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CN111946663A - 一种微型多段式叶轮 - Google Patents

一种微型多段式叶轮 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微型多段式叶轮，包括第一加强圈，装设在第一加强圈一侧的第二加强圈，所述第一加强圈上装设有第一离心叶轮，所述第一离心叶轮上装设有第一轮毂，所述第一轮毂中心装设有轴芯，所述第一轮毂一侧设有榫头，所述第二加强圈上装设有第三离心叶轮，所述第三离心叶轮内部装设有第二轮毂，所述第二轮毂上装设有第二横流叶轮，所述第二轮毂内部设有卯眼，所述卯眼下部设有第二轮毂内孔，所述榫头插入到卯眼内，所述轴芯插入到第二轮毂内孔内并过盈配合，所述多段式叶轮包含三段共轴叶轮，充分利用叶轮内部流道，提升叶轮效率，提升风扇的进风量，降低流体泄漏和涡流损失，提升流体效率，提升单位体积下风扇的性能。

Description

一种微型多段式叶轮
技术领域
本发明涉及叶轮技术领域，特别涉及一种微型多段式叶轮。
背景技术
电子产品体积越来越小，致使单位体积内的芯片发热量越来越大，风扇作为主要的散热元件，性能的提升显得更为重要，在风扇中主要的做工部件叶轮的性能优化尤为重要。目前常用的风扇有三种分别是：轴流风扇、离心风扇和横流风扇。
轴流风扇采用轴流叶轮，进出风方向相同，为典型的单面进风流场，特点是风量大但静压低；离心风扇采用离心叶轮，进出风方向互相垂直，常采用单面进风或者双面进风，特点是风量大但静压高；横流风扇采用横流叶轮，轴向更长，进出风方向在同一平面内，也是典型的单面进风流场，流量相对较大但是静压非常低；以上风扇的叶轮都不适合使用在对流量有较高要求的小型的消费电子产品中。
叶轮是风扇中的关键部件，在提高风扇通风效率方面，优化设计的重点是叶轮，其次是叶片的各种形状和叶片个数，由于风扇的叶轮轴向长度较长，叶轮运行不稳定，流体效率低，流体泄漏和涡流损失较大，设计一种新型多段式叶轮，充分利用各段的叶轮的优点，组合在一起更好的解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种微型多段式叶轮，该多段式叶轮包含三段共轴叶轮，叶轮旋转促使流体流动，充分利用叶轮内部流道，提升叶轮效率，提升风扇的进风量，降低流体泄漏和涡流损失，提升流体效率，提升单位体积下风扇的性能。
为实现上述目的，本发明提供了一种微型多段式叶轮，包括第一加强圈，装设在第一加强圈一侧的第二加强圈，所述第一加强圈上装设有第一离心叶轮，所述第一离心叶轮上装设有第一轮毂，所述第一轮毂中心装设有轴芯，所述第一轮毂一侧设有榫头，所述第二加强圈上装设有第三离心叶轮，所述第三离心叶轮内部装设有第二轮毂，所述第二轮毂上装设有第二横流叶轮，所述第二轮毂内部设有卯眼，所述卯眼下部设有第二轮毂内孔，所述榫头插入到卯眼内，所述轴芯插入到第二轮毂内孔内并过盈配合。
作为优选的，所述第一离心叶轮设有沿圆周阵列布置的第一叶片，所述第二横流叶轮设有沿圆周阵列布置的第二叶片，所述第三离心叶轮设有沿圆周阵列布置的第三叶片，所述第一叶片装设在第一加强圈和第一轮毂之间并向内侧弯曲，所述第二叶片装设在第一轮毂和第二轮毂之间并向内侧弯曲，所述第三叶片装设在第二轮毂和第二加强圈之间并向内侧弯曲。
作为优选的，所述第一加强圈和第二加强圈的直径大于第一轮毂和第二轮毂的直径。
作为优选的，所述第一叶片被第一轮毂分成第一叶片外侧部分和第一叶片内侧部分，所述第一叶片外侧部分的表面和第一加强圈外侧表面相连接，所述第一叶片内侧部分与第一轮毂相连接。
作为优选的，所述第三叶片被第二轮毂分成第三叶片外侧部分和第三叶片内侧部分，所述第三叶片外侧部分的表面和第二加强圈外侧表面相连接，所述第三叶片内侧部分与第二轮毂相连接。
作为优选的，所述第二叶片一侧连接第一轮毂，另一侧连接第二轮毂。
作为优选的，所述第二轮毂设有用于容纳电机安装的第一容纳腔，所述轴芯一端装设有第一轴承，另一端装设有第二轴承，所述第一轴承装设在第一离心叶轮中部。
作为优选的，所述第一叶片、第二叶片和第三叶片都设有30片以上。
作为优选的，所述第一加强圈和第二加强圈上都设有若干个用于减轻叶轮整体重量的盲孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明装设有第一离心叶轮、第二横流叶轮和第三离心叶轮，充分发挥各段叶轮的流体性能优势，两侧的第一离心叶轮和第三离心叶轮提供高压气流，中间的第二横流叶轮则提供大流量气流，两者结合在一起共同提供高压大流量气流，充分利用了叶轮的空间和内部的流道，提升了叶轮的做功效率和风扇的进风量，降低流体泄漏和涡流损失，提升流体效率。
2、本发明将电机装设在第二轮毂内部的第一容纳腔上，有效缩减了风扇的体积，提升单位体积下风扇的性能，第一轴承装设在第一离心叶轮中部，减小了第一轴承和第二轴承之间的距离，使得叶轮运转更加平稳，振动更小，寿命更长，在同尺寸和噪音下，流量提升70％，静压提升30％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种微型多段式叶轮的立体结构示意图；
图2是本发明提供的一种微型多段式叶轮的正面结构示意图；
图3是本发明提供的一种微型多段式叶轮组装在风扇内部的剖面示意图；
图4是本发明提供的一种微型多段式叶轮的分解结构示意图；
图5是本发明提供的一种微型多段式叶轮的分解剖面示意图；
图6是本发明提供的一种微型多段式叶轮的正面剖面示意图；
图7是本发明提供的一种微型多段式叶轮的分解立体结构示意图。在图中包括有：
11-第一加强圈、12-第二加强圈、2-第一离心叶轮、31-第一轮毂、4-轴芯、311-榫头、6-第二横流叶轮、5-第三离心叶轮、32-第二轮毂、321-卯眼、322-第二轮毂内孔、21-第一叶片、61-第二叶片、51-第三叶片、211-第一叶片外侧部分、212-第一叶片内侧部分、511-第三叶片外侧部分、512-第三叶片内侧部分、91-电机、7-第一容纳腔、81-第一轴承、82-第二轴承、9-盲孔。
具体实施方式
下面将结合本发明本实施方式中的附图，对本发明本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的本实施方式是本发明的一种实施方式，而不是全部的本实施方式。基于本发明中的本实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他本实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参考图1至图7，本发明提供了一种微型多段式叶轮，包括第一加强圈11，装设在第一加强圈11一侧的第二加强圈12，所述第一加强圈11上装设有第一离心叶轮2，所述第一离心叶轮2上装设有第一轮毂31，所述第一轮毂31中心装设有轴芯4，所述第一轮毂31一侧设有榫头311，所述第二加强圈12上装设有第三离心叶轮5，所述第三离心叶轮5内部装设有第二轮毂32，所述第二轮毂32上装设有第二横流叶轮6，所述第一离心叶轮2和第三离心叶轮5根据实际应用情况可以选择相同的叶型，也可以选择不同的叶型，如果第一离心叶轮2和第三离心叶轮5叶型相同，本发明的多段式叶轮由两种叶型组成，在本实施例中第一离心叶轮2和第三离心叶轮5叶型相同；如果第一离心叶轮2和第三离心叶轮5叶型不相同，多段式叶轮由三种叶型组成；在其他实施例中，叶轮还可以由三种以上的叶型组成。
本发明提供了一种微型多段式叶轮由两大部分组成，如图4至图7所示，所述轴芯4和第一离心叶轮2通过注塑成型固定在一起，所述第三离心叶轮5单独注塑成型；组装方式如下：所述第二轮毂32内部设有卯眼321，所述卯眼321下部设有第二轮毂内孔322，所述榫头311插入到卯眼321内，通过榫头311和卯眼321的配合进行轴向和径向的定位，同时，所述轴芯4插入到第二轮毂内孔322内并过盈配合，通过轴芯4和第二轮毂内孔322的过盈配合，实现第一离心叶轮2和第三离心叶轮5组装在一起。
所述第一离心叶轮2、第二横流叶轮6和第三离心叶轮5的内部相连通，所述第一离心叶轮2使得气流从上端进风口流入第一离心叶轮2中，沿着第一离心叶轮2周围旋转，从第一离心叶轮2切向方向流出，气流流入的方向和流出的方向垂直，所述第二横流叶轮6使得气流从径向方向流入第二横流叶轮6中，沿着第二横流叶轮6周围旋转，从第二横流叶轮6径向方向流出，气流流入的方向和流出的方向在同一平面中，所述第三离心叶轮5使得气流从下端进风口流入第三离心叶轮5中，沿着第三离心叶轮5周围旋转，从第三离心叶轮5切向方向流出，气流流入的方向和流出的方向垂直，本发明的微型多段式叶轮由第一离心叶轮2、第二横流叶轮6和第三离心叶轮5组成，充分发挥各段叶轮的流体性能优势，两侧的第一离心叶轮2和第三离心叶轮5提供高压气流，中间的第二横流叶轮6则提供大流量气流，两者结合在一起共同提供高压大流量气流，充分利用了叶轮的空间和内部的流道，提升了叶轮的做功效率和风扇的进风量，降低流体泄漏和涡流损失，提升流体效率。
所述第一离心叶轮2设有沿圆周阵列布置的第一叶片21，所述第二横流叶轮6设有沿圆周阵列布置的第二叶片61，所述第三离心叶轮5设有沿圆周阵列布置的第三叶片51，所述第一叶片21装设在第一加强圈11和第一轮毂31之间并向内侧弯曲，所述第二叶片61装设在第一轮毂31和第二轮毂32之间并向内侧弯曲，所述第三叶片51装设在第二轮毂32和第二加强圈12之间并向内侧弯曲。
所述第一加强圈11和第二加强圈12的直径大于第一轮毂31和第二轮毂32的直径，所述第一加强圈11和第一轮毂31之间装设有第一离心叶轮2，所述第一轮毂31和第二轮毂32之间装设有第二横流叶轮6，所述第二轮毂32和第二加强圈12之间装设有第三离心叶轮5，从上端流入第一离心叶轮2中的高压气流、从下端流入第三离心叶轮5中的高压气流、从中部流入第二横流叶轮5中的大流量气流，汇聚在一起，一起从切向方向流出。
所述第一叶片21被第一轮毂31分成第一叶片外侧部分211和第一叶片内侧部分212，所述第一叶片外侧部分211的表面和第一加强圈11外侧表面相连接，所述第一叶片内侧部分212与第一轮毂31相连接。
所述第三叶片51被第二轮毂32分成第三叶片外侧部分511和第三叶片内侧部分512，所述第三叶片外侧部分511的表面和第二加强圈12外侧表面相连接，所述第三叶片内侧部分512与第二轮毂32相连接。
所述第二叶片61一侧连接第一轮毂31，另一侧连接第二轮毂32。
所述第二轮毂32设有用于容纳电机91安装的第一容纳腔7，所述轴芯4一端装设有第一轴承81，另一端装设有第二轴承82，所述第一轴承81装设在第一离心叶轮2中部，所述电机91装设在第二轮毂32内部的第一容纳腔7上，有效缩减了风扇的体积，提升单位体积下风扇的性能，所述第一轴承81装设在第一离心叶轮2中部，减小了第一轴承81和第二轴承82之间的距离，使得叶轮运转更加平稳，振动更小，寿命更长，在同尺寸和噪音下，流量提升70％，静压提升30％。
所述第一叶片21、第二叶片61和第三叶片51都设有30片以上，通过实验进行验证，选取最佳的叶片数量。
所述第一加强圈11和第二加强圈12上都设有若干个用于减轻叶轮整体重量的盲孔9，通过设有盲孔9减少叶轮的部分重量，从而实现对叶轮质量的控制。
综上所述，本发明的有益效果在于：
本发明装设有第一离心叶轮2、第二横流叶轮6和第三离心叶轮5，充分发挥各段叶轮的流体性能优势，两侧的第一离心叶轮2和第三离心叶轮5提供高压气流，中间的第二横流叶轮6则提供大流量气流，两者结合在一起共同提供高压大流量气流，充分利用了叶轮的空间和内部的流道，提升了叶轮的做功效率和风扇的进风量，降低流体泄漏和涡流损失，提升流体效率；本发明将电机91装设在第二轮毂32内部的第一容纳腔7上，有效缩减了风扇的体积，提升单位体积下风扇的性能，第一轴承81装设在第一离心叶轮2中部，减小了第一轴承81和第二轴承82之间的距离，使得叶轮运转更加平稳，振动更小，寿命更长，在同尺寸和噪音下，流量提升70％，静压提升30％。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种微型多段式叶轮，其特征在于，包括第一加强圈(11)，装设在第一加强圈(11)一侧的第二加强圈(12)，所述第一加强圈(11)上装设有第一离心叶轮(2)，所述第一离心叶轮(2)上装设有第一轮毂(31)，所述第一轮毂(31)中心装设有轴芯(4)，所述第一轮毂(31)一侧设有榫头(311)，所述第二加强圈(12)上装设有第三离心叶轮(5)，所述第三离心叶轮(5)内部装设有第二轮毂(32)，所述第二轮毂(32)上装设有第二横流叶轮(6)，所述第二轮毂(32)内部设有卯眼(321)，所述卯眼(321)下部设有第二轮毂内孔(322)，所述榫头(311)插入到卯眼(321)内，所述轴芯(4)插入到第二轮毂内孔(322)内并过盈配合。
2.根据权利要求1所述的一种微型多段式叶轮，其特征在于，所述第一离心叶轮(2)设有沿圆周阵列布置的第一叶片(21)，所述第二横流叶轮(6)设有沿圆周阵列布置的第二叶片(61)，所述第三离心叶轮(5)设有沿圆周阵列布置的第三叶片(51)，所述第一叶片(21)装设在第一加强圈(11)和第一轮毂(31)之间并向内侧弯曲，所述第二叶片(61)装设在第一轮毂(31)和第二轮毂(32)之间并向内侧弯曲，所述第三叶片(51)装设在第二轮毂(32)和第二加强圈(12)之间并向内侧弯曲。
3.根据权利要求1所述的一种微型多段式叶轮，其特征在于，所述第一加强圈(11)和第二加强圈(12)的直径大于第一轮毂(31)和第二轮毂(32)的直径。
4.根据权利要求2所述的一种微型多段式叶轮，其特征在于，所述第一叶片(21)被第一轮毂(31)分成第一叶片外侧部分(211)和第一叶片内侧部分(212)，所述第一叶片外侧部分(211)的表面和第一加强圈(11)外侧表面相连接，所述第一叶片内侧部分(212)与第一轮毂(31)相连接。
5.根据权利要求2所述的一种微型多段式叶轮，其特征在于，所述第三叶片(51)被第二轮毂(32)分成第三叶片外侧部分(511)和第三叶片内侧部分(512)，所述第三叶片外侧部分(511)的表面和第二加强圈(12)外侧表面相连接，所述第三叶片内侧部分(512)与第二轮毂(32)相连接。
6.根据权利要求2所述的一种微型多段式叶轮，其特征在于，所述第二叶片(61)一侧连接第一轮毂(31)，另一侧连接第二轮毂(32)。
7.根据权利要求1所述的一种微型多段式叶轮，其特征在于，所述第二轮毂(32)设有用于容纳电机(91)安装的第一容纳腔(7)，所述轴芯(4)一端装设有第一轴承(81)，另一端装设有第二轴承(82)，所述第一轴承(81)装设在第一离心叶轮(2)中部。
8.根据权利要求1所述的一种微型多段式叶轮，其特征在于，所述第一叶片(21)、第二叶片(61)和第三叶片(51)都设有30片以上。
9.根据权利要求1所述的一种微型多段式叶轮，其特征在于，所述第一加强圈(11)和第二加强圈(12)上都设有若干个用于减轻叶轮整体重量的盲孔(9)。
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