TWI695121B - 用於離心式泵浦之葉輪總成 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種離心式泵浦之葉輪總成，該總成包含一第一碟形元件，其操作配置朝向同軸入口並且面向直徑較小的一第二碟形元件，該元件操作配置朝向該出口；該第二碟形元件通過一組傾斜相隔葉片，剛性連接至該第一碟形元件，並且中間提供緊固裝置來緊固至一驅動軸。本發明的特徵在於該葉片包含扁平片狀的附屬品，其與該第二碟形元件相鄰；該附屬品基本上位於與承受較少軸向推力對應的區域上。

Description

用於離心式泵浦之葉輪總成

本發明係關於用在單一或多階段型離心式泵浦之葉輪總成。

如所知，離心式泵浦葉輪一般由一對形狀適合、彼此面對，如此在其中形成凹穴，讓一組葉片連接兩碟片的碟型本體所組成。

每一葉輪也都具有一中央輪轂或一等效連結裝置，允許將該葉輪緊固至由馬達裝置轉動的一轉軸。

最常見的葉輪，儘管已廣為使用，具有某些缺點；其中最重要的就是有關軸向推力產生。

事實上，離心式泵浦葉輪要承受不同壓力作用在兩側上：在吸入側上，通常承受小於大氣壓力的壓力，而在相對側上，承受幾乎等於施加壓力的壓力。

這樣會讓軸向推力變得非常強，如此在效率方面產生非常大的損失，並且產生過載，使得馬達軸承受損。

這些重大問題在多級泵浦的情況下明顯增加。

在嘗試解決軸向推力產生的問題方面，某些多級泵浦製造商 往剩餘葉輪的相反方向連接該等一半的葉輪。

然而，此解決方案造成非常難以實現內流動通道。

先前技術也包含義大利第VI2014A000271號專利申請案中揭示的葉輪總成，尤其是用於離心式泵浦，其可有效解決上述問題。然而，該葉輪必須具有一碟相對於另一碟並且相對於葉片擁有特定並且正確的角度位置。這暗示在製造葉輪總成時，要使用到會延長製造時間與影響最終產品成本的特定裝置。

尤其是，這同樣適用於義大利第VI2015A000081號專利申請案內所揭示的該葉輪。同樣在此案例中，事實上，使用具有特定形狀的碟，如此可相對於另一碟並且相對於葉片精準定位。

中國大陸專利公開號CN201650848揭示一種用於井用潛水泵的葉輪，其中讓水流過的流道安排在該前蓋板與該後蓋板之間，該前蓋板與該後蓋板全都由塑膠製成，並且該後蓋板的直徑小於該前蓋板的直徑。

美國專利US5171128揭示一種離心式風扇輪，調適成接受一流動媒體，利用複數個徑向延伸的葉輪葉片，徑向加速排放。複數個流動媒體通道都位在該風扇輪外圍徑向向內，以改善該風扇的效率。該等流動媒體通道由改變位於緊鄰風扇輪背板外圍的相鄰葉片之間的切口所定義。

本發明的目的在於解決上述問題，利用實現一推進結構，特別是用於離心式泵浦，如此可降低軸向推力，同時維持最高效率，並且由可輕鬆組裝、不需特別注意的碟形元件製成。

在上面的目標中，本發明的進一步目的為實現一種葉輪總 成，其中兩碟形元件並不需要具有特定角度位置。

本發明的進一步目的為實現一種葉輪總成，其解決與該傳動軸上所產生牽引力有關之問題。

仍舊是本發明的進一步目的為實現一種葉輪總成，其中保留該等馬達軸承。

本發明的進一步目的為提供一種葉輪總成，其用少量組件就可製造，因此從純經濟的觀點來看也有利。

上述目的與目標，以及此後將了解的其他目標，都利用離心式泵浦之葉輪總成來達成，該總成包含一第一碟形元件，其操作配置朝向一泵浦的同軸入口並且面向直徑較小的一第二碟形元件，其操作配置朝向該泵浦的出口；該第二碟形元件通過一組傾斜相隔葉片，剛性連接至該第一碟形元件，並且中間提供緊固裝置來緊固至一驅動軸；該葉輪總成的特徵在於該葉片包含扁平片狀並與該第二碟形元件相鄰的附屬品；該附屬品基本上位於承受較少軸向推力的區域上。

本發明也關於一離心式泵浦，其包含一實質上中空本體，其中容納至少一個緊固至一傳動軸而可繞著一旋轉軸線旋轉之葉輪總成；該傳動軸由馬達裝置所旋轉；該葉輪總成包含一第一碟形元件，其操作配置朝向該泵浦的同軸入口並且面向直徑較小的一第二碟形元件，該元件操作配置朝向該泵浦的出口；該第二碟形元件通過一組傾斜相隔葉片，剛性連接至該第一碟形元件，並且中間提供緊固裝置來緊固至該驅動軸；該離心式泵浦的特徵在於該葉片包含扁平片狀並與該第二碟形元件相鄰的附屬品；該附屬品基本上位於承受較少軸向推力的區域上。

根據本發明的葉輪總成可顯著降低軸向推力，但是同時確定最大效率與流動。

利用以該附屬品只覆蓋承受較少軸向推力、相對於與該第二碟形元件共平面的該圓冠，並且對應至圓周直徑分別與該等兩碟形元件直徑重合之區域，來達成此目的。

藉由將該等附屬品與該等葉輪葉片一體成形，則該等兩碟形元件就不需要安裝在相互精準的傾斜位置上。

這可簡化並加快該葉輪總成的製造，並且從純經濟的觀點來看也更有利。

1‧‧‧葉輪總成

2‧‧‧第一碟形元件

3‧‧‧第二碟形元件

4‧‧‧葉片

5‧‧‧輪轂

6‧‧‧貫穿孔

7‧‧‧附屬品

8‧‧‧折疊線

9‧‧‧側邊

10a‧‧‧區段

10b‧‧‧區段

101‧‧‧葉輪總成

107‧‧‧附屬品

110a‧‧‧區段

110b‧‧‧區段

201‧‧‧葉輪總成

207‧‧‧附屬品

210a‧‧‧直線部分

210b‧‧‧彎曲部分

1000‧‧‧旋轉軸線

從根據本發明的一葉輪總成之較佳具體實施例詳細說明當中，搭配附圖，將可了解更多特色與優點，其中：第一圖為根據本發明的一葉輪總成之前視圖；第二圖為第一圖中該葉輪總成細節的放大透視圖；第三圖為根據本發明進一步態樣的一葉輪總成之前視圖；第四圖為仍舊根據本發明進一步態樣的一葉輪總成之前視圖。

請參閱第一圖和第二圖，根據本發明的離心式泵浦之葉輪總成通常用圖式符號1來表示。

葉輪總成1設計用於多階離心式泵浦；然而，精通技術人士可了解，本發明的葉輪總成也適用於其他種泵浦。

已知並且未顯示在圖式中的該多階離心式泵浦包含一實質上中空本體，其中容納一組根據本發明所製作的葉輪，該葉輪同軸緊固在由馬達裝置所轉動的一驅動軸灀。

葉輪總成1包含一第一碟形元件2，其操作配置在該泵浦入口側上，以及一第二碟形元件3，其操作配置在該泵浦出口側上。

第二碟形元件3的直徑小於第一碟形元件2的直徑。

該兩碟形元件2和3與一旋轉軸線1000同軸並且彼此面對，如此形成一大體上圓柱形的凹穴。

葉片4配置在該凹穴內部，每一葉片4大體上都平坦並橢圓，並且將第一碟形元件2剛性連接至第二碟形元件3。

葉片4傾斜繞著旋轉軸線1000分佈，並且從兩碟形元件2和3的中心朝向周邊區域延伸。

葉片4遵循大體上螺旋弓形輪廓排列，並未伸出第一碟形元件2之外，如此形成徑向排列的發散管道。

優點在於，第二碟形元件提供固接裝置來固接至一驅動軸(圖示內未顯示)，該驅動軸可繞著旋轉軸線1000旋轉。

在例示的範例中，該緊固裝置基本上由第二碟形元件3中間內的一輪轂5所構成。

在輪轂5的對面有一貫穿孔6，其形成於第一碟形元件2的中央，並且直徑大於該驅動軸的直徑。

事實上，貫穿孔6構成葉輪總成1的該吸入口。

根據本發明，每一葉片4都包含扁平並且位於其邊緣上的一 附屬品7。

有利的是，附屬品7與對應的葉片4一體成形，並且由葉片4的形狀部分(沿著折疊線8折疊)所構成。

此折疊會讓每一附屬品7橫向延伸至對應的葉片4。

在實踐上，當葉片4固接在葉輪總成1上，附屬品7與第二碟形元件3平行並且共平面。

每一附屬品7都具有一側邊9位於第二碟形元件3上，並且在與第二碟形元件3共平面的一圓冠之內延伸，該圓冠包含在直徑分別與兩碟形元件2和3的直徑重合之圓周內。

請注意，附屬品7大體上位於前述圓冠內部，承受軸向推力較少的區域之對應處內。

每一附屬品7也由與折疊線8重合的側邊接合之形狀側邊以及靠在第二碟形元件3邊緣上的側邊9所界定。

在第一圖和第二圖內所示的具體實施例內，該形狀側邊由一對區段10a和10b構成，在其間橫向連續。

在實踐上，每一附屬品7的周邊大體上都具有一圓冠扇區的形狀。

然而，如同精通技術人士所了解，在不背離本發明領域之下，前述附屬品的大小與形狀可改變。

事實上，例如，第三圖顯示一種葉輪總成，一般用圖式符號101來表示，大體上類似於葉輪總成1，但是其中每一附屬品107都具有由兩區段110a和110b所構成的形狀側邊，而每一個都具有不同的角度。

另請注意，該形狀側邊可分散成一組連續區段，位置都不同，在限制上也可具有彎曲部分的外觀。

例如，第四圖顯示一種葉輪總成，一般用圖式符號201來表示，大體上類似於葉輪總成1和101，不過其中附屬品207具備一形狀側邊，其包含一直線部分210a和一彎曲部分210b，凹穴面向第二碟形元件3的外側。

根據圖式內未顯示的另一個具體實施例，該形狀側邊包含一凸出部分。

如此闡明，在不背離本發明領域之下，該附屬品的形狀、大小與比例都可改變。

在第三圖和第四圖所示的具體實施例內，對應至參考第一圖和第二圖內所示具體實施例已經說明的該等元件都指派給相同的圖式符號。

根據本發明，該葉輪總成可使用許多技術、使用金屬材料，例如鋼、不鏽鋼等等，或具有所需技術特性的其他材料來製造。

有關根據本發明的該葉輪總成之運作、實驗測試以及結果數據的精密分析都揭示，這些附屬品的存在有助於流體動力效能以及良好的流動，產生相同的軸向推力降低。

在實踐上，已發現根據本發明的離心式泵浦之葉輪總成完全可達到所要目的，降低軸向推力同時確保最高效率與流動。

利用以該附屬品只覆蓋承受較少軸向推力、相對於與該第二碟形元件共平面的該圓冠，並且對應至圓周直徑分別與該等兩碟形元件直 徑重合之區域，來達成此目的。

該等附屬品與葉片的一體成形構造允許兩碟形元件不需要安裝在相互精準的傾斜位置內。

這可簡化並加快根據本發明的葉輪總成之製程，並且從純經濟的觀點來看也更有利。

實踐上，只要所使用的材料符合特定用途以及形狀與尺寸，則根據需求與技術狀態的任何材料都可使用。

本申請案主張於2015年5月4日提出的義大利第102015000013754號專利申請案之優先權，在此併入當成參考。

1‧‧‧葉輪總成

2‧‧‧第一碟形元件

3‧‧‧第二碟形元件

4‧‧‧葉片

5‧‧‧輪轂

6‧‧‧貫穿孔

7‧‧‧附屬品

8‧‧‧折疊線

9‧‧‧側邊

1000‧‧‧旋轉軸線

Claims (8)

1. 一種離心式泵浦之葉輪總成，包含：一第一碟形元件，其操作配置朝向一泵浦的同軸入口並且面向直徑較小的一第二碟形元件，該第二碟形元件之操作配置朝向該泵浦的出口；該第二碟形元件通過一組傾斜相隔葉片，剛性連接至該第一碟形元件，並且中間提供緊固裝置來緊固至一驅動軸；該葉輪總成的特徵在於，該葉片包含扁平片狀並與該第二碟形元件相鄰的附屬品，該附屬品基本上位於承受較少軸向推力的區域上；其中每一附屬品都由該對應葉片的一折疊部分所構成；該折疊部分橫向延伸至該葉片，大體上對應於該葉片邊緣上一折疊線。
2. 如申請專利範圍第1項之葉輪總成，其中每一附屬品都由至少該折疊線所定義的一第一側邊、由至少與該第二碟形元件的該周邊邊緣相鄰的一第二側邊，以及由至少與該等第一和第二側邊接合的一形狀側邊所界定。
3. 如申請專利範圍第2項之葉輪總成，其中該形狀側邊包含至少兩區段；該等區段彼此橫向連續。
4. 如申請專利範圍第2項之葉輪總成，其中該形狀側邊包含大體上直線區段的演進。
5. 如申請專利範圍第2項之葉輪總成，其中該形狀側邊包含一彎曲部分，該部分具有一凹穴面向該第二碟形元件之外。
6. 如申請專利範圍第2項之葉輪總成，其中該形狀側邊包含一彎曲部分，該部分具有一凸起面向該第二碟形元件之外。
7. 如申請專利範圍第2項之葉輪總成，其中該附屬品與該第二碟形元件 大體上共平面。
8. 一種離心式泵浦，其包含一實質上中空本體，其中容納至少一個緊固至一傳動軸而可繞著一旋轉軸線旋轉之葉輪總成；該傳動軸由馬達裝置所旋轉；該葉輪總成包含一第一碟形元件，其操作配置朝向該泵浦的同軸入口並且面向直徑較小的一第二碟形元件，該元件操作配置朝向該泵浦的出口；該第二碟形元件通過一組傾斜相隔葉片，剛性連接至該第一碟形元件，並且中間提供緊固裝置來緊固至該驅動軸；該離心式泵浦的特徵在於，該葉片包含扁平片狀並與該第二碟形元件相鄰的附屬品；該附屬品基本上位於承受較少軸向推力的區域上；其中每一附屬品都由該對應葉片的一折疊部分所構成；該折疊部分橫向延伸至該葉片，大體上對應於該葉片邊緣上一折疊線。

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