專利名稱：泵葉輪的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及泵葉輪，并且尤其涉及ー種泵葉輪，它的設計顯著地減小了葉輪由被泵送的流體中攜帯的碎片或其他纖維材料的阻塞，并且該葉輪適于從葉輪中主動地清除這樣的污染物。
背景技術：
葉輪用于許多不同的應用，對其ー個最大需要的是在用于泵送污水或具有包含碎片或其他材料污染物的固體內含物的其他液體的潛水泵。這些碎片具有以本身纏繞在葉輪周圍，降低性能并最終阻塞泵的趨勢。泵然后則必須關閉并且檢修，導致了大量的停機時間。主要的阻塞問題起因于變成纏繞在葉輪葉片周圍或纏在葉輪葉片的前沿上的碎片，其 降低葉片的泵送性能，并且導致増加的葉輪存有的碎片。當為了泵送具有碎片或其他固體內含物的液體而使用葉輪時還有其他阻塞問題。例如，由葉輪葉片限定的內容積可發(fā)展低液體循環(huán)或甚至停滯的區(qū)域，在其之內袋固體可收集，造成進ー步阻塞的風險。因此本發(fā)明的目標是提供泵葉輪，其減少或消除以上所述問題。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了用于與耐磨板結合使用的泵葉輪，所述葉輪包括單個葉輪葉片，其限定內部空間，流體通過所述內部空間移動，所述葉輪葉片具有前沿，后沿和上部邊緣，其在使用中鄰近耐磨板定位；以及罩板，葉片從所述罩板突出；其中所述前沿外形設計成在遠離所述耐磨板的方向上主動地使固體材料移動進入所述葉輪。在本發(fā)明實施例中，前沿在外形上基本上是凹形的。在本發(fā)明實施例中，前沿在上部邊緣處限定出尖端并且在罩板處限定出根部，前沿從尖端和根部向內彎曲。在本發(fā)明實施例中，前沿與罩板和上部邊緣限定出鋭角。在本發(fā)明實施例中，前沿從尖端到根部厚度增加。在本發(fā)明實施例中，葉輪葉片包括傾斜的內壁。在本發(fā)明實施例中，內壁的至少一部分從罩板向上部邊緣徑向地向外傾斜。在本發(fā)明實施例中，內壁的至少一部分從罩板向上部邊緣軸向地向上傾斜。在本發(fā)明實施例中，泵葉輪包括排放孔，所述排放孔穿過所述葉輪葉片從其下側延伸到由所述葉輪限定的內部空間中。在本發(fā)明實施例中，所述排放孔被放置成在使用中使一股流體流入由所述葉片葉輪限定的內部空間中，從而改進所述內部空間內的循環(huán)。在本發(fā)明實施例中，泵葉輪包括在葉輪中形成的空腔，從而在使用期間實現(xiàn)動態(tài)平衡。在本發(fā)明實施例中，排放孔從空腔延伸穿過葉輪葉片到內部空間。
在本發(fā)明實施例中，泵葉輪包括在罩板下側的環(huán)形波浪外形。在本發(fā)明實施例中，后沿從罩板懸垂。在本發(fā)明實施例中，后沿是錐形的。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了ー種泵，其包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的葉輪。


圖I示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的泵葉輪的透視 圖2示出了圖I所示葉輪的剖面 圖3示出了葉輪葉片的前沿的剖視圖，其形成了圖I和2的葉輪的一部分；
圖4示出了葉輪葉片的前沿的徑向外形，其處于穿過葉輪的不同高度；和 圖5示出了葉輪葉片的后沿的放大圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參照附圖，其示出了通常以附圖標記10指代的泵葉輪，其用于在潛水泵(未示出)等之內使用并且用于泵送液體，特別具有固體內含物(例如碎片或其他材料，其被認為引起泵的阻塞)的液體。葉輪10包括葉輪葉片12，其從圓形罩板14向上突出并且優(yōu)選地與圓形罩板14整體地形成。在實施例中示出了整個葉輪10，其由金屬鋳造，例如鑄鐵，但是任何其他合適的材料也可被采用。葉片12包括前沿16和后沿18，所述后沿18從前沿16徑向向外定位。后沿18優(yōu)選地從罩板14懸垂，其理由在下文說明。葉片12進ー步包括上部邊緣20，其在使用中緊鄰形成泵的一部分的耐磨板(未示出)定位，該布置是基于葉輪的泵的領域中公知的。耐磨板(未示出)在其中通常將具有中央開ロ，其形成進ロ，流體通過進ロ被吸入葉輪10，并且其然后通過前沿16和后沿18之間限定的通道從葉輪10排放。耐磨板(未示出)本質上在上部邊緣20周圍形成蓋，使得在使用中葉片12在耐磨板和罩板14之間被封裝，因而允許葉片12產(chǎn)生壓カ頭，以此來能夠泵送液體。為此目的，耐磨板和上部邊緣20之間的間隙應當被保持最小。然而這在操作過程中具有問題，其中之一是碎片或其他固體變得被捕獲或聚集在耐磨板和上部邊緣20之間的問題。葉輪葉片12包括內壁22和外壁24，內壁22具有傾斜外形從而限定出穿過葉輪10的路徑，其從上部邊緣20向下螺旋地延伸至罩板14。特別參照圖2，能看到提供穿過葉輪10的從進ロ到出口的該螺旋路徑要求大部分填充物直接在罩板14以上。這消除了葉輪10內的死區(qū)，該死區(qū)會產(chǎn)生阻塞的風險，尤其是在例如碎片等的固體與流體(例如污水的情況)一起泵送的情況下。這通過使內壁22從上部邊緣20徑向向內傾斜而獲得，特別在鄰近前沿16的區(qū)域中，其中內壁22的傾斜朝向后沿18減小，使得后沿18區(qū)域中的內壁22基本上是垂直的。因而葉片12的厚度在從上部邊緣20朝向罩板14向下的軸向方向上增加，而且該厚度増加在前沿16的區(qū)域中更為顯著。這樣，當前沿從上部邊緣20向下延伸到罩板14時，它向穿過葉輪10的流體流開放?，F(xiàn)在特別參照圖3和4，能夠看到前沿16 (特別當在外形中觀察時)在形狀上是基本上是凹形的。在向上部邊緣20處的尖端28向外往回彎曲之前，前沿16從罩板14處的根部26向后延伸進入葉片12中。因而前沿16能夠被認為在根部26和在尖端28相對于葉片12向內彎曲。參照圖3，能夠看到這導致前沿16在根部26與罩板14的上表面限定出銳角β h并且在尖端28與上部邊緣20限定出銳角β t。前沿16優(yōu)選地在根部26和尖端28之間具有光滑的曲率半徑r，從而防止碎片或其他固體的阻礙。前沿16的這種凹形外形具有效果是，在使用中使纏繞前緣16的任何碎片或其他固體被迫向下遠離上部邊緣20和相關的耐磨板(未示出)，在其之間這樣的碎片可以其他方式被捕獲，最終導致葉輪10的阻塞。當碎片沿著后沿18朝向罩板14向下運動時，它們運動進入葉輪10外的更大徑向流體流的區(qū)域中，并且由此在流體流中變得被重新攜帯并且離開前沿16而不阻塞。此外，當前沿從尖端28到根部26厚度増加吋，當碎片沿前沿16被 吸向根部26吋，它將開放從變得在前沿16周圍上纏繞得更少。這將降低碎片到前沿16的粘結，允許它脫離前沿16并在流體流中離開葉輪10。從圖4可清楚地看到這種厚度増加，其示出了在穿過葉輪10的不同高度處的前沿16的徑向外形。成型的前沿16的使用不僅確保碎片或其他固體的不在前沿16上累積，這將降低葉輪10的性能，而且還確保這樣的碎片在上部邊緣20和耐磨板(未示出)之間不被捕獲(這會増加葉輪10和耐磨板之間的磨擦，因而降低相關的泵(未示出)的性能，而且還増加了耐磨板上的磨損，導致在泵中的較大損失)。前沿16的外形確保最初進入葉輪10并附著在前沿16上的碎片沿著前沿16立即被向下壓，從而在上部邊緣20和耐磨板之間阻止這樣的碎片堆積。然后隨著前沿16的厚度從尖端28到根部26増加，碎片將從前沿16周圍被釋放。為了進ー步改進葉輪10的防阻塞功能，排放孔30設在葉輪葉片12中，并且從平衡空腔32延伸，該平衡空腔32向葉輪10的下側開放，通向葉片12之內限定的內部空間。設置平衡空腔32以減小葉輪10在其較重側上的質量，以此來在使用期間實現(xiàn)葉輪10的動態(tài)平衡。由于用于實現(xiàn)穿過葉輪10的傾斜螺旋路徑的大量填充物，這是必要的。在使用中，葉輪10的下側(其中形成了平衡空腔32)比葉片12之內限定的內部空間處于更大的壓力。在使用中，該壓カ差導致ー股流體從排放孔30進入葉片12之內限定的空間。這股流體有助于增加葉片12之內的流體循環(huán)，從而進ー步減小阻塞的可能性。排放孔32可被放置和/或尺寸設計成引導該股流體朝向由葉片12限定的空間的特定區(qū)域，以此來瞄準更可能發(fā)生阻塞的區(qū)域。排放孔30也促進葉輪10的高壓側和低壓側之間的壓力差的減小，由此減小壓カ并且因此減小軸承等的磨損，并且因此提高了泵(未示出)的性能和/或壽命，葉輪10是該泵的部件。在這點上，從圖2可以看出，葉輪10包括中心孔34，在使用中泵(未示出)的主軸進入其中并且定位且終止，允許葉輪10螺栓連接在那里。罩板14也被提供已知形式的環(huán)形波浪外形36，其在操作過程中在泵之內保護機械密封件。最后，參照圖5，后沿18被詳細展示。如上所述，后沿18從罩板14懸垂是優(yōu)選的，其允許罩板14對于葉片12的給定直徑具有相對較小的直徑。由于罩板14的更小的直徑，葉輪10將具有用于給定泵送能力的低功耗。后沿18還優(yōu)選地為錐形，從而減小湍流和損失。通過使用特定外形的前沿16，本發(fā)明的葉輪10因此提供了改進的防阻塞性能，除排放孔30之外，其在泵送具有固體內含物(尤其是碎片形式的)的流體時一起主動地減小阻塞。
權利要求
1.一種用于與耐磨板結合使用的泵葉輪，所述葉輪包括單個葉輪葉片，其限定出內部空間，流體通過所述內部空間移動，所述葉輪葉片具有前沿，后沿和上部邊緣，所述上部邊緣在使用中鄰近耐磨板定位；以及罩板，葉片從所述罩板突出；其中所述前沿外形設計成在遠離所述耐磨板的方向上主動地使固體材料移動進入所述葉輪。
2.根據(jù)權利要求I所述的泵葉輪，其特征在于，所述前沿在外形上基本上是凹形的。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的泵葉輪，其特征在于，所述前沿在上部邊緣處限定出尖端并且在罩板處限定出根部，所述前沿從所述尖端和所述根部向內彎曲。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的泵葉輪，其特征在于，所述前沿與所述罩板和所述上部邊緣限定出鋭角。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的泵葉輪，其特征在于，所述前沿從所述尖端到所述根部厚度增加。
6.根據(jù)前述權利要求中任ー項所述的泵葉輪，其特征在干，所述葉輪葉片包括傾斜的內壁。
7.根據(jù)權利要求6所述的泵葉輪，其特征在于，所述內壁的至少一部分從所述罩板向所述上部邊緣徑向地向外傾斜。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的泵葉輪，其特征在于，所述內壁的至少一部分從所述罩板向所述上部邊緣軸向地向上傾斜。
9.根據(jù)前述權利要求中任ー項所述的泵葉輪，其特征在于，其包括排放孔，所述排放孔穿過所述葉輪葉片從其下側延伸到由所述葉片葉輪限定的內部空間中。
10.根據(jù)權利要求9所述的泵葉輪，其特征在于，所述排放孔被放置成在使用中使一股流體流入由所述葉輪限定的內部空間中，從而改進所述內部空間內的循環(huán)。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的泵葉輪，其特征在于，其包括在所述葉輪中形成的空腔，從而在使用期間實現(xiàn)動態(tài)平衡。
12.根據(jù)權利要求11所述的泵葉輪，當權利要求11引用權利要求9或10時，其特征在于，所述排放孔從空腔延伸穿過所述葉輪葉片到所述內部空間。
13.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的泵葉輪，其特征在于，其包括在所述罩板下側上的環(huán)形波浪外形。
14.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的泵葉輪，其特征在于，所述后沿從所述罩板懸垂。
15.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的泵葉輪，其特征在于，所述后沿是錐形的。
16.ー種泵，其包括根據(jù)權利要求I至15中任一項所述的葉輪。
全文摘要
本發(fā)明涉及泵葉輪。具體地，本發(fā)明提供了泵葉輪，其具有改進的防阻塞特性，尤其是通過使用具有特定外形的前沿的葉輪葉片，其在葉輪的操作期間，迫使碎片等沿著前沿向下，這沿著其長度增加了厚度，直到碎片在流體中被重新攜帶并且因此離開葉輪而避免阻塞。
文檔編號F04D29/22GK102667172SQ201080045249
公開日2012年9月12日 申請日期2010年10月7日 優(yōu)先權日2009年10月8日
發(fā)明者I.庫倫, J-N.巴杰特 申請人:蘇舍泵技術愛爾蘭有限公司