一种具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮制造技术

本申请提出一种具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮，包括，叶盘；多个叶片，叶片均匀设置在叶盘的上表面；其中，叶片的尾缘为凹凸结构，凹凸结构的凹凸方向与叶盘的周向垂直，本申请和现有技术相比所具有的优点是：通过凹凸结构及凹坑的设置，使离心叶轮工作时的噪声大大降低，以在该离心叶轮用于呼吸机时，能够使呼吸机总体的噪声得到有效地控制。能够使呼吸机总体的噪声得到有效地控制。能够使呼吸机总体的噪声得到有效地控制。

【技术实现步骤摘要】
一种具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮


[0001]本申请涉及离心叶轮
，尤其涉及一种具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮。

技术介绍

[0002]在现代临床医学中，呼吸机作为一项能够通过外界提供能量代替人自身自主通气的有效手段，在现代医学领域内占有十分重要的位置，呼吸机的关键部位是离心叶轮，离心叶轮可以提供具有一定压力和流量的压缩空气，以得到临床治疗时所需要的氧气浓度和所需流量的混和气体，在离心叶轮应用的领域，尤其是民用领域，离心叶轮发展的方向与追求的目标主要为高效率、宽工作范围、低噪声、长寿命及低成本，对于呼吸机而言，除了效率高的要求以外，对噪音还有特别的要求。
[0003]离心叶轮的气动噪声按辐射机理的不同分为翼型自噪声、湍动来流噪声和叶片旋转低频噪声，其中，翼型自噪声主要包括层流边界层脱落涡噪声、湍流边界层尾缘噪声、失速噪声、叶尖噪声、表面缺陷噪声和钝尾缘噪声。
[0004]层流边界层脱落涡噪声，随来流攻角增加，吸力面边界层加速脱落，气流脱离边界层形成分离而产生的噪声；
[0005]湍流边界层噪声是翼型尾缘与湍流边界层互相影响的结果，在高雷诺数下，湍流边界层尾缘噪声是风力机高频噪声主要来源；
[0006]叶尖涡噪声是翼型上下翼面压差使叶尖周围产生的旋转流动和尾缘相互作用的结果；
[0007]钝尾缘噪声是翼型钝尾后产生尾缘脱落润，钝尾尺寸决定其噪声幅度和频率：当钝尾缘厚度远大于边界层厚度，该噪声对翼型自身总体噪声影响较大。
[0008]上述大部分的翼型噪声均与翼型尾缘和湍流的相互作用有关，一部分原因是湍流遇到物体的较尖的边缘时会发散，这将导致辐射声功率相比自由空间波动有相当大的增加，因此，尾缘噪声通常是主要噪声源之一。

技术实现思路

[0009]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0010]为此，本申请的目的在于提出一种具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮。
[0011]为达到上述目的，本申请提出的一种具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮，包括，叶盘；多个叶片，所述叶片均匀设置在所述叶盘的上表面；其中，所述叶片的尾缘为凹凸结构，所述凹凸结构的凹凸方向与所述叶盘的周向垂直。
[0012]所述凹凸结构为多个连续的正弦波结构。
[0013]所述正弦波的波长L为所述叶片叶高的20％
‑
50％。
[0014]所述正弦波的振幅A为所述波长L的10％
‑
30％。
[0015]所述正弦波的数量为2个
‑
5个。
[0016]所述叶片的吸力面和/或压力面上靠近所述尾缘处设置有多个球面型凹坑。
[0017]所述凹坑的直径d为所述叶片叶高的5％
‑
30％。
[0018]所述凹坑的深度δ为所述凹坑直径d的10％
‑
50％。
[0019]所述凹坑的坑口边缘处具有倒圆角。
[0020]所述叶片的前缘呈曲线型。
[0021]采用上述技术方案后，本申请和现有技术相比所具有的优点是：
[0022]当气流到达尾缘时，凹凸结构的尾缘可以加强离心叶片尾迹内的流向涡结构，从而加强尾缘的速度剪切掺混，降低由剪切层不稳定性产生的气动噪声；
[0023]当气流流过凹坑时，由于凹坑的存在，改变了各截面尾迹涡的脱落位置，增大脱落涡间的距离，削弱了脱落涡对尾迹流动的影响，降低叶片表面的压力脉动，最终使得尾迹涡引起的气动噪声显著减小；
[0024]通过凹凸结构及凹坑的设置，使离心叶轮工作时的噪声大大降低，以在该离心叶轮用于呼吸机时，能够使呼吸机总体的噪声得到有效地控制。
[0025]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0026]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0027]图1是本申请一实施例提出的一种具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮的结构示意图；
[0028]图2是本申请一实施例提出的一种具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮的局部剖面示意图；
[0029]图3是本申请一实施例提出的一种具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮中尾缘处的结构示意图；
[0030]图4是本申请一实施例提出的一种具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮中凹坑处的剖面示意图；
[0031]图5是本申请一实施例提出的一种具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮的俯视图；
[0032]如图所示：1、叶盘，2、叶片，3、叶顶，4、叶根，5、前缘，6、尾缘，7、吸力面，8、压力面，9、固定孔，10、电机轴孔，11、前下圆，12、前上圆，13、尾圆，14、凹凸结构，15、凹坑。
具体实施方式
[0033]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0034]如图1至图5所示，本申请实施例提出一种具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心
叶轮，包括叶盘1及多个叶片2，叶片2均匀设置在叶盘1的上表面，多个叶片2在叶盘1上呈辐射状分布，且均焊接在叶盘1的上表面。
[0035]叶片2的数量根据实际需要进行设置，优选的，叶片2的数量为8个
‑
15个，在本实施例中，叶片2的数量为12个。
[0036]叶盘1具有环形盘及轴套，轴套与环形盘一体成型，且轴套的中心轴与环形盘的中心轴重合并形成叶盘1的中心轴，同时，环形盘具有上表面及下表面。
[0037]在本实施例中，环形盘的上表面与下表面平行，以使环形盘的厚度均匀，为保证叶盘1的强度，环形盘的厚度b3根据叶盘1实际使用时所需的强度进行设置，优选的，环形盘的厚度b3为0.4mm
‑
0.8mm，其中，b3的具体取值在此不再一一列举。
[0038]在一些实施例中，为满足实际需要，环形盘的上表面与下表面之间可存在夹角，但应保证该夹角为锐角。
[0039]叶盘1中心轴处的轴套内设置有呈阶梯状相连的固定孔9及电机轴孔10，固定孔9相对电机轴孔10更靠近叶盘1的上表面，电机轴孔10则相对固定孔9更靠近叶盘1的下表面，而且，固定孔9的中心轴及电机轴孔10的中心轴均与叶盘1的中心轴重合，通过固定孔9及电机轴孔10，使叶盘1能够安装在电机的输出轴上，在电机的驱动下，实现叶盘1的转动，电机是把外界电能转化为机械能，并通过其输出轴将机械能传递到叶盘1和叶片2上，然后再通过叶片2做功将机械能转化为气流的动能及压力能。
[0040]其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮，其特征在于，包括，叶盘；多个叶片，所述叶片均匀设置在所述叶盘的上表面；其中，所述叶片的尾缘为凹凸结构，所述凹凸结构的凹凸方向与所述叶盘的周向垂直。2.根据权利要求1所述具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮，其特征在于，所述凹凸结构为多个连续的正弦波结构。3.根据权利要求2所述具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮，其特征在于，所述正弦波的波长L为所述叶片叶高的20％
‑
50％。4.根据权利要求3所述具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮，其特征在于，所述正弦波的振幅A为所述波长L的10％
‑
30％。5.根据权利要求2所述具有仿生型尾缘叶片的呼吸机降噪离心叶轮，其特征在于，所述正弦波的数量为2个
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗磊，杜巍，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：