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CN104235061B - 一种开放式水泵 - Google Patents

一种开放式水泵 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种开放式水泵，包括上壳体、下壳体和叶轮，所述叶轮包括位于中心的轴和在轴的周面上沿周向均匀分布的多个沿轴向延伸的叶片，所述叶片在轴向上分为相互连接的上段和下段，所述上壳体中形成有容置叶片上段的上容置空腔，所述下壳体中形成有容置叶片下段的下容置空腔，所述水泵的入水口位于下壳体的下方和侧面，出水口位于上壳体的侧面，所述叶片至少其下段的底部在轴的周面上沿叶轮的旋转方向逐渐平滑弯曲，所述叶片的下段高度与上段高度的高度比为1～5。由此叶轮可以在较低水位汲水，不容易将水表面的洗涤液或食物残渣形成的泡沫卷入叶轮而影响汲水，并且可以从入水口汲取足够的流量。

Description

一种开放式水泵
技术领域
本发明涉及一种水泵，尤其是一种开放式水泵。
背景技术
水泵在工作前，水泵和进水管必须灌满水，之后依靠高速旋转的叶轮，使液体在惯性离心力的作用下获得能量从而能提高其内压强，当叶轮快速旋转，叶片促使水很快旋转，随着离心力的作用从叶轮中飞出，水泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域，之后水源的水在大气压力（或水压）的作用下进入到进水管内，这样循环不已，就可以实现连续抽水。因为水泵具有结构简单、操作容易、流量易于调节且适用于各种特殊性质物料的输送等优点，广泛应用于各个领域，大至各个工业场所，小至各种家用电器，如洗衣机、洗碗机、空调等。
传统的水泵，如中国专利申请号95107436.9所公开的一种排水泵，在叶轮的轴向下端是有吸入口，而在上部侧面设置吐出口，叶轮处于封闭的泵室内。上述的叶轮都处于封闭的空间内，只有这样才能使叶轮的中心部分形成真空区域，之后水源的水在大气压力(或水压)的作用下才能进入叶轮。而且由于吸入口与叶轮的轴同向，吐出口与叶轮的轴垂直，而叶轮在旋转时，经过叶轮的水必定具有与叶轮的轴同向的速度，因此，为了使水能够顺利从与叶轮的轴垂直的吐出口出去，叶轮也必须处于封闭的泵室内，特别是泵室的上方部件必须是固定密封的，否则水会从泵室的上方，即叶轮的轴平行的方向向上喷出，或者可能会使得上方的部件被水顶开。
上述这种传统的水泵，叶轮必须处于封闭的腔室内，不但结构复杂，而且加工要求也较高，通常腔室必须封闭，否则在腔室的上方，即与叶轮的轴向平行的方向都会出现漏水，除非将出口设置成与叶轮的轴向平行。
为此，也已公开了一种开放式的水泵，如公开号为EP0807396A2的欧洲专利公开的一种洗碗机，包括用于容纳盘子的洗涤室，支撑在洗涤室底部的喷射臂，泵出洗涤液对喷射臂加压的泵，泵包括叶轮，喷射臂的内表面限定了用于叶轮的壳体，允许洗涤液从壳体到喷射臂的喷嘴进行传递，叶轮包括在较低的边缘处向前弯曲的叶片，叶片的底部具有轴流式叶片部分，在驱动电机无负载下启动后，轴流式叶片部分将流体抬起，从而泵进行正常工作。然而这种叶轮，其叶片弯曲的下段较短，叶片旋转汲水时需要在较高的水位，出水的水路较短，容易将在清洗用水表面洗涤液、食物残渣等形成的泡沫重新卷入叶轮，影响正常的汲水，并且汲水的水量较少，流速较低，从而会对旋转喷臂正常的喷淋工作造成影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提供一种汲水能力强的开放式水泵。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种开放式水泵，包括上壳体、下壳体和叶轮，所述叶轮包括位于中心的轴和在轴的周面上沿周向均匀分布的多个沿轴向延伸的叶片，所述叶片在轴向上分为相互连接的上段和下段，所述上壳体中形成有容置叶片上段的上容置空腔，所述下壳体中形成有容置叶片下段的下容置空腔，所述水泵的入水口位于下壳体的下方和侧面，出水口位于上壳体的侧面，其特征在于，所述叶片至少其下段的底部在轴的周面上沿叶轮的旋转方向逐渐平滑弯曲，所述叶片的下段高度与上段高度的高度比为1～5。
优选的，所述叶片的下段高度与上段高度的高度比为3。
为了在水流从叶轮底部向上时，水的流道逐渐增宽，起到了一个降低流速的作用，所述叶片的上段径向尺寸与下段径向尺寸的径向尺寸比为1～5。
优选的，所述上段径向尺寸与下段径向尺寸的径向尺寸比为4/3。
为了使得当水流由下而上流动时，上容置空腔对水流起到缓流的作用，使得水流到达叶轮顶部时轴向向上的速度降低，避免将覆盖在叶轮上的上壳体向上顶开，所述叶片下段的侧面与下壳体之间的间隙小于上段的侧面与上壳体之间的间隙。
在本发明的一个实施例中，所述叶片的上段与轴的周面垂直，下段在轴的周面上沿叶轮的旋转方向逐渐平滑弯曲，并且弯曲的部分在旋转方向上扭曲。
在本发明的另一个实施例中，所述叶片的上段与轴的周面垂直，下段在轴的周面上沿叶轮的旋转方向逐渐平滑呈弧形状弯曲。
在本发明的另一个实施例中，所述叶片的下段由靠近轴的内侧面向远离轴的外侧面逐渐向上倾斜。
为了在水流随着叶轮的旋转由底部向顶部运动时，不仅流速逐渐降低，而且由于弧形面的作用，水流的流向可以从垂直方向，在轴的顶部时变成横向，从而弧形面对水流起到导向的作用，使得水流在不密封叶轮的情况下也可以改变流向，所述轴的顶部外周径向向外翻转形成一圈弧形面。
为了与轴的顶部的弧形面配合，更好的对水流起到导向的作用，所述叶片的顶部也为一弧形面，所述叶片顶部的弧形面与轴顶部外翻形成的弧形面的弧度相同。
为了使得轴的顶部对上壳体产生一向下的吸力，将上壳体吸住，使得上壳体和下壳体无需额外的连接部件，所述轴为中空，所述上壳体与轴顶部相应的位置具有与轴顶部外翻形成的弧形面弧度相同的下凹部，由此使得叶轮在旋转时，轴的顶部和上壳体的下凹部之间产生一真空区域。
优选的，所述叶片的下段的底端露出于所述下容置空腔。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过将叶片的上段和下段设置合适的高度比，使得叶轮可以在较低水位汲水，不容易将水表面的洗涤液或食物残渣形成的泡沫卷入叶轮而影响汲水，并且可以从入水口汲取足够的流量；将叶片的上段设置成径向尺寸大于下段，可以使得水流在上升的过程中，流道逐渐增宽，起到了降低轴向向上流速的作用；在轴的顶面外翻形成有弧形面，使得水流不仅可以在此降低轴向向上的流速，而且可以在不密封的情况下也能由纵向改变成横向；将叶片下段的侧面与下壳体之间的间隙设置成小于上段的侧面与上壳体之间的间隙，由此使得当水流由下而上流动时，上容置空腔对水流起到缓流的作用，使得水流到达叶轮顶部时轴向向上的速度降低，由此不会将覆盖在叶轮上的上壳体向上顶开；上壳体上的下凹部使得叶轮在旋转时，轴的顶部和上壳体的下凹部之间产生一真空区域，使得轴的顶部对上壳体产生一向下的吸力，将上壳体吸住，使得上壳体和下壳体无需额外的连接部件。
附图说明
图1为本发明的水泵的剖视图；
图2为本发明的叶轮的第一个实施例的示意图；
图3为本发明的叶轮的第一个实施例的立体结构示意图；
图4为本发明的叶轮的第二个实施例的示意图；
图5为本发明的叶轮的第二个实施例的立体结构示意图；
图6为本发明的叶轮的第三个实施例的示意图；
图7为本发明的叶轮的第三个实施例的立体结构示意图；
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一
参见图1-图3，一种开放式水泵，包括上壳体1和下壳体2，上壳体1和下壳体2互相接触形成一容置空腔以用于放置叶轮3。上壳体1中形成有一上容置空腔11，用于容置叶轮3的上段，下壳体2中形成有一下容置空腔21，用于容置叶轮3的下段。上壳体1和下壳体2之间不必密封连接，如，下壳体2的外周可形成有台阶部22，上壳体1位于上容置空腔11周围的部分可以搁置于台阶部22上。下壳体2的下方敞开，水流可以从下壳体2的下方和侧面进入到叶轮3，即水泵的入水口位于下壳体2的下方和侧面，上壳体1的相对上容置空腔11的顶面封闭，水流从上容置空腔11的侧面流出，即水泵的出水口位于上壳体1内上容置空腔11的侧面，如图1中的箭头所示，即为水流方向。
叶轮3包括中心的轴31和在轴31的周面上沿周向均匀分布的多个沿轴向延伸的叶片32，轴31的下端用于与用于驱动水泵的电机的输出轴(未示出)连接，从而当电机旋转时，可驱动叶轮3旋转。
叶片32在轴向上可以分为两段，即叶片32的上段321，和叶片32的下段322，上段321和下段322一体成型，上段321容置于上容置空腔11内，下段322容置于下容置空腔21内，并且下段322的末端优选的低于下容置空腔21的底面，即向下露出于下容置空腔21。
叶片32的上段321沿轴31的轴平面延伸，并且同时与轴31的外周面垂直，叶片32的下段322至少在底部在轴31的周面上沿着叶轮3的旋转方向逐渐平滑弯曲，同时该弯曲的部分在弯曲方向上扭曲。叶片32这样的设置，可以使得当叶片32旋转时，其底部可以将水向上抬起，使得水可以从叶片32之间间隔出的流道从叶轮3的下方向上方运动，即使叶轮3不处于封闭的空间内，没有真空的作用，仍然能够汲水，随着叶轮3的旋转将水从底部送至顶部。
在本发明中，叶片32的下段322和上段321的高度比优选的为1～5，更优选的为1～3，叶片32的下段322相对上段322较长，汲水的部位较长，由此可以使得叶片32汲水的水位较低，不容易将水表面的洗涤液或食物残渣形成的泡沫卷入叶轮3而影响汲水，并且可以从入水口汲取足够的流量。
在上文中，叶片32的下段322的在底部呈平滑弯曲，本领域技术人员可了解到，该弯曲也可以发生在整个下段322，或整个上段321和下段322，即整个叶片32，只要形成一平滑弯曲的流道能够对水流从最底端向上抬起即可。
叶片32的上段321径向尺寸较大，而下段322的径向尺寸较小，当水流从叶轮3底部向上时，水的流道逐渐增宽，起到了一个降低流速的作用。优选的，上段321和下段322的径向尺寸比为1～5，更优选的为4/3。
叶轮3的轴31的顶部外周径向向外翻转形成一圈弧形面311，因此，当水流随着叶轮3的旋转由底部向顶部运动时，不仅流速逐渐降低，而且由于弧形面311的作用，水流的流向可以从垂直方向，在轴31的顶部时变成横向，从而弧形面311对水流起到导向的作用，使得水流在不密封叶轮3的情况下也可以改变流向，从上容置空腔11的侧面流出。优选的，叶片32的上段321的顶面也可以形成一外翻的弧形面，其弧度与轴31顶部的弧形面311的弧度相同。
叶片32的上段321与上容置空腔11之间的间隙大于下段322与下容置空腔21之间的间隙，即上容置空腔11的直径大于下容置空腔21的直径，由此使得当水流由下而上流动时，上容置空腔11对水流起到缓流的作用，使得水流到达叶轮3顶部时速度降低，由此不会将覆盖在叶轮3上的上壳体1向上顶开。
优选的，轴31为中空，上壳体1与轴31顶部相应的位置具有与轴31顶部的弧形面311弧度相同的下凹部12，由此使得叶轮3在旋转时，轴31的顶部和上壳体1的下凹部12之间产生一真空区域，使得轴31的顶部对上壳体1产生一向下的吸力，将上壳体1吸住。这样的结构使得上壳体1和下壳体2之间不需要额外的固定连接机构将两者连接，只需要将上壳体1搁置于下壳体2之上即可，当叶轮3旋转时，上壳体1会被吸附在下壳体1上，水流从上壳体1内位于上容置空腔11的侧面流出而不会向上将上壳体1顶开。由此，水泵的制造加工更为方便，易于安装和拆卸。或者，上壳体1和下壳体2之间也可以采用较为方便的可拆卸连接机构将两者连接，如旋扣等，使得上壳体1、下壳体2以及叶轮3组成的水泵结构更加稳定。
实施例二
参见图4和图5，为本发明的叶轮的第二个实施例，在本实施例中，与上述实施例一的不同之处在于，叶片32’的下段322’在叶轮的旋转方向上逐渐平滑呈弧形状弯曲，下段322’和上段321’均与轴31的周面垂直。
实施例三
参见图6和图7，为本发明的叶轮的第三个实施例，在本实施例中，与上述实施例二的不同之处在于，叶片32’’的下段322’’在叶轮的旋转方向上逐渐平滑弯曲，同时由靠近轴31的内侧面向远离轴31的外侧面逐渐向上倾斜，形成上段321’’与轴31的周面垂直，下段322’’与轴31的周面倾斜。

Claims (12)

1.一种开放式水泵，包括上壳体(1)、下壳体(2)和叶轮(3)，所述叶轮(3)包括位于中心的轴(31)和在轴(31)的周面上沿周向均匀分布的多个沿轴向延伸的叶片，所述叶片在轴向上分为相互连接的上段和下段，所述上壳体(1)中形成有容置叶片上段的上容置空腔(11)，所述下壳体(2)中形成有容置叶片下段的下容置空腔(21)，所述水泵的入水口位于下壳体(2)的下方和侧面，出水口位于上壳体(1)的侧面，其特征在于，所述叶片至少其下段的底部在轴(31)的周面上沿叶轮的旋转方向逐渐平滑弯曲，所述叶片的下段高度与上段高度的高度比为1～5。
2.如权利要求1所述的开放式水泵，其特征在于，所述叶片的下段高度与上段高度的高度比为3。
3.如权利要求1所述的开放式水泵，其特征在于，所述叶片的上段径向尺寸与下段径向尺寸的径向尺寸比为1～5。
4.如权利要求3所述的开放式水泵，其特征在于，所述叶片的上段径向尺寸与下段径向尺寸的径向尺寸比为4/3。
5.如权利要求3或4所述的开放式水泵，其特征在于，所述叶片下段的侧面与下壳体(2)之间的间隙小于上段的侧面与上壳体(1)之间的间隙。
6.如权利要求1所述的开放式水泵，其特征在于，所述叶片的上段与轴(31)的周面垂直，下段在轴(31)的周面上沿叶轮的旋转方向逐渐平滑弯曲，并且弯曲的部分在旋转方向上扭曲。
7.如权利要求1所述的开放式水泵，其特征在于，所述叶片的上段与轴(31)的周面垂直，下段在轴(31)的周面上沿叶轮的旋转方向逐渐平滑呈弧形状弯曲。
8.如权利要求7所述的开放式水泵，其特征在于，所述叶片的下段由靠近轴(31)的内侧面向远离轴(31)的外侧面逐渐向上倾斜。
9.如权利要求1所述的开放式水泵，其特征在于，所述轴(31)的顶部外周径向向外翻转形成一圈弧形面(311)。
10.如权利要求9所述的开放式水泵，其特征在于，所述叶片的顶部也为一弧形面，所述叶片顶部的弧形面与轴(31)顶部外翻形成的弧形面(311)的弧度相同。
11.如权利要求9所述的开放式水泵，其特征在于，所述轴(31)为中空，所述上壳体(1)与轴(31)顶部相应的位置具有与轴(31)顶部外翻形成的弧形面(311)弧度相同的下凹部(12)。
12.如权利要求1所述的开放式水泵，其特征在于，所述叶片的下段的底端露出于所述下容置空腔(21)。
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