一种扇叶与环连接的无缺口环形风扇的制作方法

本实用新型涉硅油风扇离合器领域，具体是一种扇叶与环连接的无缺口环形风扇。

背景技术：

随着工业技术的迅速发展，风扇已广泛应用于家电、船舶、汽车、航空等各个领域。尽管风扇运用领域众多，形式各异，工作原理不尽相同,但按其形态可主要分为开口风扇和环形风扇两大类。

在车辆冷却系统中，开口冷却风扇因风量大、强度高、通用性高、结构简单等特点，应用较为广泛。但随着汽车设计制造标准越来越严格，功耗、噪声、制造成本已成为判断冷却风扇优劣的重要指标。

当开口风扇高速运转时，叶尖会产生较强的涡流。涡流脱落时会产生能量损失以及噪声，将直接导致风扇性能指标下降。环形风扇与开口风扇，结构上的区别在于环形风扇叶片外端有环形设计。当环形风扇高速运转时，叶尖环形结构可以有效减小涡流的强度，降低噪声，提高风扇性能指标。

在风扇现有技术领域内，风扇在叶型方面的设计改进基本在满足约束条件的前提下达到最优，随着越来越多的人对风扇噪声的研究，环形风扇越来越普遍地应用于各种工况，如图1、图2所示，传统环形风扇由于设计局限性，以及生产和模具成本影响，叶尖与环连接部位会形成v形结构，在造型上形成v形缺口，无良好的曲面过渡，会有以下特点：

1、当风扇高速运转时，v形缺口位置会产生较大范围的涡流和回流，降低了环形风扇的性能以及降噪效果。

2、当风扇高速运转时，叶尖与环连接位置的v形缺口处将会产生明显的应力集中现象，对风扇结构可靠性产生不良影响。

3、传统环形风扇的注塑模具为三板模，模具结构简单，成本相对较低。但传统环形风扇的设计方式未能发挥出三板模全部优势，未能消除叶尖与导流环连接位置的v形缺口。

4、虽然叶尖倒扣的形式消除了v形缺口，但是产生的倒扣会让模具产生额外的成本，需要使用斜脱模的方式脱模，模具成本提高了10％以上。

5、v形缺口降低风扇流量，增加风扇功耗，降低了风扇的工作效率。

技术实现要素：

实用新型目的：为了解决现有技术的不足，本实用新型所述的一种扇叶与环连接的无缺口环形风扇，通过改进环形风扇叶尖与环结合部位的结构，进一步减小传统环形风扇高速运转时叶尖的涡流强度，提高风扇性能和强度，并避免产品叶尖与环产生倒扣，降低生产和模具成本命。

技术方案：为了实现以上目的，本实用新型所述的一种扇叶与环连接的无缺口环形风扇，它包括：风扇芯体，通过嵌件注塑的方式固定在风扇芯体上的扇叶以及连接在扇叶叶尖的导流环，它还包括连接块，所述的连接块位于扇叶与导流环相接处。

作为本实用新型的进一步优选，所述的连接块位于扇叶延伸至导流环的最大直径处，该设计消除了传统环形风扇叶尖的v形缺口，从而提高叶尖与环位置的结构强度，同时减小叶尖产生的涡流，提高风扇性能。

作为本实用新型的进一步优选，所述的连接块的截面为三角形、菱形或扇形，连接块填充了扇叶叶尖延伸后与导流环产生的倒扣，从而可以使用三板模脱模，降低模具成本。

作为本实用新型的进一步优选，所述的扇叶的叶尖与导流环等高或扇叶的叶尖高于导流环，采用这种结构的环形风扇可以有效降低模具设计及加工难度，降低模具开发成本，实现有效节约模具加工成本的目标。

有益效果：本实用新型所述的一种扇叶与环连接的无缺口环形风扇，与现有技术相比，具有以下优点：

1、减小传统环形风扇高速运转时叶尖的涡流强度，结构强度更好；

2、避免扇叶尖与导流环连接位置的v形缺口产生明显的应力集中现象，提高风扇结构强度；

3除传统环形风扇叶尖与环连接部位的v形结构，并消除了风扇叶尖与导流环产生的倒扣；

4通过消除风扇叶尖与导流环产生的倒扣设计，从而可以继续使用模具结构相对简单的三板模，便于模具的设计与加工，降低模具设计难度及成本。

附图说明

图1为现有技术中环形风扇的结构示意图及v形缺口的局部放大图；

图2为现有技术中环形风扇的结构示意图及叶尖倒扣的局部放大图；

图3为本实用新型所述的结构示意图；

图4为连接块的局部放大图；

图5为连接块的另一视角的局部放大图；

图6为流量-静压-效率曲线示意图；

图7为流量-功率曲线示意图；

图8为传统带缺口环形风扇的局部应力云图；

图9为本实用新型所述环形风扇的局部应力云图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

如图3、图4、图5所示，本实用新型所述的一种扇叶与环连接的无缺口环形风扇，它包括：风扇芯体k，扇叶l，导流环m和连接块n，所述的风扇芯体k用于刚性连接驱动，扇叶l与风扇芯体k刚性连接，并沿着风扇芯体k径向延伸而出，导流环m与扇叶l连为一体式结构。

实施例1

扇叶l通过嵌件注塑的方式固定在风扇芯体k上，导流环m通过连接块n连接在扇叶l的叶尖，连接块n位于扇叶l延伸至导流环m的最大直径处，连接块的截面为三角形，扇叶l与导流环m之间平滑过渡连接，一方面增大了扇叶l的有效使用面积，有利于风扇性能提升，另一方面，扇叶l与导流环m的连接处采用连接块n作为过渡结构，可以减小涡流损失，降低功耗及噪音值，对于扇叶l与导流环m等高或扇叶l的叶尖高于导流环m的风扇，采用这种结构的环形风扇可以有效降低模具设计及加工难度，降低模具开发成本，实现有效节约模具加工成本的目标。

实施例2

扇叶l通过嵌件注塑的方式固定在风扇芯体k上，导流环m通过连接块n连接在扇叶l的叶尖，连接块n位于扇叶l延伸至导流环m的最大直径处，连接块的截面为菱形，扇叶l与导流环m之间平滑过渡连接，一方面增大了扇叶l的有效使用面积，有利于风扇性能提升，另一方面，扇叶l与导流环m的连接处采用连接块n作为过渡结构，可以减小涡流损失，降低功耗及噪音值，对于扇叶l与导流环m等高或扇叶l的叶尖高于导流环m的风扇，采用这种结构的环形风扇可以有效降低模具设计及加工难度，降低模具开发成本，实现有效节约模具加工成本的目标。

实施例3

扇叶l通过嵌件注塑的方式固定在风扇芯体k上，导流环m通过连接块n连接在扇叶l的叶尖，连接块n位于扇叶l延伸至导流环m的最大直径处，连接块的截面为扇形，扇叶l与导流环m之间平滑过渡连接，一方面增大了扇叶l的有效使用面积，有利于风扇性能提升，另一方面，扇叶l与导流环m的连接处采用连接块n作为过渡结构，可以减小涡流损失，降低功耗及噪音值，对于扇叶l与导流环m等高或扇叶l的叶尖高于导流环m的风扇，采用这种结构的环形风扇可以有效降低模具设计及加工难度，降低模具开发成本，实现有效节约模具加工成本的目标。

对比分析实验

1.分析目的：

基于同叶型的不同叶尖结构的环形风扇，在相同的条件下，分析风扇性能，包括风量、静压、功率、静压效率。

2.分析对象：

对象一：图3本实用新型所述环形风扇；

对象二：图1现有技术中环形风扇。

3.分析工况条件：

分析参考标准：gb/t1236-2000《工业通风机用标准化风道进行性能试验》。

4.分析数据：

表一为基于图3本实用新型所述风扇的性能数据；

表二为基于图1现有技术中环形风扇的性能数据。

5.实验数据曲线

如图6所示为流量-静压-效率曲线示意图，根据附图中的曲线可知，相同流量下，本专利所述风扇静压和效率比常规结构风扇有显著提升。

如图7所示为流量-功率曲线示意图，根据附图中的曲线可知相同流量下，本实用新型风扇在流量-静压-效率显著提升的同时，功率与常规结构环形风扇功率接近。

如图8、图9所示，当风扇材质为pa6+gf30，在4100rpm转速下时，进行fea强度分析。本专利所述环形风扇叶尖最大应力29.7mpa，传统带缺口环形风扇叶尖最大应力53.5mpa，本专利所述环形风扇相对统带缺口环形风扇，叶尖与环连接处的最大应力数值降低45％，强度有明显改善。

上述实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。