泵葉輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種葉輪，其可繞軸線旋轉，包括入口罩和背板。入口孔由入口罩限定，并且多個出口孔位于入口孔徑向之外。多個葉片被布置在入口罩和背板之間。葉片作為單件與入口罩一體形成。
【專利說明】栗葉輪
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于流體泵的葉輪。
【背景技術】
[0002]汽車和其他車輛使用泵來加壓流體，增大流體的速度，或既加壓流體，又增大流體的速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]提供一種葉輪，該葉輪可繞軸線旋轉。該葉輪包括入口罩和背板。入口孔由入口罩限定，并且多個出口孔位于入口孔徑向之外。
[0004]葉輪還包括多個葉片，所述葉片布置在入口罩和背板之間。多個葉片與入口罩作為單件一體形成。
[0005]搭配附圖理解時，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及其他特征和優(yōu)點從下面實現(xiàn)僅由所附權利要求限定的本發(fā)明的一些最佳模式和其他實施例的詳細描述而顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是從入口側觀察的葉輪的示意性等軸視圖；
[0007]圖2是從后側觀察的圖1的葉輪的示意性分解等軸視圖；
[0008]圖3是從后側觀察的圖1和圖2的裝配后葉輪的示意性等軸視圖；
[0009]圖4是從后側觀察的替代葉輪的示意性分解等軸視圖；
[0010]圖5是圖4的裝配后葉輪的示意性等軸視圖；和
[0011]圖6是示出圖1-3中所示葉輪與不同葉輪相比的操作結果的示意性曲線。
【具體實施方式】
[0012]參照附圖，其中，在任意可能情況下，貫穿幾幅圖，相同的附圖標記對應于相同或類似的部件，圖1示出葉輪10。泵(未示出)，例如離心泵，可使用葉輪10來增大工作流體(未不出)的壓力和流量。
[0013]雖然本發(fā)明被關于汽車應用進行了詳細描述，但是本領域中的技術人員將意識到本發(fā)明的更廣泛的適用性。本領域中普通技術的人員將意識到，例如“上方”、“下方”、“向上”、“向下”等術語用于關于附圖描述性地使用，不表示限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由所附權利要求限定。任何數(shù)字符號，例如“第一”或“第二”僅是說明性的，并且不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0014]葉輪10被操作地附接到驅動軸12，并且可繞軸線14旋轉。當驅動軸12使葉輪10旋轉時，通過使工作流體從軸線14向外加速，工作流體被泵送。工作流體的路徑通過入口流16和出口流18顯示在圖1中。由于工作流體的向外運動受葉輪10的徑向向外的泵殼體(未示出)限制，因此葉輪10的動能被轉換為壓力。在圖1中所示的視圖中，葉輪10通常沿逆時針方向旋轉運轉。
[0015]該葉輪10包括入口罩20和背板22。多個葉片24被布置在入口罩20和背板22之間。這些葉片24將葉輪10的運動轉變?yōu)楣ぷ髁黧w的運動或壓力。葉片24與入口罩20作為單件一體形成，從而葉片24不是被分別或隨后附接到入口罩20。
[0016]入口流16進入由入口罩20限定的入口孔26。入口孔26基本上與驅動軸12和軸線14同軸。入口流16可以是基本上連續(xù)的工作流體流或工作流體流動。出口流18通過多個出口孔28離開，所述出口孔28在入口孔16的從軸線14的徑向之外。
[0017]葉輪10也可由形成在葉片24上的斜度(draft angle) 30限定。斜度30從入口罩20到背板22張開(open)。靠近入口罩20的葉片24的底端32之間的第一距離31小于遠離入口罩20的葉片24的板端34之間的第二距離33。
[0018]當入口流16進入葉輪10時，工作流體的流動大體與軸線14平行。但是，當入口流18離開葉輪10時，工作流體的流動大體與軸線14垂直(即該流動是徑向的)。方向的這種改變可被稱為使工作流體“轉向”。由于斜度30，葉片24之間的第一距離31小于第二距離33。因此，當工作流體轉向時，其正朝向第二距離33運動，并且在轉向期間，從較緊湊空間運動到較自由空間。相反地，如果斜度30顛倒，則當工作流體從軸向流動轉向為徑向流動時，其將更受壓縮。
[0019]在所示的葉輪10中，入口罩20和葉片24可通過單次成型而作為單件形成。單次成型將沿基本上軸線14的方向從入口罩20和葉片24分開。
[0020]還參照圖2和3，并且繼續(xù)參照圖1，其中顯示了葉輪10的另一個視圖。圖2顯示了從后側所示的葉輪10的分解等軸視圖，其與圖1中所示的視圖基本反向。圖3顯示了與圖2相同視角的、處于裝配狀態(tài)的葉輪10。驅動軸12在圖2和圖3兩視圖中被去除。
[0021]葉輪10還包括多個形成在背板22中的槽36。多個突出部38形成在葉片24的板端34上。突出部38配置為與槽36搭配。因此，背板22和葉片24搭配在一起，這可輔助承載兩個部件之間的載荷。突出部38和槽36可通過滑動配合、干涉配合(例如通過卡扣到槽36中)或通過變形配合搭配。
[0022]現(xiàn)在參照圖4和5，并且繼續(xù)參照圖1-3，其中顯示了替代葉輪110。圖4從后側視角顯示了葉輪110的分解等軸視圖。圖5顯示了裝配的葉輪110的等軸視圖。操作中，圖1-3中所示的葉輪10和葉輪110可以以基本上相似的方式操作。
[0023]葉輪110包括入口罩120，和背板122。多個葉片124被布置在入口罩120和背板122之間。這些葉片124將葉輪110的運動轉變?yōu)楣ぷ髁黧w內(nèi)的運動或壓力。葉片124與入口罩120作為單件一體形成，以使葉片124不被分別或隨后附接到入口罩120。
[0024]工作流體的入口流進入由入口罩120限定的入口孔126。工作流體的出口流通過多個出口孔128離開，所述出口孔128在入口孔126的徑向之外。
[0025]葉輪110也可由形成在葉片124上的斜度限定。該斜度從入口罩120到背板122張開，以使葉片124的底端132比葉片124的板端134更寬。在所示的葉輪110中，入口罩120和葉片124可通過單次成型作為單件形成。
[0026]葉輪110還包括形成在背板122中的多個槽136。多個突出部138形成在葉片124的端部上，并且配置為與槽136搭配。
[0027]除了將突出部138與槽136搭配，葉輪110進一步包括環(huán)形環(huán)140，其形成在背板122的與葉片124相對的側上。環(huán)形環(huán)140連接多個突出部138。
[0028]如圖4中所示，通道142可形成在背板122中。通道142可容納環(huán)形環(huán)140，以使環(huán)形環(huán)140與背板122平齊。但是，環(huán)形環(huán)140可替代地形成在沒有通道142的背板122上。
[0029]在用于葉輪110的示例性制造工藝中，在入口罩120和葉片124通過單次成型作為單件形成之后，突出部138被插入背板122中的槽136內(nèi)。然后，環(huán)形環(huán)140包覆模制(overmkolded)到背板122和多個突出部138上，以使環(huán)形環(huán)140的形成將突出部138鎖定到背板122。
[0030]現(xiàn)在參照圖6,并且繼續(xù)參照圖1-5,顯示了示意性曲線200,其示出圖1_3中所示葉輪10與不同的對比葉輪相比較的運行結果。曲線200顯示出葉輪10優(yōu)于對比葉輪的提高的性能。
[0031]對比葉輪不具有圖1-3中所示的斜度30。對比葉輪可具有相反的斜度(從背板朝向入口罩張開)，或可以是箔葉輪(foil impeller)，其具有與背板一體的葉片，并且從背板向外彎曲。因此，當在對比葉輪中，工作流體從軸向流動轉向為徑向流動時，流體變得更受壓縮。但是，在葉輪10中，第一距離31小于第二距離33，使得工作流體在其從軸向流動轉變?yōu)閺较蛄鲃訒r較少受壓縮。
[0032]流動速率值202以升每分鐘顯示在左側上。液壓效率204以百分比顯示在右側上。所示的全部數(shù)值是說明性的、示例性的和展示性的，并且所述數(shù)值不以任何方式限制本發(fā)明。為了獲得表200中所示的數(shù)據(jù)，葉輪10和對比葉輪被模擬為以相同的速度(約8750轉每分鐘)操作，并且使用相同的工作流體，水基冷卻劑。
[0033]柱210顯示了葉輪10的流動速率，柱212顯示了對比葉輪的流動速率。如表200中所示，葉輪10比對比葉輪產(chǎn)生更高的流動速率。
[0034]柱214顯示了葉輪10的液壓效率，柱216顯示了對比葉輪的液壓效率。如表200中所示，葉輪10相對于對比葉輪具有提高的液壓效率。
[0035]詳細的描述和圖或附圖是對本發(fā)明的支持和描述，但是本發(fā)明的范圍僅由權利要求限定。雖然已經(jīng)詳細描述了實現(xiàn)要求保護的本發(fā)明的最佳模式和其他實施例，但是存在多種可替代設計和實施例來實踐所附權利要求中限定的本發(fā)明。
【權利要求】
1.一種可繞軸線旋轉的葉輪，包括: 入口罩； 背板； 由入口罩限定的入口孔，以及在入口孔徑向之外的多個出口孔；和 多個葉片，布置在入口罩和背板之間，其中，所述多個葉片與入口罩作為單件一體形成。
2.根據(jù)權利要求1所述的葉輪，還包括: 形成在多個葉片上從入口罩到背板的斜度，使得多個葉片的底端之間的第一距離小于多個葉片的板端之間的第二距離。
3.根據(jù)權利要求2所述的葉輪，還包括: 多個槽，形成在背板中；和 多個突出部，形成在所述多個葉片的板端上，其中，所述多個突出部配置為與多個槽搭配。
4.根據(jù)權利要求3所述的葉輪，其中，入口罩和多個葉片通過單次成型作為單件形成。
5.根據(jù)權利要求4所述的葉輪，還包括: 環(huán)形環(huán)，形成在背板的與多個葉片相對的側上，并且連接多個突出部。
6.根據(jù)權利要求5所述的葉輪，其中，所述多個環(huán)形環(huán)通過將環(huán)形環(huán)包覆模制到背板和多個突出部上而形成。
7.—種可繞軸線旋轉的葉輪，包括: 入口罩； 背板； 驅動軸，操作地附接到背板，并且配置為賦予背板動能； 由入口罩限定的入口孔，以及在入口孔徑向之外的多個出口孔；和多個葉片，布置在入口罩和背板之間，其中，入口罩和多個葉片作為單件一體形成，入口罩和背板限定多個出口孔； 多個槽，形成在背板中；和 多個突出部，形成在所述多個葉片的板端上，其中，所述多個板端鄰近背板，并且所述多個突出部配置為與多個槽搭配。
8.根據(jù)權利要求7所述的葉輪，還包括: 斜度，從入口罩到背板形成在多個葉片上，使得多個葉片的底端之間的第一距離小于多個葉片的板端之間的第二距離。
9.根據(jù)權利要求8所述的葉輪，其中，入口罩與多個葉片通過單次成型作為單件形成。
【文檔編號】F04D29/22GK103573691SQ201310320873
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權日:2012年7月27日
【發(fā)明者】A.W.海曼, R.S.麥卡爾平, R.J.加朗, A.R.扎德 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司