磁悬浮泵用叶轮、泵头及磁悬浮泵的制作方法

本技术涉及磁悬浮，具体的是一种磁悬浮泵用叶轮、磁悬浮泵。

背景技术：

1、磁悬浮电机是一种利用磁场力将转子悬浮，使转子和定子之间没有任何机械接触的磁悬浮旋转驱动器，磁悬浮电机可以是磁轴承电机、无轴承电机或无轴承薄片电机等。

2、磁轴承电机也称为磁轴承，是将旋转驱动的电机与轴向磁轴承或/和径向磁轴承或/和轴径混合磁轴承等结合在一起而不是集成在一起的电机。

3、无轴承电机是将电机旋转与悬浮功能集成在一起的电机，无轴承电机在产生旋转驱动磁场的绕组上，再加绕一套绕组产生激励磁场，两种磁场相互作用打破原有驱动磁场的平衡分布从而产生作用在转子上的径向力，通过控制电机中的径向力实现转子的悬浮。与磁轴承电机相比，无轴承电机的磁悬浮绕组绕在定子上，不占用额外的径向空间，在一定程度上克服了磁轴承的体积大和成本高的缺点。早期的无轴承电机为了实现电机转子在五个自由度上的悬浮，一般需要两个无轴承电机和一个轴向磁轴承构成。

4、无轴承薄片电机是一种特殊的无轴承电机，继承了无轴承电机的优点，且转子的轴向长度与直径比很小，呈薄片状，省去了轴向磁轴承，利用无轴承技术实现转子的旋转和径向上的主动悬浮，利用机械结构构成的磁路实现除径向和转子旋转自由度外的另外三个自由度的被动悬浮，具有高洁净，无析出，无颗粒，无动密封，性能优越的特点，在生物化学、医疗、半导体制造等超纯净驱动领域具有良好的应用前景。

5、除特别说明外，名词磁悬浮电机指利用磁场力将转子悬浮，使转子和定子之间没有任何机械接触的磁悬浮旋转驱动器。

6、磁悬浮电机可以组配不同功能的装配件，从而成为不同应用需求的磁悬浮设备。磁悬浮设备可以配置为磁悬浮泵，在磁悬浮泵的应用中，磁悬浮泵包括磁悬浮电机和泵头，泵头包括泵壳和设于泵壳内的叶轮，磁悬浮转子既是磁悬浮电机的转子，又是泵的叶轮的一部分，可以是例如永磁转子或短路笼式转子或磁阻转子，磁悬浮电机的磁悬浮定子配置为驱动转子叶轮旋转和悬浮。

7、磁悬浮离心泵是一种应用磁悬浮电机技术的离心泵，是当前被认为在生物制药和半导体等领域运输超洁净、敏感、高纯度的液体的最好选择，出于轴向防碰撞及运行流量范围需求较广的考虑，磁悬浮离心泵的叶轮与泵壳之间通常设计较大的上下间隙，在叶轮与泵壳之间形成上、下二次回流。现有磁悬浮离心泵的叶轮与泵壳之间会产生高速高压的上间隙二次流和低速低压的下间隙二次流，一方面，上间隙二次流与叶轮进口主流在叶片的进口腔室内汇合，会对叶片进口流量产生扰动，导致叶片进口腔室内的流场紊乱，且上间隙二次流还会跨流道扰动其它叶流道内的流场；另一方面，下间隙二次流经叶轮的回转主体上的泄压孔流入叶片的进口腔室，并与主流及上间隙二次流的混合流碰撞汇合。虽然泄压孔起到了释放叶轮(转子)压力以平衡轴向力的作用，但是下间隙二次流与混合流的直接碰撞会产生相互扰动，导致能量损失，增加泵内的流场的紊乱程度，最终影响磁悬浮泵的水力学性能。为解决下间隙二次流与混合流的直接碰撞问题，一些技术方案在叶轮的进口与回转主体的第一面之间设置阻隔盘，阻隔盘与叶片一体成型，这种结构的阻隔盘相对回转主体悬空，阻隔盘底部中心位置容易形成负压区，导致经泄压孔进入叶片的进口腔室内的下间隙二次流的流体在阻隔盘底部的负压区聚集，致使叶片进口流场紊乱，影响磁悬浮泵的水力学性能。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型实施例提供了一种磁悬浮泵用叶轮、磁悬浮泵，其用于解决以上问题中的至少一种。

2、本公开实施例提供一种磁悬浮泵用叶轮，所述叶轮包括回转主体、设于所述回转主体上的磁性体和形成于所述回转主体的第一面的多个叶片，相邻两个叶片之间形成叶流道，所述多个叶片的前端围成进口腔室，所述进口腔室内设有与所述第一面平行的阻隔盘，所述第一面与所述进口腔室相对的位置形成有多个泄压孔，多个所述泄压孔沿圆周方向排布在一圆上，所述泄压孔自所述回转主体的第二面延伸至所述第一面，所述阻隔盘的外缘在径向延伸并至少覆盖所述泄压孔的一部分，所述阻隔盘与所述第一面之间设有第一导流体，所述第一导流体配置为引导经所述泄压孔流入所述进口腔室内的流体向所述叶流道流动。

3、进一步的，所述第一导流体的一端与所述阻隔盘固定连接，所述第一导流体的另一端与所述第一面固定连接。

4、进一步的，所述第一导流体在所述叶轮的轴面内的投影定义为第一投影面，所述第一投影面在径向上的长度自上而下逐渐减小。

5、进一步的，所述第一投影面的边线为直线或朝向斜下方向凸伸的弧线或朝向斜上方向凸伸的弧线。

6、进一步的，所述第一投影面的下底在径向的长度不大于多个所述泄压孔的内缘所限定的圆在径向的长度。

7、进一步的，所述第一投影面的上底在径向的长度不小于所述泄压孔的内缘所限定的圆在径向的长度，且不大于所述阻隔盘的外缘所限定的圆在径向的长度。

8、进一步的，所述阻隔盘背向所述第一面的一面上形成有第二导流体，所述第二导流体配置为引导流入所述进口腔室内的流体向所述叶流道流动。

9、进一步的，所述第二导流体在所述叶轮的轴面内的投影定义为第二投影面，所述第二投影面在径向上的长度自上而下逐渐增大。

10、进一步的，所述第二投影面的边线为直线或朝向斜下方向凸伸的弧线或朝向斜上方向凸伸的弧线。

11、进一步的，所述第二投影面的下底在径向的长度不大于所述阻隔盘的外缘所限定的圆在径向的长度。

12、进一步的，所述泄压孔的数量与所述叶流道的数量相同，且所述泄压孔在所述第一面内的孔口位于所述叶流道的进口处。

13、进一步的，所述叶轮还包括上盖板，所述上盖板中部形成有圆形通孔，所述叶片顶部与所述上盖板的底部固定连接。

14、进一步的，所述第二导流体的顶部在轴向延伸且不超出所述圆形通孔的顶端。

15、进一步的，所述上盖板在轴向的高度自所述回转主体的中心向外缘逐渐降低，所述圆形通孔的直径与所述进口腔室的直径相同。

16、进一步的，所述叶片的进口的绝对液流角为90度或接近90度，所述叶片的进口安放角与设计工况的相对液流角相同或接近相同，所述叶片的进口预设长度的压力面经修削形成第一修削面，所述第一修削面在沿垂直轴线的截面内的投影为第一直线段；所述叶片的进口预设长度的吸力面经修削形成第二修削面，所述第二修削面在沿垂直轴线的截面内的投影为第二直线段。

17、进一步的，所述第一修削面与所述第二修削面之间的夹角定义为进口夹角，所述进口夹角的角平分线与所述进口安放角的第一边重合，所述第一边为所述叶片进口处骨线的切线。

18、进一步的，所述叶片的压力面还包括压力曲面，所述压力曲面在沿垂直轴线的截面内的投影为压力渐开线，所述叶片的吸力面还包括吸力曲面，所述吸力曲面在沿垂直轴线的截面内的投影为吸力渐开线，所述压力曲面与所述第一修削面平滑过渡连接，所述吸力曲面与所述第二修削面平滑过渡连接；所述叶片为后弯式叶片，所述叶片的厚度自进口端向出口端逐渐增厚。

19、进一步的，所述叶片的出口预设长度的吸力面经修削形成倒圆角形的第三修削面；所述叶片的出口的回转主体的外缘经斜切形成内高外低的斜坡面。

20、本公开实施例还提供一种磁悬浮泵用泵头，所述泵头包括泵壳，所述泵壳内形成有转子腔和叶轮腔，所述泵壳上形成有连通所述叶轮腔的进液口和出液口，所述转子腔设于所述叶轮腔的一侧，且所述转子腔的径向空间小于所述叶轮腔的径向空间，所述泵头还包括所述叶轮，所述叶轮的回转主体设于所述转子腔内。

21、本公开实施例还提供一种磁悬浮泵，包括磁悬浮电机，所述磁悬浮电机包括磁悬浮定子，所述磁悬浮泵还包括所述的泵头，所述磁悬浮定子配置为产生磁场以驱动所述叶轮旋转和悬浮。

22、本实用新型的有益效果如下：本实用新型提供一种磁悬浮泵用叶轮，通过对叶轮的结构的改进设计，在阻隔盘底部设置第一导流体，实现了对下间隙二次流进入叶片的进口腔室内的导流。低速低压的轴向速度为主的下间隙二次流经泄压孔进入到叶片进口腔室下端时，第一导流体可以将轴向速度为主的下间隙二次流变成径向速度为主的流体再经叶片进口流入叶流道内，从而阻止从泄压孔出口流出的流体在阻隔盘下端(负压区)的聚集，改善叶片进口下端流场的紊乱程度，提高磁悬浮泵的水力学性能。而且，从泄压孔出口流出的低速低压的下间隙二次流，经过第一导流体可以起到导流加速的作用，即增加下间隙二次流的径向速度，由于下间隙二次流流量远小于叶轮进口顶端的进口流量，下间隙二次流对应的相对液流角将小于叶片的进口安放角，通过第一导流体的导流加速，可以使下间隙的实际流量与叶片的进口安放角匹配，减少低速低压下间隙二次流在叶片进口前的聚集、回流，进而减叶片进口下端叶道内的紊乱程度。加速回路的循环，有利于释放回转主体部分驱动运行过程中产生的热量。

23、为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。