CN106321511A - 一种涡轮涡扇及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涡轮涡扇及其制造方法，属于涡轮制造领域，具有提高气流稳定性，减少运行过程中的噪音的优点，其技术方案如下，包括锥形的主体和扭转形状的扇叶，所述主体顶部设有安装柱，所述扇叶圆周阵列在主体外表面，所述扇叶远离主体一侧固定有锥形的外壳，所述扇叶靠近安装柱一端边缘与扇叶远离安装柱一端边缘呈95度，所述扇叶设有9个，所述扇叶远离安装柱一端边缘设有波浪形的缺口。

Description

一种涡轮涡扇及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种涡轮制造领域，特别涉及一种涡轮涡扇及其制造方法。
背景技术
涡轮在汽车或飞机引擎中使用的非常广泛，而在一些大型机械以及家用送风设备中应用的也十分的广泛，其通过驱动设备的带动，使涡轮涡扇产生转动，从而使空气进行流动，产生风力，尤其是闭式的涡轮涡扇，产生的风力也更为的强劲，但制造难度与制造成本相对的较高。
申请号为201310254415.7的中国专利公开了一种带分流叶片的无叶风扇涡轮装置，它通过设置长扇叶和分流叶片来提高，这种能提高出风量，但由于扇叶在使用的过程中气流沿着扇叶的弧度进行流动，当流动到扇叶尾段时由于扇叶本身的连接强度在尾段较弱，且扇叶尾段的气流较急，气流脱离扇叶的时候，扇叶尾部会直接较大程度的切割气流，从而导致气流脱离扇叶时会产生不稳定现象，导致扇叶尾部产生振动，从而不稳定的气流以及扇叶尾部的振动会产生较大的噪音。
发明内容
本发明的目的是提供一种涡轮涡扇，其具有提高气流稳定性，减少运行过程中的噪音的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种涡轮涡扇，包括锥形的主体和扭转形状的扇叶，所述主体顶部设有安装柱，所述扇叶圆周阵列在主体外表面，所述扇叶远离主体一侧固定有锥形的外壳，所述扇叶靠近安装柱一端边缘与扇叶远离安装柱一端边缘呈95度，所述扇叶设有9个，所述扇叶远离安装柱一端边缘设有波浪形的缺口。
通过采用上述技术方案，当主体进行旋转时，扇叶靠近安装柱一端边缘切割空气，从而使空气进入主体外表面，空气沿着扇叶的弧面进行流动，当空气流动到扇叶远离安装柱的尾部时，由于设置了波浪形的缺口，从而在扇叶上流动的空腔，流经扇叶尾部凹陷部的空气能首先通过缺口与扇叶进行直接的分离，而其他部分的气体在流动的过程中向缺口凹陷部位扩散，从而在扇叶尾部位置流动的气体能逐渐的与扇叶进行分离，且波浪型的设置也大大提高了边缘的总体长度，使空气流动能进行有效的分散，使流速更加的缓和，从而有效的减少了空气在扇叶尾部流动时产生过急而产生混乱，减少了对扇叶的冲击，减少振动，也减少噪音的产生，且扇叶还连接在外壳上，有效的提高了对扇叶的固定作用，减少扇叶产生振动，外壳也能限制空气流向，减少空气流失，提高出风效果。
进一步的，所述安装柱靠近主体一端的边缘设有截面为圆弧形的导流环。
通过采用上述技术方案，当空气经过导流环时，导流环表面的空气流动较急，而远离导流环位置的空气流动较缓，从而导流环表面的容易产生负压，远离导流环的空气产生向导流环移动的趋势，从而导流环能受到径向的空气压力，从而提高了安装柱的稳定性，且外界空气由于负压作用能更好的流向扇叶，从而有效的提高了进风量，提高了使用效果。
进一步的，所述扇叶靠近安装柱一端边缘的厚度由主体向外侧的方向逐渐扩大。
通过采用上述技术方案，有效的提高了扇叶远离主体位置的整体强度，有效的减小在使用时由于强度问题而产生较大的振动，且能合理的保证扇叶之间的有效空气流动面积。
进一步的，所述扇叶一体设置在主体上。
通过采用上述技术方案，扇叶与主体一体成型，有效的保证扇叶与主体的连接强度，提高使用寿命，且制造更加的方便。
进一步的，所述外壳焊接在扇叶上。
通过采用上述技术方案，外壳通过焊接的方式与扇叶进行连接，从而避免了注塑时结构复杂程度，有效的减少制造成本。
进一步的，所述外壳靠近安装柱一端内圆周侧面设有供扇叶端部抵触的限位台阶。
通过采用上述技术方案，限位台阶有效的限制扇叶的位置，从而在扇叶安装时能起到良好的定位效果。
进一步的，所述外壳靠近安装柱一端外圆周侧面一体设有截面为圆弧形的加强圏。
通过采用上述技术方案，加强圏有效的提高外外壳进风位置的结构强度。
进一步的，所述外壳远离安装柱一端外圆周侧面一体设有固定外沿。
通过采用上述技术方案，固定外沿有效的加强了外壳出气口位置的结构强度。
本发明还提供一种涡轮涡扇的制造方法，
步骤一：原料准备：准备注塑用塑料颗粒；
步骤二：模具准备：在注塑机上分别安装主体注塑模具和外壳注塑模具；
步骤三：主体注塑：将准备的塑料颗粒倒入注塑机内，通过注塑机注入主体注塑模具内，实现主体注塑；
步骤四：主体取出：待模具内部冷却主体成型后，打开主体注塑模具，将成型的主体取出；
步骤五：外壳注塑：将准备的塑料颗粒倒入注塑机内，通过注塑机注入外壳注塑模具内，实现外壳注塑；
步骤六：外壳取出：待模具内部冷却外壳成型后，打开外壳注塑模具，将成型的外壳取出；
步骤七：部件组合校准：将外壳套在主体上，外壳内壁与扇叶抵触，再转动外壳或者主体，外壳内壁与扇叶产生摩擦，直到转动顺畅不会产生卡滞；
步骤八：部件清洁：通过气枪向外壳以及主体进行吹气清洁；
步骤九：部件焊接：将外壳与主体组合，扇叶与外壳内壁抵触，再放置到超声波焊接器上进行将扇叶与外壳内壁进行超声波焊接；
步骤十：动平衡测试：将焊接完毕的产品固定在动平衡测试仪上，通过动平衡测试仪检测产品是否符合标准，将不符合标准的产品剔除；
步骤十一：包装：将符合标准的产品通过包装袋进行包装并存储。
通过采用上述技术方案，当外壳与主体需要进行安装时，通过抵触后转动进行摩擦，有效的将外壳上以及扇叶与外壳抵触的位置的凸点等多余结构进行磨出，从而使外壳上以及扇叶与外壳抵触的位置的表面更加的平整，使扇叶与外壳抵触的更加紧密，且能是主体与外壳能保持同轴的状态，从而便于扇叶与外壳进行焊接，且焊接完成后合格率能进行有效的提升，使用时跳动小，运行稳定。
进一步的，在步骤七部件组合校准前，对主体、扇叶、外壳上的飞边进行裁切清除。
通过采用上述技术方案，有效的去除掉在模具注塑时分型面产生的飞边，减少了部件组合校准时所要磨出的量，从而提高部件组合校准的工作效率。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、使空气流出扇叶更加的缓和，减少对扇叶的冲击，有效减少振动；
2、提高扇叶强度，减少扇叶振动，提高扇叶使用寿命；
3、提高空气的进气量，提高扇叶出风量；
4、产品制造精度高、合格率高。
附图说明
图1是本发明扇叶与主体的立体图；
图2是本发明外壳的立体图；
图3是本发明的结构图；
图4是图1中A的放大图；
图5是图1中B的放大图；
图6是本发明扇叶尾部的空气流动方向示意图；
图7是本发明导流环表面的空气流动方向示意图；
图8是本发明的工艺流程图。
图中，1、主体；2、扇叶；21、缺口；3、安装柱；31、导流环；4、外壳；41、限位台阶；42、加强圏；43、固定外沿。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：一种涡轮涡扇，如图1、2、3所示，包括锥形的主体1和扭转形状的扇叶2，主体1顶部设有安装柱3，扇叶2圆周阵列在主体1外表面，扇叶2远离主体1一侧固定有锥形的外壳4，扇叶2靠近安装柱3一端边缘与扇叶2远离安装柱3一端边缘呈95度，扇叶2设有9个，扇叶2远离安装柱3一端边缘设有波浪形的缺口21，安装柱3靠近主体1一端的边缘设有截面为圆弧形的导流环31。
如图1、2、3所示，涡轮涡扇通过安装柱3安装到驱动器上，驱动器输出转动的力，使涡轮涡扇产生旋转的作用，从而主体1带动外表面上的扇叶2产生旋转，扇叶2靠近安装柱3的一端边缘在旋转的时对空气产生切割的作用，从而空气能沿着扇叶2靠近安装柱3一端的边缘进入扇叶2之间的空间内，在通过转动的扇叶2的旋转产生的离心力，将空气沿着锥形的主体1以及弧形的扇叶2进行移动，从而空气能从扇叶2尾部高速的流出，从而实现了对空气的输送。
如图1、5所示，当主体1进行旋转时，扇叶2靠近安装柱3一端边缘切割空气，从而使空气进入主体1外表面，空气沿着扇叶2的弧面进行流动，当空气流动到扇叶2远离安装柱3的尾部时，由于设置了波浪形的缺口21，从而在扇叶2上流动的空腔，流经扇叶2尾部凹陷部的空气能首先通过缺口21与扇叶2进行直接的分离，而其他部分的气体在流动的过程中向缺口21凹陷部位扩散，从而在扇叶2尾部位置流动的气体能逐渐的与扇叶2进行分离，且波浪型的设置也大大提高了边缘的总体长度，使空气流动能进行有效的分散，使流速更加的缓和，从而有效的减少了空气在扇叶2尾部流动时产生过急而产生混乱，减少了对扇叶2的冲击，减少振动，也减少噪音的产生，且扇叶2还连接在外壳4上，有效的提高了对扇叶2的固定作用，减少扇叶2产生振动，外壳4也能限制空气流向，减少空气流失，提高出风效果。
如图1所示，且扇叶2为奇数片，在做动平衡矫正的时候能更加容易的矫正旋转中心，从而时正常工作时不会产生跳动，提高涡轮涡扇的工作稳定性，且避免了扇叶2产生共振而导致扇叶2轴承产生孙欢，从而提高了使用寿命，且扇叶2较多，出风连续性好，出风的风力较为柔和，有效的减少了噪音的产生。
如图1所示，空气沿着扇叶2的弧面进行流动，当空气流动到扇叶2远离安装柱3的尾部时，由于设置了波浪形的缺口21，从而在扇叶2上流动的空腔，流经扇叶2尾部凹陷部的空气能首先通过缺口21与扇叶2进行直接的分离，而其他部分的气体在流动的过程中向缺口21凹陷部位扩散，从而在扇叶2尾部位置流动的气体能逐渐的与扇叶2进行分离，且波浪型的设置也大大提高了边缘的总体长度，使空气流动能进行有效的分散，使流速更加的缓和，从而有效的减少了空气在扇叶2尾部流动时产生过急而产生混乱，减少了对扇叶2的冲击，减少振动，也减少噪音的产生。
如图1、4、7所示，当空气经过导流环31时，导流环31表面的空气流动较急，而远离导流环31位置的空气流动较缓，从而导流环31表面的容易产生负压，远离导流环31的空气产生向导流环31移动的趋势，从而导流环31能受到径向的空气压力，从而提高了安装柱3的稳定性，且外界空气由于负压作用能更好的流向扇叶2，从而有效的提高了进风量，提高了使用效果，圆弧形的避免有效的避免菱角的结构，从而使空气流动更加的平稳，有效的避免空气流动产生较大的干扰而产乱流的现象，提高了进气的效果。
实施例2：一种涡轮涡扇，与实施例1的不同之处在于，如图1、4所示，扇叶2靠近安装柱3一端边缘的厚度由主体1向外侧的方向逐渐扩大，扇叶2一体设置在主体1上，外壳4焊接在扇叶2上，外壳4靠近安装柱3一端内圆周侧面设有供扇叶2端部抵触的限位台阶41，外壳4靠近安装柱3一端外圆周侧面一体设有截面为圆弧形的加强圏42，外壳4远离安装柱3一端外圆周侧面一体设有固定外沿43。
有效的提高了扇叶2远离主体1位置的整体强度，有效的减小在使用时由于强度问题而产生较大的振动，且能合理的保证扇叶2之间的有效空气流动面积，扇叶2与主体1一体成型，有效的保证扇叶2与主体1的连接强度，提高使用寿命，且制造更加的方便，外壳4通过焊接的方式与扇叶2进行连接，从而避免了注塑时结构复杂程度，有效的减少制造成本，限位台阶41有效的限制扇叶2的位置，从而在扇叶2安装时能起到良好的定位效果，加强圏42有效的提高外外壳4进风位置的结构强度，固定外沿43有效的加强了外壳4出气口位置的结构强度。
实施例3：一种涡轮涡扇的制造方法，如图1、2、3、8所示，
步骤一：原料准备：准备注塑用塑料颗粒；
步骤二：模具准备：在注塑机上分别安装主体1注塑模具和外壳4注塑模具；
步骤三：主体注塑：将准备的塑料颗粒倒入注塑机内，通过注塑机注入主体1注塑模具内，实现主体1注塑；
步骤四：主体取出：待模具内部冷却主体1成型后，打开主体1注塑模具，将成型的主体1取出；
步骤五：外壳注塑：将准备的塑料颗粒倒入注塑机内，通过注塑机注入外壳4注塑模具内，实现外壳4注塑；
步骤六：外壳取出：待模具内部冷却外壳4成型后，打开外壳4注塑模具，将成型的外壳4取出；
步骤七：部件组合校准：对主体1、扇叶2、外壳4上的飞边进行裁切清除，将外壳4套在主体1上，外壳4内壁与扇叶2抵触，再转动外壳4或者主体1，外壳4内壁与扇叶2产生摩擦，直到转动顺畅不会产生卡滞；
步骤八：部件清洁：通过气枪向外壳4以及主体1进行吹气清洁；
步骤九：部件焊接：将外壳4与主体1组合，扇叶2与外壳4内壁抵触，再放置到超声波焊接器上进行将扇叶2与外壳4内壁进行超声波焊接；
步骤十：动平衡测试：将焊接完毕的产品固定在动平衡测试仪上，通过动平衡测试仪检测产品是否符合标准，将不符合标准的产品剔除；
步骤十一：包装：将符合标准的产品通过包装袋进行包装并存储。
在注塑前选用工程塑料颗粒，工程塑料具有优良的综合性能，刚性大、蠕变小、机械强度高、耐热性好、电绝缘性好、可在较苛刻的化学、物理环境中长期使用，从而非常适合制造涡轮涡扇，提高涡轮涡扇使用时的寿命。
通过模具直接将扇叶2与主体1进行注塑完成，从而扇叶2与主体1连接非常的精密，且注塑模具内部结构也不会过于复杂，从而减少了制造的成本。
再通过将扇叶2与外壳4进行超声波焊接的方式进行有效的连接，使焊接位置的焊接效果大大提高，由于通过焊接的方式进行，从而相对与直接注塑成型有效的降低的模具制造成本。
当外壳4与主体1需要进行安装时，将外壳4进行完全夹持固定在夹持设备上，将主体1固定在转动电机上，再使外壳4与主体1进行同轴设置，转动电机驱动主体1进行转动，再使主体1向外壳4进行轴向的移动，通过抵触后转动进行摩擦，直到扇叶2与限位台阶41进行完全的抵触，有效的将外壳4上以及扇叶2与外壳4抵触的位置的凸点等多余结构进行磨出，从而使外壳4上以及扇叶2与外壳4抵触的位置的表面更加的平整，使扇叶2与外壳4抵触的更加紧密，且能是主体1与外壳4能保持同轴的状态，从而便于扇叶2与外壳4进行焊接，且焊接完成后合格率能进行有效的提升，使用时跳动小，运行稳定。
有效的去除掉在模具注塑时分型面产生的飞边，减少了部件组合校准时所要磨出的量，从而提高部件组合校准的工作效率。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种涡轮涡扇，包括锥形的主体(1)和扭转形状的扇叶(2)，所述主体(1)顶部设有安装柱(3)，所述扇叶(2)圆周阵列在主体(1)外表面，其特征是：所述扇叶(2)远离主体(1)一侧固定有锥形的外壳(4)，所述扇叶(2)靠近安装柱(3)一端边缘与扇叶(2)远离安装柱(3)一端边缘呈95度，所述扇叶(2)设有9个，所述扇叶(2)远离安装柱(3)一端边缘设有波浪形的缺口(21)。
2.根据权利要求1所述的一种涡轮涡扇，其特征是：所述安装柱(3)靠近主体(1)一端的边缘设有截面为圆弧形的导流环(31)。
3.根据权利要求1所述的一种涡轮涡扇，其特征是：所述扇叶(2)靠近安装柱(3)一端边缘的厚度由主体(1)向外侧的方向逐渐扩大。
4.根据权利要求3所述的一种涡轮涡扇，其特征是：所述扇叶(2)一体设置在主体(1)上。
5.根据权利要求4所述的一种涡轮涡扇，其特征是：所述外壳(4)焊接在扇叶(2)上。
6.根据权利要求1所述的一种涡轮涡扇，其特征是：所述外壳(4)靠近安装柱(3)一端内圆周侧面设有供扇叶(2)端部抵触的限位台阶(41)。
7.根据权利要求6所述的一种涡轮涡扇，其特征是：所述外壳(4)靠近安装柱(3)一端外圆周侧面一体设有截面为圆弧形的加强圏(42)。
8.根据权利要求7所述的一种涡轮涡扇，其特征是：所述外壳(4)远离安装柱(3)一端外圆周侧面一体设有固定外沿(43)。
9.如权利要求1-8任意一项所述的一种涡轮涡扇的制造方法，其特征是：
步骤一：原料准备：准备注塑用塑料颗粒；
步骤二：模具准备：在注塑机上分别安装主体(1)注塑模具和外壳(4)注塑模具；
步骤三：主体注塑：将准备的塑料颗粒倒入注塑机内，通过注塑机注入主体(1)注塑模具内，实现主体(1)注塑；
步骤四：主体取出：待模具内部冷却主体(1)成型后，打开主体(1)注塑模具，将成型的主体(1)取出；
步骤五：外壳注塑：将准备的塑料颗粒倒入注塑机内，通过注塑机注入外壳(4)注塑模具内，实现外壳(4)注塑；
步骤六：外壳取出：待模具内部冷却外壳(4)成型后，打开外壳(4)注塑模具，将成型的外壳(4)取出；
步骤七：部件组合校准：将外壳(4)套在主体(1)上，外壳(4)内壁与扇叶(2)抵触，再转动外壳(4)或者主体(1)，外壳(4)内壁与扇叶(2)产生摩擦，直到转动顺畅不会产生卡滞；
步骤八：部件清洁：通过气枪向外壳(4)以及主体(1)进行吹气清洁；
步骤九：部件焊接：将外壳(4)与主体(1)组合，扇叶(2)与外壳(4)内壁抵触，再放置到超声波焊接器上进行将扇叶(2)与外壳(4)内壁进行超声波焊接；
步骤十：动平衡测试：将焊接完毕的产品固定在动平衡测试仪上，通过动平衡测试仪检测产品是否符合标准，将不符合标准的产品剔除；
步骤十一：包装：将符合标准的产品通过包装袋进行包装并存储。
10.根据权利要求9所述的一种涡轮涡扇的制造方法，其特征是：在步骤七部件组合校准前，对主体(1)、扇叶(2)、外壳(4)上的飞边进行裁切清除。
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