專利名稱：葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及增壓設(shè)備、噴霧設(shè)備等的葉輪部件，具體是一種葉輪?？蓮V泛用于流體加壓、輸送等領(lǐng)域?？勺鳛樗?、氣泵、風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、吸氣設(shè)備、噴霧設(shè)備等的葉輪 使用，可產(chǎn)生更高壓力，可更加節(jié)能。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的葉輪，主要有離心葉輪等，普遍存在能耗太高、噪音太大、造價(jià)太高等缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種葉輪，采用全新的增壓方式，充分利用流體運(yùn)動(dòng)，利用從中心 到外圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流，使流體自動(dòng)從渦流中心區(qū)吸入渦流中，使流體在從渦流中心到渦 流外圍的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受渦流影響，在圓周運(yùn)動(dòng)離心力的作用下從渦流室中甩出。利用葉輪 的旋轉(zhuǎn)與泵殼或風(fēng)機(jī)殼或機(jī)殼內(nèi)壁的共同作用，在葉輪外周形成一個(gè)從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞 減的渦流，利用葉輪外周形成的從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞減的渦流實(shí)現(xiàn)流體增壓。利用圓半徑越長(zhǎng)圓周長(zhǎng)越長(zhǎng)的特點(diǎn)，當(dāng)圓內(nèi)各點(diǎn)都圍繞圓心做相同轉(zhuǎn)速的圓周運(yùn) 動(dòng)時(shí)，離圓心越遠(yuǎn)的點(diǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)的線速度越高，在離心力的共同作用下，使從圓心到圓外 圍的運(yùn)動(dòng)形成一個(gè)具有加速度的拋物線運(yùn)動(dòng)，使從圓中心區(qū)進(jìn)入這個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)中的流 體在離心力的作用下向圓外圍的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受流體粒子之間的相互摩擦以及運(yùn)動(dòng)加速度 的共同作用下形成一個(gè)從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流，這個(gè)渦流可以產(chǎn)生一個(gè)向渦流外圍 的力，這個(gè)力具有加速度，這個(gè)力可以大大提高渦流中心的吸力。渦流場(chǎng)中的每一個(gè)點(diǎn)相互之間都存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)使每個(gè)點(diǎn)相互之間產(chǎn)生相互 作用力，渦流場(chǎng)中的流體粒子距離渦流中心越遠(yuǎn)，它的線速度越快，與它相鄰的渦流中心方 向的粒子的線速度更低，它們之間會(huì)發(fā)生摩擦，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)滾動(dòng)摩擦力。渦流場(chǎng)對(duì)渦流中的物體存在一個(gè)揉搓、分離的力，這個(gè)力隨渦流轉(zhuǎn)速的提高同步 提高。這個(gè)力可以很好地使流體被分離、摻混均勻，利用這一點(diǎn)可以很好地避免泵的汽蝕問(wèn) 題；也可以更好的促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)；也可以使液體與空氣更好的混合均勻，使氣流形成更均 勻的噴霧；轉(zhuǎn)速越高產(chǎn)生的離心加速度越大，葉輪外周形成的從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞減的渦流 中心的轉(zhuǎn)速最高，外圍的轉(zhuǎn)速最低，處于渦流中心的粒子產(chǎn)生的離心加速度最大，處于渦流 外圍的粒子產(chǎn)生的離心加速度最小，這就使渦流中心產(chǎn)生的離心力可以通過(guò)渦流內(nèi)粒子傳 遞到渦流外圍，使渦流內(nèi)所有粒子產(chǎn)生的離心力都可以傳遞到渦流外圍，離心力在渦流外 圍匯聚，使渦流外圍產(chǎn)生更高的壓力。中心與外圍如果是同速旋轉(zhuǎn)，中心產(chǎn)生的離心力就無(wú) 法傳遞到外圍，離心力無(wú)法在外圍實(shí)現(xiàn)匯聚，就不能產(chǎn)生更高的壓力。利用渦流的摻混作用，使噴射氣流成為噴霧氣流，可以形成很好的霧化效果，可以 產(chǎn)生超細(xì)霧滴，可以產(chǎn)生出高壓噴射氣霧。利用渦流的摻混作用，使水泵更好的避免氣蝕。 利用渦流使化學(xué)反應(yīng)更加充分，使水泵作為化工泵使用時(shí)具有更好的促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的功能。 本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)葉輪，包括輪體，輪體內(nèi)設(shè)渦流室，渦流室中部開設(shè)渦流室進(jìn)口，渦流室外周設(shè)置 多個(gè)導(dǎo)葉，導(dǎo)葉與輪體半徑間夾角為Al。Al的角度范圍大于0度小于90度。導(dǎo)葉表面為 弧形。導(dǎo)葉表面弧度與葉輪外緣弧度相等。導(dǎo)葉相互之間形成流體通道，流體通道內(nèi)腔向 流體通道出口逐漸收縮。導(dǎo)葉間設(shè)有凹槽體。凹槽體與輪體半徑間夾角為A2，A2的角度范 圍大于0度小于90度。渦流室內(nèi)壁設(shè)置成弧面結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于利用全新的增壓方法，充分利用了圓周運(yùn)動(dòng)和流體運(yùn)動(dòng)， 使流體被渦流增壓。本葉輪利用了流體的自身運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生增壓，大大降低了機(jī)械部件與流體 之間的摩擦，降低了摩擦造成的能量損耗，大大降低了噪音、振動(dòng)等。葉輪外圍從中心到外 圍轉(zhuǎn)速遞減的渦流大大降低了渦流邊緣流體的運(yùn)動(dòng)速度，大大降低了流體與機(jī)殼內(nèi)壁之間 的摩擦。本實(shí)用新型具有制造簡(jiǎn)單、制造成本低、使用成本低、維護(hù)費(fèi)用低、使用壽命長(zhǎng)、增 壓效果好、可產(chǎn)生更高壓力、壓力從低到高任意調(diào)節(jié)、壓力范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型葉輪可廣泛應(yīng)用于各種增壓設(shè)備領(lǐng)域?？捎盟鳛槎喾N水泵、風(fēng)機(jī)、氣 泵、離心式壓縮機(jī)等的葉輪使用，可廣泛用于流體增壓、輸送等領(lǐng)域。本葉輪可使水泵實(shí)現(xiàn)大流量、高揚(yáng)程、低能耗等功效?？墒箽獗卯a(chǎn)生更高壓力?？?使風(fēng)機(jī)，大大降低噪音、降低能耗、提高風(fēng)壓、提高流量，可產(chǎn)生更高風(fēng)壓。可使壓縮機(jī)產(chǎn)生 更高壓力。可使霧化設(shè)備產(chǎn)生納米級(jí)霧滴，可產(chǎn)生高壓氣霧。

附圖1是本實(shí)用新型葉輪實(shí)施例之一的主視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是附圖1中A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是本實(shí)用新型葉輪實(shí)施例之二的主視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4是本實(shí)用新型葉輪實(shí)施例之三的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5是本實(shí)用新型葉輪實(shí)施例之四的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖6是本實(shí)用新型葉輪實(shí)施例之五的剖視結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型葉輪的主體結(jié)構(gòu)包括輪體1，輪體1內(nèi)設(shè)渦流室2，渦流室2中部開設(shè) 渦流室進(jìn)口 3，渦流室2外周設(shè)置多個(gè)導(dǎo)葉4，導(dǎo)葉4與輪體1半徑間夾角為Al，Al的角度 范圍大于0度小于90度。輪體1可以根據(jù)需要選用不同的材料制造轉(zhuǎn)速要求高的，可以選用高強(qiáng)材料制 造；需要加壓輸送的流體溫度高的，選用耐高溫的高強(qiáng)材料；有腐蝕性的化學(xué)流體采用耐 腐材料；輪體可使用金屬、陶瓷、玻璃、碳纖維、塑料等材料。金屬材料的輪體可以采用鑄造 工藝一次鑄造成型，也可采用焊接等工藝制造，陶瓷等材料的渦流室可燒制成形。輪體中心 可設(shè)置鍵槽或螺紋與傳動(dòng)軸連接。 輪體1內(nèi)設(shè)渦流室2，渦流室2可設(shè)置成橫截面呈圓形的空腔，可更好的保持葉輪 的動(dòng)平衡，可使渦流室內(nèi)更好的形成一個(gè)從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流。為提高流體流量，渦流室內(nèi)腔可以設(shè)計(jì)成邊緣厚中 心薄的結(jié)構(gòu)，邊緣厚度可以是渦流室內(nèi)腔最大橫截面半徑 的0. 382-0. 618倍。渦流室可實(shí)現(xiàn)對(duì)流體的第一次增壓。渦流室2中部開設(shè)渦流室進(jìn)口 3。渦流室進(jìn)口 3的中心與渦流室2的中心在同一 軸線上，可使渦流室2在流體進(jìn)入時(shí)保持平衡。渦流室進(jìn)口直徑與渦流室內(nèi)腔直徑的比例 可根據(jù)需要選擇多種比例，可以選擇0.382 1，可更好的使渦流室內(nèi)形成渦流，同時(shí)可更 好的保證流量。渦流室進(jìn)口 3開設(shè)在渦流室側(cè)壁上，可在渦流室一側(cè)開設(shè)渦流室進(jìn)口。渦流室2外周設(shè)置多個(gè)導(dǎo)葉4，導(dǎo)葉4設(shè)在渦流室2的最外周，可根據(jù)流體流量決 定導(dǎo)葉4多少，可將導(dǎo)葉4均勻分布在渦流室2的圓周上即可。本葉輪用于吸污泵、排污泵、 泥漿泵等時(shí)，可加大導(dǎo)葉7長(zhǎng)度，加大導(dǎo)葉7厚度，加大導(dǎo)葉之間的距離，可提高葉輪強(qiáng)度、 抗沖擊能力和旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，可避免泵內(nèi)堵塞，實(shí)現(xiàn)無(wú)堵塞。導(dǎo)葉4與葉輪體1半徑間夾角為Al。Al可選擇多種角度，導(dǎo)葉與輪體半徑平行設(shè) 置時(shí)，會(huì)加大流體徑向運(yùn)動(dòng)，增加流體之間的撞擊能耗。導(dǎo)葉與輪體半徑成一定傾斜角度 設(shè)置時(shí)，導(dǎo)葉外緣朝向輪體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的前方，可減輕流體徑向運(yùn)動(dòng)，減少流體與泵殼或風(fēng)機(jī) 殼或機(jī)殼內(nèi)壁的摩擦能耗，減少流體之間的撞擊能耗，可進(jìn)一步提高流體的線速度，提高壓 力。導(dǎo)葉外緣朝向輪體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的后方，會(huì)加大流體徑向運(yùn)動(dòng)，加大流體與泵殼或風(fēng)機(jī)殼或 機(jī)殼內(nèi)壁的摩擦能耗加大流體之間的撞擊能耗，降低壓力。Al的角度范圍大于0度小于90度?？蓽p輕流體徑向甩出的力，可大大減輕流體 之間的撞擊能耗，可更加節(jié)能。可提高葉輪外緣流體運(yùn)動(dòng)的線速度，可以更好的提高壓力。 Al可以選用55. 62度，它是90度角的黃金分割角，可更好的使流體運(yùn)動(dòng)順暢，協(xié)調(diào)流量和壓 力。更好的使渦流室內(nèi)形成一個(gè)從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流，實(shí)現(xiàn)渦流室邊緣流體的增 壓，使流體可以在壓力和離心力的作用下，更快地進(jìn)入導(dǎo)葉區(qū)域。導(dǎo)葉4表面為弧形?？梢允沽黧w更易進(jìn)入導(dǎo)葉之間，可以使渦流室內(nèi)渦流轉(zhuǎn)速更 高，可以進(jìn)一步提高流體從葉輪內(nèi)出來(lái)后的線速度，減少流體徑向運(yùn)動(dòng)力，可進(jìn)一步提高壓 力，可更加節(jié)能。導(dǎo)葉4表面弧度與葉輪外緣弧度相等?？筛玫膮f(xié)調(diào)流體運(yùn)動(dòng)軌跡，可以使流體 更易進(jìn)入導(dǎo)葉之間，可以使渦流室內(nèi)渦流轉(zhuǎn)速更高，可以進(jìn)一步提高流體從葉輪內(nèi)出來(lái)后 的線速度，減少流體徑向運(yùn)動(dòng)力，可進(jìn)一步提高壓力，可更加節(jié)能。導(dǎo)葉4相互之間形成流體通道5，流體通道5內(nèi)腔向流體通道出口 6逐漸收縮。流 體通道5內(nèi)腔向流體通道出口 6逐漸收縮，可進(jìn)一步提高流體壓力，可起到對(duì)流體二次增壓 的作用。所有流體通道出口 6面積之和與渦流室進(jìn)口 3的比例可以選擇0.618 1至1 1 之間，可更好的協(xié)調(diào)流量和壓力。導(dǎo)葉4間設(shè)有凹槽體7?？梢栽黾尤~輪邊緣對(duì)流體的撥動(dòng)作用，可進(jìn)一步提高流體 的線速度，進(jìn)一步提高壓力。凹槽體7與輪體1半徑間夾角為A2，A2的角度范圍大于0度小于90度。可以更 好的提高葉輪邊緣對(duì)葉輪周圍流體的撥動(dòng)作用，可更進(jìn)一步提高流體的線速度，進(jìn)一步提 高壓力?？蓽p輕流體徑向運(yùn)動(dòng)，減輕流體之間的撞擊能耗。渦流室2內(nèi)壁設(shè)置成弧面結(jié)構(gòu)。可以避免流體沾附在渦流室2內(nèi)壁上，同時(shí)可以 使流體運(yùn)動(dòng)更順暢，減少渦流室2內(nèi)壁與流體之間的摩擦，可減少能量損耗，減少流體與渦 流室2內(nèi)壁摩擦。同時(shí)可提高葉輪整體強(qiáng)度，使葉輪可以承受更高的轉(zhuǎn)速。[0034]本實(shí)用新型實(shí)施例之一的結(jié)構(gòu)包括輪體1，輪體1內(nèi)設(shè)渦流室2，渦流室2中部開 設(shè)渦流室進(jìn)口 3，渦流室2外周設(shè)置多個(gè)導(dǎo)葉4，導(dǎo)葉4與輪體1半徑間夾角為Al。Al的角 度范圍大于0度小于90度。 本實(shí)施例葉輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，可作為通用葉輪使用，可作為水泵、風(fēng)機(jī)、離心式壓縮機(jī)、 噴霧器等的葉輪使用。本實(shí)用新型實(shí)施例之二的結(jié)構(gòu)是在實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，導(dǎo)葉4表面為弧形。 導(dǎo)葉4表面弧度與葉輪外緣弧度相等。本實(shí)施例的葉輪可更好的協(xié)調(diào)流體運(yùn)動(dòng)軌跡，可以使流體更易進(jìn)入導(dǎo)葉之間，可 以使渦流室內(nèi)渦流轉(zhuǎn)速更高，可以進(jìn)一步提高流體從葉輪內(nèi)出來(lái)后的線速度，減少流體徑 向運(yùn)動(dòng)力，可進(jìn)一步提高壓力，可更加節(jié)能。本實(shí)用新型實(shí)施例之三的結(jié)構(gòu)是在以上結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，導(dǎo)葉4相互之間形成流體 通道5，流體通道5內(nèi)腔向流體通道出口 6逐漸收縮。本實(shí)施例的葉輪可進(jìn)一步提高流體的線速度，進(jìn)一步提高壓力。本實(shí)用新型實(shí)施例之四的結(jié)構(gòu)是在以上結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，導(dǎo)葉4間設(shè)有凹槽體7。凹 槽體7與輪體1半徑間夾角為A2，A2的角度范圍大于0度小于90度。本實(shí)施例的葉輪可進(jìn)一步提高流體的線速度，進(jìn)一步提高壓力。本實(shí)用新型實(shí)施例之五的結(jié)構(gòu)是在以上結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，渦流室2內(nèi)壁設(shè)置成弧面 結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的葉輪，可以避免流體沾附在渦流室2內(nèi)壁上，同時(shí)可以使流體運(yùn)動(dòng)更 順暢，減少渦流室2內(nèi)壁與流體之間的摩擦，可減少能量損耗，減少流體與渦流室2內(nèi)壁摩 擦。同時(shí)可提高葉輪整體強(qiáng)度，使葉輪可以承受更高的轉(zhuǎn)速。本實(shí)用新型葉輪使用時(shí)，將葉輪與傳動(dòng)軸連接，傳動(dòng)軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，使流體自動(dòng) 從渦流室進(jìn)口吸入，在渦流室內(nèi)形成一個(gè)從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流。該渦流使流體實(shí) 現(xiàn)第一次增壓，使流體從渦流室內(nèi)甩出，使流體進(jìn)入導(dǎo)葉間的流體通道，在流體通道內(nèi)實(shí)現(xiàn) 二次增壓和提速，使流體以高于葉輪邊緣線速度的速度從葉輪內(nèi)沖出，在葉輪與機(jī)殼內(nèi)壁 的共同作用下，在葉輪外圍形成一個(gè)環(huán)繞葉輪高速旋轉(zhuǎn)的從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞減的渦流， 在渦流外圍實(shí)現(xiàn)增壓。高速旋轉(zhuǎn)的渦流使高壓流體從機(jī)殼出口沖出，完成對(duì)流體的增壓、輸 送。葉輪邊緣的線速度決定了葉輪的增壓能力，葉輪強(qiáng)度決定了它的轉(zhuǎn)速承受能力。 本實(shí)用新型葉輪的增壓能力大大超過(guò)現(xiàn)有葉輪，可取代現(xiàn)有葉輪，現(xiàn)有設(shè)備可直接更換上 本葉輪，可更加節(jié)能，可大大降低噪音、振動(dòng)，大大提高設(shè)備使用壽命，使設(shè)備的多方面性能 得到大大提高。本實(shí)用新型的技術(shù)方案并不限制于本實(shí)用新型所述的實(shí)施例的范圍內(nèi)。本實(shí)用新 型未詳盡描述的技術(shù)內(nèi)容均為公知技術(shù)。
權(quán)利要求葉輪，包括輪體(1)，其特征在于輪體(1)內(nèi)設(shè)渦流室(2)，渦流室(2)中部開設(shè)渦流室進(jìn)口(3)，渦流室(2)外周設(shè)置多個(gè)導(dǎo)葉(4)，導(dǎo)葉(4)與輪體(1)半徑間夾角為A1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪，其特征在于A1的角度范圍大于0度小于90度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪，其特征在于導(dǎo)葉(4)表面為弧形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的葉輪，其特征在于導(dǎo)葉(4)表面弧度與葉輪外緣弧度相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪，其特征在于導(dǎo)葉⑷相互之間形成流體通道(5)，流 體通道(5)內(nèi)腔向流體通道出口(6)逐漸收縮。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪，其特征在于導(dǎo)葉(4)間設(shè)有凹槽體(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的葉輪，其特征在于凹槽體(7)與輪體(1)半徑間夾角為A2， A2的角度范圍大于0度小于90度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7任一項(xiàng)所述的葉輪，其特征在于渦流室(2)內(nèi)壁 設(shè)置成弧面結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種葉輪，包括輪體，輪體內(nèi)設(shè)渦流室，渦流室中部開設(shè)渦流室進(jìn)口，渦流室外周設(shè)置多個(gè)導(dǎo)葉，導(dǎo)葉與輪體半徑間夾角為A1，A1的角度范圍大于0度小于90度。本葉輪充分利用圓周運(yùn)動(dòng)和流體運(yùn)動(dòng)，利用從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流使流體自動(dòng)從渦流中心區(qū)吸入渦流中，利用渦流中心產(chǎn)生吸力，利用渦流第一次提高流體的壓力和線速度，利用導(dǎo)葉角度和流體通道收縮使流體線速度和壓力進(jìn)一步提高，利用葉輪外緣的凹槽體進(jìn)一步促進(jìn)葉輪對(duì)流體線速度的提高，利用葉輪外圍形成的從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞減的渦流在葉輪外圍產(chǎn)生高壓力。本葉輪可廣泛替代現(xiàn)有水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、吸氣設(shè)備、噴霧設(shè)備等的葉輪?？筛庸?jié)能、降低噪音，提高使用壽命，降低設(shè)備造價(jià)。
文檔編號(hào)F04D29/22GK201771842SQ20102010732
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者陳久斌 申請(qǐng)人:陳久斌