上，使得多个叶片的底端之间的第一距离小于多个叶片的板端之间的第二距离。
9.根据权利要求8所述的叶轮，其中，入口罩与多个叶片通过单次成型作为单件形成。
【文档编号】F04D29/22GK103573691SQ201310320873
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2012年7月27日
【发明者】A.W.海曼, R.S.麦卡尔平, R.J.加朗, A.R.扎德 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司