[发明专利]具有分开的偏置进口叶片的泵轮

说明书

发明背景

本发明大致涉及单级端吸离心泵，特别涉及用于低流量、高压头应用的场合的具有敞开的和屏蔽的两种叶轮的离心泵。

离心端吸泵是熟知的并有广泛的用途。这种泵有许多不同类型，但没有多少是为需要高压头的低流速场合、同时具有高的效率、好的吸入性能和高的抽吸可靠性(或低维修率)而特别设计的。在大多数情况下，低流速运行要采用比预期应用所需流量大的尺寸的泵来满足。这样提供了所需要的抽吸能力，但这也意谓泵不得不在非设计工况下运行，这样不仅浪费能源，也由于内部流体分离引起高度不稳定的液力负荷而增加了损坏的可能性。另外，由于为了对一给定的叶轮直径使压头达到最大值、同时使稳定的和非稳定的径向和轴向分力保持合理的水力负荷水平，必须达到高压头系数，因此在低流量下产生高压头更是困难。

最普通的泵结构有一个窄宽度的叶轮和少数叶片，这会形成大直径叶轮和大尺寸/高重量的泵。吸力性能对于空穴作用还算好。

为此运行状态设计的一些专用泵有窄的小直径排放壳体以及相应窄的、多叶片、直径最优化的叶轮。对于低流量作业的多叶片叶轮一般没有适合在低的局部吸入压力下运行的入口工况。这是由于刀口角度对流动角度匹配不良以及由于叶片自身引起的入口封闭(或堵塞)。由此，增加了不良气蚀作用的可能性，这引起几个负作用，即：a)泵的压头和效率产生显著衰减，除非通过大大提高给水槽(这增加了槽的安装成本)或通过降低泵电动机速度以提供高的吸入压力；b)由于泵内大的水蒸汽体积会引起压力脉冲，使泵承受高度不稳定液流，甚至浪涌，因此降低了泵的可靠性并增加了维修成本；c)由于空蚀作用，叶轮与其他泵组件，例如耐磨环、吸入叶片、蜗壳舌部或扩散器叶片一起很快被损坏。

促使损坏和效率损失的空蚀作用是由于液压压头在叶轮入口处下降至运行流体的蒸汽压以下造成的。这导致气泡的形成并且气泡随后在叶轮的表面上破裂。无数这样的气泡破裂，每个气泡产生微小振动，局部地腐蚀叶轮的表面，并最终引起叶轮的坑坑洼洼、穿孔和损坏。

DE-A-832548(D1)介绍了一种用于离心泵的流体叶轮，此叶轮包括一个带有一内环形刀片组和一外环形刀片组的轮毂，两个环形刀片组被一个无叶轮刀片的中间区域分隔开。内环(d)的各个刀片示为弯曲状。

对于需要以小功率和高压头运行的泵，最希望的是使设计功率接近运行功率，以便减少所有与非设计工况运行相关的负作用。这样的泵应是最佳化以适于低流量系数、高压头系数、高效和低净正吸入压头(NPSH)。因此推荐在叶轮的出口处采用一个小直径叶轮和大数量具有陡峭刀口角度和窄宽度的叶片，与此同时在入口处采用低叶片封闭(少量叶片)和小的刀口角度。

以上叙述说明了存在于目前离心泵中已知局限性。因此，针对克服一个或多个上述局限性，提供一种可替换方法是有利的。因此，提供一种具有在下文被更充分公开的特点的适当替换方法。

发明概述

在本发明的一个方面，这是通过对离心泵提供一种流体叶轮达到的，此流体叶轮包括：一个轮毂，此轮毂大体呈盘状，带有第一和第二表面；一个中心和一个边缘；一个旋转轴线，围绕此轴线的圆形对称部分；和可被旋转驱动的机构；第一多重叶片，大体上轴向地和垂直地从轮毂的第一表面伸出，并从接近轮毂中心的轨迹向接近轮毂边缘的另一轨迹径向向外延伸；以及与第一多重叶片分开的第二多重叶片，大体上轴向地和垂直地从轮毂的第一表面伸出，并从接近轮毂中心的另一轨迹向接近轮毂中心的轨迹径向向外延伸。

当结合附图考虑时，从下面对本发明的详述中，前面叙述的内容和其他方面会变得明显。

附图简述

图1是一个示意的剖视图，显示了大体为盘状的轮毂横截面以及第一和第二多重叶片的径向范围；

图2是一个叶轮的示意平面图，显示一个敞开的、未屏蔽的叶轮的

实施例；和

图3是一个叶轮的示意平面图，显示一个被屏蔽的叶轮的实施例。

发明详述

上述设计问题通过在叶轮入口采用分开偏置的成排扭曲叶片、同时在出口保持多重叶片原则，以便形成较高排放压头系数而加以解决。这样，叶片入口角度被最佳化，并且通过选择较少的入口叶片而减少了入口的封闭。这样所得到的泵在低吸入压力下运行的能力增大了，并保持了泵的高排放压头能力。下面参照附图特别详尽地说明了本发明的一个优选实施例。叶轮的图不包括泵的外壳及其底座、入口和排放口以及旋转的驱动机构。这些是标准设计而不是权利要求所述的发明部分。