叶轮、离心泵及壁挂炉的制作方法

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1.本实用新型涉及水泵技术领域，特别涉及一种叶轮、离心泵及壁挂炉。

背景技术：

2.叶轮是各类泵组的重要组成部分，叶轮的好坏直接影响泵组的使用性能和寿命。各类泵组中较为典型的一种泵为离心泵，离心泵是指靠叶轮旋转时产生的离心力来输送流体的泵。离心泵的叶轮高速旋转时，叶轮的两面会产生压差，进而产生轴向力，使叶轮往离心泵进水口低压区推动。
3.现有技术中，为限制叶轮移动，常用轴向止推轴承进行限位，以保证叶轮的轴向稳定。然而，由于长期承受压差推力，使止推轴承和与其配对的固定件长期摩擦，不仅会产生磨损，导致零部件失效，影响泵的寿命；而且零部件之间摩擦时还会产生噪音。特别是当该离心泵应用在家用电器，例如壁挂炉等产品中时，较大的噪音容易降低用户的使用体验。
4.为此，有必要提出一种叶轮、离心泵及壁挂炉，解决上述至少一个问题。

技术实现要素：

5.针对现有技术所存在的缺陷，本实用新型实施方式中提供了一种叶轮、离心泵及壁挂炉，能够有效减缓叶轮正反面的压力差，提高离心泵旋转的稳定性，减小摩擦力、降低噪音，延长其使用寿命。
6.本实用新型实施方式的具体技术方案是：
7.一种叶轮，包括：顶盖，所述顶盖上设置有供流体进入的进口；与所述顶盖相对设置的底盖，所述底盖上设置有用于安装转轴的安装部；叶片，设置在所述顶盖和所述底盖之间，所述叶片与所述顶盖、所述底盖相配合形成有与所述进口连通的流道，在沿着流体流动方向上，所述流道具有入口端和位于所述入口端下游的出口端，流体从所述进口流入所述入口端后，在所述流道中做离心运动，至少部分流体通过所述出口端流出；所述底盖上围绕所述安装部设置有整体呈环形的开口。
8.在一个优选的实施方式中，所述整体呈环形的开口为在沿着径向上具有预定宽度的环状孔。
9.在一个优选的实施方式中，所述预定宽度不大于0.5毫米。
10.在一个优选的实施方式中，所述叶片的个数为多片，多片所述叶片向所述底盖的投影至少部分与所述环状孔重合。
11.在一个优选的实施方式中，所述整体呈环形的开口包括多个非连续的圆弧孔，所述多个非连续的圆弧孔围绕所述安装部的外围整体呈圆环形。
12.在一个优选的实施方式中，所述整体呈环形的开口为布置在所述底盖直径方向上的环状开口，所述环状开口与所述安装部同心设置，所述环状开口的半径在所述底盖半径的0.5倍至0.9倍范围内。
13.在一个优选的实施方式中，所述叶片与所述底盖一体成型形成叶轮主体，所述顶
盖通过可拆卸的方式安装在所述叶轮主体上。
14.一种设置有上述任一所述叶轮的离心泵，所述离心泵包括：外壳，所述外壳包括具有容纳腔的头盖，所述叶轮设置在所述容纳腔内，所述顶盖面对所述头盖内壁，所述头盖上设置有入口，所述离心泵还包括用于驱动所述叶轮旋转的驱动结构，所述驱动结构包括定子、向所述叶轮传递扭矩的转轴，用于驱动所述转轴旋转的转子。
15.在一个优选的实施方式中，所述转轴包括与所述安装部配合的第一端和与所述第一端相背离且与所述转子相配合的第二端，所述第一端与所述安装部之间形成有传扭机构，所述离心泵还包括：安装在靠近所述转轴第一端的止推轴承。
16.在一个优选的实施方式中，所述传扭机构包括：设置在所述第一端的开槽，设置在所述安装部上用于和所述开槽配合的卡合部。
17.在一个优选的实施方式中，所述转子安装在转腔内，所述转轴内部设置有连通所述叶轮的流道和所述转腔的中空流道。
18.在一个优选的实施方式中，所述离心泵为屏蔽式离心泵，所述屏蔽式离心泵还包括：屏蔽套，所述定子设置所述屏蔽套外，所述转子设置在所述屏蔽套内。
19.一种壁挂炉，包括：燃烧器、换热器以及离心泵，所述离心泵为所述壁挂炉的采暖循环泵。
20.本实用新型的技术方案具有以下显著有益效果：
21.对于叶轮而言，当其被转轴驱动进行旋转的过程中，流体通过该进口进入流道内，并在流道中做离心运动的过程中，靠近进口的流道区域为低压区，底盖背离进口的一面为高压区。由于上述压差的存在，导致叶轮受到轴向的推力，在该推力的作用下，若不加轴向限位件，会将叶轮沿着轴向向进口侧推动。本技术所提供实施方式，通过在底盖上开设整体呈环形的开口，利用该开口将高压区和低压区进行连通，从而使得叶轮正反面的压力得到有效平衡，从而能够减小推力，同时也能减少叶轮与轴向限位件之间的摩擦力，降低两者接触时产生的噪音，提高叶轮旋转时的稳定性，延长叶轮的使用寿命。
22.参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
附图说明
23.在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。
24.图1为本技术实施方式中提供的一种叶轮的结构示意图；
25.图2为本技术实施方式中提供的一种叶轮的a-a剖视图；
26.图3为本技术实施方式中提供的一种叶轮的底视图；
27.图4为本技术实施方式中提供的另一种叶轮的底盖示意图；
28.图5为本技术实施方式中提供的一种离心泵的结构示意图；
29.图6为本技术实施方式中提供的一种离心泵的内部结构示意图；
30.图7为本技术实施方式中提供的一种离心泵的剖视图；
31.图8为本技术实施方式中提供的一种离心泵在叶轮处形成的自润滑循环的示意图。
32.说明书附图标记：
33.100、叶轮；
34.110、顶盖；
35.111、进口；
36.120、底盖；
37.121、安装部；
38.122、开口；
39.130、叶片；
40.200、外壳；
41.201、头盖；
42.202、入口；
43.300、定子；
44.350、转轴；
45.400、转子；
46.410、转腔；
47.450、止推轴承；
48.351、开槽；
49.352、卡合部；
50.500、屏蔽套。
具体实施方式
51.下面将结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本技术所附权利要求所限定的范围内。
52.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
53.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
54.请综合参阅图1和图2，本技术说明书实施方式中提供了一种叶轮100，该叶轮100
可以包括：顶盖110，所述顶盖110上设置有供流体进入的进口111；与所述顶盖110相对设置的底盖120，所述底盖120上设置有用于安装转轴350 的安装部121；叶片130，设置在所述顶盖110和所述底盖120之间，所述叶片130与所述顶盖110、所述底盖120相配合形成有与所述进口111连通的流道，在沿着流体流动方向上，所述流道具有入口202端和位于所述入口202端下游的出口端，流体从所述进口111流入所述入口202端后，在所述流道中做离心运动，至少部分流体通过所述出口端流出；所述底盖120上围绕所述安装部121 设置有整体呈环形的开口122。
55.对于叶轮100而言，当其被转轴350驱动进行旋转的过程中，流体通过该进口111进入流道内，并在流道中做离心运动的过程中，靠近进口111的流道区域为低压区，底盖120背离进口111的一面为高压区。由于上述压差的存在，导致叶轮100受到轴向的推力，在该推力的作用下，若不加轴向限位件，会将叶轮100沿着轴向向进口111侧推动。在本技术的实施方式中，通过在底盖120 上开设整体呈环形的开口122，利用该开口122将高压区和低压区进行连通，从而使得叶轮100正反面的压力得到有效平衡，从而能够减小推力，同时也能减少叶轮100与轴向限位件之间的摩擦力，降低两者接触时产生的噪音，提高叶轮100旋转时的稳定性，延长叶轮100的使用寿命。
56.需要说明的是，本技术所提供的叶轮100，其具体应用场景主要以离心泵为例进行举例说明，当然，该叶轮100还可以应该在其他场景中，例如，风机等场景，具体的，本技术在此不再一一展开描述。
57.请参阅图3，在一个实施方式中，所述整体呈环形的开口122为在沿着径向上具有预定宽度的环状孔。其中，所述预定宽度不大于0.5毫米。
58.在本实施方式中，该开口122可以为周向贯通的环状孔，利用该环状孔，可以将叶轮100的低压区和高压区进行连通，从而降低该叶轮100所受到的压力差。特别是当该开口122为周向贯通的环状孔时，其相对流体的流速影响较小，流道中的流体在流动至该环状孔处时，不会出现明显的流体积聚，不易产生额外的噪声。
59.其中，该环状孔具体可以呈圆环状，以保证在叶轮100旋转时，不会额外提升叶轮100的转动惯量，即不会对叶轮100的旋转稳定性产生负面影响。当然，当该叶轮100应用在一些特定的产品中，其对叶轮100旋转时所产生的转动惯量要求不高时，该环状孔的形状可以为非圆环状，具体的，本技术在此并不做具体的限定。
60.其中，该环状孔在沿着叶轮100径向上的宽度一般不大于0.5毫米。本技术发明人对该环状孔的宽度进行了数据验证，当该环状孔的宽度大于0.5毫米时，其对叶轮100压力平衡的效果并没有正向提升；此外，环状孔的宽度过大也会对叶轮100的结构强度、以及流道内流体的流动产生负面影响。
61.对于设置有环状孔的底盖120而言，该环状孔将底盖120分割为靠近安装部121的第一部分和远离安装部121的第二部分，为了使得该叶轮100的结构稳定、装配简便，可以利用叶轮100的叶片130将第一部分和第二部分连接在一起。
62.具体的，所述叶片130的个数为多片，多片所述叶片130向所述底盖120 的投影至少部分与所述环状孔重合。当利用叶片130将底盖120的两部分连接在一起时，该叶片130与底盖120可以一体成型形成叶轮主体，所述顶盖110 通过可拆卸的方式安装在所述叶轮主体上；或者采用其他固定连接的方式固定在一起，本技术在此并不做具体的限定。由于底盖
120的两部分利用叶片130 进行连接，叶片130在沿着叶轮100轴向上向所述底盖120的投影至少部分与所述环状孔相重合。
63.请参阅图4，在另一个实施方式中，所述整体呈环形的开口122包括多个非连续的圆弧孔，所述多个非连续的圆弧孔围绕所述安装部121的外围整体呈圆环形。
64.在本实施方式中，该开口122可以在周向非贯通，即包括多个非连续的圆弧孔，多个非连续的圆弧孔围绕所述安装部121的外围整体呈圆环形。
65.对于相邻两个圆弧孔之间设置有实体结构的底盖120而言，叶片130与底盖120的连接关系，可以是同上述实施方式一样，叶片130与底盖120一体成型形成叶轮主体，所述顶盖110通过可拆卸的方式安装在所述叶轮主体上；或者通过固定连接的方式连接在一起；也可以是底盖120两部分之间设置有连接筋等。在沿着叶轮100轴向上，该圆弧孔可以避开叶片130，即该叶片130在沿着叶轮100轴向上向底盖120的投影与所述开口122不重合；当然，该圆弧孔也可以不避开叶片130，即该叶片130在沿着叶轮100轴向上向底盖120的投影与所述开口122至少部分重合。其中，多个非连续的圆弧孔大小可以均匀，也可以弧长不一，具体的，本技术在此并不做限定。
66.理论上，通过在底盖120上开设环形的开口122，并控制该环形的开口122 的位置和尺寸，可以完全抵消叶轮100旋转产生的压力差。但是对于不同的叶轮100、或者，相同叶轮100在不同转速下，叶轮100两面所产生的压力差的大小是不一致的。
67.请参阅图3，在一个实施方式中，所述整体呈环形的开口122为布置在所述底盖120直径方向上的环状开口122，所述环状开口122与所述安装部121 同心设置，所述环状开口122的半径在所述底盖120半径的0.5倍至0.9倍范围内。
68.在本实施方式中，对该环状开口122的位置进行了优选，一方面可以提升该叶轮100的普适性；另一方面，在设置环状开口122的位置，巧妙利用了没有被完全平衡掉的剩余压力差，将高压区和低压区连通，形成自润滑循环，对旋转部件进行润滑和降温。其中，该自润滑循环的具体流动路径可以结合该叶轮100的具体应用场景(例如离心泵的具体结构)的不同而不同，本技术在此并不做具体的限定)。
69.其中，该底盖120可以整体呈回转体，在不考虑制造精度和装配误差的情况下，该底盖120的轴线可以与转轴350的轴线相重合。该安装部121的中部可以为在该底盖120的中心开设的安装孔。理论上，该安装孔的中心与底盖120 的轴线相重合。
70.如图3所示，在沿着该底盖120的径向，该环状开口122具有最小半径rmin 和最大半径rmax，该最小半径rmin不小于0.5倍的底盖120半径，该最大半径rmax不大于0.9倍的底盖120半径，从而保证利用该环状开口122能够将叶轮100两面的压力差降低至一个较小的范围内，同时利用未被平衡掉的剩余压力差，将高压区和低压区连通，形成自润滑循环。
71.请结合参阅图5至图8，基于上述实施方式中所提供的叶轮100，本技术还提供一种设置有上述叶轮100的离心泵，该离心泵可以包括：外壳200，所述外壳200包括具有容纳腔的头盖201，所述叶轮100设置在所述容纳腔内，所述顶盖110面对所述头盖201内壁，所述头盖201上设置有入口202，所述离心泵还包括用于驱动所述叶轮100旋转的驱动结构，所述驱动结构包括定子 300、向所述叶轮100传递扭矩的转轴350，用于驱动所述转轴350旋转的转子 400。
72.在本实施方式中，该离心泵主要包括：外壳200、泵头和驱动结构。其中，外壳200包
括具有容纳腔的头盖201，所述叶轮100设置在所述容纳腔内，所述顶盖110面对所述头盖201内壁，所述头盖201上设置有入口202，流体通过该入口202进入该外壳200内并通过叶轮100的进口111进入叶轮100内。
73.请结合参阅图6和图7，泵头主要包括上述实施方式中所述的叶轮100。驱动结构包括：定子300、转子400和转轴350。其中，该定子300可以为套设在该转子400的外部，其具体可以为线圈的形式。该转子400可以位于该转轴350 和定子300之间，其具体可以为永磁体的形式。该转轴350穿设在该转子400 的内部，能够被该转子400驱动，从而带动叶轮100旋转。
74.进一步的，所述转轴350包括与所述安装部121配合的第一端和与所述第一端相背离且与所述转子400相配合的第二端，所述第一端与所述安装部121 之间形成有传扭机构。
75.具体的，所述传扭机构可以包括：设置在所述第一端的开槽351，设置在所述安装部121上用于和所述开槽351配合的卡合部352。
76.其中，该转轴350整体可以为截面呈圆形的柱状，该开槽351具体可以在该第一端形成缺口。该卡合部352可以为设置在该安装部121中部的安装孔，该安装孔的形状可以为转轴350设置有缺口部分的截面相匹配，当该转轴350 的第一端安装在该安装部121中后，两者能相配合形成传扭机构。
77.当离心泵启动后，转子400可以带动转轴350同步旋转，由于转轴350的第一端与底盖120的安装部121之间形成有传扭机构，可以带动叶轮100转动。在叶轮100转动过程中，从进口111进入该叶轮100的流体(以水为例进行举例说明)在叶轮100内部做离心运动，在叶轮100的两面形成一定的压力差。为了防止该叶轮100沿着轴向朝向进口111侧移动，所述离心泵还可以包括：安装在靠近所述转轴350第一端的止推轴承450。利用该止推轴承450可以对叶轮100进行轴向限位。
78.请结合参阅图7和图8，所述转子400安装在转腔410内，所述转轴350 内部设置有连通所述叶轮100的流道和所述转腔410的中空流道。
79.在本实施方式中，该转轴350的内部设置有中空流道。其中，该中空流道可以为转轴350内形成的轴向贯通孔，或者是非贯通的局部轴向孔与径向贯通孔组合。具体的，该中空流道的具体设置形式本技术在此并不做具体限定。
80.该中空流道能连通叶轮100的流道和转腔410，从而形成自润滑循环。如图8所示，水从叶轮100的进口111进入叶轮100的流道后，大部分从流道的出口端流出，小部分通过开口122流出底盖120，流入转腔410内，通过该转轴350的中空流道流回叶轮100的流道中，形成水循环。当水流经转轴350、转子400等部件的过程中，可以对这些转动部件进行润滑和降温冷却。
81.需要说明的是，在一些实施方式中，例如通过对离心泵的内部结构进行合理设计，从出口端流出的水也可以流入转腔410内，参与自润滑循环。
82.在本实施方式中，所述离心泵可以为屏蔽式离心泵，所述屏蔽式离心泵还包括：屏蔽套500，所述定子300设置所述屏蔽套500外，所述转子400设置在所述屏蔽套500内。
83.该离心泵可以应用在壁挂炉中，其可以采用屏蔽式离心泵的形式。具体的，转子400和叶轮100固定在同一根转轴350上，利用屏蔽套500将转子400和定子300隔开，转子400在被输送的水中运转，其动力通过定子300磁场传给转子400，而定子300不会与水相接触，
保证其使用的可靠性和安全性。
84.本技术实施方式中还提供一种壁挂炉，该壁挂炉可以包括：燃烧器、换热器以及上述实施方式中任一所述的离心泵，所述离心泵为所述壁挂炉的采暖循环泵。
85.在本实施方式中，该壁挂炉的离心泵的具体组合和结构以及对应产生的技术效果可以参照上述离心泵实施方式的具体描述，本技术在此不再展开赘述。
86.本技术实施方式中还提供一种壁挂炉，该壁挂炉可以包括：燃烧器、换热器以及上述实施方式中任一所述的离心泵，所述离心泵为所述壁挂炉的采暖循环泵。
87.在本实施方式中，该壁挂炉的离心泵的具体组合和结构以及对应产生的技术效果可以参照上述离心泵实施方式的具体描述，本技术在此不再展开赘述。
88.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
89.本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。
90.以上仅为本实用新型的几个实施方式，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

技术特征：

1.一种叶轮，其特征在于，包括：顶盖，所述顶盖上设置有供流体进入的进口；与所述顶盖相对设置的底盖，所述底盖上设置有用于安装转轴的安装部；叶片，设置在所述顶盖和所述底盖之间，所述叶片与所述顶盖、所述底盖相配合形成有与所述进口连通的流道，在沿着流体流动方向上，所述流道具有入口端和位于所述入口端下游的出口端，流体从所述进口流入所述入口端后，在所述流道中做离心运动，至少部分流体通过所述出口端流出；所述底盖上围绕所述安装部设置有整体呈环形的开口。2.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述整体呈环形的开口为在沿着径向上具有预定宽度的环状孔。3.如权利要求2所述的叶轮，其特征在于，所述预定宽度不大于0.5毫米。4.如权利要求2所述的叶轮，其特征在于，所述叶片的个数为多片，多片所述叶片向所述底盖的投影至少部分与所述环状孔重合。5.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述整体呈环形的开口包括多个非连续的圆弧孔，所述多个非连续的圆弧孔围绕所述安装部的外围整体呈圆环形。6.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述整体呈环形的开口为布置在所述底盖直径方向上的环状开口，所述环状开口与所述安装部同心设置，所述环状开口的半径在所述底盖半径的0.5倍至0.9倍范围内。7.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述叶片与所述底盖一体成型形成叶轮主体，所述顶盖通过可拆卸的方式安装在所述叶轮主体上。8.一种设置有权利要求1至7任一所述叶轮的离心泵，其特征在于，所述离心泵包括：外壳，所述外壳包括具有容纳腔的头盖，所述叶轮设置在所述容纳腔内，所述顶盖面对所述头盖内壁，所述头盖上设置有入口，所述离心泵还包括用于驱动所述叶轮旋转的驱动结构，所述驱动结构包括定子、向所述叶轮传递扭矩的转轴，用于驱动所述转轴旋转的转子。9.如权利要求8所述的离心泵，其特征在于，所述转轴包括与所述安装部配合的第一端和与所述第一端相背离且与所述转子相配合的第二端，所述第一端与所述安装部之间形成有传扭机构，所述离心泵还包括：安装在靠近所述转轴第一端的止推轴承。10.如权利要求9所述的离心泵，其特征在于，所述传扭机构包括：设置在所述第一端的开槽，设置在所述安装部上用于和所述开槽配合的卡合部。11.如权利要求8所述的离心泵，其特征在于，所述转子安装在转腔内，所述转轴内部设置有连通所述叶轮的流道和所述转腔的中空流道。12.如权利要求8所述的离心泵，其特征在于，所述离心泵为屏蔽式离心泵，所述屏蔽式离心泵还包括：屏蔽套，所述定子设置所述屏蔽套外，所述转子设置在所述屏蔽套内。13.一种壁挂炉，其特征在于，包括：燃烧器、换热器以及权利要求8-12任一所述的离心泵，所述离心泵为所述壁挂炉的采暖循环泵。

技术总结

本实用新型公开了一种叶轮、离心泵及壁挂炉，该叶轮包括：顶盖，所述顶盖上设置有供流体进入的进口；与所述顶盖相对设置的底盖，所述底盖上设置有用于安装转轴的安装部；叶片，设置在所述顶盖和所述底盖之间，所述叶片与所述顶盖、所述底盖相配合形成有与所述进口连通的流道，在沿着流体流动方向上，所述流道具有入口端和位于所述入口端下游的出口端，流体从所述进口流入所述入口端后，在所述流道中做离心运动，至少部分流体通过所述出口端流出；所述底盖上围绕所述安装部设置有整体呈环形的开口。本申请提供的叶轮、离心泵及壁挂炉，能够有效减缓叶轮正反面的压力差，提高离心泵旋转的稳定性，减小摩擦力、降低噪音，延长其使用寿命。命。命。