本发明专利技术涉及一种用于呼吸机空气增压系统的两级离心叶轮风机，包括：一级进气道、外罩、一级离心叶轮、电机罩、级间导气叶轮、二级进气道、二级离心叶轮、出口导气叶轮和尾罩；一体双转子的内转子无刷电机带动两个离心叶轮，转速范围0～36000rpm，通过一级离心叶轮使入口空气加速经过一级进气道，离心叶轮吸入空气并对其进行做功，使空气的动压增大，空气经过扩压后，在储气道内动压降低，静压升高，流过气路进入级间导气叶轮，由径向流动变成轴向流动；空气进入二级进气道后，被二级离心叶轮吸入并对空气再次做功，使空气的动压再次增大，空气经过出口导气叶轮减速增压后输出。过出口导气叶轮减速增压后输出。过出口导气叶轮减速增压后输出。
【技术实现步骤摘要】
一种用于呼吸机空气增压系统的两级离心叶轮风机
[0001]本专利技术涉及呼吸机
，尤其涉及一种用于呼吸机空气增压系统的两级离心叶轮风机，是一种产生轴向强正压差的轴流双转子离心叶轮风机。
技术介绍
[0002]现代呼吸机最早出现于1915年哥本哈根的Mol
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gaard与Lund，和1916年斯德哥尔摩的外科医师Giertz，他们的成就缺乏资料记载，仅见于科学通讯报道。1934年Frenkner研制出第一台气动限压呼吸机——“Spiropulsator”，这台呼吸机的气源来自于钢筒，在吸气时气体经过两只减压阀，产生出50cm水柱的压力。1940年，Frenkner和Crafoord合作，在“Spiropulsator”的基础上进行了改进，使它能够与环丙烷同时使用，做出了第一台麻醉呼吸机。1942年，美国工程师Bennett专利技术了一种利用按需阀的供氧装置，供高空飞行使用。此后又加以改进，在1948年研制出间歇式正压呼吸机TV
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2P，用来治疗急、慢性呼吸衰竭。1955年Jefferson、Morch、Stephenson、Bennett和鸟牌等呼吸机品牌是美国市场上使用最广的呼吸机。进入60年代，随着电子产品的快速发展，呼吸机也步入了电子化时代。呼吸机的应用更加广泛，其控制也更加的精准。1964年Emerson的术后呼吸机，就是一台电动控制呼吸机，呼吸时间可以随意调节，配备压缩空气泵，各种功能均可以通过电子调节，从根本上改变了过去呼吸机纯属简单的机械运动的时代，跨入了精密的电子时代。到1970年又出现了利用射流原理控制的气动呼吸机，它是以气流控制的呼吸机，传感器、逻辑元件、放大器和调节功能等都是采用射流原理，而没有任何活动的部件，却具有与电路相同的效应。20世纪70年代由于科学技术的发展，许多尖端技术尤其是电子技术被引进到呼吸机的设计中，一大批新型呼吸机面世。新的通气理念以及技术得到发展和应用，呼气末正压、持续气道正压、间歇指令通气和T形管技术得到应用。80年代以来随着计算机技术的迅猛发展，新一代多功能电脑型呼吸机更是具备了以往不可能实现的功能，如监测、报警、记录等。进入90年代，呼吸机不断朝着智能化发展，计算机技术的应用使呼吸机的功能更加完善，性能大大提高。
[0003]空气增压系统为呼吸机提供正压气源，是呼吸机设计的重要关键技术。国内外的呼吸机生产商均在空气增压系统投入大量人力和物力进行研发，力图掌握其关键技术。通常的增压系统风机包括两个主要部分：旋转部，即搅动空气提升气压的电机和旋转扇叶；固定部，储存限制流体方向的外壳和导流扇叶。风机结构大多是电机带动包裹在风仓内的一个风叶高速转动做功，依靠风叶和壳体之间的间隙差达到增加气体压力和流速的目的。
[0004]现有空气增压系统总压比通常是1.025倍，等熵效率指标为50％。大多数无创呼吸机使用的都是端面进风、侧面出风的单叶轮鼓风机，端面进来的风通过叶轮高速加压循环敲击鼓风罩直至通过出风口输出，这个过程中总压比超过1.025倍时对电机转速要求更高，循环敲击鼓风罩导致多方位的噪音叠加。通过空气增压系统的风机叶片的几何造型、叶片数量、直径和转速等参数的优化设计，使空气增压系统与无刷电机的轴功率相匹配，以获得更大的压比和更高的效率是空气增压系统设计的主要技术难点。因此呼吸机空气系统的气
动外形优化设计必须依靠大型计算流体力学数值模拟软件平台和高性能计算机进行数值计算，结合计算流体力学技术、地面试验测试技术、材料技术和制造技术等以获得性能优异的呼吸机空气增压系统。
技术实现思路
[0005]本专利技术的技术解决问题是：克服现有呼吸机空气增压系统的性能不足，提出了适用于低转速、高压升和大量流量的空气增压系统。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种用于呼吸机空气增压系统的两级离心叶轮风机，其包括有两个对置的离心叶轮(3，9)。
[0007]进一步的，其包括一级进气道(1)、外罩(2)、一级离心叶轮(3)、电机A(4)、一体支撑端盖(5)、电机B(6)、级间导气叶轮(7)、二级进气道(8)、二级离心叶轮(9)、出口导气叶轮(10)和尾罩(11)；其中，所述一级进气道(1)的尾部安装在所述外罩(2)上,所述一级离心叶轮(3)安装在所述电机A(4)的前端轴上，所属一体支撑端盖(5)安装在所述外罩(2)上，所述电机A(4)和所述电机B(6)分别安装在所述一体支撑端盖(5)两端，用于驱动叶轮转动；所述级间导气轮(7)安装在所述电机B(6)上，所述二级进气道(8)安装在所述级间导气轮(7)上，所述二级离心叶轮(9)安装在所述电机B(6)尾段轴上，所述出口导气叶轮(10)安装在所述尾罩(11)上，所述尾罩(11)与所述外罩(2)连接，并进行密封。主要包括包括一级进气道(1)、外罩(2)、一级离心叶轮(3)、电机A(4)、一体支撑端盖(5)、电机B(6)、级间导气叶轮(7)、二级进气道(8)、二级离心叶轮(9)、出口导气叶轮(10)和尾罩(11)。
[0008]本专利技术摈弃了传统的电机结构，采用独有的一体支撑端盖结构，该一体支撑端盖是整个风机的支撑系统，以一体支撑端盖为中心支撑，支撑着外罩、支撑着电机A(4)和电机B(6)，两端电机机壳的轴承位与一体支撑端盖轴承位分别同轴对齐；两转子通过轴承内圈固定于定子线圈内端；电机A和电机B及一体支撑端盖将转子和轴承包围在电机内部，这样的设计安全，可靠性高，既能保证转子同心度且轴承油脂不容易被风干。
[0009]本专利技术采用一体双转子的内转子无刷电机，双转子和线圈可同时或独立通电工作，(一般的鼓风机只有单一的电机)，一旦其中一组线圈或者一组转子出现故障，可以快速断开故障端供电，另一组电机仍然可以有限地继续旋转以提供气压(应急作用)，这样的设定在特殊的场合下能起到挽救性的作用。
[0010]双转子同时也是内转子，内转子结构形式可方便安放离心叶轮，转子轴伸端固定离心叶轮，安装方便。双转子各匹配一个离心叶轮，两个内转子通过两组线圈产生的磁场运转做功，内转子电机转速高，转动惯量小的优势使得离心叶轮可以尽可能的获得平稳的高转速，与此同时，在电机振动和噪音方面有更好的效果。
[0011]无刷电机驱动离心叶轮转动，转速范围为0～36000rpm(Revolutions Per Minute转每分)，空气经过一级进气道加速达到一级离心叶轮的进口速度，离心叶轮吸入空气并对其进行做功，使空气的动压增大，空气经过扩压后，动压降低，静压升高，流过电机罩外侧与外罩内侧间的气路进入级间导气叶轮，由径向流动再变成轴向流动；空气进入二级进气道后，二级离心叶轮吸入空气并对空气再次做功，使空气的动压再次增大，空气经过出口导气叶轮增速后输出。
[0012]一级进气道主要用于进气和整流，引导气流加速，抑制分离和减小流动损失。气流
经过一级进气道后达到一定速度与一级离心叶轮转速进行匹配，避免离心叶轮在进口处出现失速现象。
[0013]进一步的，呈“√”形的一级进气道，进气道喉道面积与进口面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于呼吸机空气增压系统的两级离心叶轮风机，其特征在于：其包括有两个对置的离心叶轮(3，9)。2.根据权利要求1所述的两级离心叶轮风机，其特征在于：其包括一级进气道(1)、外罩(2)、一级离心叶轮(3)、电机A(4)、一体支撑端盖(5)、电机B(6)、级间导气叶轮(7)、二级进气道(8)、二级离心叶轮(9)、出口导气叶轮(10)和尾罩(11)；其中，所述一级进气道(1)的尾部安装在所述外罩(2)上,所述一级离心叶轮(3)安装在所述电机A(4)的前端轴上，所属一体支撑端盖(5)安装在所述外罩(2)上，所述电机A(4)和所述电机B(6)分别安装在所述一体支撑端盖(5)两端，用于驱动叶轮转动；所述级间导气轮(7)安装在所述电机B(6)上，所述二级进气道(8)安装在所述级间导气轮(7)上，所述二级离心叶轮(9)安装在所述电机B(6)尾段轴上，所述出口导气叶轮(10)安装在所述尾罩(11)上，所述尾罩(11)与所述外罩(2)连接，并进行密封。3.根据权利要求1
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2之任一所述的两级离心叶轮风机，其特征在于：所述电机A(4)轴前端带动所述一级转子离心叶轮(3)将空气从所述进气道(1)吸入，对空气进行做功，动压增大，空气经过扩压后，动压降低，静压升高，流过气路进入所述级间导气叶轮(7)，由径向流动变成轴向流动；然后气流从所述级间导气叶轮(7)进入所述二级进气道(8)，由所述二级离心叶轮(9)吸入，进行二次增压，动压增大，空气进入所述出口导气叶轮(10)后，动压降低，静压升高，气流再次由径向变成轴向流动，最后气流通过所述尾罩(11)出气口喷出。4.根据权利要求1
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3之任一所述的两级离心叶轮风机，其特征在于：所述一级进气道(1)呈“√”形，进气道喉道与进口面积比为1.1～1.4；进气道半锥角为5
°
～15
°
，进气道长度5mm～10mm；所述一级离心叶轮(3)采用离心式增压叶轮，叶片个数为8～14；所述离心式增压叶轮的直径38mm～50mm；高度5mm～10mm，所述叶片采用NACA系列翼型，厚度10％～30％，；叶片的前缘和后缘半径为0.25mm～1mm；叶根螺旋角沿弦长(0～1)为0
°
～50
°
，叶根前缘气流角为10<...
【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，左云鹏，杨涛，
申请(专利权)人：可孚医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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