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1、10申请公布号CN102084088A43申请公布日20110601CN102084088ACN102084088A21申请号200980000175X22申请日2009012912/023,70920080131USF01D5/14200601B01F7/22200601B23P15/0220060171申请人SPX公司地址美国北卡罗来纳州72发明人理查德豪克74专利代理机构北京德琦知识产权代理有限公司11018代理人齐葵王诚华54发明名称带有螺旋前边缘的混合叶轮57摘要一种叶轮叶片具有平坦的中心盘部、从所述中心盘部延伸的至少一对延伸部、以及由所述盘部的外周界限定的至少两个前边缘。每个前边缘。
2、从一个延伸部跨越到相邻的延伸部，且每个前边缘具有至少一部分，在该至少一部分处，所述前边缘的以中心为起点的半径增大以形成连续增大的半径曲线。每个前边缘在所述延伸部之间形成半径渐增的螺旋边缘表面。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2009091786PCT申请的申请数据PCT/US2009/0323432009012987PCT申请的公布数据WO2009/099862EN2009081351INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书4页附图2页CN102084097A1/2页21一种叶轮叶片，包括具有中心轴线的中心盘部；从所述中心盘部以一角度延伸的至少一。
3、对延伸部；和由所述中心盘部的外周界限定的至少两个前边缘，每个前边缘从一个延伸部跨越到相邻的延伸部，且每个前边缘具有至少一部分，在该至少一部分处，所述前边缘的以所述中心轴线为起点的半径增大以形成连续增大的半径曲线。2如权利要求1所述的叶轮，其中每个前边缘包括具有向外增大的螺旋轮廓的至少一部分。3如权利要求1所述的叶轮，其中所述中心盘部基本处于一平面中，且每个延伸部相对于所述平面以一角度突出远离所述盘。4如权利要求1所述的叶轮，其中延伸部的数目包括两个，前边缘的数目包括两个，并且其中所述延伸部和所述前边缘彼此对称。5如权利要求1所述的叶轮，其中延伸部的数目包括至少三个，前边缘的数目包括至少三个，并。
4、且其中所述延伸部和所述前边缘彼此对称。6如权利要求1所述的叶轮，进一步包括毂，该毂被安装到所述中心盘部，以利于将所述叶轮安装到轴上。7如权利要求1所述的叶轮，其中所述中心盘部由至少两个板形成，每个板具有从该板突出的各自的延伸部。8如权利要求1所述的叶轮，其中所述中心盘部由至少三个板组成，每个板具有从该板突出的相应的延伸部。9如权利要求8所述的叶轮，其中各个板的至少一些部分彼此重叠。10如权利要求1所述的叶轮，其中所述中心盘部和所述延伸部中的每个被提供为单一整体式共用结构。11如权利要求3所述的叶轮，其中每个延伸部包括成角度地远离所述中心盘部的所述平面的平板。12如权利要求1所述的叶轮，其中每个。
5、整个前边缘具有从所述前边缘的起始处增大到所述前边缘的终结处的半径，以沿所述整个前边缘形成连续增大的半径曲线。13如权利要求12所述的叶轮，其中每个前边缘的整个长度具有向外增大的螺旋轮廓。14如权利要求1所述的叶轮，其中每个延伸部具有径向宽度，并且其中每个前边缘开始于位于所述延伸部的所述径向宽度之内或者接近所述延伸部的所述径向宽度的半径处，并终止于位于所述延伸部的宽度之外或者接近所述延伸部的宽度的半径处。15一种叶轮叶片，包括具有中心轴线的中心盘部；从所述中心盘部延伸的至少一对引流机构；和由所述中心盘部的外周界限定的至少两个前边缘，每个前边缘从一个引流机构跨越到相邻的引流机构，且每个前边缘具有至。
6、少一部分，在该至少一部分处，所述前边缘的以所述中心轴线为起点的半径增大以形成连续增大的半径曲线。16如权利要求15所述的叶轮，其中每个前边缘包括具有向外增大的螺旋轮廓的至少权利要求书CN102084088ACN102084097A2/2页3一部分。17一种形成叶轮叶片的方法，包括步骤提供具有中心轴线的中心盘部；形成从所述中心盘部延伸的至少一对延伸部；以及成形由所述中心盘部的外周界限定的至少两个前边缘，每个前边缘从一个延伸部跨越到相邻的延伸部，且每个前边缘具有至少一部分，在该至少一部分处，所述前边缘的以所述中心轴线为起点的半径增大以形成连续增大的半径曲线。18如权利要求17所述的方法，其中形成所。
7、述延伸部的步骤包括从所述盘部向下弯曲所述延伸部。19一种处理物质的方法，包括将有待被处理的物质容纳在容器中；以及旋转地驱动具有叶轮叶片的轴，该叶轮叶片包括具有中心轴线的中心盘部；从所述中心盘部延伸的至少一对延伸部；和由所述中心盘部的外周界限定的至少两个前边缘，每个前边缘从一个延伸部跨越到相邻的延伸部，且每个前边缘具有至少一部分，在该至少一部分处，所述前边缘的以所述中心轴线为起点的半径增大以形成连续增大的半径曲线。20如权利要求19所述的方法，其中所述被处理的物质为废水或污水中的至少之一。权利要求书CN102084088ACN102084097A1/4页4带有螺旋前边缘的混合叶轮技术领域0001。
8、本发明大体上涉及混合叶轮，更具体地，涉及浸入或至少部分地浸入液体物质中并由马达驱动轴旋转的混合叶轮。背景技术0002混合叶轮在工业上受到广泛使用。工业混合叶轮的示例包括具有中心毂和两个、三个、四个或更多个径向延伸的叶片型结构的设计。这些叶片可为平坦的、倾斜的，且在一些情况下具有翼形或螺旋桨形。典型地，叶轮从马达驱动轴沿径向向外延伸，并浸入有待被混合的物质中。经常地，叶轮处于被限制在容器中的至少为部分液体的混合物中，所述容器可在间歇过程或连续过程中保持所述物质。0003在一些类型的混合应用中，出现了不希望的现象，其中，被带入到被混合的液体物质中的各种固体物质将积聚在叶片的前边缘上并形成块、串、或。
9、所谓的“毛刺”。理解该现象的一种方法是，考虑用于船上的叶轮，其将捕获水草，这些水草随后将依附到船叶轮的前边缘并阻碍其工作效率。类似地，吊扇也经常在其前边缘上积聚空气中的灰尘，这些灰尘导致形成细长的丝或束。0004类似的现象出现在特别是例如用于废水或污水处理的混合叶轮的情况下，其中被混合的物质经常具有各种类型的粗焦油、固体颗粒、毛发和其它非溶解性物质。随着水被处理，这些物质有时倾向于依附到现有叶轮样式TYPE的前边缘，这减少了经过叶轮样式的流动，并降低了叶轮的效率。0005在许多工业应用中，叶轮为所谓的“轴流式”，其中在叶轮区域中的液体沿大致平行于轴的轴线的方向垂直于叶片的延伸部的方向被泵出。在。
10、其它情况下，叶轮可为所谓的“径流式”类型，其中通常物质沿平行于叶片的延伸部的方向被驱使而径向向外离开轴。一些已知的这些叶轮利用圆盘，该圆盘具有从该圆盘沿径向向外延伸的浆。0006综上所述，希望具有一种混合叶轮，其能够至少在一定程度上减少依附到叶轮前边缘或叶轮的任意边缘的“毛刺”或者其它积聚物的产生。发明内容0007本发明一些实施例的一些方面提供一种混合叶轮，其能够至少在一定程度上减少依附到叶轮前边缘或叶轮任意边缘的“毛刺”或者其它积聚物的产生。0008本发明的一个实施例提供一种叶轮，其具有中心盘部、从中心盘部延伸的至少一对延伸部、以及由所述盘部的外周界限定的至少两个前边缘，每个前边缘从一个延伸。
11、部跨越到相邻的延伸部，且每个前边缘具有至少一部分，在该至少一部分处，所述前边缘的以所述中心为起点的半径增大以形成连续增大的半径曲线。0009一种叶轮叶片具有中心盘部、从所述中心盘部延伸的至少一对引流机构、以及由所述中心盘部的外周界限定的至少两个前边缘，每个前边缘从一个引流机构跨越到相邻的引流机构，且每个前边缘至少具有至少一部分，在该至少一部分处，所述前边缘的以所述中说明书CN102084088ACN102084097A2/4页5心为起点的半径增大以形成连续增大的半径曲线。0010所述叶轮具有的中心盘部位于一平面中，且每个引流机构相对于所述平面成一角度远离所述盘突出。0011所述叶轮具有的引流机。
12、构的数目包括至少三个，前边缘的数目包括至少三个，且其中所述引流机构和所述前边缘彼此对称。0012由此可以相对广泛的概括出，本发明的某些实施例使得在本文中对其的详细描述可被更好地理解，并使得本发明对现有技术的贡献可被更好地认识。当然，本发明其它实施例将在下文中进行描述，并将形成所附权利要求中的主题。0013就此而言，在详细阐释本发明的至少一个实施例之前，可以理解的是，本发明不限于应用于以下描述中提到的或附图中所示的部件结构和设置的细节中。除了所描述的实施例，本发明可以是以各种方式实践和实现的实施例。此外，可以理解的是，本文所采用的用词和术语以及摘要出于描述的目的，而不应被视为限制。0014这样，。
13、本领域技术人员将认识到的是，本公开所基于的概念可易于被用作设计其它结构、方法和系统以实现本发明的各种目的的基础。因此，重要的是，权利要求被视为包括这种等同结构，只要这些结构不背离本发明的精神和范围即可。附图说明0015图1为示出根据本发明优选实施例的一个示例的叶轮的透视分解图。0016图2为图1所示的叶轮的俯视图。0017图3为图1所示的叶轮的侧视图。0018图4为例示出根据本发明另一优选实施例的叶轮的一些设计方面的几何示意图。具体实施方式0019本发明的一些实施例提供一种叶轮，其具有中心盘部、从中心盘部延伸的至少一对延伸部、以及由所述盘部的外周界限定的至少两个前边缘，每个前边缘从一个延伸部跨。
14、越到相邻的延伸部，且每个前边缘具有至少一部分，在该部分处所述前边缘的以所述中心为起点的半径增大以形成连续增大的半径曲线。该叶轮的一个方面在于，该设计在一些情况下提供一种混合叶轮，其能够至少在一定程度上减少依附到叶轮前边缘或叶轮的任意边缘的“毛刺”或者其它积聚物的产生。0020现在将参照附图描述一些优选实施例，其中全文中相同的附图标记表示相同的部分。图1例示出能够通过安装毂14而被安装到轴12上的叶轮10。轴12被示出为截断的，但典型地可一直延伸通过毂14，或者毂14可被安装在轴12的端部。这样，多个叶轮10能够沿该轴的长度安装。典型地，轴12延伸至容纳有待被混合的物质的容器未示出内，并由该容器。
15、外侧的马达驱动。0021在所示示例中，毂14具有沿径向向外延伸的安装法兰16，该安装法兰16具有中心基底和穿过中心基底的多个螺栓孔18。叶轮10具有轴12可穿过的中心孔20，和对应于螺栓孔18的多个螺栓孔22。这样，叶轮10可通过分别穿过螺栓孔22和18的螺栓刚性地附接到毂14。毂14可通过任意的多种已知的连接方法轴向地且旋转地附接到轴12上。例如，毂14可被焊接到轴12上。类似地，叶轮10可通过任意已知的连接方法，包括例如焊接说明书CN102084088ACN102084097A3/4页6方法被安装到毂14上。此外，毂14可与叶轮10为一整体或者永久地连接到叶轮10。0022现在更为详细地转。
16、到图13，所示的叶轮10包括基本为平板形状的中心盘区域24。提供有一个或更多个在该情况下为三个向下弯曲的延伸部26，并如所示的那样以一定角度离开盘区域24。在所示示例中，延伸部26以约30度的区间角度BANDANGLE从中心盘部24的平面突出。可以理解的是，该角度可在实践中从零度改变到90度，或者从任何角度改变到180度。在所示示例中，30度的角度提供了大致轴流泵浦。如果叶片被弯曲到90度，将出现更多的径流泵浦。0023在示例中，示出三个突出的延伸部26；然而，可提供任意数目的一个或更多个优选为两个或更多个延伸部。在最优选地实施例中，延伸部将为两个或更多个，且围绕中心盘区域24的圆周匀称布置。。
17、此外，如以下进一步论述的那样，叶轮叶片10可选择性地为如图13所示的整体式设计。这种设计便于由被切割为希望的轮廓形状的单一平板形成，然后可通过适当的机械加工而具有向下弯曲的延伸部26。0024然而，在一些情况下，例如，在大尺寸叶轮的情况下，可能希望由焊接到一起或者以其它方式被彼此相连的多个部件制成叶轮10。例如，每个独立的延伸部26可以以一定角度被焊接到中心盘部24，和/或中心盘24自身和相关的延伸部可由各自带有相关延伸部的单独部件制成。0025在另一变型中，图13的实施例可通过将三个板焊接到一起而制成，每个板例如为图4所示的形状。所述板可被构造为使它们被端对端地焊接到一起，从而形成平坦的中心。
18、盘部24，或者它们可被制造为彼此重叠，从而彼此堆叠。在这种情况下，中心盘部24可具有与堆叠的板的数目匹配的较大的厚度。此外，如果所述板的厚度整体上相对较薄，则具有在这些板重叠的地方形成的台阶的中心盘部24可具有足够的厚度。0026中心盘部24具有多个前边缘30，前边缘30的数目对应于延伸部26的数目。每个前边缘30从一个延伸部26的过渡位置向外延伸到下一个相邻的延伸部26的过渡部的起始处。0027如图2能够观察到，并如图4更详细地所示的那样，每个前边缘30具有随前边缘30从一个延伸部26的内侧延伸到另一延伸部26的外侧而从盘的中心逐渐增大的半径。也就是说，每个前边缘30沿与旋转方向相反的方向以。
19、一较小半径开始，并且其半径沿与旋转方向相反的方向连续增大，直到最后终止于下一个延伸部26处。0028图4示出中心盘部24的前边缘30上的点A，其被定位为与前边缘30的起始处成约30度角。在该点处，线A1其示出为前边缘在该点处的切线与线A2其为垂直于该处半径的线之间具有攻角位于前边缘30与被混合的物质之间。可以理解的是，位于与前边缘30的起始处成约60度的位置B处的线B1与B2之间的下一个攻角比A处的攻角大，且攻角进一步增大到位置C处的线C1与C2之间的更大角度。0029这样，前边缘30形成连续向外螺旋形状。这种连续的向外螺旋形状的优点在于，前边缘30的轨迹穿过物质，使得“毛刺”趋于被最小化，且。
20、不会依附到前边缘30。前边缘30与被混合的物质之间的角度攻角被保持为适当的小角度，但也连续逐渐改变为较大角度，使得前边缘30趋于剪切被混合的物质，而不会趋于积聚“毛刺”。0030在图14所示的示例中，攻角沿其长度逐渐地连续增大。然而，在其它实施例中，前边缘30可以仅具有一部分具有该逐渐改变的攻角。在这种情况下，前边缘30的一些部说明书CN102084088ACN102084097A4/4页7分可以是围绕叶片的旋转中心的简单的弓形环形。此外，本文所述的环形或螺旋弧可由接近环形或螺旋形的相邻直段组成。0031图3所示的延伸部26为平坦平面叶桨的形式。然而，延伸部26可具有任意形状，除了平坦的，可以。
21、为曲形的或由彼此成角度的多个平坦件形成。进一步，延伸部26的后边缘被示出为平坦线性后边缘29。然而，如果希望在应用中或一些情况下进一步减少后边缘上的毛刺积聚，后边缘29可为锯齿状的、曲形的、城堡形的、或其它形状。0032延伸部的侧边34和36被示出为大致直的或略微弓形的。外侧边缘34被示出为由平板24的初始成形得到的形状，因此边缘34为前边缘30的几何延续。延伸部26的内边缘被示出为通过在所述的位置提供进入基本上作为前边缘30的延续的板24中的剪切线而得到。然而，侧边缘34和36也可具有其它形状，例如延伸部26可以不如所示的为相对矩形的平坦延伸部，而是可为三角形、梯形、或具有任意其它形状。可能。
22、特别有利的是，延伸部26为被独立焊接到中心盘部24的分开形成的工件。0033图13所示的实施例的优点在于，其制造能够极为简单。平坦板材可被切割，然后将各个延伸部向下弯曲。当然，也可使用其它制造方法，如上所述的那样，整个叶轮10可为一个整体，或者由连接在一起的多个独立部件制成。0034这种制造方法的优点还在于，可切割出单一一组平坦叶轮坯料，然后不同的坯料可使其叶片弯曲为不同的弯曲角度，从而允许叶轮的休整、测试、调整或适配。通过简单地改变延伸部被弯曲的角度，可由相同坯料获得不同的动力因素或性能。0035在优选实施例的描述中，词“叶片”和“叶轮”用于指整个叶轮结构，其包括形成前边缘30的中心盘部以及。
23、延伸部26。当然，每个延伸部26可被视为叶片，并且也可被称为引流部。选择术语“叶片”用于描述整个叶轮和使用“延伸部”用于描述那些部件是出于方便起见，并不以任何方式意欲限制本发明的范围。此外，“盘”、“盘部”、“中心盘部”和“中心盘区域”等指的是包括前边缘的平坦结构或者指除了延伸部之外的结构。0036本发明的多个特征和优点根据详细的说明是明显的，因此，所附权利要求旨在覆盖落入本发明精神和范围内的本发明的所有这些特征和优点。进一步，由于对本领域技术人员而言易于实现许多修改和变化，所以不希望将本发明限制于所示和所述的精确结构和操作，因此，可诉诸到所有落入本发明的范围内的适当的修改和等同物。说明书CN102084088ACN102084097A1/2页8图1图2图3说明书附图CN102084088ACN102084097A2/2页9图4说明书附图CN102084088A。