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本发明涉及一种用于离心泵的叶轮，其具有至少一个叶片（11a；11b），所述至少一个叶片具有至少在一局部区域中凹陷的底侧（12a；12b）和在至少一个部分中的至少一条扭曲线（13a；13b），该扭曲线至少基本上沿至少一个叶片（11a；11b）的主要延展方向延伸，其中，所述叶片（11a；11b）沿扭曲线（13a；13b）在至少一个部分中在所述底侧（12a；12b）的表面法线的方向中具有V形开口。

1.  一种用于离心泵的叶轮，其具有至少一个叶片（11a；11b），所述至少一个叶片具有在至少一个局部区域中凹陷弯曲的下侧（12a；12b）并且具有在至少一个局部区域中的至少一条扭曲线（13a；13b），扭曲线至少基本上沿所述至少一个叶片（11a；11b）的主要延展方向延伸，其特征在于，
所述叶片（11a；11b）沿所述扭曲线（13a；13b）在至少一个局部区域中在所述下侧（12a；12b）的表面法线的方向中具有V形开口。

2.  如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，
所述至少一个叶片（11a；11b）在所述下侧（12a；12b）处具有开口角（14a），所述开口角通过所述扭曲线（13a；13b）张成并且在至少一个局部区域中小于180度。

3.  如权利要求2所述的叶轮，其特征在于，
所述开口角（14a）在至少一个局部区域中具有至少基本上处于与旋转轴线（17a）垂直地定向的平面（16a）中的等分线（15a）。

4.  如权利要求3所述的叶轮，其特征在于，
所述等分线（15a）和所述扭曲线（13a；13b）张成与所述旋转轴线（17a）垂直地定向的所述平面（16a）。

5.  如前述权利要求中任一项所述的叶轮，其特征在于，
所述叶片（11a；11b）的所述下侧（12a；12b）具有至少两个局部表面（18a、19a），所述局部表面（18a、19a）被布置在所述扭曲线（13a；13b）的相反设置的侧上，并且分别在所述扭曲线（13a；13b）处与垂直于旋转轴线（17a）的平面（16a）成锐角（20a、21a）。

6.  如权利要求5所述的叶轮，其特征在于，
垂直于所述旋转轴线（17a）的所述平面（16a）和所述局部表面（18a、19a）之间的角（20a、21a）各自均小于80度。

7.  如权利要求5或6所述的叶轮，其特征在于，
所述局部表面（18a、19a）具有沿轴向方向至少基本平坦的设计。

8.  如权利要求5所述的叶轮，其特征在于，
两个叶轮盘（22a、23a；22b、23b），其与所述至少一个叶片（11a；11b）横向地相邻，并且所述叶片（11a；11b）的下侧（12a；12b）的局部表面（18a、19a）在至少一个局部区域中与其成钝角（24a、25a）。

9.  如前述权利要求中任一项所述的叶轮，其特征在于，
所述至少一个叶片（11a；11b）在至少一个纵向剖切平面中具有对称剖面。

10.  如前述权利要求中任一项所述的叶轮，其特征在于，
所述至少一个叶片（11a；11b）在至少一个剖切平面中具有基本不变的厚度。

11.  如前述权利要求中任一项所述的叶轮，其特征在于，
所述开口角（14a）的大小为至少60度和/或至多160度。

12.  如前述权利要求中任一项所述的叶轮，其特征在于，
中心壁（33b），其具体被布置在所述扭曲线（13b）的区域中。

13.  如前述权利要求中任一项所述的叶轮，其特征在于，
单通设计。

14.  如权利要求1至12中任一项所述的叶轮，其特征在于，
双通设计。

15.  一种离心泵，其具有如前述权利要求中任一项所述的叶轮（10a；10b）。

用于离心泵的叶轮和离心泵
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于离心泵的叶轮。
背景技术
用于离心泵的叶轮是已知的，其具有至少一个叶片，所述叶片包括在至少一个局部区域中具有至少一条扭曲线的上侧。对此，叶片沿扭曲线在上侧的表面法线的方向中具有V形开口，即，叶片的开口面向操作时叶轮旋转以产生泵效果的旋转方向。
发明内容
特别地，本发明的根本目的是提供一种叶轮，利用该叶轮可改善离心泵的特性。该目标通过根据权利要求1所述的根据本发明的叶轮来实现。本发明的其他改进可在从属权利要求中得到。
本发明开始于一种用于离心泵的叶轮，其具有至少一个叶片，所述至少一个叶片具有在至少一个局部区域中的凹陷地弯曲的下侧并且具有在至少一个局部区域中的至少一条扭曲线，该扭曲线至少基本上沿所述下侧的主要延展方向延伸。
提出了，所述叶片沿所述扭曲线在至少一个局部区域中在所述下侧的表面法线的方向中具有V形开口。由于叶轮的叶片与现有技术相比，具有恰好相反地开口的V形形状，因此尤其可以改进泵轮内的流动行为，从而尤其可改进离心泵的特性。对此，“叶片”应该具体被理解为叶轮的部件，其形成泵空间的壁并且具有面向径向外部的上侧，该上侧用于在操作中产生泵效果。对此，“泵腔”应该具体被理解为由叶轮界定的空间，其将径向向内设置的吸力区连接到径向向外设置的压力区。对此，泵腔可大体被划分成多个局部腔，它们沿轴向一个设置在另一个后面，并且全部将同一吸力区连接到同一压力区。但是，以下情况通常也是可行的，即，叶轮具有多个不同的泵腔，它们沿轴向一个设置在另一个后面，并且各自将不同的吸力区连接到单个压力区。对此，“下侧”应该具体被理解为由叶片形成的表面，其表面法线具有相对于叶轮的旋转轴线径向向内地指向的分量。对此，“扭曲线”应该具体被理解为由叶片的空间上张紧地界定的弯曲部分限定的线。扭曲线区域中的弯曲部分的半径优选大体上大于相邻区域中的弯曲部分的半径。扭曲线区域中的弯曲部分的半径有利地至多为几毫米。但是，根据扭曲线区域中的圆形部分，弯曲部分的半径也可在十分之几毫米的范围内或百分之几毫米的范围内。如果没有不同的明确陈述的话，参考指示“轴向”、“径向”和“沿外周方向”在这里和下文中应该相对于叶轮的旋转轴线而言。对此，“V形开口”应该具体被理解为使得所述下侧形成V形的开口，即，使得表面具有两个局部表面，它们被布置在扭曲线两侧并且面向彼此，其中V形优选从扭曲线开始径向向内开口。
至少一个叶片优选具有在所述下侧处通过扭曲线张成的开口角，该开口角在至少一个局部区域中小于180度。由此，可尤其有利地实现V形开口。对此，开口角应该具体被理解为两个互相面向的局部表面相对于彼此所成的间隙角。
还提出了，开口角在至少一个局部区域中具有等分线，该等分线至少基本上位于与旋转轴线垂直地定向的平面中。由此可实现叶片的对称设计，从而可尤其在压力区中获得改进的流动行为。对此，“开口角的等分线”应该具体被理解为与扭曲线相交并将开口角划分为大小相同的两部分角的线。对此，“至少基本上”应该具体被理解为使得垂直于旋转轴线的平面与等分线所成的角小于5度。垂直于旋转轴线的平面和等分线之间的角优选小于3度，尤其优选小于1度。
此外，如果等分线和扭曲线张成与旋转轴线垂直地定向的平面，那么这是有利的。由此，叶片可相对于与旋转轴线垂直地的平面对称地形成，从而可尤其在压力区中获得尤其有利的流动行为。
叶片的下侧优选具有至少两个局部表面，它们各自被布置在扭曲线的一侧上并且与垂直于旋转轴线的平面成锐角。由此可特别容易地实现所述下侧的V形设计。对此，锐角应该被理解为小于90度的角，该角优选是沿与旋转轴线平行的方向确定的。
此外，提出了，垂直于旋转轴线的平面和所述局部表面之间的角各自小于80度。由此可实现有利的下侧开口角。该角优选小于75度。该角尤其有利地小于70度。
在尤其有利的进一步改进中，局部表面具有沿轴向方向至少基本上平坦的设计。对此，“沿轴向方向的平坦设计”应该具体被理解为使得叶片下侧在局部表面的区域中可通过沿至少一个纵向剖切平面的直线来描述。开口角优选由两个局部表面相对于彼此的相对对齐来限定，并且可在纵向剖切平面中被确定。对此，“纵向剖切平面”应该被理解为沿具有旋转轴线的平面的剖面。
还提出了，叶轮具有沿横向与至少一个叶片相邻的两个叶轮盘，在至少一个局部区域中，叶片的下侧的局部表面与叶轮盘成钝角。沿径向方向由叶片界定的压力腔由此也可简单地沿轴向方向被界定，其中，在这种设计中，下侧的V形构造在至少一个局部区域中在叶片的整个轴向宽度上延伸。“钝角”应该被理解为大于90度的角，并且优选沿平行于旋转轴线的方向确定该角。因此，可具体在纵向剖切平面处确定叶轮盘和局部表面之间的角。对此，“叶轮盘”应该具体被理解为与旋转轴线垂直地布置并且沿轴向方向界定叶轮的压力腔的盘。叶片和腔总体上可以被设计为至少部分地是一件式的，或者可以是多件式的。
至少一个叶片优选在至少一个纵向剖切平面中具有对称剖面。由此可获得尤其有利的构造，特别是关于离心泵的特性和/或构造设计。对称，“对称剖面”应该具体被理解为关于与旋转轴线垂直的平面的镜面对称设计。
此外，提出了，至少一个叶片在至少一个剖切平面中具有至少基本上不变的厚度。由此，可进一步改进叶轮。对此，“不变的厚度”应该具体被理解为使得叶片的厚度，即，其与下侧垂直的尺寸，至少沿剖切平面中的线基本恒定。
此外，如果开口角大小为至少60度和/或至多160度，那么这是有利的。由此，可有利地配置所述下侧。开口角大小优选为至少80度和/或至多130度。开口角大小尤其有利地为至少100度和/或至多120度。
此外，作为进一步改进而提出了，叶轮具有具体被布置在扭曲线（kinkline）的区域中的中心壁。叶轮的泵腔由此可在技术流方面被划分成沿轴向一个布置在另一个后面的局部空间，从而可获得尤其有利的流动行为。对此，“中心壁”应该具体被理解为从技术流方面将泵腔划分成平行连接的两个局部空间的壁。中心壁不应该具体被理解为径向贯穿叶轮盘，其设置为形成多级或双通叶轮。对此，“多级叶轮”应该具体被理解为在技术流方面具有一个连接在另一个后面的多个吸力区的叶轮。“双通叶轮”具体被理解为在技术流方面具有平行连接的两个吸力区并且具有与每个吸力区毗邻的泵腔的叶轮，其中，在技术流方面，这些吸力区经由泵腔连接到单个共用的压力区。
叶轮通常可具有单通设计，在技术流方面，其具有单个吸力区并具有与该一个吸力区连接的单个压力区。但是，替代性地，也可以设想叶轮具有双通设计，其具有沿轴向彼此相反地配置的两个吸力区，具有分开两个吸力区的叶轮盘，并具有在技术流方面连接到两个吸力区的共用压力区。对此，从两侧向具有双通设计的叶轮供给流体，而从一侧向具有单通设计的叶轮供给流体。
此外，提出了一种具有根据本发明的叶轮的离心泵。
其他优点可从以下对附图的描述中获得。附图示出了本发明的两个实施例。附图、附图描述和权利要求包含许多组合的特征。技术人员还将方便地单独地考虑所述特征，并将它们结合成更合理的组合。
附图说明
在附图中示出了：
图1是关于现有技术的图示；
图2是根据本发明的离心泵的叶轮的立体图；
图3是沿纵向剖切平面贯穿叶轮的纵向剖面；
图4是图3的一部分的放大图；以及
图5是具有中心壁的叶轮的实施例。
具体实施方式
图1示出了用于离心泵的例如已知为现有技术的叶轮110。叶轮110被配置成用于产生泵效果。为了产生泵效果，叶轮110包括具有凹陷弯曲的下侧112和凸起弯曲的上侧126的多个叶片111。这些叶片111各自具有扭曲线113，其沿叶片111的主要延展方向延伸。叶片111沿扭曲线113在上侧126的表面法线的方向中具有V形开口，即，叶片111的开口面向旋转方向，在操作中，叶轮110沿该旋转方向旋转，以便产生泵效果。
图2示出了双通设计的离心泵，并且图3和图4示出了单通设计的离心泵的局部示意图，其具有根据本发明的设置成用于产生泵效果的叶轮10a。离心泵包括：泵外壳，未更详细地示出，叶轮10a被可旋转地支撑在其中；以及驱动凸缘21a，其旋转固定地连接到叶轮10a并且配置成将叶轮10a连接到驱动机（未更详细地示出）。围绕旋转轴线17a被可旋转地支撑的叶轮10a具有径向向内设置的吸力区28a和径向向外设置的压力区29a。
为了产生泵效果，叶轮10a包括多个叶片11a。这些叶片11a各自具有远离旋转轴线17a的上侧26a和面向旋转轴线17a的下侧12a。各自以类似方式形成的叶片11a均匀分布在叶轮10a的外周上。这些叶片11a相对于旋转轴线17a螺旋地布置。叶片11a的上侧26a大体凹陷弯曲。叶片11a的下侧12a大体凸起弯曲。
此外，叶轮10a包括两个叶轮盘22a、23a，它们在两侧与叶轮10a相邻。叶轮盘22a、23a与旋转轴线17a大体垂直地布置。叶轮盘22a、23a与叶片11a一起形成多个泵腔30a，在操作中，所述多个泵腔在吸力区28a和压力区29a之间引起压力差。泵腔30a在轴向方向上由叶轮盘22a、23a界定。泵腔30a在径向向内方向上由叶片11a中相应一个的上侧26a界定。泵腔30a在径向向外方向上由相应的下一个叶片11a的下侧12a界定。在所示实施例中，叶片11a和叶轮盘22a、23a形成为一件式的。但是，多部分式设计通常也是可行的。
在操作中，叶片11a的上侧26a用作压力表面。泵效果大体归因于叶片11a的上侧26a的延展。如果叶轮10a围绕旋转轴线17a旋转，则上侧26a形成压力表面，其与叶轮10a的旋转运动引起的离心力一起协作地径向向外地传送要泵送的介质，特别是液体。
叶片11a各自具有大体沿外周方向延伸的扭曲线13a。扭曲线13a沿叶片11a的主要延展方向延伸并因此沿下侧12a和上侧26a的主要延展方向延伸。叶片11a分别在上侧26a和下侧12a处形成沿扭曲线13a的扭曲，所述扭曲在上侧26a和下侧12a上、至少在对应的叶片11a的外部区域中轴向居中地延伸。扭曲线13a位于上侧26a和下侧12a处，处在与旋转轴线17a垂直地定向的平面16a中。
上侧26a和下侧12a分别沿其扭曲的扭曲线13a在所示的实施例中仅沿外周方向在叶片11a的外部区域中延伸。在内部区域中，特别是在吸力区28a中，扭曲线13a沿叶片11a的边缘方向被导引，由此扭曲线13a相对于外周方向偏斜地延伸。对此，扭曲线13a特别被导引至叶片11a在吸力区28a中的边缘，由此所显示的实施例中的叶片11a向内不具有扭曲且仅具有向外的扭曲。
叶轮10a可通过改变扭曲线13a的延展，适应针对离心泵实现的不同需求。特别地，扭曲线13a具有不同半径的轴向位置可以与所示实施例不同。例如，扭曲线13a也可径向向外地引至叶片11a的边缘，例如，从而为叶片11a提供沿叶片11a的主要延展方向在对应的叶片11a上从一个边缘对角地延伸到另一个边缘的扭曲。对此，位于叶片11a的外部区域和内部区域之间的中间区域也可大体形成为不具有扭曲，而内部和外部区域具有扭曲。
叶片11a沿它们的扭曲线13a在下侧12a的表面法线的方向中各自具有V形开口。叶片11a在下侧12a处沿相应的扭曲线13a具有开口角14a，所述开口角至少在对应的叶片11a扭曲的局部区域中小于180°。限定叶片11a的开口的开口角14a沿径向向内方向指向。在纵向剖切平面中，即，旋转轴线17a位于其中的剖切平面中，下侧12a具有V形结构（参见图4）。在对应的叶片11a的下侧12处位于扭曲线13a上的点与在对应的叶片11a的下侧12上位于同一纵向剖切平面中的所有其他点相比，与旋转轴线17a的间隔更大。因此，扭曲线13a至少在向外设置的局部区域中在所有纵向剖切平面中的对应的纵向剖切平面中形成下侧12a的径向外部点。
开口角14a具有与外周方向平行指向的等分线15a。因此，等分线15a在与旋转轴线17a垂直地定向的平面16a中延伸。扭曲线13a在同一平面16a中延伸。因此，等分线15a和扭曲线13a张成了与旋转轴线17a垂直地延伸的平面16a。等分线15a设置成沿整个扭曲线13a位于与旋转轴线17a平行地定向的平面16a中。
叶片11a的下侧12a具有在扭曲线13a两侧处的局部表面18a、19a，它们与垂直于旋转轴线17a的由平分线15a和扭曲线13a张成的平面16a成锐角20a、21a。两个局部平面18a、19a朝向彼此倾斜。局部平面18a、19a各自与垂直于旋转轴线17a延伸的平面16a成约60-65度的角20a、21a。因此，开口角14的大小约为120-130度。局部平面18a、19a和垂直于旋转轴线17a的平面16a之间的角20a、21a可大体在5度至70度之间。对此而言特别地，开口角14a沿扭曲线13a改变也是可行的，尤其是当下侧12a在局部区域中不存在扭曲时。在此实施例中，开口角14a可沿叶片11a的主要延展方向从特定值（例如120度）逐渐合并至无扭曲状态。
局部平面18a、19a具有沿轴向方向的平坦设计。局部平面18a、19a仅沿外周方向弯曲。在沿纵向剖切平面的剖面中，局部平面18a、19a具有平坦的延展（参见图3）。在沿垂直于旋转轴线17a的平面16a的剖面中，局部平面18a、19a是弯曲的。在叶片11a的下侧12a处局部平面18a、19a与沿横向与叶片11a相邻的叶轮盘22a、23a成相应的钝角20a、21a。局部平面18a、19a在下侧12a处分别与叶轮盘22a、23a所成的角24a、25a各自大小约为120-130度。叶轮盘22a、23a各自与叶片11a的上侧26a成约60度的角31a、32a。下侧12a处的角24a、25a和上侧26a处的角31a、32a各自形成为彼此互补。
叶片11a至少在外部区域中具有基本不变的厚度，即，在对应的纵向剖切平面中，叶片11a的径向厚度基本恒定。由此，上侧26a具有与下侧12a的V形设计相对应的形状。在下侧12a，叶片11a的面向外的表面具有径向向内开口的V形设计。在上侧26a处，叶片11的材料相对于具有向内开口的V形设计的材料形成相同的形状。
叶片11a在纵向剖切平面中具有对称的剖面。垂直于旋转轴线17a的由平分线15a和扭曲线13a张成的平面16a形成对称平面。叶片11a在外部区域中相对于平面16a形成镜面对称。叶片11a在内部区域中，尤其是吸力区28a中，被不对称地形成。
图5示出了双通设计的离心泵的本发明的另一实施例。以下描述基本限于实施例之间的差异，关于保持相同的部件、特征和功能，可以参照对图2至图4的实施例进行的描述。为了区分这些实施例，图2至图4的实施例的附图标记中的字母a在图5的实施例的附图标记中被替换为字母b。关于名称相同的部件，尤其是关于具有相同附图标记的部件，总体上还可参照图2至图4的实施例的附图和/或描述。
图5示出了双通设计的离心泵中所用的叶轮10b的细节，所述叶轮具有多个叶片11b，其中，在本剖视图中，仅可见一个叶片。叶片11b各自具有凹陷弯曲的下侧12b和凸起弯曲的上侧26b。此外，叶片11b具有沿叶片11b的主要延展方向延伸的扭曲线13b。下侧12b具有表面法线（surfacenormal），其在扭曲线13b的每一点处都与叶片11b的表面垂直地定向。叶片11b沿扭曲线13b在下侧12b的表面法线的方向中具有V形开口。此外，叶轮10b包括两个叶轮盘22b、23b，它们在两侧处与叶片11b毗邻，并且与叶片11b一起各自张成泵腔30b，以便传送要泵送的流体。
与前述实施例不同，叶轮10b包括中心壁33b，其将各个泵腔30b划分成沿轴向一个布置在另一个后面的两个局部空间34b、35b。中心壁33b被布置在扭曲线13b的区域中。中心壁33b在大体平行于叶轮盘22b、23b的部分中延伸。有利地，中心壁33b使得被分别抽吸通过吸力区28b的液体不会在入口中直接应用到彼此，以便改进泵送作用。中心壁33b将泵腔30b流体地划分成沿轴向一个布置在另一个后面的两个局部空间34b、35b。
叶轮10b具有径向向内设置的吸力区28b，其在技术流（technicalflow）方面连接到沿轴向一个布置在另一个后面的两个局部空间34b、35b。此外，叶轮10b具有径向向外设置的压力区29b，其类似地在技术流方面连接到沿轴向一个布置在另一个后面的两个局部空间34b、35b。因此，局部空间34b、35b中的每个将向内设置的吸力区28b连接到向外设置的压力区29b。
将泵腔30b划分成沿轴向一个布置在另一个后面的局部空间34b、35b的中心壁33b以在离心泵的所谓轮毂处的升高部的方式形成。吸力区28b被布置在中心壁33b内。压力区29b被布置在中心壁33b外。中心壁33b相对于叶片11b布置在径向内侧。
叶轮10b被布置在用于驱动叶轮10b的驱动轴27处。