CN110645192A - 通气治疗设备及其风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风机，包括蜗壳、叶轮以及用于驱使叶轮转动的电机，蜗壳内开设有供叶轮容置用的容置腔，电机的输出端穿过蜗壳并与叶轮连接，电机包括壳体以及设置在壳体内部的定子和转子，壳体两端设置有第一轴孔，转子的转轴的两端通过轴承支撑在第一轴孔中，电机还包括设置在至少一个第一轴孔中的轴承套，且轴承的一端与轴承套固定配合，轴承的另一端与第一轴孔固定配合。本发明可以有效地避免轴承和壳体之间发生相对滑动；并且当轴承在发生偏心运动的时候可通过轴承套进行缓冲，避免了轴承与壳体之间相对挤压而损坏轴承或者壳体。

Description

通气治疗设备及其风机

技术领域

本发明涉及应用于通气治疗设备领域，尤其涉及一种通气治疗设备及其风机。

背景技术

随着社会的迅速发展，电动机作为一种可将电能转变为机械能的机器，其主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子。在定子绕组旋转磁场的作用下，其在定子绕组有效边中有电流通过并受磁场的作用而使其转动。除了在日常生活中使用到的许多机器都会使用到电动机外，在医疗领域中的各种设备也会使用到电动机，例如：双水平呼吸机和制氧机等。

在双水平呼吸机和制氧机的应用中，需要风机以一定频率在低气压和高气压之间切换，而气压的高低则是通过风机中的电动机带动风叶转动的快慢实现的，故而当风机在低气压和高气压之间切换的时候，需要通过电动机带动风叶急加速或者急减速。现有的风机一般包括蜗壳、叶轮以及用于驱使叶轮转动的电机。叶轮安装于蜗壳内，电机的输出端穿过蜗壳并与叶轮连接；电机包括外壳、转子以及轴承；外壳具有供轴承套装的安装空间及与安装空间相通的容置空间，转子位于容置空间内，转子穿套于所述轴承内。但是现有的风机在实际工作中会具有以下缺陷：(1)在电机急加速和急减速的时候，轴承的外圈所受到的轴承内部滚珠的摩擦力会增大，而当这个摩擦力比外壳与轴承外圈之间的摩擦力大的时候，轴承外圈就会随着转子一起转动，此时的轴承外圈会与外壳的内侧壁产生摩擦，而轴承与外壳之间的摩擦又会导致轴承自身的温度急剧升高，同时还会使得轴承或者外壳内侧壁被摩擦而掉落许多碎屑，在急剧升高的温度以及摩擦碎屑二者共同的作用下会导致电机的转子不能转动或者电机烧毁的情况出现；(2)当轴承相对外壳发生偏心运动的时候，轴承和外壳二者会发生相互抵压而受损。

因此，亟需一种使得轴承和外壳稳固连接且有效保护轴承的风机来克服上述的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴承和外壳稳固连接且有效保护轴承的风机。

本发明的另一目的在于提供一种通气治疗设备，该通气治疗设备包括一种轴承和外壳稳固连接且有效保护轴承的风机。

为了实现上述目的，本发明提供了一种风机，包括蜗壳、叶轮以及用于驱使所述叶轮转动的电机，所述蜗壳内开设有容纳所述叶轮的容置腔，所述电机的输出端穿过所述蜗壳并与所述叶轮连接，所述电机包括壳体以及设置在所述壳体内部的定子和转子，所述壳体两端设置有第一轴孔，所述转子的转轴的两端通过轴承支撑在所述第一轴孔中，所述电机还包括设置在至少一个所述第一轴孔中的轴承套，且所述轴承的一端与所述轴承套固定配合，所述轴承的另一端与所述第一轴孔固定配合。

较佳地，所述电机包括两个轴承套，两个所述轴承套相向设置在两个第一轴孔中靠近所述转子的一侧。

较佳地，所述轴承与所述轴承套之间以及所述轴承套和所述第一轴孔之间均过盈配合，且所述轴承所受到所述轴承套的单位摩擦力大于所述轴承所受到所述第一轴孔的单位摩擦力。

较佳地，所述轴承的摩擦系数大于所述第一轴孔的侧壁的摩擦系数。

较佳地，所述轴承的第一端与所述轴承套之间的过盈量大于所述轴承的第二端与所述第一轴孔之间的过盈量。

较佳地，所述轴孔为台阶孔，所述轴承套固定设置在所述台阶孔的大直径处，所述台阶孔的小直径处与所述轴承固定配合。

较佳地，所述第一轴孔用于装配所述轴承套的部位和所述轴承套的外侧壁中的一者上设置有凸起，所述第一轴孔用于装配所述轴承套的部位和所述轴承套的外侧壁中的另一者上设置有与所述凸起相匹配的凹槽，所述轴承套通过所述凸起和所述凹槽的卡合固定而装配于所述第一轴孔内。

较佳地，所述台阶孔的台阶过渡处设置凹槽，所述轴承套的一端设置有第一凸环，所述轴承套的另一端设置有第二凸环，所述第一凸环卡接在所述凹槽中。

较佳地，所述叶轮包括底座以及若干叶片，所述叶片固定于所述底座的上表面，所述底座上设置有与转轴安装配合的第二轴孔，所述叶片的首端靠近所述第二轴孔，所述叶片的末端位于所述底座的边缘，所述叶片位于其首端与末端之间的部分依次包含首尾对接的直体段、第一弯曲段及第二弯曲段，所述第一弯曲段和所述第二弯曲段均朝同一侧弯曲，所述第一弯曲段的曲率大于所述第二弯曲段的曲率。

较佳地，所述叶片包括相互独立的第一片体及第二片体，所述第一片体沿所述底座的上表面均匀布置，且相邻两个所述第一片体之间形成第一流道，所述第二片体设置在所述第一流道中。

较佳地，所述第二片体由距离所述第一流道的入口端预设位置延伸至所述第一流道的出口端。

较佳地，沿所述第一流道延伸方向，所述第一片体和第二片体的高度逐渐降低。

较佳地，所述第一片体的直体段的首端垂直于所述底座的上表面，所述第二片体的直体段的首端倾斜于所述底座的上表面。

较佳地，所述底座的下表面向下凸伸有平衡环，所述平衡环沿所述第二轴孔的周侧布置。

较佳地，所述蜗壳开设有若干个散热孔，所述散热孔位于所述蜗壳面对所述电机的一侧，且所述散热孔与所述容置腔相连通。

较佳地，所述外壳上开设有导向槽，所述导向槽的首端与所述散热孔的末端相对应，所述导向槽沿其首端至末端向外倾斜。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种通气治疗设备，该通气治疗设备包括如上述的风机。

与现有技术相比，由于本发明的风机还包括设置在至少一个第一轴孔中的轴承套，且轴承的一端与轴承套固定配合，轴承的另一端与第一轴孔固定配合，因此可以有效地避免轴承和壳体之间发生相对滑动；并且当轴承在发生偏心运动的时候可通过轴承套进行缓冲，避免了轴承与壳体之间相对挤压而损坏轴承或者壳体。

附图说明

图1是本发明的风机的剖视图。

图2是本发明的风机的立体结构示意图。

图3是本发明的风机的电机的剖视图。

图4是本发明的风机的轴承套的立体结构示意图

图5是本发明的风机的轴承套的剖视图。

图6是本发明的风机的叶轮的立体结构示意图。

图7是本发明的风机的叶轮的另一角度的立体结构示意图。

图8是本发明的风机的叶轮的侧视图。

图9是本发明的风机的叶轮的剖视图。

图10是本发明的风机的叶轮的俯视图。

图11是本发明的风机的第一壳体的立体结构示意图。

图12是本发明的风机的第二壳体的立体结构示意图。

图13是本发明的风机的电机的部分结构示意图。

图14是本发明的叶轮的另一实施例的立体结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参考图1至图5，本发明的风机100包括蜗壳10、叶轮200以及用于驱使叶轮200转动的电机300。蜗壳10内开设有容纳叶轮200的容置腔101，电机300的输出端穿过蜗壳10并与叶轮200连接；电机300包括壳体310以及设置在壳体310内部的定子和转子320，壳体310两端设置有第一轴孔310a，转子320的转轴的两端通过轴承330支撑在第一轴孔310a中，电机330还包括设置在至少一个第一轴孔310a中的轴承套340，且轴承330的一端与轴承套340固定配合，轴承330的另一端与第一轴孔310a固定配合。

在一个具体的实施方式中，电机300包括两个轴承套340，两个轴承套340 相向设置在两个第一轴孔310a中靠近转子320的一侧，但不限于此；更具体地，轴承330与轴承套340之间以及轴承套340和第一轴孔310a之间均过盈配合，且轴承330所受到轴承套340的单位摩擦力大于轴承330所受到轴孔10a的单位摩擦力。举例而言，要使得轴承330所受到轴承套340的单位摩擦力大于轴承330所受到第一轴孔310a的单位摩擦力，可以通过以下条件实现：轴承330 的摩擦系数大于第一轴孔310a的侧壁的摩擦系数；或者轴承330的第一端331与轴承套340之间的过盈量大于轴承330的第二端332与第一轴孔310a之间的过盈量；又或者同时满足以上两个条件，但不限于此。较优的是，第一轴孔310a 为台阶孔，轴承套340固定设置在台阶孔的大直径处，台阶孔的小直径处与轴承330固定配合。值得注意的是，本发明中的轴承套340不会相对壳体310发生转动，但不限于此，更具体地，如下：

请继续参考图1至图5，第一轴孔310a用于装配轴承套340的部位设置有凹槽311，在轴承套340的外侧壁上设置有与该凹槽311相匹配的凸起，轴承套 340通过凸起和凹槽311的卡合固定而装配于轴孔10a内，因此可以有效地防止轴承330在插入轴承套340的时候，轴承套340沿着轴孔10a发生滑移；在其它实施例中，还可以在轴孔10a用于装配轴承套340的部位设置有凸起，轴承套340的外侧壁设置有与凸起11相匹配的凹槽，但不限于此。具体地，轴承套 340具有弹性，举例而言，轴承套340可以由塑料、橡胶等材料制作而成，但不限于此。

请继续参考图1至图3，轴承套340的一端设置有第一凸环341，即凸起；轴承套340的另一端设置有第二凸环342，台阶孔的台阶过渡处设置有凹槽311，第一凸环341卡接在凹槽311中。具体地，第一凸环341远离第二凸环342的一侧之外侧壁上开设有第一倒角3411，故当轴承套340插入壳体310的时候可以在第一倒角3411的导向作用下更加顺畅；更具体地，第二凸环342远离第一凸环341的一侧之内侧壁上开设有第二倒角3421，以便于轴承330在第二倒角 3421的导向作用下插入轴承套340内，但不限于此。举例而言，第一倒角3411和第二倒角3421可以为60度，但不限于此。值得注意的是，如图1所示，本发明的电机100的第一凸环3411位于第一轴孔310a内，第二凸环3421位于第一轴孔310a外并与第一轴孔310a相抵接，因此在将轴承330安装于壳体310 内的时候，只需要将第一凸环341插入第一轴孔310a，然后将轴承套340和第一轴孔310a卡合固定即可，而不必将整个轴承套340均塞入第一轴孔310a内，因此有利于轴承套340的安装以及拆卸。具体地，轴承套340和轴承330面接触，因此相比与现有的O形紧固圈与轴承330之间形成的线接触，本发明的轴承套340通过增大了与轴承330的接触面积进而使得轴承套340与轴承330之间的套装更加稳固，但不限于此。

请参考图6至图10，本发明的叶轮200包括底座210以及若干叶片220。叶片220固定于底座210的上表面，底座210上设置有与转轴安装配合的第二轴孔210a，叶片220的首端靠近第二轴孔210a，叶片220的末端位于底座210 的边缘，叶片220位于其首端与末端之间的部分依次包含首尾对接的直体段221、第一弯曲段222以及第二弯曲段223，第一弯曲段222和第二弯曲段223均朝同一侧弯曲，第一弯曲段222的曲率大于第二弯曲段223的曲率。具体地，叶片 220以安装部为中心呈辐射状地布置，但不限于此。更具体地，如下：

请继续参考图6至图10，第二弯曲段223的末端2231位于底座210的边缘位置处，且第二弯曲段223的末端2231倾斜于底座210的上表面，该结构有利于气流更加顺畅地进行出风，可以使得风叶运行的稳定性得到增加；较优的是，第二弯曲段223的长度大于第一弯曲段222的长度，因此空气在被直体段221 推向第二弯曲段223的过程中，先通过第一弯曲段222对其进行导向后，再经过曲率较小且长度较长的第二弯曲段223对其进行甩出，可以保证了本发明的叶轮200的动态流量得到保证。

请继续参考图6至图10，叶片220包括相互独立的第一片体230及第二片体240，第一片体230沿底座210的上表面均匀布置，且相邻两个第一片体230 之间形成第一流道230a，第二片体240设置在第一流道230a中。具体地，第二片体240由距离第一流道230a的入口端预设位置延伸至第一流道230a的出口端；且沿第一流道230a延伸方向，第一片体230和第二片体240的高度逐渐降低，通过叶片220的这种不等高的设计通过减轻了风叶惯量从而提高了响应速度，而且有利于流体的均匀分布，减少了气流通过风叶外边缘时的涡流量，故而还使得本发明的叶轮200在运行过程中的压力稳定性得以进一步提升。更具体地，第一片体230的直体段221的首端2301垂直于底座210的上表面，第二片体240的直体段221的首端2401倾斜于底座210的上表面，因此通过第一片体230之直体段221的首端2301确保了叶轮200具有较好的流量输出，同时配合第二片体240之直体段221的首端2401对进风口处的涡流进行疏散，有利于叶轮200在运行时的稳定性。举例而言，第一片体230的数量为11片，第二片体240的数量也为11片，通过实验证明该数量的叶片220可以使得本发明的叶轮200对流场动态稳定性得到提高。

请继续参考图6至图10，底座210的上表面211为水平面，底座210的侧壁从上至下朝外倾斜。具体地，底座210的上表面211的中部设置有向上凸的安装部2111，第二轴孔210a由底座210向安装部2111延伸；更具体地，安装部2111与底座210之间圆弧过渡形成导流面，因此更加有利于对进风口处的空气进行导流，但不限于此。如图1所示，底座210的下表面212向下凸设有平衡环2121，因此可以根据需要而对平衡环2121的任意部分进行裁切以保证本发明的叶轮200的在运行时的动平衡，但不限于此。当然，在其它实施例中，如图14所示，底座210的下表面212还可以向下凸有若干个凸块2122，凸块2122 沿第二轴孔210a的周侧布置，且凸块2122彼此之间相互间隔。

请参考图1至图3，蜗壳10开设有若干个散热孔10a，散热孔10a位于蜗壳 10面对电机300的一侧，且散热孔10a与容置腔101相连通。具体地，壳体310 开设有导向槽310b，导向槽310b的首端与散热孔10a的末端相对应；更具体地，导向槽310b沿其首端至末端向外倾斜，因此当电机300带动叶轮200转动的时候，容置腔101内的气体会通过散热孔10a后在导向槽310b的导向作用下沿着电机300的前后方向将电机300本身所产生的热量更加全面地带走。

请参考图1、图2、图3、图10、图11以及图12，蜗壳10面对电机300的一侧凹陷形成有供电机300的部分伸入用的凹陷部11。电机300的输出端穿过凹陷部11并与叶轮200连接，电机300的壳体310与凹陷部11之间的间隙11a 连通导向槽310b与外界。较优的是，散热孔10a位于凹陷部11面对叶轮200 的部分处，该部分位于叶轮200与壳体310之间，且该凹陷部11的形状与电机 300之壳体310的形状相匹配，电机300开设有导向槽310b的一侧伸入凹陷部11，导向槽310b与散热孔10a相连通，因此容置腔101内的气体在穿过散热孔 10a之后随即被导向槽310b的导向而向外流动，同时又由于凹陷部11的侧壁的限制，故而使得气体沿着电机300的壳体310从前至后流动而将电机300的热量带走，使得本发明的自散热式风机的散热结构设置巧妙，可以更好地将电机300和蜗壳10内部的热量导走。举例而言，凹陷部11的横截面的外轮廓可以由本领域的技术人员设置为椭圆形、圆形或者正多边形等，但不限于此。

请继续参考图1、图2、图3、图10、图11以及图12，凹陷部11面对叶轮 200的部分上还开设有第一锁定孔11b，电机300之壳体310面对凹陷部11的一面开设有与第一锁定孔11b相匹配的第二锁定孔310d，一锁定件(图中未示) 依次穿过第一锁定孔11b和第二锁定孔310d以将电机300和蜗壳10锁固在一起。因此通过锁定件将电机300和凹陷部11呈可拆卸地锁固在一起，使得蜗壳 10和电机300之间的连接更加牢固，且便于蜗壳10和电机300的拆装，但不限于此。

请参考图10至图12，蜗壳10包括第一壳体110和第二壳体120。第一壳体110和第二壳体120共同形成容置腔101，凹陷部11开设于第二壳体120上。具体地，第一壳体110上设置有第一固定部111，第二壳体120上设置有与第一固定部111相匹配的第二固定部121，第一壳体110和第二壳体120通过第一固定部111和第二固定部121实现连接；举例而言，第一固定部111可以为公扣，第二固定部121可以为母扣，故第一壳体110和第二壳体120可以通过公扣和母扣相互扣合地方式实现连接；除此之外，第一固定部111和第二固定部121 还可以分别设置为螺孔，通过一螺钉(图中未示)依次穿过第一固定部111和第二固定部121实现对第一壳体110和第二壳体120的可拆卸地连接。由于蜗壳10由第一壳体110和第二壳体120连接组成，故便于对蜗壳10进行拆装、运输以及储藏，同时也有利于对蜗壳10进行拆卸并对其内部进行清理。

如图1所示，蜗壳10上设置有进气口130以及出气口140，当电机300带动叶轮200转动的时候，容置腔101内的气压增大，一部分气流从出气口140 处排出，由于第二壳体120上开设有若干散热孔10a，故另一部分气流从散热孔 10a处排出，并沿着间隙11a移动进而实现了对电机300进行散热。经测试证明，本发明的风机100从10000rpm加速到30000rpm只需要80毫秒，推动风叶从 10000rpm到30000rpm只需要180毫秒，本发明的风机100的双速切换时间非常短，配合低惯量风叶和稳定的流场设计，使得整个风机100具有响应速度得到提升、噪音减小、动态压力稳定性好、散热性良好以及体积小的有益效果。

在其他的实施方式中，电机300只设置有一个轴承套340，轴承套340可以设置在两个第一轴孔310a的任一个中。

值得注意的是，本发明还公开了一种通气治疗设备，该通气治疗设备包括上述的风机，其中，通气治疗设备可以是呼吸机或者制氧机等，故在此并不一一赘述。

与现有技术相比，由于本发明的风机100还包括设置在至少一个第一轴孔 310a中的轴承套340，且轴承330的一端与轴承套340固定配合，轴承330的另一端与第一轴孔310a固定配合，因此可以有效地避免轴承330和壳体310之间发生相对滑动；并且当轴承330在发生偏心运动的时候可通过轴承套340进行缓冲，避免了轴承330与壳体310之间相对挤压而损坏轴承330或者壳体310。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，其作用是方便本领域的技术人员理解并据以实施，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (17)

1.一种风机，包括蜗壳、叶轮以及用于驱使所述叶轮转动的电机，所述蜗壳内开设有容纳所述叶轮的容置腔，所述电机的输出端穿过所述蜗壳并与所述叶轮连接，所述电机包括壳体以及设置在所述壳体内部的定子和转子，所述壳体两端设置有第一轴孔，所述转子的转轴的两端通过轴承支撑在所述第一轴孔中，其特征在于：所述电机还包括设置在至少一个所述第一轴孔中的轴承套，且所述轴承的一端与所述轴承套固定配合，所述轴承的另一端与所述第一轴孔固定配合。

2.如权利要求1所述的风机，其特征在于：所述电机包括两个轴承套，两个所述轴承套相向设置在两个第一轴孔中靠近所述转子的一侧。

3.如权利要求1所述的风机，其特征在于：所述轴承与所述轴承套之间以及所述轴承套和所述第一轴孔之间均过盈配合，且所述轴承所受到所述轴承套的单位摩擦力大于所述轴承所受到所述第一轴孔的单位摩擦力。

4.如权利要求1所述的风机，其特征在于：所述轴承的摩擦系数大于所述第一轴孔的侧壁的摩擦系数。

5.如权利要求1或2所述的风机，其特征在于：所述轴承的第一端与所述轴承套之间的过盈量大于所述轴承的第二端与所述第一轴孔之间的过盈量。

6.如权利要求1所述的风机，其特征在于：所述轴孔为台阶孔，所述轴承套固定设置在所述台阶孔的大直径处，所述台阶孔的小直径处与所述轴承固定配合。

7.如权利要求6所述的风机，其特征在于：所述第一轴孔用于装配所述轴承套的部位和所述轴承套的外侧壁中的一者上设置有凸起，所述第一轴孔用于装配所述轴承套的部位和所述轴承套的外侧壁中的另一者上设置有与所述凸起相匹配的凹槽，所述轴承套通过所述凸起和所述凹槽的卡合固定而装配于所述第一轴孔内。

8.如权利要求7所述的风机，其特征在于：所述台阶孔的台阶过渡处设置凹槽，所述轴承套的一端设置有第一凸环，所述轴承套的另一端设置有第二凸环，所述第一凸环卡接在所述凹槽中。

9.如权利要求1所述的风机，其特征在于：所述叶轮包括底座以及若干叶片，所述叶片固定于所述底座的上表面，所述底座上设置有与转轴安装配合的第二轴孔，所述叶片的首端靠近所述第二轴孔，所述叶片的末端位于所述底座的边缘，所述叶片位于其首端与末端之间的部分依次包含首尾对接的直体段、第一弯曲段及第二弯曲段，所述第一弯曲段和所述第二弯曲段均朝同一侧弯曲，所述第一弯曲段的曲率大于所述第二弯曲段的曲率。

10.如权利要求9所述的风机，其特征在于：所述叶片包括相互独立的第一片体及第二片体，所述第一片体沿所述底座的上表面均匀布置，且相邻两个所述第一片体之间形成第一流道，所述第二片体设置在所述第一流道中。

11.如权利要求10所述的风机，其特征在于：所述第二片体由距离所述第一流道的入口端预设位置延伸至所述第一流道的出口端。

12.如权利要求10所述的风机，其特征在于：沿所述第一流道延伸方向，所述第一片体和第二片体的高度逐渐降低。

13.如权利要求10所述的风机，其特征在于：所述第一片体的直体段的首端垂直于所述底座的上表面，所述第二片体的直体段的首端倾斜于所述底座的上表面。

14.如权利要求7所述的风机，其特征在于：所述底座的下表面向下凸伸有平衡环，所述平衡环沿所述第二轴孔的周侧布置。

15.如权利要求1所述的风机，其特征在于：所述蜗壳开设有若干个散热孔，所述散热孔位于所述蜗壳面对所述电机的一侧，且所述散热孔与所述容置腔相连通。

16.如权利要求15所述的风机，其特征在于：所述外壳上开设有导向槽，所述导向槽的首端与所述散热孔的末端相对应，所述导向槽沿其首端至末端向外倾斜。

17.一种通气治疗设备，其特征在于：所述通气治疗设备包括如权利要求1-15任一项所述的风机。

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