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涡流 叶轮

阅读：234发布：2020-05-12

专利汇可以提供涡流叶轮专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种涡流叶轮，包括轮体，轮体上设置传动轴连接装置，轮体内设涡流室，涡流室中部开设涡流室进口，涡流室外周设置多个导叶，导叶表面为弧面结构，导叶外缘处圆弧面的切线与轮体半径间夹角为A1。本涡流叶轮充分利用圆周运动和流体运动，利用涡流实现能量缓冲，避免流体与涡流叶轮运动部件产生直接撞击造成大量能量损耗，避免涡流叶轮因流体撞击损伤，可大大提高叶轮转速，可大大提高对流体增压的压力，可产生更高压力。可大大降低了噪音、振动、磨损等，可大大提高叶轮使用寿命。本涡流叶轮可广泛替代现有水泵、风机、离心压缩机、吸气设备、喷雾设备、雾化设备等的离心叶轮，可更加节能、降低噪音，提高使用寿命，降低设备造价。，下面是涡流叶轮专利的具体信息内容。

权利要求

1.涡流叶轮，包括轮体(1)，其特征在于：轮体(1)上设置传动轴连接装置(7)，轮体(1)内设涡流室(2)，涡流室(2)中部开设涡流室进口(3)，涡流室(2)外周设置多个导叶(4)，导叶(4)表面为弧面结构，导叶(4)外缘处圆弧面的切线与轮体(1)半径间夹角为A1。
2.根据权利要求1所述的涡流叶轮，其特征在于：轮体(1)外壁上设置环形凹凸挡体(6)。
3.根据权利要求1所述的涡流叶轮，其特征在于：涡流室进口(3)边缘到涡流室(2)内腔边缘的径向距离与涡流室进口(3)边缘到轮体外缘的径向距离的比例选择0.618∶1。
4.根据权利要求1所述的涡流叶轮，其特征在于：导叶(4)表面弧度与涡流叶轮外缘弧度相等。
5.根据权利要求4所述的涡流叶轮，其特征在于：A1的角度为30度左右。
6.根据权利要求4所述的涡流叶轮，其特征在于：A1的角度为0度左右。
7.根据权利要求1所述的涡流叶轮，其特征在于：导叶(4)相互之间形成流道(5)，流道(5)向叶轮外缘出口逐渐收缩。
8.根据权利要求1所述的涡流叶轮，其特征在于：涡流室(2)内壁轴向厚度向轴心方向逐渐加厚。
9.根据权利要求1所述的涡流叶轮，其特征在于：涡流室(2)向边缘逐渐变薄。
10.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8任一项所述的涡流叶轮，其特征在于：两个涡流叶轮连在一起形成一个整体涡流叶轮，每个涡流叶轮的涡流室进口(3)开口方向分别朝向涡流叶轮的两端。

说明书全文

涡流 叶轮

技术领域

[0001] 本发明涉及增压设备、真空设备、喷雾设备、雾化设备等的叶轮部件，具体是一种涡流叶轮。可广泛用于流体加压、输送等领域。可作为水泵、气泵、风机、空气压缩机、吸气设备、真空泵、喷雾设备、雾化设备等的叶轮使用，可产生更高压力，可更加节能。

背景技术

[0002] 现有的叶轮，主要有离心叶轮等，普遍存在能耗高、噪音大、造价高等缺陷。

发明内容

[0003] 本发明提供一种涡流叶轮，采用全新的增压方式，充分利用流体运动，利用从中心到外围转速递增的涡流，使流体自动从涡流中心区吸入涡流中，使流体在从涡流中心到涡流外围的运动过程中受涡流影响，在圆周运动离心力的作用下从涡流室中甩出。利用涡流实现能量缓冲，避免流体与涡流叶轮运动部件产生直接撞击造成大量能量损耗，避免涡流叶轮因流体撞击损伤，可大大提高涡流叶轮转速，可大大提高对流体增压的压力，可产生更高压力。

[0004] 涡流场对涡流中的物体存在一个揉搓、分离的力，这个力随涡流转速的提高同步提高。这个力可以很好地使流体被分离、掺混均匀，利用这一点可以很好地避免泵的汽蚀问题；也可以更好的促进化学反应；也可以使液体与空气更好的混合均匀，使气流形成更均匀的喷雾。利用涡流的掺混作用，使喷射气流成为喷雾气流，可以形成很好的雾化效果，可以产生超细雾滴，可以产生出高压喷射气雾。本涡流叶轮可以使液体与气流充分混合，使液体被气流充分切割，使液体与气流充分分离、混合，可以形成纳米级雾滴，雾滴可以达到极小，本涡流叶轮可广泛应用于各种需要雾化设备的领域。本涡流叶轮可作为风机或喷雾器叶轮，可用于金属火焰喷涂、用于雾化冷却领域、雾化干燥领域、发动机燃料雾化、重油雾化、水煤浆雾化、印染中的颜料雾化、农药喷洒、灭火喷洒、增湿、消毒、除异味、造雾、制药、吸入法给药治疗等诸多领域。

[0005] 本涡流叶轮利用涡流的掺混作用，使水泵更好地避免气蚀。利用涡流使化学反应更加充分，使本涡流叶轮或装配本涡流叶轮的水泵或风机可以作为反应器使用，可以更好的促进化学反应，可创造出特殊的物理、化学反应条件，可加速化学反应速度，提高反应效果。

[0006] 本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

[0007] 涡流叶轮，包括轮体，轮体上设置传动轴连接装置，轮体内设涡流室，涡流室中部开设涡流室进口，涡流室外周设置多个导叶，导叶表面为弧面结构，导叶外缘处圆弧面的切线与轮体半径间夹角为A1。轮体外壁上设置环形凹凸挡体。涡流室进口边缘到涡流室内腔边缘的径向距离与涡流室进口边缘到轮体外缘的径向距离的比例选择0.618∶1。导叶表面弧度与涡流叶轮外缘弧度相等。A1的角度为30度左右。A1的角度为0度左右。导叶相互之间形成流道，流道向叶轮外缘出口逐渐收缩。涡流室内壁轴向厚度向轴心方向逐渐加厚。涡流室向边缘逐渐变薄。两个涡流叶轮连在一起形成一个整体涡流叶轮，每个涡流叶轮的涡流室进口开口方向分别朝向涡流叶轮的两端。

[0008] 本发明的优点在于：利用全新的增压方法，充分利用了圆周运动和流体运动。本涡流叶轮利用涡流实现能量缓冲，避免流体与涡流叶轮运动部件产生直接撞击造成大量能量损耗，避免涡流叶轮因流体撞击损伤，可大大提高涡流叶轮转速，可大大提高对流体增压的压力，可产生更高压力。大大降低了噪音、振动、磨损等，可大大提高使用寿命。

[0009] 本发明具有制造简单、制造成本低、使用成本低、维护费用低、使用寿命长、增压效果好、可产生更高压力、压力从低到高任意调节、压力范围宽等优点。

[0010] 本发明涡流叶轮可广泛应用于各种增压设备领域。可用它作为多种水泵、风机、气泵、离心式压缩机等的叶轮使用，可广泛用于流体增压、输送等领域。

[0011] 本涡流叶轮可使水泵实现大流量、高扬程、低能耗等功效，可实现更高转速，可用高速单级泵取代多级泵。可使气泵产生更高压力。可使风机大大降低噪音、降低能耗、提高风压、提高流量，可产生更高风压。可使压缩机产生更高压力。可使雾化设备产生纳米级雾滴，可产生高压气雾。附图说明

[0012] 附图1是本发明涡流叶轮主体结构示意图；

[0013] 附图2是附图1中A-A向剖视结构示意图；

[0014] 附图3是本发明涡流叶轮实施例之一的主视结构示意图；

[0015] 附图4是本发明涡流叶轮实施例之二的俯视结构示意图；

[0016] 附图5是本发明涡流叶轮实施例之三的俯视结构示意图；

[0017] 附图6是本发明涡流叶轮实施例之四的俯视结构示意图；

[0018] 附图7是本发明涡流叶轮实施例之五的俯视结构示意图；

[0019] 附图8是本发明涡流叶轮实施例之六的主视结构示意图；

[0020] 附图9是本发明涡流叶轮实施例之七的主视结构示意图；

[0021] 附图10是本发明涡流叶轮实施例之八的主视结构示意图；

具体实施方式

[0022] 本发明涡流叶轮的主体结构包括轮体1，轮体1上设置传动轴连接装置7，轮体1内设涡流室2，涡流室2中部开设涡流室进口3，涡流室2外周设置多个导叶4，导叶4表面为弧面结构，导叶4外缘处圆弧面的切线与轮体1半径间夹角为A1。

[0023] 轮体1可以根据需要选用不同的材料制造：转速要求高的，可以选用高强材料制造；需要加压输送的流体温度高的，选用耐高温的高强材料；有腐蚀性的化学流体采用耐腐材料；轮体可使用金属、陶瓷、玻璃、碳纤维、塑料、泡沫材料等材料。金属材料的轮体可以采用铸造工艺铸造成型，也可采用焊接等工艺制造，陶瓷等材料的涡流叶轮可烧制成形。轮体中心可设置键槽或螺纹与传动轴连接。

[0024] 轮体1上设置传动轴连接装置7。可在轮体1中心设置键槽或螺纹等传动轴连接装置7与传动轴连接。

[0025] 轮体1内设涡流室2，涡流室2可设置成横截面呈圆形的空腔，可更好的保持涡流叶轮的动平衡，可使涡流室内更好的形成一个从中心到外围转速递增的涡流。

[0026] 涡流室2中部开设涡流室进口3。涡流室进口3的中心与涡流室2的中心在同一轴线上，可使涡流室2在流体进入时保持平衡。涡流室进口半径与涡流室内腔半径的比例可根据需要选择多种比例，需要流量大时可加大比例，需要流量小时可缩小比例，需要流量一般情况下，可以选择0.382∶1，可更好的使涡流室内形成涡流，可更好的协调流量。涡流室进口3开设在涡流室侧壁上，可在涡流室一侧开设涡流室进口。

[0027] 涡流室2外周设置多个导叶4，导叶4设在涡流室2的最外周，可根据流体流量决定导叶4多少，可将导叶4均匀分布在涡流室2的圆周上即可。本涡流叶轮用于吸污泵、排污泵、泥浆泵等时，可加大导叶4长度，加大导叶4厚度，加大导叶之间的距离，可提高涡流叶轮强度、抗冲击能力和旋转稳定性，可避免泵内堵塞。

[0028] 导叶4表面为弧面结构。导叶4表面可以设置成圆弧面型、抛物线弧面型、扭屈式弧面型等多种形状，选择圆弧面型效果较好。导叶4也可以设置成扭屈式弧面型，使导叶4表面向轮体外缘逐渐扭曲，使导叶4对流体产生一个轴向推力，优点是：可以平衡轮体轴向推力。缺点是：增加轮体制造难度，增加流体粒子相互之间撞击，增加能耗。导叶4表面的圆弧面朝向轮体1旋转运动的前方，可以使流体更易进入导叶之间，可以使涡流室内涡流转速更高，可以进一步提高流体从轮体内出来后的线速度，减少流体径向运动力，可进一步提高压力，可更加节能。导叶4表面弧度与轮体外缘弧度相等时效果较好，可简化制造工艺，可很好的协调流体运动轨迹。

[0029] 导叶4外缘处圆弧面的切线与轮体1半径间夹角为A1。导叶4外缘处圆弧面的切线角度决定了导叶做功面的角度，确定导叶4外缘处圆弧面的切线与轮体1半径间的夹角可更好地确定导叶角度，使导叶更好的协调流量、压力。A1可以选择多种角度，导叶4可选用朝前、朝后、径向等多种角度。导叶外缘朝向轮体旋转运动的前方，可减轻流体径向运动，减轻流体之间的撞击能耗，可减轻流体向壳体内壁径向甩出的力，可减轻流体之间的撞击能耗，可提高轮体外缘流体运动的线速度，可以提高流体压力。导叶外缘朝向轮体旋转运动的后方时，可加大流量。A1角度为0度时，效果介于两者之间。

[0030] 本发明实施例之一的结构是：在主体结构基础上，轮体1外壁上设置环形凹凸挡体6。可在轮体1外壁上设置一道或多道环形凹凸挡体6，可用车床在轮体1外壁上车出环形凹槽和环形凸出体，涡流叶轮安装时，在增压装置内壁上车出环形凹槽和环形凸出体，与涡流叶轮上的环形凹槽和环形凸出体相互咬合留出一定间隙，形成环形凹凸挡体6，也可将环形铁板采用焊接等工艺方法设置在轮体1外壁上形成环形凹凸挡体6，环形凹凸挡体6可阻挡高压流体沿叶轮外壁向叶轮中心区域泄漏，可避免高压流体从机壳内泄露出来。

[0031] 本发明实施例之二的结构是：在以上结构基础上，涡流室进口3边缘到涡流室2内腔边缘的径向距离与涡流室进口3边缘到轮体外缘的径向距离的比例选择0.618∶1。可使轮体各部比例协调，可更好的使涡流室内形成涡流，更好的保证流量、缓冲能量。

[0032] 本发明实施例之三的结构是：在以上结构基础上，导叶4表面弧度与涡流叶轮外缘弧度相等。导叶4表面弧度与涡流叶轮外缘弧度相等。可更好的协调流体运动轨迹，可以使流体更易进入导叶之间，可以进一步提高流体从涡流叶轮内出来后的线速度，减少流体径向运动力，可进一步提高压力，可更加节能。

[0033] 本实施例进一步的结构是：A1的角度为30度左右。可使流经导叶4表面的流体的向心力在轮体1的外缘相聚，可减少流体径向运动，可提高增压效果，可更好的协调流量、压力和效率。

[0034] 本实施例的涡流叶轮可更好的协调流体运动轨迹，可以使流体更易进入导叶之间，可更好的协调流量、压力和效率。本实施例的涡流叶轮正转、反转均可，正转、反转可产生不同的效果。

[0035] 本发明实施例之四的结构是：在以上结构基础上，A1的角度为0度左右。本实施例的涡流叶轮可提高流量。

[0036] 本发明实施例之五的结构是：在以上结构基础上，导叶4相互之间形成流道5，流道5向叶轮外缘出口逐渐收缩。可采用压铸、铸造、焊接材料等多种方法将导叶外缘逐渐加厚，可提高导叶强度，可使流道5向叶轮外缘出口逐渐收缩，可进一步提高流体压力，可避免高压流体回流，可降低叶轮磨损和叶轮能耗。流道进口与流道出口面积比例可选择1∶0.618，可更好的协调流量、压力，降低流体与导叶表面的摩擦。叶轮工作时，导叶背面不做功，导叶背面形成低压区，高压流体会在压力作用下回流到该区，在导叶背面形成涡流，大大提高叶轮能耗和叶轮磨损。虽然流道5向叶轮外缘出口逐渐收缩，流道面积逐渐缩小，但是在离心加速度的作用下，流体运动速度向叶轮外围逐渐提高，同样的流道面积下，流体运动速度越高，流量越大，所以流道5向叶轮外缘出口逐渐收缩并不影响流体流量。流道5向叶轮外缘出口逐渐收缩的程度越大，越可实现更高的压力，越可提高流体与流道摩擦。在合适的收缩程度下，可协调摩擦能耗与压力提高之间的关系。

[0037] 本实施例的涡流叶轮，可作为通用设备，可更加节能，可产生更高的压力。

[0038] 本发明实施例之六的结构是：在以上结构基础上，涡流室2内壁轴向厚度向轴心方向逐渐加厚。可以将涡流室2内壁设置成弧面结构，可以避免流体沾附在涡流室2内壁上，同时可以使流体运动更顺畅，减少涡流室2内壁与流体之间的摩擦，可减少能量损耗，减少流体与涡流室2内壁摩擦。同时可提高涡流叶轮整体强度，使涡流叶轮可以承受更高的转速。

[0039] 本发明实施例之七的结构是：在以上结构基础上，涡流室2向边缘逐渐变薄。可使涡流叶轮外壁与泵壳或风机壳等之间的间隙处形成圆锥形，可更好地避免流体泄漏。涡流室2向边缘逐渐变薄，可使流体更顺畅的进入涡流室，减少流体运动阻力，减轻流体对叶轮造成的轴向撞击力。本实施例的涡流叶轮，可用于多种混流泵、混流风机或叶轮中部较厚的水泵或风机上，可根据原来的叶轮外形设置本涡流叶轮外形。

[0040] 本发明实施例之八的结构是：在以上结构基础上，两个涡流叶轮连在一起形成一个整体涡流叶轮，每个涡流叶轮的涡流室进口3开口方向分别朝向涡流叶轮的两端。所有导叶方向和角度均保持一致，安装时，传动轴从涡流室进口3穿过连接涡流叶轮即可。本涡流叶轮可以用于双开泵，可实现泵的更大流量，可降低泵体密封难度。

[0041] 本发明涡流叶轮使用时，将涡流叶轮与传动轴连接，传动轴带动涡流叶轮旋转，使流体自动从涡流室进口吸入，在涡流室内形成一个从中心到外围转速递增的涡流。该涡流使流体从涡流室内甩出，使流体进入导叶间的流体通道，在流体通道内实现增压和提速，使流体以高于涡流叶轮边缘线速度的速度从涡流叶轮内冲出，在涡流叶轮与机壳内壁的共同作用下，在涡流叶轮外围形成一个环绕涡流叶轮高速旋转的从中心到外围转速递减的涡流，在涡流外围实现增压。高速旋转的涡流使高压流体从机壳出口冲出，完成对流体的增压、输送。

[0042] 涡流叶轮边缘的线速度决定了涡流叶轮的增压能力，本发明涡流叶轮可实现更高的转速，本发明涡流叶轮的增压能力大大超过现有离心叶轮，可取代现有离心叶轮，现有设备可直接更换上本涡流叶轮，根据现有设备离心叶轮外形确定本叶轮外形即可更换上本叶轮，现有设备离心叶轮中部较厚时，可以将本叶轮涡流室中部加厚即可。本叶轮更加节能，可降低噪音、振动，提高设备使用寿命，使设备的多方面性能得到大幅提高。

[0043] 本发明涡流叶轮用于反应器时，可以在特定的温度下，将需要反应的流体按比例输入涡流叶轮内，可加快反应速度。为使流体之间反应充分，可使流体反复的进入涡流叶轮，使流体之间充分完成反应。

[0044] 本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

标题	发布/更新时间	阅读量
包括涡流制动的传动	2020-05-11	571
涡流泵	2020-05-12	308
涡流腔室	2020-05-13	38
涡流制动机构以及自动保护装置	2020-05-11	54
涡流管	2020-05-12	43
具有轴向涡流分离器和分析器的装置	2020-05-11	175
涡流发生器	2020-05-13	183
涡流风扇	2020-05-12	341
涡流风扇	2020-05-12	454
包括涡流制动的传动	2020-05-11	949

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