[发明专利]一种叶轮及带有该叶轮的旋涡装置

说明书

技术领域

本发明涉及气(液)泵和气(液)轮机技术领域，具体是一种叶轮及带有该叶轮的旋涡装置。

背景技术

旋涡装置是一种带叶轮的的气(液)泵或气(液)轮机，例如旋涡泵是通过旋转叶轮对流体介质(例如液体或气体)的作用力，在流体介质运动方向上给流体介质以冲量来传递动能以实现输送的目的。

旋涡泵是一种高压叶片泵，主要由叶轮、泵体和泵盖组成。叶轮为一个圆盘结构，圆周上设有呈放射状均匀排列的的片。泵体和叶轮间形成环形流道，吸入口和排出口均在叶轮的外圆周处。其中吸入口与排出口之间有隔板，由此将吸入口和排出口隔离开。旋涡泵泵内流体介质随叶轮一起回转时产生一定的离心力，向外甩入外壳中的环形流道，并在流道形状的限制下被迫回流。因此，液体在叶片与环形流道之间的运动迹线，对静止的外壳来说是一种前进的螺旋线；而对于转动的叶轮来说则是一种后退的螺旋线；旋涡泵即因流体介质的这种旋涡运动而得名。流体介质能连续多次进入叶片之间获取能量，直到最后从排出口排出。旋涡泵的工作有些像多级离心泵，但旋涡泵没有像离心泵蜗壳能量转换装置。旋涡泵主要是通过多次连续作功的方式把能量传递给液体，所以能产生较高的压力。

现有的叶轮中的径向叶片，因为要保证强度的设计，叶片的厚度比较厚，造成效率比较低，从而影响了使用范围。

发明内容

本发明提供一种叶轮及带有该叶轮的旋涡装置，可以减少叶片的厚度同时保证叶片的强度，有效提升效率；同时与外壳的设计相配合，增强气体、液体的旋涡运动，减少噪音。

一种叶轮，包括轮盘本体，环绕所述轮盘本体的外周设有环形外轮，所述环形外轮的两侧设有多个与环形外轮垂直的叶片，所述叶片为片状结构，叶轮的直径与所示叶片厚度的比例为100-2000:1，所述叶片的两侧设计为弧形结构，使得沿叶片所处外壳内壁流动的最强涡流与外壳隔舌与叶轮之间的间隙错位，外壳内壁与叶片之间形成“C”型涡流腔，在同一侧的叶片的顶面中部设有环形支架，所述环形支架位于所述“C”型涡流腔的圆心附近。

进一步的，所述叶片的顶部形成为与底部平行的顶面，两边分别与与顶面两侧边缘连接的第一弧形坡面和第二弧形坡面，外壳内壁与第一弧形坡面和第二弧形坡面之间分别形成“C”型涡流腔靠近叶轮圆心夹角区域和“C”型涡流腔靠近叶轮外围夹角区域，其中“C”型涡流腔靠近叶轮圆心夹角区域可让气体或液体进入叶片的方向同离心力方向接近一致，“C”型涡流腔靠近叶轮外围夹角区域有利于气体或液体从叶片出来后有一个缓冲变向。

进一步的，所述环形支架嵌入所述叶片中，所述环形支架的顶面与所述叶片的顶面平齐。

一种旋涡装置，包括外壳、置于外壳内的叶轮，所述叶轮包括轮盘本体，环绕所述轮盘本体的外周设有环形外轮，所述环形外轮的两侧设有多个与环形外轮垂直的叶片，所述叶片为片状结构，叶轮的直径与所示叶片厚度的比例为100-2000:1，所述叶片的两侧设计为弧形结构，使得沿叶片所处外壳内壁流动的最强涡流与外壳隔舌与叶轮之间的间隙错位，外壳内壁与叶片之间形成“C”型涡流腔，在同一侧的叶片的顶面中部设有环形支架，所述环形支架位于所述“C”型涡流腔的圆心附近。

进一步的，所述叶片的顶部形成为与底部平行的顶面，两边分别与与顶面两侧边缘连接的第一弧形坡面和第二弧形坡面，外壳内壁与第一弧形坡面和第二弧形坡面之间分别形成“C”型涡流腔靠近叶轮圆心夹角区域和“C”型涡流腔靠近叶轮外围夹角区域，其中“C”型涡流腔靠近叶轮圆心夹角区域可让气体或液体进入叶片的方向同离心力方向接近一致，“C”型涡流腔靠近叶轮外围夹角区域有利于气体或液体从叶片出来后有一个缓冲变向。

进一步的，所述环形支架嵌入所述叶片中，所述环形支架的顶面与所述叶片的顶面平齐。

进一步的，所述旋涡装置为旋涡泵、燃气轮机或水轮机。

本发明将由金属片加工而成的超薄叶片，安装在叶轮上，同一侧的叶片都与一个环形支架相连，保证了叶片强度，环形支架位于涡流断面的圆心附近，对涡流的影响最小；随着叶片厚度的减小，阻力也更小，效率提高，可以在更大的范围内使用。

附图说明

图1是本发明叶轮其中一个实施例的立体结构示意图；

图2是本发明叶轮其中一个实施例的侧面剖视图；

图3是本发明叶轮其中一个实施例另一方向的侧视图；

图4是本发明旋涡泵其中一个实施例的侧面剖视图；

图5是本发明旋涡泵内涡流腔的布置图；

图6是本发明其中一个实施例中左外壳的结构示意图；