專利名稱：葉輪的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及增壓設備、噴霧設備等的葉輪部件，具體是一種葉輪?？蓮V泛用于流體
加壓、輸送等領域。可作為水泵、氣泵、風機、空氣壓縮機、吸氣設備、噴霧設備等的葉輪使用，可產(chǎn)生更高壓力，可更加節(jié)能。
背景技術：
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、造價太高等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種葉輪，采用全新的增壓方式，充分利用流體運動，利用從中心到外
圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流，使流體自動從渦流中心區(qū)吸入渦流中，使流體在從渦流中心到渦流外
圍的運動過程中受渦流影響，在圓周運動離心力的作用下從渦流室中甩出。利用葉輪的旋
轉(zhuǎn)與泵殼或風機殼或機殼內(nèi)壁的共同作用，在葉輪外周形成一個從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞減的
渦流，利用葉輪外周形成的從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞減的渦流實現(xiàn)流體增壓。 利用圓半徑越長圓周長越長的特點，當圓內(nèi)各點都圍繞圓心做相同轉(zhuǎn)速的圓周運
動時，離圓心越遠的點的圓周運動的線速度越高，在離心力的共同作用下，使從圓心到圓外
圍的運動形成一個具有加速度的拋物線運動，使從圓中心區(qū)進入這個圓周運動的場中的流
體在離心力的作用下向圓外圍的運動過程中，受流體粒子之間的相互摩擦以及運動加速度
的共同作用下形成一個從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流，這個渦流可以產(chǎn)生一個向渦流外圍
的力，這個力具有加速度，這個力可以大大提高渦流中心的吸力。 渦流場中的每一個點相互之間都存在相對運動，運動使每個點相互之間產(chǎn)生相互作用力，渦流場中的流體粒子距離渦流中心越遠，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，它們之間會發(fā)生摩擦，會產(chǎn)生一個滾動摩擦力。 渦流場對渦流中的物體存在一個揉搓、分離的力，這個力隨渦流轉(zhuǎn)速的提高同步提高。這個力可以很好地使流體被分離、摻混均勻，利用這一點可以很好地避免泵的汽蝕問題；也可以更好的促進化學反應；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)生的離心力就無法傳遞到外圍，離心力無法在外圍實現(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。利用渦流使化學反應更加充分，使水泵作為化工泵使用時具有更好的促進化學反應的功
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術方案實現(xiàn) 葉輪，包括輪體，輪體內(nèi)設渦流室，渦流室中部開設渦流室進口，渦流室外周設置多個導葉，導葉與輪體半徑間夾角為A1。 Al的角度范圍大于0度小于90度。導葉表面為弧形。導葉表面弧度與葉輪外緣弧度相等。導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。導葉間設有凹槽體。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)壁設置成弧面結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明的優(yōu)點在于利用全新的增壓方法，充分利用了圓周運動和流體運動，使流體被渦流增壓。本葉輪利用了流體的自身運動產(chǎn)生增壓，大大降低了機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動速度，大大降低了流體與機殼內(nèi)壁之間的摩擦。 本發(fā)明具有制造簡單、制造成本低、使用成本低、維護費用低、使用壽命長、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。 本發(fā)明葉輪可廣泛應用于各種增壓設備領域?？捎盟鳛槎喾N水泵、風機、氣泵、離心式壓縮機等的葉輪使用，可廣泛用于流體增壓、輸送等領域。 本葉輪可使水泵實現(xiàn)大流量、高揚程、低能耗等功效?？墒箽獗卯a(chǎn)生更高壓力?？墒癸L機，大大降低噪音、降低能耗、提高風壓、提高流量，可產(chǎn)生更高風壓?？墒箟嚎s機產(chǎn)生更高壓力。可使霧化設備產(chǎn)生納米級霧滴，可產(chǎn)生高壓氣霧。


附圖1是本發(fā)明葉輪實施例之一的主視結(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是本發(fā)明葉輪實施例之二的主視結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖4是本發(fā)明葉輪實施例之三的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖5是本發(fā)明葉輪實施例之四的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖6是本發(fā)明葉輪實施例之五的剖視結(jié)構(gòu)示意具體實施例方式
本發(fā)明葉輪的主體結(jié)構(gòu)包括輪體l，輪體1內(nèi)設渦流室2，渦流室2中部開設渦流室進口 3，渦流室2外周設置多個導葉4，導葉4與輪體1半徑間夾角為A1， 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，選用耐高溫的高強材料；有腐蝕性的化學流體采用耐腐材料；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。輪體中心可設置鍵槽或螺紋與傳動軸連接。 輪體1內(nèi)設渦流室2，渦流室2可設置成橫截面呈圓形的空腔，可更好的保持葉輪的動平衡，可使渦流室內(nèi)更好的形成一個從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流。為提高流體流量，
4渦流室內(nèi)腔可以設計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。渦流室可實現(xiàn)對流體的第一次增壓。 渦流室2中部開設渦流室進口 3。渦流室進口 3的中心與渦流室2的中心在同一軸線上，可使渦流室2在流體進入時保持平衡。渦流室進口直徑與渦流室內(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 : l，可更好的使渦流室內(nèi)形成渦流，同時可更好的保證流量。渦流室進口 3開設在渦流室側(cè)壁上，可在渦流室一側(cè)開設渦流室進口。
渦流室2外周設置多個導葉4，導葉4設在渦流室2的最外周，可根據(jù)流體流量決定導葉4多少，可將導葉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，可加大導葉7長度，加大導葉7厚度，加大導葉之間的距離，可提高葉輪強度、抗沖擊能力和旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，可避免泵內(nèi)堵塞，實現(xiàn)無堵塞。 導葉4與葉輪體1半徑間夾角為Al。 Al可選擇多種角度，導葉與輪體半徑平行設置時，會加大流體徑向運動，增加流體之間的撞擊能耗。導葉與輪體半徑成一定傾斜角度設置時，導葉外緣朝向輪體旋轉(zhuǎn)運動的前方，可減輕流體徑向運動，減少流體與泵殼或風機殼或機殼內(nèi)壁的摩擦能耗，減少流體之間的撞擊能耗，可進一步提高流體的線速度，提高壓力。導葉外緣朝向輪體旋轉(zhuǎn)運動的后方，會加大流體徑向運動，加大流體與泵殼或風機殼或機殼內(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?？商岣呷~輪外緣流體運動的線速度，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，可更好的使流體運動順暢，協(xié)調(diào)流量和壓力。更好的使渦流室內(nèi)形成一個從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流，實現(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，更快地進入導葉區(qū)域。 導葉4表面為弧形。可以使流體更易進入導葉之間，可以使渦流室內(nèi)渦流轉(zhuǎn)速更高，可以進一步提高流體從葉輪內(nèi)出來后的線速度，減少流體徑向運動力，可進一步提高壓力，可更加節(jié)能。 導葉4表面弧度與葉輪外緣弧度相等。可更好的協(xié)調(diào)流體運動軌跡，可以使流體更易進入導葉之間，可以使渦流室內(nèi)渦流轉(zhuǎn)速更高，可以進一步提高流體從葉輪內(nèi)出來后的線速度，減少流體徑向運動力，可進一步提高壓力，可更加節(jié)能。 導葉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，可進一步提高流體壓力，可起到對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。 導葉4間設有凹槽體7?？梢栽黾尤~輪邊緣對流體的撥動作用，可進一步提高流體的線速度，進一步提高壓力。 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?？梢愿玫奶岣呷~輪邊緣對葉輪周圍流體的撥動作用，可更進一步提高流體的線速度，進一步提高壓力?？蓽p輕流體徑向運動，減輕流體之間的撞擊能耗。 渦流室2內(nèi)壁設置成弧面結(jié)構(gòu)?？梢员苊饬黧w沾附在渦流室2內(nèi)壁上，同時可以使流體運動更順暢，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。同時可提高葉輪整體強度，使葉輪可以承受更高的轉(zhuǎn)速。
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本發(fā)明實施例之一的結(jié)構(gòu)包括輪體1，輪體1內(nèi)設渦流室2，渦流室2中部開設渦流室進口 3，渦流室2外周設置多個導葉4，導葉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。 本實施例葉輪結(jié)構(gòu)簡化，可作為通用葉輪使用，可作為水泵、風機、離心式壓縮機、噴霧器等的葉輪使用。 本發(fā)明實施例之二的結(jié)構(gòu)是在實施例一的結(jié)構(gòu)基礎上，導葉4表面為弧形。導葉4表面弧度與葉輪外緣弧度相等。 本實施例的葉輪可更好的協(xié)調(diào)流體運動軌跡，可以使流體更易進入導葉之間，可以使渦流室內(nèi)渦流轉(zhuǎn)速更高，可以進一步提高流體從葉輪內(nèi)出來后的線速度，減少流體徑向運動力，可進一步提高壓力，可更加節(jié)能。 本發(fā)明實施例之三的結(jié)構(gòu)是在以上結(jié)構(gòu)基礎上，導葉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。 本實施例的葉輪可進一步提高流體的線速度，進一步提高壓力。 本發(fā)明實施例之四的結(jié)構(gòu)是在以上結(jié)構(gòu)基礎上，導葉4間設有凹槽體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。 本實施例的葉輪可進一步提高流體的線速度，進一步提高壓力。 本發(fā)明實施例之五的結(jié)構(gòu)是在以上結(jié)構(gòu)基礎上，渦流室2內(nèi)壁設置成弧面結(jié)構(gòu)。 本實施例的葉輪，可以避免流體沾附在渦流室2內(nèi)壁上，同時可以使流體運動更
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。同時可提高葉輪整體強度，使葉輪可以承受更高的轉(zhuǎn)速。 本發(fā)明葉輪使用時，將葉輪與傳動軸連接，傳動軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，使流體自動從渦流室進口吸入，在渦流室內(nèi)形成一個從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流。該渦流使流體實現(xiàn)第一次增壓，使流體從渦流室內(nèi)甩出，使流體進入導葉間的流體通道，在流體通道內(nèi)實現(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，在葉輪與機殼內(nèi)壁的共同作用下，在葉輪外圍形成一個環(huán)繞葉輪高速旋轉(zhuǎn)的從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞減的渦流，在渦流外圍實現(xiàn)增壓。高速旋轉(zhuǎn)的渦流使高壓流體從機殼出口沖出，完成對流體的增壓、輸送。
葉輪邊緣的線速度決定了葉輪的增壓能力，葉輪強度決定了它的轉(zhuǎn)速承受能力。本發(fā)明葉輪的增壓能力大大超過現(xiàn)有葉輪，可取代現(xiàn)有葉輪，現(xiàn)有設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，大大提高設備使用壽命，使設備的多方面性能得到大大提高。 本發(fā)明的技術方案并不限制于本發(fā)明所述的實施例的范圍內(nèi)。本發(fā)明未詳盡描述的技術內(nèi)容均為公知技術。
權利要求
葉輪，包括輪體(1)，其特征在于輪體(1)內(nèi)設渦流室(2)，渦流室(2)中部開設渦流室進口(3)，渦流室(2)外周設置多個導葉(4)，導葉(4)與輪體(1)半徑間夾角為A1。
2. 根據(jù)權利要求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)權利要求1所述的葉輪，其特征在于導葉(4)表面為弧形。
4. 根據(jù)權利要求3所述的葉輪，其特征在于導葉(4)表面弧度與葉輪外緣弧度相等。
5. 根據(jù)權利要求1所述的葉輪，其特征在于導葉(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。
6. 根據(jù)權利要求1所述的葉輪，其特征在于導葉(4)間設有凹槽體(7)。
7. 根據(jù)權利要求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)權利要求1、2、3、4、5、6或7任一項所述的葉輪，其特征在于渦流室(2)內(nèi)壁設置成弧面結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種葉輪，包括輪體，輪體內(nèi)設渦流室，渦流室中部開設渦流室進口，渦流室外周設置多個導葉，導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動和流體運動，利用從中心到外圍轉(zhuǎn)速遞增的渦流使流體自動從渦流中心區(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，利用導葉角度和流體通道收縮使流體線速度和壓力進一步提高，利用葉輪外緣的凹槽體進一步促進葉輪對流體線速度的提高，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、風機、壓縮機、吸氣設備、噴霧設備等的葉輪。可更加節(jié)能、降低噪音，提高使用壽命，降低設備造價。
文檔編號F04D29/22GK101776088SQ20101010610
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權日2010年1月19日
發(fā)明者陳久斌 申請人:陳久斌