用于离心流浆箱供给泵的叶轮的制作方法

本发明涉及一种用于离心泵的叶轮。本发明尤其涉及一种新颖的叶轮结构，其用于将纤维悬浮料和水两者供给到纤维幅材机的流浆箱中的离心泵。比如，利用本发明的叶轮的离心泵适合泵送纤维悬浮料（即，用于液体铺设的纸张、薄纸或纸板制造应用的原料）到流浆箱循环中，以及适合将水或其他稀释流体泵送到流浆箱循环中。一般来说，本发明的叶轮尤其适合需要无脉冲或低脉冲叶轮的纤维幅材的生产中的所有这样的泵送任务。本发明的叶轮，以其特定的结构，在泡沫铺设纤维幅材制造应用中同样可用于泵送基于泡沫的纤维幅材制造悬浮料或纯粹的泡沫。

背景技术：

纸张、薄纸和纸板的生产基于液体铺设的悬浮料的使用已超过一个世纪。换句话说，纸张、薄纸或纸板制造纤维被悬浮于水中，作为非常稀释的悬浮料，其经由至少一个所谓的流浆箱被引入到纤维幅材机的线上或线之间。该至少一个流浆箱从离心供给泵，即所谓的流浆箱供给泵，接收悬浮料。当代的纤维幅材机对流浆箱供给泵设定了高的要求。

从造纸的早期开始，纤维幅材机的生产率持续提高，使得引入到纤维幅材机的稀释悬浮物的体积流量现在很大。由于惯例实践是在一个纤维幅材机中仅一个供给泵可用于泵送为纸张或纸板制造所需的全部悬浮物的量，所以流浆箱供给泵的尺寸增大。这在实践中已是所有的流浆箱供给泵现在为什么是所谓的双吸泵的主要原因。

另外，不断增长的对最终产品的更高质量的要求对流浆箱供给泵的脉冲水平设定了高的需求。在此，在该申请中，术语“流浆箱供给泵”被理解为涵盖了纤维幅材生产中所有这样的泵，其将纤维的或无纤维的任何种类的流体供给到纤维幅材机的流浆箱中或者流浆箱之间，或者将纤维的或无纤维的任何种类的流体供给至某一其他这样的源自泵的脉冲对纤维幅材产品的质量可能有不利影响的位置。已知的事实是，离心泵因为它们的操作类型，所以在它们泵送的流体中产生压力脉冲。已知的脉冲一方面产生于与泵蜗壳外壳中的叶轮一起旋转的流体离开蜗壳外壳到泵的压力出口管道的点。所谓的分水角是将旋转流体的一部分物理地切到泵的出口管道的一种舌状物。每当叶轮工作叶片经过分水角舌状物时，产生压力脉冲。压力脉冲还可通过阻止从叶片通路(在相继的工作叶片之间的开放流动通路)到蜗壳的流动的分水角舌状物表示。因而，脉冲频率(f)可通过利用公式f=z*n/60计算，其中，z是叶轮工作叶片的数量，并且n是以rpm为单位的叶轮的旋转速度。比如，如果工作叶片的数量是6并且旋转速度为1200rpm，则脉冲频率f=120hz或其多倍。另一方面，还已知的是，脉冲生成机制是当离心泵的叶轮运转时，压力相对于叶轮的非对称性脉动，由此，这样的脉冲在频率f=n/60或其多倍时显著。

现有技术已知抑制离心泵的脉动趋势的一些方法。第一简单的方法是增大分水角舌状物与叶轮工作叶片之间的距离。然而，因为效率比与所述距离成反比，所以该距离如今在实践中宁愿减小而非增大。

因为叶轮工作叶片的数量越高，则脉冲幅度越低并且脉冲频率越高，所以另一方法是增加叶轮工作叶片的数量。再次，防止工作叶片的数量增加得太高的实际原因是因为减小开放的横截面流动区域和增大叶片通路中的摩擦将损害效率比。

降低脉动的又一方法是使叶轮工作叶片的外边缘或尾边缘相对于分水角舌状物倾斜。容易理解的是，作为示例，如果分水角舌状物和叶轮工作叶片的外边缘是在叶轮或泵轴线的方向上延伸的边缘，则当工作叶片经过分水角舌状物时，因为两个边缘对于其整个长度而言以近距离同时经过彼此，所以压力脉冲会尽可能地高。这适用于分水角舌状物的边缘与工作叶片的尾边缘平行的所有这样的结构。为了防止该急剧的脉冲生成机制，已提出的是，叶轮工作叶片和/或分水角舌状物相对于轴向方向或至少相对于彼此倾斜，使得彼此面对的上述边缘不平行。叶轮工作叶片的外边缘的方向一与分水角舌状物的方向不同，那么脉冲的长度(持续时间)就延长并且脉冲的幅度就降低。换句话说，从叶片通路到蜗壳的流体流动不会被突然阻止，而是其首先在某种程度上在工作叶片与分水角舌状物之间的变窄流动路径中被节流。因而，比如在ep-b1-0515466中已提出的是，叶轮工作叶片的数量增大，并且工作叶片倾斜，使得总是有一个工作叶片面对分水角舌状物，由此在实践中，在分水角舌状物处有一持续的脉冲。

实践表明，在流浆箱供给应用中，主要使用了将构成叶轮的上述原理加以应用的两种离心泵。最常见地，流浆箱供给泵具有所谓的双吸结构，即，泵的叶轮具有：单个罩，在罩的两侧上带有两组相同的工作叶片；和外壳，其在叶轮的轴向相对侧上设置有两个相同的吸入口并设置有用于将悬浮料输送至流浆箱的单个压力出口。叶轮被设计成使得在叶轮罩的一侧上的工作叶片不与在叶轮罩的另一侧上的工作叶片相对，而是正好在它们之间，即，工作叶片是交错的。从而，在某种程度上，在叶轮的圆周处的脉冲频率加倍。另一思考方法是，叶轮罩的两侧产生它们自己的脉冲波序列，并且因为罩的相对侧的工作叶片是交错的，所以由在罩的一侧上的工作叶片产生的脉冲波的波峰在出口管道中与由在罩的相反侧上的叶片产生的脉冲波的波谷相遇，由此脉冲波相互减弱。结果是，取决于脉冲波的形状，是无脉冲或至少低脉冲的流动。考虑到压力脉冲，双吸泵是良好的，因为脉冲(峰间脉冲，即从压力波的波谷到波峰测量的脉冲)在临界频率时、即在fi1=叶轮的频率=n/60、fi2=2*n/60、f1=工作叶片的频率=z*n/60并且f2=2*z*n/60时、在普通的流浆箱供给应用中通常大约低于1000pa。流浆箱供给泵中的工作叶片的总数典型地为12-14。纸张或纸板机制造商认为临界的频率范围是0-100hz，有时高达200hz。

然而，由于泵的叶轮和外壳制造困难并且昂贵，所以双吸泵具有复杂的结构。当在使用中时，至少当与利用端吸或单吸叶轮的泵相比时，双吸泵具有相当差的效率比(大约91%)。效率比降低的原因涉及复杂的吸入口结构和工作叶片的倾斜，其意味着增大的表面区域(摩擦)和更窄的流动通路。双吸泵尤其在较低的生产率(部分载荷)时的附加的下降趋势是泵开始将流动从叶轮罩的一侧转换至其相反侧和转换回的趋势(参照卡门涡旋（karmanvortex）)，这在实践中意味着在一个时间仅叶轮侧中的一侧工作。这意味着与分水角舌状物有效连通的工作叶片的数量减半，由此，脉冲频率同样减半，使得叶轮产生的脉冲可能容易达到临界范围。关于部分负载，现代纤维幅材机的事实是，根据最终产品的最大厚度或基础重量选择它们的流浆箱供给泵，由此，因为纤维幅材生产者很少连续地生产任何产品，更不用说最重的可能产品了，所以泵几乎总是以部分载荷运转。

考虑制造成本和效率比的更好选项是端吸或单吸离心泵，其结构更接近普通离心泵。然而，为了能够给叶轮提供足够数量的工作叶片，用于比如在无需在叶轮罩的单面上增加工作叶片(这将减小叶片通路的横截面开放区域并且结果是明显降低效率比)的情况下提高脉冲频率，叶轮设置有如gb-1468029所公开的分隔壁。分隔壁布置在罩与叶轮工作叶片的前边缘之间，使得工作叶片在待泵送的流体的流动方向上被分成两个大致等宽的工作叶片。然而，为了提高脉冲频率，在分隔壁的相反侧上的工作叶片是圆周交错的，即以与以上结合双吸叶轮描述的完全相同的方式定位，即在分隔壁的一侧上的工作叶片正好在分隔壁的相反侧上的工作叶片之间、即在每个叶片通路的中间。另外，工作叶片可如上所述倾斜，以延长压力脉冲的持续时间。考虑到压力脉冲，带有分隔叶轮的端吸泵才是足够的，因为脉冲(峰间脉冲，即从压力波的波谷到波峰测量的脉冲)在临界频率时、即在fi=叶轮的频率=n/60、fi2=2*n/60、f1=工作叶片的频率=z*n/60并且f2=2*z*n/60时、在普通的流浆箱供给应用中通常大约低于2000pa。工作叶片的数量典型地为12-14，并且临界频率范围为0-200hz。换句话说，带有分隔叶轮的端吸泵能够达到由纤维幅材机制造商为流浆箱供给泵设定的低于2000pa的脉冲要求。

2000pa的单吸分隔叶轮泵的相当高的脉冲值是由以下事实引起的，在部分载荷下(以上已结合双吸泵讨论)，位于罩与分隔壁之间的叶轮半部处理泵送，并且另一半部形成再循环通路。再循环是分隔叶轮的操作特性的最大限度的指示。事实是，当经由分隔壁的两侧的流动可以说是平衡的时，分隔叶轮可设计成在单个操作点(体积流量和压头)最佳地工作。在每个其他的操作点，流动或多或少失去平衡。这样意味着至少由在分隔壁的一侧上的工作叶片产生的脉冲或压力波的幅度与由在分隔壁的相反侧上的工作叶片产生的脉冲或压力波的幅度不相等，由此，在泵的出口或压力管道中的流动具有比在最佳操作点的压力脉冲高的压力脉冲。并且当然，离驱动叶轮或泵的最佳操作点越远，则压力或出口管道中的脉动越高。关于带有分隔叶轮的单端吸泵的效率比，其比双吸泵稍微好些，但意味着增大的表面区域(摩擦)和更窄的流动通路的工作叶片的倾斜仍然降低效率。关于泵的制造，端吸泵的外壳明显比双吸泵的外壳制造容易并且便宜。然而，增加的分隔壁使叶轮的结构复杂并且制造昂贵。

换句话说，现有技术对于应用在压力脉动被认为成问题的位置的泵有一些建议。首先，叶轮工作叶片的数量应通过下述来增加，即：将较短的中间工作叶片定位在叶轮罩上较长的工作叶片之间或者通过借助于其罩(包括双吸泵的罩和单吸叶轮的分隔壁)将叶轮分隔成在其一面上具有第一工作叶片并且在其另一面上具有第二工作叶片的两个分隔，第二工作叶片相对于第一工作叶片以交错的方式定位。其次，工作叶片应是倾斜的，即，工作叶片的纵向中心线平面与叶轮罩的前面在与纵向叶片轴线成直角的平面中形成锐角，用于当经过分水角舌状物时增加由工作叶片产生的压力脉冲的持续时间。在实践中，在所有的流浆箱供给泵中，两项建议均被采纳使用，以确保脉冲水平在临界频率时足够低。

然而，当更详细地研究现有技术的叶轮时，了解到的是，仍有未被理解并因而当设计现有技术的叶轮时未考虑的一个或多个脉动源。所述脉动源是较短或中间的工作叶片的前导边缘，其传统地设计成使得前导边缘大致与进入前导边缘区域的流垂直或与叶轮的罩垂直。需要较短的中间叶片，用于在不必太使叶片通路节流的情况下增加叶片的数量，即，用于增加脉冲频率。在较短的中间工作叶片的前导边缘处的脉冲产生机制使得当在较长的工作叶片之间的叶片通路中流动的待泵送液体遇上中间工作叶片并且被划分到较长的与较短的工作叶片之间的较小的叶片通路中时，相邻的较长工作叶片之间的腔的横截面突然减小，并且生成脉冲波。脉冲波前进至叶轮的外圆周并终止于泵的压力出口管道中。

因而，本发明的主要目标是在用于离心泵的叶轮的设计中找到考虑新发现的脉动源的装置。

纤维幅材的制造商有时为装备生产者设定解决的另一附加挑战是他们希望在他们的过程中能够使用液体铺设和泡沫铺设的幅材制造原料。通过泡沫铺设的幅材制造原料被理解为：原料，其中，纤维及其他纤维幅材制造固体悬浮在泡沫中。这样的泡沫纤维悬浮料或原料可以通过如下来生产，比如通过加入所谓的泡沫碎浆机水、纤维和表面活化剂、表面活性剂并搅动混合物使得泡沫形成。因而，取决于最终产品，纤维幅材制造商希望能够选择使用两种幅材制造过程中的哪一种幅材制造过程，由此，在整个纤维幅材制造生产序列中的装备应设计成有效地并且以无问题的方式与基于水和基于泡沫的悬浮物一起工作。装备最重要的部件之一是流浆箱供给泵，其不仅应当适于在非常低的压力脉冲下泵送普通稀释水性悬浮料的挑战，而且应当适于基于泡沫的悬浮料对离心泵设定的需求。

基于泡沫的悬浮料或原料明显与基于水的悬浮料或原料区分的特征是，当泵送泡沫时，空气、或更普遍地气体与泡沫的自然分离。必须考虑的基于泡沫的悬浮料或原料的另一特征是，当用离心泵泵送时泡沫脉动的趋势。由于噪声和重振动的缘故，其在最坏的情况下可能导致流动管路中的裂缝，所以该趋势在一定程度上远比在泵送基于液体的原料时严重。传统地，噪声和振动通过以相对低的速度运转泵来抑制。

传统地用于泵送液体铺设的纤维幅材制造原料的离心泵无需考虑在原料中存在的空气，因为在纸张制造应用中，纸张机的流浆系统通常设置有特定设计的用于将气体与纤维悬浮料分离的除气器，使得原料中的空气不会降低最终产品的质量。在用于生产一些要求不高的最终产品的纸张或纸板机中，在流浆系统没有除气器，但原料的低的粘稠度确保原料的气体含量与在泵送中引起问题相去甚远。因此，传统的流浆箱供给泵从未设置有用于管理原料中的气体的任何装置。

因而，本发明的次要目标是在用于离心流浆箱供给泵的叶轮的设计中找到考虑气体分离的需求的装置。

纤维幅材制造商的又一希望是，用于纤维幅材机的短循环中的装备可定位在相同的水平高度处，或具有尽可能小的竖直高度差。这尤其可在除气器的定位中看到，所述除气器是用于将空气与原料分离的巨大的罐。如今，其可位于比纸张机高一或两层楼的地方，因为传统的流浆箱供给泵的可用的吸入能力(npsh=净正吸入压头)相对低，即，传统的流浆箱供给泵的必需的吸入压头相对高。

因而，鉴于所有以上讨论，将来的流浆箱供给泵必须能够满足水铺设和泡沫铺设的纤维幅材制造过程两者的要求，即：

在水铺设和泡沫铺设的纤维幅材制造过程中至少在临界频率时的低的脉动；

在泡沫铺设纤维幅材制造过程中，将气体与待泵送的原料分离的能力；

尤其地，在泡沫铺设纤维幅材制造过程中，以比先前高的速度运转的能力，以减小将原料泵送至纤维幅材机所需的泵的尺寸；

较低的必需的吸入压头；

较低的能量消耗；

较低的成本；以及

安装中更多的灵活性。

当考虑以上要求时，很快注意到的是，当构建新颖的流浆箱供给泵时，几乎不讨论带有分隔叶轮的传统流浆箱供给泵，所述新颖的流浆箱供给泵除了别的之外必须具有比现有技术的流浆箱供给泵高的效率比和低的制造成本，并且有时甚至设置有用于将气体与原料分离的装置。唯一的原因是具有分隔叶轮的双吸泵或单吸泵的制造不能再以这样的一种方式优化，使得在制造成本变得更低的同时提高效率比。此外，泵有时应设置有气体分离的附加要求导致这样的泵的结构变得更加复杂。这样的泵的叶轮应设置有气体分离开口，开口应布置成与泵外壳中的气体流动路径连通，并且流动路径应可能布置成与设有气体去除通路的泵轴连通。这样的布置将其他传统结构的流浆箱供给泵的价格提高至明显更高的水平。

技术实现要素：

因而，本发明的目的是设计一种用于叶轮的新颖结构，使得流浆箱供给应用中的原料的脉动减少、或者更普遍地，流体的脉动减少。

本发明的另一目的是设计一种新颖的叶轮，在所述新颖叶轮的结构中，已考虑由较短或中间的工作叶片的前导边缘产生的脉动。

本发明的又一目的是设计一种用于离心流浆箱供给泵的叶轮，其不仅能够泵送基于液体的而且能够泵送基于泡沫的悬浮料或原料。

本发明的又一目的是设计一种新颖的叶轮，其能够将气体与待泵送的原料分离。

本发明的又一目的是设计一种用于流浆箱供给应用的新颖叶轮，其具有比现有技术的流浆箱供给泵更低的必需的npsh。

本发明的又一目的是设计一种用于流浆箱供给应用的新颖叶轮，其具有比现有技术的流浆箱供给泵更好的效率比和更低的能量消耗。

换句话说，以上已讨论的是，本发明的主要目标是为用于单吸流浆箱供给泵的叶轮引入新颖的结构，所述单吸流浆箱供给泵用于泵送基于液体的悬浮料或原料。然而，作为本发明的次要目标，在新颖叶轮的设计中考虑的是，叶轮还可设置有用于将气体与待泵送的悬浮料分离的装置，使得设置有“更新的”叶轮的泵可用于泵送基于泡沫的和基于液体的悬浮料。

其中，本发明的以上目标中的至少一个目标通过用于离心流浆箱供给泵的叶轮来满足，该叶轮具有：罩，其带有前面和圆周；在所述前面上的多个长的工作叶片；和在所述前面上并且在这些长的工作叶片之间的多个较短的中间工作叶片，这些较短的工作叶片具有其前导边缘和底脚部，其中，所述较短的中间工作叶片具有底脚部长度lfs和边缘长度les，所述较短的中间工作叶片的底脚部长度为lfs=1.2*les-3*les。

本发明的叶轮的其他用于特征描述的特征在所附的从属权利要求中变得明显。

本发明的用于离心流浆箱供给泵的叶轮与现有技术的离心泵相比较，带来了多个优点。至少可发现以下优点：

相同的泵能够泵送基于水的和基于泡沫的纤维幅材制造原料；

低的脉冲水平；

高的效率比；

简单的结构，容易制造；

容易设置有(不旋转的)装置，用于防止在工作叶片的前导和尾边缘处以及在可能的平衡点和/或气体分离开口处的纤维聚集；

低价的流浆箱供给泵；

将游离气体与基于泡沫的悬浮料或原料分离的能力；

较高的吸入能力(较低的必需的npsh)；

将短循环的除气器及其他装备定位至较低的水平的可能性；

较低的生产成本；以及

安装中更多的灵活性。

附图说明

参考附图，在下面更详细地描述本发明的用于离心流浆箱供给泵的叶轮，其中：

图1图示了根据本发明的第一优选实施例的叶轮的透视图；

图2示意性地图示了根据本发明的第一优选实施例的叶轮的沿着图4的线a-a的截面图；

图3示意性地图示了根据本发明的优选实施例的叶轮的沿着图4的线b-b的局部截面图；

图4示意性地图示了根据本发明的第一优选实施例的叶轮的沿着图3的线c-c的局部截面图；

图5示意性地图示了根据本发明的第二优选实施例的叶轮的沿着图3的线c-c的局部截面图；以及

图6示意性地图示了根据本发明的第三优选实施例的叶轮的沿着图3的线c-c的局部截面图。

具体实施方式

图1图示了根据本发明的第一优选实施例的叶轮的透视图，并且图2图示了根据本发明的第一优选实施例的叶轮的沿着图4的线a-a的截面视图。叶轮10是半开式叶轮，其具有带有毂14的后板或罩12和在罩12的前侧、即在罩12的面对泵入口(未示出)的面20处的较长的工作叶片16和在较长的工作叶片16之间的每个叶片通路中的至少一个中间或较短的工作叶片18。罩12在罩12的后面24处优选但非必需地设置有后叶片22。在本发明的另一变化中，后面24设置有和罩的前面20上具有的工作叶片16和18一样多的后叶片22，后叶片22与工作叶片16和18相对定位，并且优选但非必需地具有与工作叶片16和18相同的长度。罩12具有工作叶片16和18、即较长和较短的工作叶片两者、优选但非必需地延伸到的外圆周26。当然，后叶片22以工作叶片16和18的方式同样延伸至外圆周26。在本发明的又一变化中，本发明的叶轮的最佳操作的前提是较长的工作叶片和较短的中间工作叶片延伸到相同的圆周，并在它们的外边缘具有相同的叶片形状和取向。较长的工作叶片16朝着泵壳体的入口通道(未示出)延伸，使得较长的工作叶片的前导边缘的外(相对于罩12)顶端距离泵入口通道与泵蜗壳之间的环形边界线具有小的间距。换句话说，较长的工作叶片16的前导边缘的外顶端大致具有与泵壳体的入口通道相同的直径。

图3示意性地图示了根据本发明的优选实施例的叶轮的局部截面图，该截面图沿着图4的线b-b截取。图3更详细地图示了中间或较短的工作叶片18的形状。换句话说，工作叶片18具有前导边缘30(工作叶片18的最靠近叶轮10的轴线a的边缘、即中间或较短的工作叶片18接收流体流的边缘)、面对泵外壳(未示出)的前壁的前边缘32、即工作叶片18的与工作叶片18结合至叶轮罩12的前面20的工作叶片的底脚部34相对的边缘32，以及尾边缘36。较短的中间叶片18的尾边缘36具有其与较长的工作叶片16的尾边缘相同的尺寸和取向。较短的中间工作叶片18的前边缘32与较长的工作叶片16的前边缘的对应部分相同。此外，较短的工作叶片的倾角(在经由中心线平面的横截面和罩的前表面的点并且与在罩的前表面上作为中心线平面的切线绘制至中心线平面的横截面和罩的前表面的点的线成直角且与叶轮的轴线a平行延伸的平面中，在工作叶片的中心线平面与罩的前面之间的角度)对于较短的工作叶片的整个长度而言与较长的工作叶片相同。换句话说，即使叶片的倾角可以沿着叶片的长度改变，较短与较长的叶片的倾角也在每个特定的径向测量位置处相等。因而，除内部、即更加径向靠近其轴线a的部分缺失的事实之外，较短的中间工作叶片18在所有的方面与较长的工作叶片16相同。在此，在图3中已示出的是，作为本发明的优选实施例，较短的中间工作叶片18的前导边缘30倾斜，即其与罩的前面20形成锐角α。倾斜角度α在45度与70度之间。倾斜角度α是在较短的中间工作叶片18的前导边缘30与假想线之间的角度，所述假想线绘制在罩12的前面20上，并在前导边缘30与罩12的前面20之间的交点处与较短的中间工作叶片18的中心线平面相切。通过使较短的中间工作叶片18的前导边缘30倾斜，使由前导边缘30产生的压力波推进，使得压力波前的方向(比如，与较短的中间工作叶片18的前导边缘30平行的单个波峰的方向)不与较短的中间工作叶片18的尾边缘36平行而是与之成一角度。既然这样的波前离开尾边缘36，其就进入具有基于较长的工作叶片16的波前的流动中。由于较长的工作叶片16的波前方向基于较长的工作叶片16的前导边缘的方向(大致与进入叶片通路的流体的流动和罩12的前面20两者垂直)，并且由于较长和较短的工作叶片的前导边缘的方向明显不同(方向的差异大致为20度至45度)，所以两个不同的波前将混合到一起并从而相互减弱。

图4示意性地图示了根据本发明的第一优选实施例的叶轮的局部截面图，该截面图沿着图3的线c-c截取。换句话说，已切掉较长的工作叶片16的顶部，使得可看到较短的中间工作叶片18的前导边缘30。尤其地，图4示出了工作叶片16和18的重要尺寸。换句话说，较短的中间工作叶片18的底脚部长度lfs、其边缘长度les和较长的工作叶片16的底脚部长度lfl。沿着在中间工作叶片18的中心线平面与罩12的前面20的相交中形成的曲线来测量较短的中间工作叶片18的底脚部长度lfs。沿着在较短的中间工作叶片18的中心线平面与工作叶片18的前边缘32的相交中形成的曲线来测量边缘长度les。沿着在较长的工作叶片16的中心线平面与罩12的前面20的相交中形成的曲线来测量较长的工作叶片16的底脚部长度lfl。根据本发明的优选实施例，较短的中间工作叶片18的底脚部长度lfs=1.2*les-3.0*les，并且边缘长度les=0.3*lfl-0.5*lfl。

参考工作叶片的功能性特征，并且尤其参考在工作叶片的前导边缘处形成的波前，在图4中可看到的是，考虑工作叶片16的弯曲特性，较长的工作叶片16的前导边缘和尾边缘大致平行，但这并非必需地，然而仅为了实现较短与较长的工作叶片的波前方向之间的明显差异，较短的中间工作叶片18的对应的方向明显不同。同样也可以这样说，较长的工作叶片和较短的中间工作叶片的那些的前导边缘(30和40)的方向不相同，即，它们的倾斜角度不相同。一般而言，如前所述地那样测量倾斜角度，即，倾斜角度是工作叶片(16或18)的前导边缘(30或40)与假想线之间的角度，所述假想线绘制在罩12的前面20上，并在前导边缘(30或40)与罩的前面20之间的交点处与工作叶片(16或18)的中心线平面相切。前导边缘的取向或方向或倾斜角度中的差异约为20-45度。

叶轮的值得一提的另一特征是较长的和较短的工作叶片的不同的主要功能。通过延伸至泵的入口开口并如图所示设计，较长的工作叶片确保了低的必需的npsh和高的效率比，然而，通过使可能具有较高幅度的脉冲移至临界频率范围外、并通过借助于在与较长的工作叶片16的方向不同的方向上推进的波前来压制由较长的工作叶片16产生的二次脉冲，较短的中间工作叶片提高了脉冲频率。结果是，不需要比如由ep-b1-0515466所教导的那样使工作叶片16和18倾斜。

图5图示了根据本发明的第二优选实施例的叶轮10’的局部截面图，该截面图沿着图3的线c-c截取。除第一实施例的较短的中间工作叶片18之外，第二优选实施例包括延伸穿过罩12并在较长的工作叶片16的前导边缘40的底脚部(在较长的工作叶片16的前导边缘40与罩12的前面20之间的相交处)的内圆周cⅱ内定位于罩12中的平衡开口44。如本领域众所周知地，因为当通过离心泵泵送液体或悬浮料并因而增加了在叶轮罩前面的液体的压力时，液体被夹带到在离心泵的叶轮罩后面的空间中，所以需要平衡开口或孔。泵的轴密封于是经受了相当大的压力，由此有明显的损坏密封的风险。因此，通过利用平衡孔，能允许压力从叶轮罩后面逸出至罩的前侧。

即使不利用平衡孔，也可通过将后叶片布置在罩的后面上来减小影响密封的压力，所述叶片产生防止待泵送的液体进入罩的后侧的压力。后叶片通常被尺寸确定为使得它们仅在泵的某一容量范围内最佳地操作，由此，在任一方向上与所述容量范围的偏离会导致在后叶片的区域内以及还在密封空间中占优势的压力的改变。如果提高泵的输出，则后叶片在最坏的情况下产生负压力，所述负压力在其最坏的情况下能使密封空间中的液体沸腾，尤其当泵送处于较高温度的液体时。对应地，当例如通过阀来约束这种情况从而减小泵的容量时，在叶轮后面的压力增大，并且应力增大。同时，当然还有轴承上的应力增大。

换句话说，在使用后叶片的情况下，也需要平衡孔以平衡在叶轮罩的相反侧上的压力状况。

图6图示了根据本发明的第三优选实施例的叶轮10”的局部截面图，该截面图沿着图3的线c-c截取。除第一实施例的较短的中间工作叶片18之外，第三优选实施例包括气体排出开口44，气体排出开口44定位成完全在由较长的工作叶片16的前导边缘40的底脚部形成的圆周cⅱ外，在较长的工作叶片16之间，以及位于罩12中。同时，气体排出开口44在由较短的中间工作叶片18的前导边缘30的底脚部形成的圆周cls内，由此，较短的中间工作叶片18不干扰气体排出。另外，气体排出开口44定位于较长的工作叶片16后面的压力降低区域处，即靠近较长的工作叶片16的凹形后面，靠近分离的气体首先聚集的位置。

并且最后，一种叶轮结构可被作为本发明的第四优选实施例而提到，其具有第一实施例的较短的中间工作叶片18、第二实施例的平衡开口42和第三实施例的气体排出开口44。

较早在说明书中提及的是，叶轮可设置有不旋转的装置，用于防止在工作叶片的前导边缘和尾边缘处以及在平衡点和/或气体分离开口处的纤维聚集。

在工作叶片(较长和较短的工作叶片两者)的前导边缘和/或尾边缘处的这样的装置可以是在这些边缘处的倒圆，所述倒圆具有优选但非必需地在(1/4)*s-(1/2)*s之间的半径。在该说明书中，工作叶片的厚度s通常被理解为在倒圆的边缘区域外的工作叶片的平均的z方向尺寸。在wo-a1-2015000677中已更详细地讨论了不旋转的叶轮叶片。

那些开口，即平衡开口和气体分离开口两者，可在它们的入口和出口处优选但非必需地设置有对应的倒圆。所述倒圆再次可被尺寸确定为，优选但非必需地，具有在(1/4)*t-(1/2)*t之间的半径，其中，t是罩在开口处的厚度。

如能从以上说明看到地，已开发了一种新颖的离心泵叶轮结构。尽管在本文已作为示例结合目前被认为是优选实施例的内容描述了本发明，但应理解的是，本发明不局限于所公开的实施例，而是意在涵盖在如所附权利要求中限定的本发明的范围内的其特征及其他应用的各种组合和/或修改。