本发明涉及一种用于离心泵的叶轮，以及一种离心泵。

更具体地说，本发明涉及一种叶轮，该叶轮具有轴向间隔的环形侧面；周向间隔的叶片，每个叶片在侧面之间延伸；以及周向间隔的辅助叶片，辅助叶片在一个侧面或两个侧面的外侧。使用时，辅助叶片在叶轮的一侧或每一侧面与静止泵壳体相应侧面之间的环形空间内，与叶轮一起以运行间隙旋转，从而有可能形成一个扬程，以防止或至少抵消从叶轮的外部高压周边出口在叶轮与壳体之间径向向内的任何泄漏或再循环。

本发明尤其适用于泵送磨蚀性流体的泵，特别是渣浆泵，因此在说明书中应特别考虑到这种应用。然而，本发明并不局限于这种应用。

根据本发明，大体上，提供了一种用于通常所述类型的离心泵的叶轮，其中辅助叶片的叶轮前端面相对于垂直于相应叶轮侧的方向倾斜。

因此，前端面可以与相应的叶轮侧成钝角。可以直观地看出，在任何径向位置，任何辅助叶片上的轴向外侧点在使用中都会跟随相对轴向内侧的点。

辅助叶片的前端面与叶轮侧之间的（钝角）角度可在约100 °至约170 °之间，优先在约120 °至150 °之间，最优先的角度为约135 °。该角度沿相应辅助叶片的长度可以是恒定的。

在一种实施例中，辅助叶片的后缘可以相对于垂直于相应叶轮侧面的方向倾斜，即，使得后缘与侧面之间的夹角为钝角。

相反，在另一种实施例中，辅助叶片的后缘可以垂直于相应的叶轮侧面。

一般情况下，辅助叶片的径向外周面为圆柱形。然而，相反，它们也可能是倾斜的，在远离一侧或两侧的轴向向外方向上逐渐变细。

叶轮可以是模制或铸造结构。然而，为了便于脱模，角度可能偏离标称值（如90 °） - 脱模角度通常为1 °至3 °。

本发明的另一方面，提供了一种离心泵，其叶轮符合本发明的主要方面。

现在参照附图以示例的方式描述本发明。在附图中：

图1显示了符合本发明的离心泵的三维部分剖视图；

图2示出了从入口端看本发明的叶轮的局部透视图；

图3以图形方式分别显示了四种不同配置的辅助叶片（其中只有两种符合本发明）与具有光滑圆盘（即不带辅助叶片）的叶轮之间的比较；以及

图4以示意图的形式显示了四种辅助叶片的剖面和无辅助叶片叶轮的剖面。

参照附图1，本发明的离心泵用参考数字10表示。该泵具有由参考数字12表示的泵壳体，叶轮14可在泵壳体内旋转。叶轮14以悬臂方式安装在轴16的一端，轴16可旋转地支撑在由参考数字18表示的轴承装置中。

泵壳体12定义了一个入口 20，该入口通向叶轮14的入口。泵壳体12还定义了一个围绕叶轮14并通向出口 24的外围蜗壳 22。

叶轮14具有一个入口端环形侧26和一个相对的轴端侧28。在所示的实施例中，主叶片30通常在侧26和28之间以周向间隔开的大致径向向外弯曲的方式设置。叶轮14的旋转方向由箭头36表示。

叶轮14包括位于入口端侧26外侧的辅助叶片32和位于轴端侧28外侧的辅助叶片34。

根据本发明，并参照图2，辅助叶片的前表面由参考数字40表示。在图2中，仅示出了入口端侧26的辅助叶片，并且辅助叶片34通常是镜像的。

每个辅助叶片32都有一个与前端面（前缘）40相对的后端面（后缘）44和一个侧面43，在使用时，该侧面将以很小的间隙穿过静止的壳体。每个辅助叶片32相对于半径（例如图 2 中的虚线所示）、相对于旋转方向向后倾斜，形成一个用参考数字48表示的角度。

根据本发明，每个前端面40相对于垂直于侧面26的假想平面倾斜，使得侧面26和每个前端面40之间就形成了一个钝角。在本实施例中，钝角约为135 °。

申请人发现，特别是在具有磨蚀性工作流体（尤其是渣浆）的泵中，辅助叶片的径向外侧部分，尤其是入口侧，会被迅速磨损。因此，即使具有垂直前端面的传统辅助叶片最初具有很高的效率，它也会很快失去效率，并相应地很快变得不可接受的低效率。在这方面，必须牢记的是，叶片产生的压头或压力是径向位置的二次函数。因此，如果最外侧部分变得不起作用，对产生的潜在压头的负面影响就会特别严重。

相比之下，申请人发现，根据本发明，具有倾斜前端面的辅助叶片不会像具有垂直前端面的传统叶片那样快速磨损，而且根据本发明，这种具有倾斜前端面的辅助叶片可以在较长时间内保持可接受的效率，以产生压头来抵消泄漏。这就相应地延长了辅助叶片在需要维护或更换之前的使用寿命。由于辅助叶片的磨损，特别是入口侧的磨损，经常是大修间隔时间的决定性因素，因此根据本发明延长这种运行时间特别有价值。

另一个优点是，防止或至少减少磨蚀性工作流体的流动通常会改善磨损。

如果需要，叶片32的后缘44也可以是倾斜的，即与相应的叶轮侧成钝角。该角度可以与前缘40的角度相同或不同，即小于或大于前缘40的角度。

在另一个实施例中，后端面可以垂直于叶轮侧。

从图2中可以看出，辅助叶片32的径向外周面45是圆柱形的，并与侧面26、28的相应外周平齐。在另一个实施例中，这些面可以是倾斜的，即它们可以沿轴向向外的方向上逐渐变细，从而使得这些面的轴向末端的直径小于相应侧面的直径。此外，相邻表面还可以倒角或斜切。

参照图3和图4，图中显示了叶片轮廓经过平面运动产生的压力梯度或压力差的理论结果。在图4中，显示了相对于静止平面侧（即轮廓经过的一侧，例如壳体侧）的四个不同的轮廓。为了进行比较，所有情况下，叶片顶部和静止平面之间的运行间隙都保持不变。第五种情况是不带辅助叶片的叶轮侧面移动通过静止的平面，即通过壳体的侧面。

同一图表上还显示了移动叶片所需的扭矩，即表示克服流体阻力所需的能量。还显示了平面（无叶片）的扭矩。

应当理解的是，这些结果是理论性的，仅适用于比较目的。

应该理解，图3和图4中的理论比较与产生的压力梯度和产生压力梯度所需的扭矩有关。这些结果与本发明的主要考虑因素无关，即改善辅助叶片前端面的磨损。初步测试表明，使用具有倾斜前端面的辅助叶片可以改善磨损。

1. 一种用于离心泵的叶轮，通常具有轴向间隔的环形侧面；周向间隔的叶片，每个叶片在侧面之间延伸；以及从一侧或两侧向外周向间隔开的辅助叶片，其中辅助叶片的叶轮前端面相对于垂直于相应叶轮侧的方向倾斜。

2. 根据权利要求1所述的叶轮，其中，所述前端面与相应的叶轮侧成钝角。

3. 根据权利要求2所述的叶轮，其中，辅助叶片的前端面与叶轮侧之间的角度在约100 °至约170 °之间。

4. 根据权利要求3所述的叶轮，其中，所述角度沿着相应辅助叶片的长度方向是恒定的

5. 根据前述权利要求中任一项的叶轮，其中所述辅助叶片的后缘相对于垂直于相应叶轮侧的方向是倾斜的。

6. 根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的叶轮，其中辅助叶片的后缘垂直于相应叶轮侧。

7. 根据前述权利要求中任一项的叶轮，其中辅助叶片的径向外周面为圆柱形。

8. 根据权利要求1至6中任一项所述的叶轮，其中所述辅助叶片的径向外周面是倾斜的，在轴向向外方向上从一侧或两侧逐渐变细。

9. 如前述权利要求中任一项所述的叶轮，其为模制或铸造结构。

10. 一种离心泵，其具有如前述权利要求中任一项所述的叶轮。