[发明专利]采用端面压缩的气体压缩方法及端面压缩型电动气源装置

说明书

技术领域

本发明涉及压缩气源技术，尤其涉及采用端面压缩的气体压缩方法及端面压缩型电动气源装置。

背景技术

在军事、医疗卫生及工业领域中，许多设备都需要用到气源。在医疗卫生领域，气源的典型应用是呼吸机。呼吸机的气源一般可分为以下几类：压缩气体、气缸/气囊、离心风机、涡轮机和轴流风机，其中除压缩气体气源装置外，其他气源装置均有电源要求，需要蓄电池或外接电源。压缩气体气源装置可在无电源的场所给呼吸机提供适合压力和流量要求的气体，但储存压缩气体的钢瓶重量较大，不适于搬运，因而不适合于野外环境使用，而且每个钢瓶的容量有限，用完之后需重新充气，不能连续使用；气缸/气囊气源装置结构尺寸较大，工作时产生的噪音也较大，不适合用在医疗急救场合，特别不适合用于睡眠呼吸机等；离心风机气源装置很难达到较高的供气压力，不满足急救呼吸机气压要求，只能用于睡眠呼吸机；涡轮机气源装置体积小、供气压力高，但结构较复杂、制造难度大、制造成本高；此外，还有轴流风机可提供气流，但轴流风机叶片数量少，气流不平稳，且能够提供的气压较小，不适合用于呼吸机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可提供平稳、高压比、大流量气流的采用端面压缩的气体压缩方法，以及实现该方法的结构简单实用、可由高速直流电机驱动、便于携带的、用于呼吸机的端面压缩型电动气源装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种采用端面压缩的气体压缩方法，它是在一叶轮的两端面设置环槽，在环槽内设置将其均匀分隔为若干压缩单元的叶片，将该叶轮装设于与其相配的一封闭腔体内，在封闭腔体的两内侧壁上均设置有进风道、出风道以及与叶轮上环槽位置对应的弧形导气槽，将弧形导气槽的一端与进风道连通，另一端与出风道连通，通过电机驱动叶轮高速转动，使气体从进风道进入弧形导气槽，利用叶轮上的压缩单元对叶轮两端面处的气体进行多级压缩，再将气体从出风道排出。

一种实现上述方法的端面压缩型电动气源装置，包括气体压缩装置和为其提供动力的驱动电机，其特征在于所述气体压缩装置包括第一端盖、第二端盖、外环和叶轮，所述第一端盖和第二端盖分别盖设于外环的两侧，并与其构成一封闭腔体，所述叶轮套设于外环内，并与驱动电机相连，叶轮的两端面设置有环槽，环槽内设有将其均匀分隔为若干压缩单元的叶片，第一端盖和第二端盖上均设有进风道、出风道以及与叶轮上环槽位置对应的弧形导气槽，弧形导气槽的一端与进风道连通，另一端与出风道连通。

所述叶片为直线型，并沿环槽径向布置。

所述环槽、弧形导气槽、进风道和出风道的横截面均为半圆形。

所述进风道和出风道沿弧形导气槽径向布置。

所述进风道的进风口和出风道的出风口处装设有集气嘴。

所述驱动电机为便于调速控制的高速直流电机。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、该采用端面压缩的气体压缩方法是通过在叶轮的两端面均匀设置多个开口朝向封闭腔体内侧壁的压缩单元，利用叶轮的快速旋转实现由叶轮端面的压缩单元对气体进行压缩。将多个压缩单元均匀布置，那么在叶轮转速稳定的情况下，则可使输出的气流十分平稳；在气流经过这些压缩单元的多次压缩后，则可产生较高的输出气压；在电机驱动叶轮高速运转时，则可达到较大的输出流量。

2、该端面压缩型电动气源装置是在叶轮的两端面设置环槽，通过在环槽内均匀设置多个叶片，用叶片将环槽分隔为若干压缩单元，这种结构设计便于将环槽内的多个压缩单元分布得非常均匀，保证了由该装置输出的气流能够达到平稳、高压比、大流量的要求。

3、环槽、弧形导气槽、进风道和出风道的横截面均为半圆形，有利于减少气流在装置内受到阻力，保持气流的顺畅流通。

4、进风道和出风道都沿弧形导气槽径向布置，有利于在进风道的进风口和出风道的出风口处装设集气嘴，通过选用不同结构的集气嘴，可将叶轮两侧的气路并联或串联，或将两条气路分隔开并单独使用，使得该装置的可调节性和适应能力大大增强。将两气路并联可相对提高输出气体的流量，将两气路串联可增大输出气体的压力，将两条气路分隔开并单独使用可得到较小的压力和较小的流量。