CN105179308B - 改进叶片结构的水泵及一种可调整流量和效率的水泵组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进叶片结构的水泵，包括叶轮、泵盖及泵体，所述叶轮包括若干叶片，每一叶片具有一垂直于叶轮转轴轴线的顶板及一居中地支撑于顶板之下的支撑结构，顶板与支撑结构使每一叶片的横截面构成T字形。本发明改变现有水泵的叶轮结构形式，采用新型的“T”形结构形式的叶片，通过改变“T”型横条宽度和横条下的圆弧半径，即可扩大了流量和效率的调整范围。
Description
技术领域
本发明涉及水泵技术领域，尤其涉及永磁同步水泵技术领域。
背景技术
目前，公知的水泵所采用的叶轮叶片其横截面为矩形、等腰梯形等结构形式。采用这些结构的叶片，水泵的流量提升主要通过改变叶片高度、叶轮直径的方式来实现，流量的调整空间非常有限，无法定量的改变效率。在大多情况下，对水泵的流量调整要求和效率调整要求会有所不同，因此当前的结构调整方式很难适应这种变化。
如图1所示，为现有的水泵所采用的其中一种叶轮结构形式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的叶片结构，能方便地通过改变叶片的尺寸参数达到改变流量和效率的控制范围的目的。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种改进叶片结构的水泵，包括叶轮、泵盖及泵体，所述叶轮包括若干叶片，每一叶片具有一垂直于叶轮转轴轴线的顶板及一居中地支撑于顶板之下的支撑结构，顶板与支撑结构使每一叶片的横截面构成T字形。
进一步地，每一叶片还具有从所述顶板的底面向支撑结构延伸所形成的内凹的弧形支撑肋。
优选地，所述弧形支撑肋分别与顶板的底面及支撑结构相切，以获得扬程优选方案。
所述顶板的横向宽度为顶板边缘厚度的4倍，这样，水泵可获得扬程优选方案。
优选地，顶板的边缘厚度与所述支撑结构的宽度相等，可获得扬程优选方案。
所述叶轮由部件一及部件二连接而成，所述部件一包括一圆形底盘、位于圆形底盘中心的叶轮中心罩及设置于圆形底盘表面且从叶轮中心罩向外辐射状延伸的若干叶片支撑座，所述部件二包括所述顶板及居中地垂直支撑于所述顶板之下的支撑板，所述支撑板与叶片支撑座一一对接共同构成所述支撑结构。
所述叶片支撑座呈中心高外周低的两级台阶，所述部件二支撑板的内侧壁与叶片支撑座台阶级差处的侧壁相互嵌接，部件二支撑板的底面与部件一叶片支撑座低级台阶的顶面设置有若干对相互适配的栓体及凹坑。通过以上配合方式，使部件一和部件二装配成完整的叶轮结构，又可以根据需要更换适合尺寸的部件二，方便对水泵参数进行调整。
所述改进叶片结构的水泵为交流永磁排水泵，泵盖上的进水口沿叶轮径向开口，泵盖上的出水口沿叶轮轴向开口。
本发明还提供了一种可调整流量和效率的水泵组件，其由泵盖、泵体及叶轮装配成如前所述的水泵的结构，每个水泵组件里含有构成所述叶轮的一个部件一及多个部件二，不同的部件二具有不同的顶板横向宽度或不同的顶板边缘厚度或不同弧形的弧形支撑肋或不同的支撑结构宽度，根据流量和效率需求选择部件二并与部件一安装装配成如所述叶轮。
本发明所采用的技术方案是：改变现有双向水泵的叶轮结构形式，采用新型的“T”形结构形式的叶片。通过改变“T”型横条宽度和横条下的圆弧半径，即可扩大了流量和效率的调整范围。叶轮由两个部件组装而成，部件一与转轴连接，部件二与部件一组装，其中部件二可以使用不同高度、直径参数的叶片，通过这样的灵活组装方式，即可方便地实现流量和效率的提升。
附图说明
图1是现有技术水泵剖面结构示意图。
图2是本发明的叶轮平面结构示意图。
图3是本发明的叶轮剖面结构示意图。
图4是本发明的叶轮装配后的轴测图。
图5是本发明的叶轮分解状态示意图。
图6是本发明的水泵的分解结构示意图。
其中，
B-叶片顶板的横向宽度，R-弧形支撑肋的圆弧半径，H-叶片顶板的边缘厚度10-泵盖，20-泵体，30-叶轮，31-部件一，32-底盘，33‐叶片支撑座，33.1‐竖向凹槽，33.2‐凹坑，34‐叶轮中心罩，35‐部件二，36‐顶板，37‐叶片支撑板，37.1‐凸棱，37.2‐栓体
具体实施方式
应理解，本说明书中的上、下、左、右、向上、向下、向左、向右等方向性术语是针对附图中所示的方位的描述，这些方位并不是限制性的。如果没有特定说明，本文中的术语向内、向外、内、外、内侧、外侧是指相对于部件中心的范围，例如以电机轴线作为参照，内和内侧指更靠近或指向电机轴线的位置或取向，外和外侧是指更远离电机中心部位。此外，术语水平、竖起、悬垂等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而允许可以稍微倾斜。如水平仅是指其方向相对竖直而言更加水平，并不是表示该结构要完全水平，而是可以稍微倾斜。
如图2～图6所示，为本发明的改进了的叶轮结构，及采用该叶轮结构的水泵。
作为最基本的结构，本发明的改进的叶轮包括若干叶片，例如三片或四片，可根据设计需求而定。每一叶片具有一垂直于叶轮转轴轴线的顶板及一居中地垂直支撑于所述顶板之下的支撑结构构成，顶板与支撑结构使每一叶片的横截面呈T字形，从顶板边缘向同侧的支撑结构表面延伸形成内凹的弧形支撑肋。
作为一种优选的方式，叶轮由部件一31和部件二35连接而成。如图5所示，部件一31包括一圆形底盘32、套接于电机转轴的叶轮中心罩34以及设置于底盘32表面且以叶轮中心罩34作为中心向外呈辐射状分布的若干叶片支撑座33。部件二35包括所述顶板36及居中地垂直支撑于所述顶板之下的叶片支撑板37，叶片支撑板37与叶片支撑座33一一对接共同构成支撑顶板的支撑结构。部件一31与电机的转轴连接，并受其驱动而转动，而部件二与部件一连接，可根据设计及使用要求而更改不同的部件二。
叶片头1和叶片盘2采用粘接剂粘接装配，装配后的叶轮安装到电机转子轴上即可使用。
进一步考虑到部件一与部件二的装配及连接方式，可以将叶片支撑座设计成内(靠近转轴)高外(远离转轴)低的两级台阶式结构，在台阶级差处的侧壁设置有竖向凹槽33.1。在部件二叶片支撑板的内侧壁设置有竖向凸棱37.1，可嵌接于竖向凹槽33.1内。叶片支撑板的底面设置有外凸的栓体37.2，相应地，叶片支撑座低级台阶的顶面设置有对应的凹坑33.2。当部件一部件二装配在一起时，栓体37.2及凹坑33.2相互嵌套，竖向凸棱37.1与竖向凹槽33.1相互嵌套，再以粘合剂将两者粘接固定。
如下表1所示，显示了在其它条件不变的情况下，当叶片修改成T型结构时，水泵在流量、效率上的性能参数，该T型设计方案相对普通叶轮结构可提升16％的流量，可提升16％的效率。
表1
| B(mm) | R(mm) | H(mm) | 流量(L/min) | 效率(％) | |
| 普通叶轮 | — | — | — | 18.8 | 28.44 |
| T型方案 | 7 | 4 | 2 | 21.8 | 33.14 |
如下表2所示，显示了当B、R、H采用不同数值时，水泵在流量、效率上的性能参数。
表2
| B(mm) | R(mm) | H(mm) | 流量(L/min) | 效率(％) |
| 1.14 B0 | 1.33 B0 | 0.258 B0 | 19.5 | 22.21 |
| 1.43 B0 | 1.33 B0 | 0.258 B0 | 19.5 | 22.36 |
其中，B0是指顶板宽度所采用的某一基准数值。
图6所示为一种使用了上述改进的叶轮结构的交流永磁排水泵，其包括泵盖10，泵体20，设置于泵盖内腔的叶轮30、定子铁芯、线圈、转子组件，等等。泵盖10上的进水口沿叶轮径向开口，泵盖上的出水口沿轴向开口。
本发明包括但并不限于上述实施例及附图所示的内容，其它一切与本发明的技术方案具有相同实质性内容的产品结构均落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种改进叶片结构的水泵，包括叶轮、泵盖及泵体，其特征在于：所述叶轮包括一圆形底盘及若干叶片，每一叶片具有一垂直于叶轮转轴轴线的顶板及一居中地支撑于顶板之下的支撑结构，支撑结构支撑于圆形底板表面，顶板与支撑结构使每一叶片的横截面构成T字形。
2.根据权利要求1所述的改进叶片结构的水泵，其特征在于：每一叶片还具有从所述顶板的底面向支撑结构延伸所形成的内凹的弧形支撑肋。
3.根据权利要求2所述的改进叶片结构的水泵，其特征在于：所述弧形支撑肋分别与顶板的底面及支撑结构相切。
4.根据权利要求2所述的改进叶片结构的水泵，其特征在于：所述顶板的横向宽度为顶板边缘厚度的4倍。
5.根据权利要求2所述的改进叶片结构的水泵，其特征在于：顶板的边缘厚度与所述支撑结构的宽度相等。
6.根据权利要求1所述的改进叶片结构的水泵，其特征在于：所述叶轮由部件一及部件二连接而成，所述部件一包括一圆形底盘、位于圆形底盘中心的叶轮中心罩及设置于圆形底盘表面且从叶轮中心罩向外辐射状延伸的若干叶片支撑座，所述部件二包括所述顶板及居中地垂直支撑于所述顶板之下的支撑板，所述支撑板与叶片支撑座一一对接共同构成所述支撑结构。
7.根据权利要求6所述的改进叶片结构的水泵，其特征在于：所述叶片支撑座呈中心高外周低的两级台阶，所述部件二支撑板的内侧壁与叶片支撑座台阶级差处的侧壁相互嵌接，部件二支撑板的底面与部件一叶片支撑座低级台阶的顶面设置有若干对相互适配的栓体及凹坑。
8.根据权利要求1所述的改进叶片结构的水泵，其特征在于：所述改进叶片结构的水泵为交流永磁排水泵，泵盖上的进水口沿叶轮径向开口，泵盖上的出水口沿叶轮轴向开口。
9.一种可调整流量和效率的水泵组件，其特征在于：由泵盖、泵体及叶轮装配成如权利要求6或7所述的水泵的结构，每个水泵组件里含有构成所述叶轮的一个部件一及多个部件二，不同的部件二具有不同的顶板横向宽度或不同的顶板边缘厚度或不同弧形的弧形支撑肋或不同的支撑结构宽度，根据流量和效率需求选择部件二并与部件一安装装配成如所述叶轮。
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