CN117859008A - 具有锥形护罩的离心泵叶轮 - Google Patents

Abstract

公开一种用于离心泵的叶轮。所述叶轮具有：入口，流体经由其进入所述叶轮；以及泵送叶片，其用于泵送来自所述入口的所述流体并将所述流体排出到所述叶轮在其中操作的所述离心泵的泵送腔室中。所述叶轮还具有至少一个护罩，所述至少一个护罩从所述叶轮的旋转轴线径向延伸且附接到所述泵送叶片，所述至少一个护罩具有朝向所述叶轮的中心定位的平面部分和朝向所述护罩的外边缘定位的锥形部分，所述锥形部分是复合形状且具有凹形和凸形区。

Description

具有锥形护罩的离心泵叶轮

技术领域

本发明整体涉及离心泵领域。更具体地说，本发明涉及一种用于离心泵的改进的叶轮。

背景技术

离心浆料泵的一种形式通常包括包裹衬里的外泵壳。衬里在其中具有泵送腔室，所述泵送腔室可以是蜗壳、半蜗壳或同心构型，并且被布置成容纳叶轮，所述叶轮被安装成在泵送腔室内旋转。驱动轴可操作地连接到泵叶轮以使其旋转，驱动轴从一侧进入泵壳。泵还包括泵入口，所述泵入口通常相对于驱动轴同轴并且位于泵壳的与驱动轴相对的一侧上。还存在通常位于泵壳的周边处的排放出口。衬里包括主衬里(有时称为蜗壳)和前侧衬里与后侧衬里，前侧衬里与后侧衬里被包裹在外泵壳内。前侧衬里通常被称为前衬里吸入板或喉颈轴套。后侧衬里通常被称为框架板衬里插件。

叶轮通常包括毂和至少一个护罩，驱动轴可操作地连接到所述毂。泵送叶片设置在护罩的一侧，其中相邻的泵送叶片之间具有排放通道。叶轮可以是封闭式的，其中设置有两个护罩，泵送叶片设置在它们之间。护罩通常被称为与泵入口相邻的前护罩和后护罩。叶轮也可以是仅包括一个护罩的开口面类型。

浆料泵中的主要磨损区域中的一个是前侧衬里和后侧衬里。浆料从中心或眼部进入叶轮，然后被抛出到叶轮的周边并进入泵壳。因为壳与眼部之间存在压力差，所以浆料倾向于尝试并迁移到位于侧衬里与叶轮之间的间隙中，从而导致侧衬里上的高磨损。

当浆料泵操作时，叶轮的旋转运动为浆料提供能量。浆料离心地流动并被主衬里收集，主衬里将浆料引向排放出口。由于主衬里的形状，分水面积会影响流经的再循环浆料的流型。侧衬里与叶轮护罩空腔内的浆料接触。离心浆料泵中典型的叶轮外部护罩或叶轮叶片以及框架板衬里的主衬里分水角的接近度可能影响侧衬里承受的侵蚀率。在通常以低流量操作的磨机回路工作中，由于内部再循环速率的增加，侧衬里的侵蚀速率增加，这导致侧衬里最终由于局部磨损(有时称为“刨削”)而成为寿命短的部件。

为了尽量减少间隙区域的磨损，浆料泵的做法是在叶轮的前护罩上设置辅助叶片或排出叶片。辅助叶片或排出叶片也可以设置在后护罩上。排出叶片使浆料在间隙中旋转，形成离心场，从而降低回流的驱动压力，降低流速，从而降低侧衬里的磨损。这些辅助叶片的目的是减少通过间隙的流再循环。这些辅助叶片还减少了该间隙中相对大的固体颗粒的流入。

本说明书中对任何现有公布(或从现有公布中导出的信息)或任何已知事项的引用均不是，也不应该被视为承认或接受或以任何形式暗示现有公布(或从现有公布中导出的信息)或已知事项形成本说明书所涉领域的公知常识的一部分。

发明内容

一个实施例描述一种用于离心泵的叶轮，所述叶轮包括：入口，流体经由其进入叶轮；泵送叶片，其用于泵送来自入口的流体并将流体排出到叶轮在其中操作的离心泵的泵送腔室中；以及至少一个护罩，其从叶轮的旋转轴线径向延伸且附接到泵送叶片，所述至少一个护罩具有朝向叶轮的中心定位的平面部分和朝向护罩的外边缘定位的锥形部分，所述锥形部分为复合形状且具有凹形和凸形区。

在一个实施例中，所述至少一个护罩的锥形部分具有大于锥形部分外侧的厚度变化。

在一个实施例中，锥形部分减小所述至少一个护罩的护罩外面上的厚度。

在一个实施例中，所述至少一个护罩具有辅助叶片。

在一个实施例中，辅助叶片延伸到锥形部分中。

在一个实施例中，辅助叶片在锥形部分中呈锥形。

在一个实施例中，辅助叶片在锥形部分中不存在。

在一个实施例中，凸形区定位成比凹形区更接近外边缘。

在一个实施例中，所述至少一个护罩的厚度在锥形部分中减小至少一半。

在一个实施例中，所述至少一个护罩的平面部分具有可变厚度。

在一个实施例中，所述至少一个护罩的平面部分在外边缘附近比叶轮的中心附近要薄。

在一个实施例中，所述至少一个护罩是位于泵送叶片的任一侧上的两个护罩，且流体在所述两个护罩之间泵送。

在一个实施例中，所述两个护罩中的每一个具有锥形部分。

一个实施例公开一种具有叶轮叶轮的泵，所述叶轮包括：入口，流体经由其进入叶轮；泵送叶片，其用于泵送来自入口的流体并将流体排出到叶轮在其中操作的离心泵的泵送腔室中；以及至少一个护罩，其从叶轮的旋转轴线径向延伸且附接到泵送叶片，所述至少一个护罩具有朝向叶轮的中心定位的平面部分和朝向护罩的外边缘定位的锥形部分。

在一个实施例中，泵具有带图案的侧衬里。

在一个实施例中，带图案的侧衬里选自包括前侧衬里和后侧衬里的一组侧衬里。

在一个实施例中，带图案的侧衬里是带凹槽的侧衬里。

在一个实施例中，带图案的侧衬里具有径向涡旋图案。

附图说明

在以下仅作为实例给出的结合附图对至少一个优选但非限制性实施方案的描述中提供了示例性实施方案。

图1是根据一个实施例的一种形式的离心泵设备的示意部分横截面侧视图；

图2是图1的泵的侧视图；

图3是图1的泵的具有切除部分的等距视图；

图4A到4D是可在图1的离心泵中使用的叶轮的视图；

图5A和5B是可在图1的离心泵中使用的叶轮的具有切除部分的等距视图；

图6是根据一个实施例的另一形式的离心泵设备的横截面视图；

图7A和7B是根据一个实施例的离心泵设备的一部分的横截面图；

图8示出根据一个实施例的具有凹槽的侧衬里；

图9A到D示出根据至少一个实施例的泵衬里上的浆料速度；

图10A和B示出根据至少一个实施例的泵衬里上的浆料速度；

图11A到D示出根据至少一个实施例的泵送腔室中的浆料速度；以及

图12A到F示出根据至少一个实施例的叶轮的护罩的锥形部分轮廓。

具体实施方式

描述仅作为实例给出的以下模式，以便提供对一个或多个优选实施方案的主题的更精确的理解。

实例叶轮

描述一种用于离心泵的叶轮，其具有护罩，所述护罩的一端处为锥形。叶轮的每一护罩具有位于护罩的外边缘附近的锥形区。锥形区减小护罩的厚度，护罩朝向护罩的外边缘变得更薄。锥形部分可以是复合形状且具有凹形和凸形区。相比于使用平坦侧衬里的泵，锥形部分可在泵具有带图案的侧衬里时减少泵的衬里的磨损。

用于离心泵的叶轮具有入口，流体经由所述入口进入叶轮。叶轮具有泵送叶片，用于泵送来自入口的流体以及将流体排出到叶轮在其中操作的离心泵的泵送腔室中。叶轮还具有从叶轮的旋转轴线径向延伸且附接到泵送叶片的一个或多个护罩。所述一个或多个护罩具有朝向叶轮的中心定位的平面部分，和朝向护罩的外边缘定位的锥形部分。

参看图式的图1、2和3，整体上示出泵设备，所述泵设备包括泵10，以及泵10安装到的呈基座或底座的形式的泵外壳支撑件(未图示)。基座在泵行业也被称为框架。泵10大体上包括外壳体，所述外壳体由围绕两个侧壳体区段的周边接合在一起的两个侧壳体部分或区段(有时也称为框架板和盖板)形成。泵10形成有侧开口，侧开口中的一个是入口孔28，另外还有排放出口孔29，并且当在加工设备中使用时，泵通过管道连接到入口孔28和出口孔29，例如以便于泵送矿物浆料。

泵10进一步包括布置在外壳体内并包含主衬里12和两个侧衬里14、30的泵内衬里。侧衬里14位于泵10的后端附近(即，最靠近基座或底座)，而另一侧衬里(或前衬里)30位于泵和入口孔28的前端附近。侧衬里14也被称为后侧部分或框架板衬里插入件，并且侧衬里30也被称为前侧部分或喉颈轴套(throatbush)。主衬里在其中包括两个侧开口。如图1中所展示，后侧衬里14包括具有内边缘17和外边缘13的盘状主体100。主体100具有第一侧15和第二侧18。

在一些实施例中，主衬里12也可以包括两个单独的部分，它们组装在侧壳体部分中的每一个内，并被聚集在一起以形成单个主衬里，但在图1中展示的实例中，主衬里12被制成单件，其形状类似于汽车轮胎。衬里11可以由诸如橡胶、弹性体或金属的材料制成。

当组装泵时，主衬里12中的侧开口由两个侧衬里14、30填充，或容纳该两个侧衬里，以形成设置在泵外壳内的连续衬里泵送腔室42。密封腔室外壳围封侧衬里(或后侧部分)14并布置成密封驱动轴与基座或底座之间的空间或腔室以防止从外壳体的后区域泄漏。密封腔室外壳采用圆盘区段和具有中心孔的环形区段的形式，并且在一种布置中被公知为填料盒(未图示)。填料盒邻近侧衬里14布置，并且在基座与轴套筒和围绕驱动轴的填料之间延伸。

如图1、2和3中所展示，叶轮40定位于主衬里12内，并且安装或可操作地连接到驱动轴，所述驱动轴适于围绕旋转轴线X-X旋转。电机驱动器(未图示)通常在基座或底座后方的区中通过滑轮附接到轴的暴露端。叶轮40的旋转使得被泵送的流体(或固液混合物)从连接到入口孔的管道通过泵送腔室42，该泵送腔室位于主衬里12和侧衬里14、30内，然后通过排放出口孔流出泵。

叶轮40包括毂41，多个周向间隔开的泵送叶片43从该毂延伸。中心鼻部部分47从毂41朝向前衬里30中的通道向前延伸。叶轮40还包括前护罩50和后护罩51以及叶轮入口48，叶片43设置在该前护罩与后护罩之间并在其间延伸。毂41延伸穿过由后衬里14的内边缘17形成的孔。前护罩50和后护罩51从叶轮40的旋转轴线(旋转轴线X-X)径向延伸且附接到泵送叶片43。前护罩50和后护罩51是位于泵送叶片43的任一侧上的两个护罩，在所述两个护罩之间泵送浆料。

叶轮前护罩50包含内面55、外面54以及周边边缘部分56(也称为外边缘)。后护罩51包含内面53、外面52以及周边边缘部分或外边缘57。前护罩50包括作为叶轮入口的入口48，并且叶片43在护罩50、51的内面之间延伸。从正视方向(即沿旋转轴线X-X的方向)看时，护罩大致为圆形的或盘状的。

前护罩50和后护罩51上还展示护罩锥形部58。护罩锥形部58定位于后护罩51的外面52和前护罩50的外面54上。护罩锥形部58中的每一个是护罩的锥形部分，在其中护罩的厚度减小。如所展示，锥形部分处护罩的厚度的减小在护罩的外表面上发生。在一些实施例中，护罩的厚度可针对护罩的外部和内部部分减小。护罩锥形部58定位成较接近周边边缘部分56和周边边缘部分57(也称为护罩的外边缘)。护罩锥形部58位于外面52、54的平面部分59附近。平面部分59定位成较接近或朝向叶轮40的中心，而护罩锥形部58定位成较接近或达至叶轮40的外边缘。

对于叶轮40，前护罩50和后护罩51的厚度在护罩锥形部58中比针对护罩50、51的例如平面部分59等其它部分变化更多。对于一些叶轮，护罩锥形部58可在锥形部分中使护罩的厚度减小或改变至少一半。即，护罩锥形部58的较厚端处的厚度是较薄端处的护罩锥形部58的厚度的至少两倍。对于一些叶轮，护罩锥形部58的厚度减小可为近似25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％或85％。举例来说，如果护罩厚度在锥形部分的开始处为100mm，则外边缘处的厚度可为75mm，减小25％。

每一叶轮护罩可具有其外面52、54上的多个辅助或排出叶片60。辅助叶片的形状还可受制于护罩锥形部58，其中位于护罩的外边缘附近的辅助叶片的端部遵从护罩锥形部58的形状。辅助叶片是叶轮的任选特征。

前侧衬里30具有从最外端34通向最内端35的圆柱形入口区段32。当泵10操作时，最外端34可连接到未显示的进料管，浆料通过所述进料管馈送到泵10。最内端35具有凸起的唇缘38，当处于组装位置时，所述凸起的唇缘布置成与叶轮40成紧密面向的关系。前侧衬里30具有面向泵送腔室42的表面37以及外边缘26，该表面在泵操作期间与泵10接触。

现将参考图4A到D描述可在泵10中使用的叶轮400。图式展示叶轮400，其中图4A展示后护罩425的视图，图4B展示前护罩420的视图，图4C展示穿过叶轮400的横截面，且图4D展示穿过叶轮400的切片。

泵入口相对于驱动轴同轴并且位于泵壳体的与驱动轴相对的一侧上。驱动轴通过毂405附接到叶轮400。叶轮400具有带有前导边缘415的周向间隔开的泵送叶片410。周向间隔的泵送叶片410从离心泵的入口(例如泵10的圆柱形入口区段32)获取浆料。

辅助叶片445位于前护罩420的外面上。辅助叶片445位于叶轮400的前侧表面上，所述前侧表面是最靠近泵的前侧衬里的表面。当从叶轮400的旋转方向检视时，周向间隔的泵送叶片410通常被称为向后弯曲叶片。辅助叶片445也弯曲，并且展示为具有在与周向间隔的泵送叶片410相同的方向上的曲率。

辅助叶片445可辅助泵送离心泵中的浆料。辅助叶片可以与其它叶片(例如叶轮400的周向间隔的泵送叶片410)结合工作，以将浆料从离心泵的入口移动到出口。在一个实施例中，后护罩425还可具有辅助叶片。

叶轮400的每一护罩具有位于护罩的外边缘435处的锥形部分450。锥形部分450是其中叶轮400的厚度减小的叶轮400的区。如图4C中所示，锥形部分450具有更靠近叶轮400的旋转轴线定位的锥形部的凹形区455和位于护罩的边缘处的锥形部的凸形区460。两个凹形区可具有区内不同的曲率半径乃至不同的曲率。举例来说，锥形部的凹形区455和/或锥形部的凸形区460可具有不同的曲率半径。

对于叶轮400，前护罩420和后护罩425的厚度近似地减半，厚度的减小仅从护罩的外面发生。叶轮400的每一护罩还具有位于外面上且位于锥形部分450和叶轮400的中心之间的平面部分430。平面部分430包含叶轮400的其中辅助叶片445所处的区。平面部分430可以是其中前护罩420和后护罩425的厚度也可减小但减小率比锥形部分450慢的区。

现将相对于图5A和B描述叶轮500。叶轮500类似于上文描述的叶轮40和叶轮400。叶轮500具有用于接收驱动轴杆的毂505。周向间隔的泵送叶片510位于前护罩520和后护罩525之间。辅助叶片545位于前护罩520上，其从叶轮500的中心延伸到锥形部分550。辅助叶片545定位于前护罩520的平面部分530或大体平面部分上。后护罩525也具有位于叶轮500的中心和锥形部分550之间的平面部分530或大体平面部分。从平面部分530延伸到叶轮500的外边缘535的锥形部分550具有凹形区555和凸形区560。如所展示，锥形部分550中不存在辅助叶片545。凹形区555朝向叶轮500的中心定位，且凸形区560朝向叶轮500的外边缘定位。如下文将论述，锥形部分550为具有凹形区555和凸形区560的复合形状。辅助叶片545具有辅助叶片565的锥形部分，其从平面部分530过渡到锥形部分550。在一些实施例中，辅助叶片545可延伸到锥形部分550中。辅助叶片545可以与锥形部分550类似的方式呈锥形。

图6展示类似于图1和2的泵10的泵600。泵600具有许多与泵10相同的特征，且相同特征用与用于泵10的参考标号相同的参考标号来标记。然而，泵600具有拥有带凹槽的前侧衬里605的不同型式的侧衬里。前侧衬里605具有切割到表面37中的凹槽610，其与由泵600泵送的材料或流体接触。凹槽610可减小前侧衬里605的磨损率。当结合叶轮40的护罩锥形部58使用时，前侧衬里605中的凹槽610可组合以相比于表面平坦的侧衬里进一步减小前侧衬里605的磨损率。将相对于图8更详细地描述带凹槽的侧衬里，也称为带图案的侧衬里(例如带凹槽的前侧衬里605)。

图7A和B展示具有叶轮705的泵700的一部分的横截面。叶轮705具有前护罩720和后护罩725。护罩中的每一个具有位于护罩的外边缘745附近的锥形部分750，以及位于锥形部分750和叶轮705的中心之间的平面部分740。锥形部分750位于前护罩720的外表面710和后护罩725的外表面715上。图7A具有平滑前侧衬里765和平滑后侧衬里775。图7B展示使用平滑后侧衬里775和带图案的前侧衬里770的泵700。带图案的前侧衬里770可以是带凹槽的侧衬里(例如将相对于图8描述)，或具有衬里上的其它图案。

现将相对于图8描述侧衬里，该图展示带图案的侧衬里800，更确切地说用于在例如泵10等离心泵中使用的具有径向涡旋图案的后侧衬里。虽然侧衬里800被描述为后侧衬里，但带图案的侧衬里也可用于前侧衬里。如上所述，与表面平坦的侧衬里相比，侧衬里800上的径向涡旋图案可以减少侧衬里上的局部磨损。减少的磨损可以增加图案化侧衬里的操作寿命。通常，例如侧衬里800等侧衬里是由例如橡胶、弹性体或金属等合适的材料制成的离心泵中的可更换零件。侧衬里800以类似于图1的侧衬里14的方式操作。

侧衬里800具有位于中心的孔口810。孔口810允许轴进入离心泵的泵送腔室以使叶轮(例如上述的叶轮40或叶轮400)旋转。侧衬里800具有面向泵送腔室放置的表面815，并且可以与由离心泵泵送的浆料接触。表面815具有内边缘820，该内边缘形成孔口810的边缘并且与驱动轴(例如上述的驱动轴)密封。表面815的外边缘830可以与主衬里(例如上述的主衬里12)形成密封。

多个凹槽840位于表面815上。凹槽840形成到表面815中，并且可以从内边缘820径向延伸到外边缘830，如图8所示。凹槽840可以被认为是在平行于表面815的平面中。凹槽840的深度可以在表面815上方变化。凹槽840的深度轮廓的一个实例是凹槽840越靠近内边缘820和外边缘830越浅。利用这种深度轮廓，凹槽840的最深部分可以位于或接近位于内边缘820与外边缘830之间的中间区850。凹槽840的深度轮廓可以变化。

图8的凹槽840不是直线，而是弧形或弯曲的。弧的曲率方向可以在减少侧衬里800的刨削方面发挥作用。凹槽840形成为在与离心泵的叶轮的主泵送叶片的曲率方向相反的方向上的曲率的弧。如果装配辅助叶片，则凹槽840的曲率也与叶轮的辅助叶片的曲率方向相反。因此，当观察衬里的开槽表面时，前侧衬里与后侧衬里之间的曲率方向将不同。与叶轮的向后弯曲的叶片相比，当从叶轮的旋转方向看时，前侧衬里和后侧衬里具有可以被称为向前弯曲的凹槽。

图9A到D展示当与具有仅前护罩上的锥形部分和辅助叶片的叶轮(例如叶轮500)一起操作时流过泵衬里的材料(例如浆料)的速度的模拟结果。图9A展示具有平坦前侧衬里的泵衬里900。泵送的材料经由出口905离开泵衬里900。高速度区910位于泵衬里900的中心处，过渡到中等速度区912，然后材料速度下降到低速度区914。图9B展示当使用带凹槽的前侧衬里时具有出口925的泵衬里920中的材料速度。相比于具有平坦前侧衬里的泵衬里900，带凹槽的前衬里耗散更多的材料速度。中等速度区930位于泵衬里920的中心附近，材料速度背朝泵中心下降到低速度区932。

图9C和D分别展示泵衬里900和泵衬里920的相对侧。图9C展示包含后侧衬里的包含出口945的泵衬里940。泵衬里940使用图9C中未图示的平坦前侧衬里。极低速度区952朝向泵衬里940的中心定位。材料速度向低速度区954且接着中等速度区950增加。低速度区956在中等速度区950外部。图9D展示具有出口965的泵衬里960。图9D展示平坦后侧衬里。泵衬里960具有未图示的带凹槽的前侧衬里。泵衬里960具有位于泵衬里960的中心附近的极低速度区972。极低速度区972过渡到低速度区974，接着是中等速度区970。衬里的外边缘具有低速度区976。中等速度区970小于泵衬里940的相当的中等速度区950。

现将相对于图10A和B描述在泵内部操作的流过叶轮的材料(例如浆料)的速度的模拟结果。图式展示例如叶轮500等叶轮的前护罩。辅助叶片位于前护罩上。图10A展示具有平坦前侧衬里的泵衬里中模型化的叶轮1000。叶轮1000具有叶轮1000的护罩的外面上的辅助叶片1040。叶轮1000具有位于叶轮1000的中心附近的低速度区1010。极低速度区1020跨被辅助叶片1040覆盖的区域的大部分延伸。低速度区1030位于锥形部分1045所处的叶轮1000的外边缘附近。

图10B展示具有带凹槽的前侧衬里的泵衬里中模型化的叶轮1050。叶轮1050具有叶轮1050的护罩的外面上的辅助叶片1090。叶轮1050具有位于叶轮1050的中心附近的低速度区1060。极低速度区1070跨被辅助叶片1090覆盖的区域的大部分延伸。低速度区1080位于锥形部分1095所处的叶轮1050的外边缘附近。叶轮1050的低速度区1060低于叶轮1000的低速度区1010。

图11A到D展示使用具有锥形部分的叶轮的泵内部的预计流体速度。图11A展示具有叶轮1100的泵送腔室1170。平坦后侧衬里1120和平坦前侧衬里1125位于叶轮1100的任一侧上。叶轮1100具有叶轮1100的外表面上的锥形部分1115。存在锥形部分1115附近的流体的较低速度区1105和位于叶轮1100的外边缘附近的较高速度区1110。具有锥形部分的叶轮的优点是，例如较高速度区1110等较高速度区定位成更远离侧衬里。结果可能是，相比于无锥形部分的叶轮，叶轮的外边缘附近的流体速度可能在到达侧衬里之前具有较大耗散。因此，相比于无锥形部分的叶轮，当叶轮具有锥形部分时，侧衬里中的一个或两者可能磨损得较慢。

图11B展示具有拥有平坦前侧衬里1125和平坦后侧衬里1120的叶轮1100的泵送腔室1172的下部部分。泵送腔室1172中的叶轮1100的运动形成叶轮1100的外边缘附近的较高速度区1112以及锥形部分1115和后侧衬里1120之间的较低速度区1114。叶轮1100的另一护罩周围存在类似的区。

图11C展示具有平坦后侧衬里1150、带凹槽的前侧衬里1155和叶轮1102的泵送腔室1174的上部部分。叶轮1102具有锥形部分1160。较高速度区1130位于叶轮1102的外边缘附近，且较低速度区1135位于锥形部分1160和平坦后侧衬里1150之间。类似地，较高速度区1140和较低速度区1145位于叶轮1102的前护罩上。图11D展示具有平坦后侧衬里1150、带凹槽的前侧衬里1155和叶轮1102的泵送腔室1176。叶轮1102生成用于泵送腔室1176中的后护罩的较高速度区1130和较低速度区1135，以及用于前护罩的较高速度区1140和较低速度区1145。与叶轮1100一样，出于上文描述的原因，相比于无锥形部分的叶轮，叶轮1102的锥形部分1160可实现侧衬里的较慢磨损。

图12A到F展示叶轮护罩的锥形部分的可能的轮廓。图12A到F中的每一个展示具有外面1212和内面1214的叶轮护罩的区段。叶轮护罩的外面中的每一个具有导向护罩的外面上的锥形部分的平面部分1216。锥形部分位于叶轮的外边缘1218处或导向所述外边缘。图12A展示护罩的外边缘处的凸形锥形部分1210。图12B展示凹形锥形部分1220。图12C展示具有内部凹形区1230和外部凹形区1235这两个凹形区段的锥形部分，其中内部凹形区定位成较接近叶轮的中心，且外部凹形区涉及较接近外边缘1218的位置。图12C的锥形部分可被视为由两个较简单形状(在此情况下，两个凹形区)构成的复合形状。

图12D展示直锥部分1240。虽然直锥部分1240在外边缘1218处与内面1214形成交点，但变化形式可使直锥部分1240更远离内面1214终止于叶轮护罩的外边缘1218上的平坦区。此布置可提供比跨护罩的厚度延伸的直锥部更强的外边缘1218设计。图12E展示具有由内部凸形区1250和外部凹形区1255构成的复合形状的锥形部分。图12F展示具有与图12E相反的轮廓的锥形部分，其具有内部凹形区1260和外部凸形区1265。外部凸形区1265定位成比内部凹形区1260更接近外边缘。在一个实施例中，基于护罩相比于锥形部的标准厚度，锥形部可基于85％修整或厚度减小。内部凹形区1260和外部凸形区1265还可具有相等半径。可基于叶轮的大小确定半径的大小，其中半径随着叶轮的大小增加而增加。图12A到F中展示的锥形部分轮廓是叶轮的护罩上可使用的一些实例。还可使用包含其它复合形状的其它轮廓。举例来说，锥形部分可具有内部直线区和外部凹形部分。或者，锥形部分可具有内部凸形区和外部凸形区。

一些叶轮可在一个或多个护罩上具有沿着护罩延伸的锥形部。举例来说，其中护罩的厚度沿着护罩的平面部分在叶轮入口附近从中心减小。此类叶轮具有平面部分，所述平面部分可为从较接近叶轮的中心较厚到外边缘附近较薄的锥形。平面部分具有可变厚度，且在外边缘附近比叶轮的中心附近要薄。在此实例中，锥形部分是额外锥形部，其中厚度减小率高于平面部分。即，相比于护罩的其它区，护罩厚度的改变率可针对锥形部分增加。对于一些叶轮，锥形部分的厚度的减小大于平面部分中厚度的减小。对于一些叶轮，护罩的锥形部分的厚度变化大于锥形部分外部的护罩的区。

相比于平面部分，锥形部分还定位成较接近叶轮的外边缘。即，平面部分定位成比锥形部分更接近叶轮的中心。平面部分可定位成紧邻锥形部分，或者平面部分与锥形部分之间可存在另一区段。平面部分可为平坦的或可为大体上平面的。

锥形部分可仅在叶轮的前护罩上、仅在叶轮的后护罩上，或在叶轮的前护罩和后护罩两者上使用。尽管上文描述的泵具有平坦后侧衬里，但除带凹槽的或带图案的后侧衬里外还可使用带凹槽的或带图案的后侧衬里。或者，后侧衬里可以是带凹槽的或带图案的，且前侧衬里可以是平坦的。

上文描述的侧衬里800具有弧形凹槽，其它设计也是可能的。举例来说，凹槽可径向延伸或具有在相反方向上弯曲的弧。或者，侧衬里可具有重叠的凹槽，例如交叉影线图案。此外，后衬里和前衬里的凹槽或图案的形状可以是不同的。

如上文所描述，具有一个或多个锥形部分的叶轮的一个优点是，与无锥形部分的叶轮相比，侧衬里的磨损可较慢。对于使用具有一个或多个锥形部分的叶轮的泵来说，主衬里的磨损也可较慢。虽然上文描述的一些泵使用带图案的侧衬里，但并不要求所述带图案的侧衬里在使用具有锥形部分的叶轮时获得优势。然而，使用一个或多个带图案的侧衬里可在减小泵的衬里的磨损率方面提供额外益处。

在整个说明书和随后的权利要求书中，除非上下文另有要求，否则词语“包括(comprise)”及其变型形式诸如“包括(“comprises”或“comprising”)”将被理解为暗示包括所述整数或步骤或一组整数或步骤，但不排除任何其他整数或步骤或一组整数或步骤。

Claims (14)

1.一种用于离心泵的叶轮，所述叶轮包括：

入口，流体经由其进入所述叶轮；

泵送叶片，其用于泵送来自所述入口的所述流体以及将所述流体排出到所述叶轮在其中操作的所述离心泵的泵送腔室中；以及

至少一个护罩，其从所述叶轮的旋转轴线径向延伸且附接到所述泵送叶片，所述至少一个护罩具有朝向所述叶轮的中心定位的平面部分和朝向所述护罩的外边缘定位的锥形部分，所述锥形部分是复合形状且具有凹形和凸形区。

2.根据权利要求1所述的叶轮，其中所述至少一个护罩的所述锥形部分具有大于所述锥形部分外部的厚度变化。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的叶轮，其中所述锥形部分减小所述至少一个护罩的所述护罩的外面上的厚度。

4.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮，其中所述至少一个护罩具有辅助叶片。

5.根据权利要求4所述的叶轮，其中所述辅助叶片延伸到所述锥形部分中。

6.根据权利要求5所述的叶轮，其中所述辅助叶片在所述锥形部分中呈锥形。

7.根据权利要求4所述的叶轮，其中所述辅助叶片在所述锥形部分中不存在。

8.根据权利要求1所述的叶轮，其中所述凸形区定位成比所述凹形区更接近所述外边缘。

9.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮，其中所述至少一个护罩的厚度在所述锥形部分中减小至少一半。

10.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮，其中所述至少一个护罩的所述平面部分具有可变厚度。

11.根据权利要求10所述的叶轮，其中所述至少一个护罩的所述平面部分在所述外边缘附近比所述叶轮的所述中心附近要薄。

12.根据前述权利要求中任一项所述的叶轮，其中所述至少一个护罩是位于所述泵送叶片的任一侧上的两个护罩，且所述流体在所述两个护罩之间泵送。

13.根据权利要求12所述的叶轮，其中所述两个护罩中的每一个具有锥形部分。

14.一种泵，其具有根据前述权利要求中任一项所述的叶轮。