CN105545756A - 离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心泵，所述离心泵包括：泵壳；加热组件，所述加热组件安装在所述泵壳上且与所述泵壳共同限定出加热泵腔，所述加热组件上设有与所述加热泵腔连通的入口且所述泵壳上设有与所述加热泵腔连通的出口；半开式叶轮，所述半开式叶轮可旋转地设在所述加热泵腔内，所述半开式叶轮旋转时引导由所述入口进入的流体沿所述加热组件的径向向外螺旋扩散至所述出口且所述流体在螺旋扩散的过程中在所述半开式叶轮的作用下涌向所述加热组件；驱动装置，所述驱动装置安装在所述泵壳上且与所述半开式叶轮传动连接。根据本发明实施例的离心泵具有空间利用率高、水力性能好、结构简单、成本低和加热性能好等优点。

Description

离心泵

技术领域

本发明涉及泵送技术领域，具体而言，涉及一种离心泵。

背景技术

相关技术中，对于既要对流体加热，又要对所加热的流体进行泵送的情况，通常设置一个加热装置和一个泵送装置，设备的结构复杂，体积庞大，空间利用率低。

为此，出现了将加热装置全部或部分埋入泵壳中以使加热装置与泵送装置组合在一起的设备，为了消除加热器对泵壳形状的影响，采用导流盘进行导流，但导流盘的结构复杂，增加了设备的成本，且加热性能仍然有待提高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种离心泵，该离心泵具有空间利用率高、水力性能好、结构简单、成本低和加热性能好等优点。

为实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种离心泵，所述离心泵包括：泵壳；加热组件，所述加热组件安装在所述泵壳上且与所述泵壳共同限定出加热泵腔，所述加热组件上设有与所述加热泵腔连通的入口且所述泵壳上设有与所述加热泵腔连通的出口；半开式叶轮，所述半开式叶轮可旋转地设在所述加热泵腔内，所述半开式叶轮旋转时引导由所述入口进入的流体沿所述加热组件的径向向外螺旋扩散至所述出口且所述流体在螺旋扩散的过程中在所述半开式叶轮的作用下涌向所述加热组件；驱动装置，所述驱动装置安装在所述泵壳上且与所述半开式叶轮传动连接。

根据本发明实施例的离心泵具有空间利用率高、水力性能好、结构简单、成本低和加热性能好等优点。

另外，根据本发明实施例的离心泵还具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述半开式叶轮包括：轮板，所述轮板与所述驱动装置传动连接；多个螺旋导叶，多个所述螺旋导叶设在所述轮板的朝向所述加热组件的表面上且从所述轮板的中心处至所述轮板的边沿处螺旋延伸。

根据本发明的一个实施例，所述轮板的朝向所述加热组件的表面的中心处设有引导由所述入口进入的流体至多个所述螺旋导叶的导流柱，所述导流柱与所述驱动装置传动连接。

根据本发明的一个实施例，所述导流柱为圆锥形、截圆锥形或球缺形。

根据本发明的一个实施例，每个所述螺旋导叶的邻近所述导流柱的一端均具有与所述导流柱的外周面相连的倾斜段，所述倾斜段的朝向所述加热组件的表面朝向所述导流柱且朝向远离所述加热组件的方向倾斜延伸。

根据本发明的一个实施例，所述轮板上构造有向远离所述加热组件的方向凹陷且沿所述轮板的周向延伸的环形凹部。

根据本发明的一个实施例，所述泵壳为圆柱体形或蜗壳形。

根据本发明的一个实施例，所述泵壳包括：上壳体，所述加热组件可拆卸地安装在所述上壳体上且与所述上壳体共同限定出所述加热泵腔，所述出口设在所述上壳体上；下壳体，所述下壳体可拆卸地安装在所述上壳体上，所述驱动装置安装在所述下壳体内。

根据本发明的一个实施例，所述加热组件包括：外罩，所述外罩安装在所述泵壳上，所述入口设在所述外罩上；加热板，所述加热板安装在所述外罩上且与所述泵壳共同限定出所述加热腔，所述加热板避让开所述入口。

根据本发明的一个实施例，所述外罩上设有与所述入口连通的入口管。

根据本发明的一个实施例，所述加热板为具有中心通孔的圆环形加热板，所述中心通孔与所述入口位置对应。

根据本发明的一个实施例，所述加热板的内周沿和外周沿分别与所述外罩之间密封。

根据本发明的一个实施例，所述加热板的内周沿和外周沿分别与所述外罩之间通过密封圈密封。

根据本发明的一个实施例，所述加热板的内周沿和/或外周沿与对应的所述密封圈之间设有隔热件。

根据本发明的一个实施例，所述加热板的外周面和背向所述半开式叶轮的表面中的至少一个上设有电阻涂层。

根据本发明的一个实施例，所述入口的中心轴线、所述泵壳的中心轴线、所述加热组件的中心轴线、所述半开式叶轮的中心轴线和所述驱动装置的中心轴线相互重合，所述出口设在所述泵壳的外周壁上且中心轴线与所述泵壳的外周壁相切。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的离心泵的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的离心泵的剖视图；

图3是根据本发明实施例的离心泵的局部***图；

图4是采用半开式叶轮且无导流盘的离心泵的性能测试图；

图5是采用半开式叶轮且有导流盘的离心泵的性能测试图；

图6是采用闭式叶轮的离心泵的温度仿真图；

图7是采用半开式叶轮的离心泵的温度仿真图。

附图标记：

离心泵1、

泵壳100、上壳体110、加热泵腔111、出口112、下壳体120、

加热组件200、外罩210、入口管211、入口212、加热板220、

半开式叶轮300、轮板310、螺旋导叶320、导流柱330、倾斜段340、

驱动装置400、定子410、转子420。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的离心泵1，离心泵1集成有加热和泵送功能，适用于诸如洗碗机等家用电器，具有空间利用率高、水力性能好、结构简单、成本低和加热性能好等优点。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的离心泵1包括泵壳100、加热组件200、半开式叶轮300和驱动装置400。

加热组件200安装在泵壳100上，且加热组件200与泵壳100共同限定出加热泵腔111，加热组件200上设有与加热泵腔111连通的入口212且泵壳100上设有与加热泵腔111连通的出口112。例如，加热组件200的下表面形成为加热泵腔111的顶壁，如此加热泵腔111内的流体能够被加热组件200加热。半开式叶轮300可旋转地设在加热泵腔111内且邻近加热组件200。半开式叶轮300旋转时，引导由入口212进入的流体沿加热组件200的径向向外螺旋扩散至出口112，且所述流体在螺旋扩散的过程中在半开式叶轮300的作用下涌向加热组件200。驱动装置400安装在泵壳100上且与半开式叶轮300传动连接，驱动装置400驱动半开式叶轮300旋转。

下面参考附图描述根据本发明实施例的离心泵1的加热泵送过程。

流体由入口212进入加热泵腔111且驱动装置400驱动半开式叶轮300旋转，此时流体的流动在半开式叶轮300的带动下呈现沿加热组件200的径向由内向外螺旋扩散，流体流动的弯道阻力小且流体可以流过加热组件200的下表面并与加热组件200充分接触，增大了流体的加热面积，此外，半开式叶轮300为半开式结构，旋转的过程中会同时带动流体冲击加热组件200的下表面，从而进一步提高加热效果。最后，被加热的流体在离心力的作用下由出口112流出。

这里需要强调地是，现有技术中采用闭式叶轮的离心泵，叶轮旋转时仅会引导流体向外扩散，而不会带动流体冲击加热装置。

根据本发明实施例的离心泵1，通过将加热组件200装配到泵壳100上且与泵壳100共同限定出加热泵腔111，从而集成有加热和泵送功能，且离心泵1的结构紧凑，体积小，提高了离心泵1的空间利用率。

并且，采用半开式叶轮300进行导流，省去了现有技术中的导流盘，一方面能够使流体螺旋扩散并涌向加热组件200，保证流体与加热组件200充分接触，进而提高加热效果，另一方面由于省去了导流盘，结构更加简单，成本更低。也就是说，根据本发明实施例的离心泵1在省去现有导流盘的情况下，能够达到更优的加热效果。

此外，采用半开式叶轮300进行导流，使得加热组件200不影响泵壳100的形状设计，泵壳100可以设计成螺旋形状，例如，泵壳100可以为圆柱体形或蜗壳形，配合弯道损失较小的螺旋式导流，从而离心泵1的水力性能好。

图4-图7示出了申请人对比根据本发明实施例的离心泵1与现有技术中不同离心泵的性能的实验数据，其中，图4为采用半开式叶轮且无导流盘的离心泵的性能测试图，图5为采用半开式叶轮且有导流盘的离心泵的性能测试图，图6为采用闭式叶轮的离心泵的温度仿真图，图7为采用半开式叶轮的离心泵的温度仿真图。通过对比各项实数据可知，根据本发明实施例的采用半开式叶轮且无导流盘的离心泵1的加热性能最优。

因此，根据本发明实施例的离心泵1，具备加热和泵送功能，且采用半开式叶轮和无导流盘的结构，具有空间利用率高、水力性能好、结构简单、成本低和加热性能好等优点。

下面参考附图描述根据本发明具体实施例的离心泵1。如图1-图3所示，根据本发明实施例的离心泵1包括泵壳100、加热组件200、半开式叶轮300和驱动装置400。

具体地，如图1和图2所示，泵壳100的中心轴线沿上下方向定向，加热组件200安装在泵壳100的上端且驱动装置400位于泵壳100的底部，半开式叶轮300位于加热组件200的下方。入口212的中心轴线、泵壳100的中心轴线、加热组件200的中心轴线、半开式叶轮300的中心轴线和驱动装置400的中心轴线相互重合，出口112设在泵壳100的外周壁上且出口112的中心轴线与泵壳100的外周壁相切。由此简化了离心泵1的结构，并减小了体积，且离心泵1的水力性能好。

图2和图3示出了根据本发明的一些具体实施例的离心泵1。如图2和图3所示，半开式叶轮300包括轮板310和多个螺旋导叶320。轮板310为圆形板且与驱动装置400传动连接。多个螺旋导叶320设在轮板310的朝向加热组件200的表面上，即多个螺旋导叶320设在轮板310的上表面上，且多个螺旋导叶320从轮板310的中心处至轮板310的边沿处螺旋延伸，其中多个螺旋导叶320的螺旋方向与轮板310的旋转方向一致。由此可以构成半开式结构，驱动装置400驱动轮板310旋转，轮板310旋转时带动其上的多个螺旋导叶320旋转，轮板310和多个螺旋导叶320共同引导由入口212进入的流体沿加热组件200的下表面的径向由内至外螺旋扩散，并且，轮板310仅为一个且位于多个螺旋导叶320下方，多个螺旋导叶320上方无其他轮板，由此构成半开式结构，流体在螺旋向外的过程中还会在半开式叶轮300的作用下涌向加热组件200的下表面，从而与加热组件200的下表面充分换热，提高换热效果。

进一步地，如图2和图3所示，轮板310的朝向加热组件200的表面(即轮板310的上表面)的中心处设有导流柱330，导流柱330可以为圆锥形、截圆锥形或球缺形，导流柱330与入口212在上下方向上位置对应，导流柱330能够引导由入口212进入的流体至多个螺旋导叶320，导流柱330与驱动装置400传动连接。由此，一方面可以方便半开式叶轮300与驱动装置400传动连接，另一方面流体落到导流柱330上后可以向导流柱330的四周分散，从而快速进入多个螺旋导叶320。

可选地，如图3所示，每个螺旋导叶320的邻近导流柱330的一端均具有与导流柱330的外周面相连的倾斜段340，倾斜段340的朝向加热组件200的表面朝向导流柱330且朝向远离加热组件200的方向倾斜延伸。换言之，每个螺旋导叶320均具有与导流柱330的外周面相连的倾斜段340，倾斜段340的上表面为相对于水平方面倾斜的倾斜面，该倾斜面的邻近导流柱330的一端低于该倾斜面的另一端。这样流体从入口212落到导流柱330上后，经导流柱330引导可以均匀进入多个螺旋导叶320，并且水阻小。

有利地，如图2所示，轮板310板上构造有向远离加热组件200的方向凹陷且沿轮板310的周向延伸的环形凹部。也就是说，轮板310上构造有一圈环形的且向下凹陷的凹部，该凹部的中心轴线与轮板310的中心轴线重合且围绕导流柱330设置。轮板310旋转时，可以进一步将流体推向加热组件200的下表面的外周缘处，从而进一步提高流体与加热组件200的换热效果。

图1-图3示出了根据本发明一些具体示例的离心泵1。如图1-图3所示，为了方便离心泵1的拆装，泵壳100包括上壳体110和下壳体120。加热组件200可拆卸地安装在上壳体110的上端，且加热组件200与上壳体110共同限定出加热泵腔111，出口112设在上壳体110的侧壁上。下壳体120可拆卸地安装在上壳体110的下端，驱动装置400安装在下壳体120内。

具体地，驱动装置400为电机，包括定子410和转子420，转子420可旋转地设在定子410内且转子420具有转子轴，定子410和转子420安装在下壳体120内且转子420的转子轴向上伸入加热泵腔111与半开式叶轮300的导流柱330相连，导流柱330的下端面可以设有贯通轮板310的转子轴装配孔，转子420的转子轴可以配合在该转子轴孔内且周向定向。

图1-图3示出了根据本发明一些具体实施例的离心泵1。如图1-图3所示，加热组件200包括外罩210和加热板220。外罩210安装在上壳体110的上端，入口212设在外罩210上。加热板220安装在外罩210上且与上壳体110共同限定出加热泵腔111，加热板220避让开入口212。由此，加热板220邻近入口212设置，且加热板220的下表面构成加热泵腔111的顶壁面。

有利地，如图1-图3所示，为了方便离心泵1与外部的管路连接，外罩210上设有与入口212连通的入口管211，上壳体110的侧壁上设有与出口112连通的出口管。

具体而言，加热板220为具有中心通孔的圆环形加热板，所述中心通孔与入口212位置对应。加热板220的内周沿和加热板220的外周沿分别与外罩210之间密封。例如，加热板220的内周沿和加热板220的外周沿分别与外罩210之间通过密封圈(图中未示出)密封。

进一步地，加热板220的内周沿和/或加热板220的外周沿与对应的所述密封圈之间设有隔热件(图中未示出)。隔热件可以焊接在加热板220的内周沿和/或外周沿上，并可以与外罩210焊接，这样可以利用隔热件隔热，减小加热板220的温度对密封圈的影响。

可选地，加热板220的外周面和背向半开式叶轮300的表面中的至少一个上设有电阻涂层。换言之，加热板220的不与流体接触的多个表面中的至少一个表面上设有电阻涂层。例如，加热板220的上表面上涂覆电阻涂层，热量传递到加热板220的下表面并对加热泵腔111内的流体加热。当然，加热板220的上表面和外周面上可以均涂覆电阻涂层。优选地，电阻涂层可以为厚膜电阻。

根据本发明实施例的离心泵1，集成有加热和泵送功能，省去了现有技术中的导流盘，将半开式叶轮300邻近加热组件200设置以利用半开式叶轮300进行导流，结构更加简单、成本更低，并且半开式叶轮300为半开时结构，旋转时不仅能够引导流体螺旋扩散，而且能够推动流体涌向加热组件200，大幅提高了离心泵1的换热性能。简言之，根据本发明实施例的离心泵1，在省去导流盘的情况下能够实现比具有导流盘的离心泵更优的换热性能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种离心泵，其特征在于，包括：

泵壳；

加热组件，所述加热组件安装在所述泵壳上且与所述泵壳共同限定出加热泵腔，所述加热组件上设有与所述加热泵腔连通的入口且所述泵壳上设有与所述加热泵腔连通的出口；

半开式叶轮，所述半开式叶轮可旋转地设在所述加热泵腔内，所述半开式叶轮旋转时引导由所述入口进入的流体沿所述加热组件的径向向外螺旋扩散至所述出口且所述流体在螺旋扩散的过程中在所述半开式叶轮的作用下涌向所述加热组件；

驱动装置，所述驱动装置安装在所述泵壳上且与所述半开式叶轮传动连接。

2.根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述半开式叶轮包括：

轮板，所述轮板与所述驱动装置传动连接；

多个螺旋导叶，多个所述螺旋导叶设在所述轮板的朝向所述加热组件的表面上且从所述轮板的中心处至所述轮板的边沿处螺旋延伸。

3.根据权利要求2所述的离心泵，其特征在于，所述轮板的朝向所述加热组件的表面的中心处设有引导由所述入口进入的流体至多个所述螺旋导叶的导流柱，所述导流柱与所述驱动装置传动连接。

4.根据权利要求3所述的离心泵，其特征在于，所述导流柱为圆锥形、截圆锥形或球缺形。

5.根据权利要求3所述的离心泵，其特征在于，每个所述螺旋导叶的邻近所述导流柱的一端均具有与所述导流柱的外周面相连的倾斜段，所述倾斜段的朝向所述加热组件的表面朝向所述导流柱且朝向远离所述加热组件的方向倾斜延伸。

6.根据权利要求2所述的离心泵，其特征在于，所述轮板上构造有向远离所述加热组件的方向凹陷且沿所述轮板的周向延伸的环形凹部。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的离心泵，其特征在于，所述泵壳为圆柱体形或蜗壳形。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的离心泵，其特征在于，所述泵壳包括：

上壳体，所述加热组件可拆卸地安装在所述上壳体上且与所述上壳体共同限定出所述加热泵腔，所述出口设在所述上壳体上；

下壳体，所述下壳体可拆卸地安装在所述上壳体上，所述驱动装置安装在所述下壳体内。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的离心泵，其特征在于，所述加热组件包括：

外罩，所述外罩安装在所述泵壳上，所述入口设在所述外罩上；

加热板，所述加热板安装在所述外罩上且与所述泵壳共同限定出所述加热腔，所述加热板避让开所述入口。

10.根据权利要求9所述的离心泵，其特征在于，所述外罩上设有与所述入口连通的入口管。

11.根据权利要求9所述的离心泵，其特征在于，所述加热板为具有中心通孔的圆环形加热板，所述中心通孔与所述入口位置对应。

12.根据权利要求11所述的离心泵，其特征在于，所述加热板的内周沿和外周沿分别与所述外罩之间密封。

13.根据权利要求12所述的离心泵，其特征在于，所述加热板的内周沿和外周沿分别与所述外罩之间通过密封圈密封。

14.根据权利要求13所述的离心泵，其特征在于，所述加热板的内周沿和/或外周沿与对应的所述密封圈之间设有隔热件。

15.根据权利要求9所述的离心泵，其特征在于，所述加热板的外周面和背向所述半开式叶轮的表面中的至少一个上设有电阻涂层。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的离心泵，其特征在于，所述入口的中心轴线、所述泵壳的中心轴线、所述加热组件的中心轴线、所述半开式叶轮的中心轴线和所述驱动装置的中心轴线相互重合，所述出口设在所述泵壳的外周壁上且中心轴线与所述泵壳的外周壁相切。