[发明专利]一种具有抛物线型前缘叶片的高性能呼吸机离心叶轮

说明书

本申请提出一种具有抛物线型前缘叶片的高性能呼吸机离心叶轮，包括：叶盘；多个叶片，叶片均匀设置在叶盘的上表面；其中，叶片的前缘呈抛物线型，且抛物线的凸面朝向叶盘，前缘的下端靠近叶盘的中心轴，其上端远离叶盘的中心轴，叶片的前缘宽度与叶片的叶顶宽度相等，本申请和现有技术相比所具有的优点是：利用该抛物线型的前缘结构，可以使前缘附近进口气流角更为均匀，增加离心叶轮的稳定性，提高其稳定裕度，并减小气流在前缘处的冲击；进口气流能够几乎同时和整个前缘接触，而不是先与叶顶处接触，再流向叶根，可以减小流动损失；取消过渡段，使离心叶轮的轴向尺寸能够设置较小，进而减小呼吸机的体积。

技术领域

本申请涉及离心叶轮技术领域，尤其涉及一种具有抛物线型前缘叶片的高性能呼吸机离心叶轮。

背景技术

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。

随着离心叶轮行业的发展，离心叶轮的体积越来越小，其压力和流量要求越来越高，导致其容易出现发热高、可靠性降低等问题。

现有用于呼吸机的离心叶轮有带过渡段和不带过渡段两种，两种离心叶轮的设计技术多采用无导风轮离心直叶片设计，离心叶轮的导风轮的作用是用叶片将气流进口方向由轴向变为斜向，由于离心叶轮的增压比一般较低，出于节约成本考虑，离心叶轮的叶片一般采用无导风轮设计，且离心段叶片采用直叶片，这种设计方案虽然便于研制及加工制造，且节约加工成本，但其存在下述问题：

1、气流由轴向转为径向过程没有导风轮约束，而且路径较短，变化比较剧烈，由于子午圈曲率的影响，容易在离心叶片前缘产生不均匀气流角，从而使径向段直叶片的攻角适应性较差。

2、直线型叶片前缘会与进口来流有更大的冲击，由此会有更大的动量和能量损失，从而使离心叶轮效率降低。

3、对于带过渡段的典型离心叶轮，轴向尺寸比较大，而呼吸机是小体积型医疗器械，对尺寸有着比较严格的要求。

4、对于不带过渡段的离心叶轮，在叶片前缘处，气流与叶顶和叶根的接触有先后顺序，这样会造成更大的流动损失。

发明内容

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。

为此，本申请的目的在于提出一种具有抛物线型前缘叶片的高性能呼吸机离心叶轮。

为达到上述目的，本申请提出的一种具有抛物线型前缘叶片的高性能呼吸机离心叶轮，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，所述叶片的前缘呈抛物线型，且所述抛物线的凸面朝向所述叶盘，所述前缘的下端靠近所述叶盘的中心轴，其上端远离所述叶盘的中心轴，所述叶片的前缘宽度与所述叶片的叶顶宽度相等。

多个所述叶片的前缘下端在所述叶盘上形成有前下圆，所述前下圆的半径r₂为1.5mm-2.5mm，多个所述叶片的前缘上端在所述叶盘上形成有前上圆，所述前上圆的半径r₃为5mm-10mm。

所述叶片前缘下端处位于吸力面侧的气流进入方向与所述叶片前缘下端在所述前下圆上的切线之间具有夹角β_1h，所述β_1h不大于50°。

所述叶片的尾缘为平面结构，且所述平面与所述叶盘的中心轴平行，多个所述叶片的尾缘在所述叶盘上形成有尾圆，所述尾圆的半径r₄为12mm-20mm。