CN105571042B - 一种基于线性处理实现多点均匀流量的抽风系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于线性处理实现多点均匀流量的抽风系统及其方法，包括抽风管道，以及通过管路连接在抽风管道上的多个排风罩；所述抽风管道依次连接总管风量调节阀、静压箱，各排风罩分别通过独立支管连接静压箱；利用静压箱使各独立支路两端的压差均相等；利用静压箱各独立支管阻尼接头产生的压头损失ξCD使各独立支路的压头损失均基本相等并且均为ξCD。这样就很容易地使各个独立支路的流量相等了。本系统较好地解决了现有技术中各个空气流动特征指标之间的非线性地相互影响从而很难均匀地调节各个支路的流量的问题。通过调节总管风量调节阀，就能很容易地解决现有技术中关于F1＝F2＝......＝Fn＝Fs很难实现的问题。

Description

一种基于线性处理实现多点均匀流量的抽风系统及其方法
技术领域
本发明涉及工业通风领域，尤其涉及一种基于线性处理实现多点均匀流量的抽风系统及其方法。
背景技术
在工厂的工业通风领域，经常会有如下情况：某个车间有N个相同的工作台，它们各自的实际排风量分别为：F1、F2、……、Fn；因为工艺等条件的限制，要求这N个排风量均为某一个确定的所需值Fs。即要求：F1＝F2＝……＝Fn＝Fs；这就是多点均匀流量要求的抽风系统。比如：某化纤厂有N台相同抽丝机的车间，如果抽风量不够，则抽不干净化纤抽丝时的烟雾，如果抽风量太大，吸入速度太高，则相邻的化纤丝又会相互粘连在一起而影响工艺；又因为各台抽丝机相同，所以，此时要求：F1＝F2＝……＝Fn＝Fs。
目前，工业通风领域的普遍做法如说明书附图图1所示，图1中的N值为3(实际情况一般远大于3)。在每个工作台的上方均装一个排风罩2，每个排风罩2上面均安装一个风量调节阀3，经过风量调节阀3后直接接入抽风管道网4(该抽风管道网也常被做成树状结构，即主管道连接支管道……最后支管道连接末端管道)，抽风管道网4接风机5。该系统的调节方式如下：欲使F1＝F2＝……＝Fn＝Fs，则通过单独调节各个排风罩2上面的风量调节阀3来实现；但实际情况却是很难实现的，因为这个系统有个最大的缺点：它是一个非线性的系统。所谓非线性主要是指空气的各个流动的特征指标之间是一种非线性的关系；比如各段的流量之间的关系、各个流量和它们对应的压头损失(沿程阻力或者局部阻力或者它们的和)之间的关系、各段的压头损失和总压头损失之间的关系等。
在这种非线性系统中，F1、F2、……、Fn、各个调节风门的开启程度、各段的压头之间都是非线性地相互影响的。这种非线性系统的实际使用情况是：当调好一路的风量时，再去调另外一路的风量时，则前面调好的风量又变了；又由于所需要调节的风量很多，所以，要使F1＝F2＝……＝Fn＝Fs其实是件非常困难的事情。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于线性处理实现多点均匀流量的抽风系统及其方法。解决了现有技术中各个空气流动特征指标之间的非线性地相互影响，从而很难将各个独立支路内的流量均等地调节至所需值的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种基于线性处理实现多点均匀流量的抽风系统，包括抽风管道25，以及通过管路连接在抽风管道25上的多个排风罩26；所述抽风管道25依次连接总管风量调节阀23、静压箱22、独立支管21、排风罩26；所述独立支管21的数量为多条，每条独立支管21的C端分别连接静压箱22的一个独立支管阻尼接头31，B端分别连接一个排风罩26；每条独立支管21均为直径相等的圆形风管。
所述静压箱22的气流通路上依次设有负压仓35、均压板34和等压仓33；所述静压箱22的独立支管阻尼接头31沿等压仓周围均匀布置。
所述静压箱22的每个独立支管阻尼接头31内设有一具有圆形通道的阻尼环32；独立支管21通道的截面面积大于阻尼环32圆形通道的截面面积的10倍或者10倍以上。
所述均压板34的面积大于各条独立支管21的通道截面面积之和。例如：均压板34的面积比各个独立支管21的通道面积之和大5倍或5倍以上。
所述独立支管21的轴线与独立支管阻尼接头31的轴线同轴。
所述负压仓35、均压板34和等压仓33之间的连接处采用密封结构连接。
一种实现多点均匀流量的抽风方法，可通过如下步骤实现：
当开启风机时，负压仓35中产生负压；各工作台上方区域空气分别经过其对应的独立支路流至等压仓33混合，然后经过均压板34、负压仓35、总管风量调节阀23，最后由抽风管道25排出；
开启风机，负压仓35中产生负压，混合后的气流从等压仓33经过均压板34流向负压仓35，由于均压板34对阻尼的均布作用，则使等压仓中均压板34各点的压力均匀；因均压板34的面积大于各个独立支管21的通道面积之和，所以等压仓中的流速低；均压板的均压作用，使等压仓中各点压力相等，从而使各独立支路两端的气流压差均相等，即均为空气大气压与等压仓之间的压差。
气流流过独立支路的总压头损失ξAD＝ξAB+ξBC+ξCD；其中ξAB为气流从排风罩26的A端流到B端的压头损失，ξBC为气流从排风罩26出口的B端流到独立支管21的C端的压头损失,ξCD为气流从独立支管21的C端流到独立支管阻尼接头31的D端的压头损失；阻尼环32圆形通道的作用是对气流产生阻尼，使流体通过独立支管阻尼接头31的压头损失ξCD大于压头损失ξAB+ξBC，进而使得流过独立支路的总压头损失ξAD即是独立支管阻尼接头31的压头损失ξCD，此时，当静压箱的各独立支管阻尼接头31的结构相同时，各独立支路总的压头损失均为ξCD，即各独立支路的总的压头损失均相等；当风机运行时，各独立支路两端的气流压差均相等、各独立支路的总的压头损失均相等，则各独立支路的气流流量相等；此时，调节总管风量调节阀23的开度，则能将各个独立支路内的风量调至所需值Fs，从而实现了：F1＝F2＝……＝Fn＝Fs。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明对现有系统中的非线性特征进行线性处理：通过抽风管道25依次连接总管风量调节阀23、静压箱22、独立支管21、排风罩26；且独立支管21的数量为多条，每条独立支管21的C端分别连接静压箱22的一个独立支管阻尼接头31，B端分别连接一个排风罩26；每条独立支管21均为直径相等的圆形风管。在采用上述结构，并利用静压箱使各独立支管两端的气流压差均相等(均为空气大气压与等压仓之间的压差)；利用独立支管阻尼接头31的压头损失ξCD使各独立支路的总的压头损失基本相等并且均为ξCD。这样就很容易地使各个独立支路的流量相等了。本发明较好地解决了现有技术中各个空气流动特征指标之间的非线性的相互影响从而很难均匀地调节各独立支路的流量至所需值的问题。只需调节总管风量调节阀23的开度，即可实现F1＝F2＝……＝Fn＝Fs之目的。
本发明提供的技术参数稳定，调节精度高，有效解决了如某化纤厂由于各排风罩26抽风量不均匀，而导致化纤抽丝时的烟雾弥漫(因为排风罩吸入气流的流量太小)、化纤丝相互粘连在一起(因为排风罩吸入气流的流量太大)而影响生产的问题。
本发明采用上述简便易行的技术手段，仅调节一个总管风量调节阀，就能很容易地解决现有技术中关于F1＝F2＝……＝Fn＝Fs很难实现的问题。
附图说明
图1为现有技术结构示意图。
图2为本发明结构示意图。
图3为图2中所示的静压箱结构示意图。
图4为图3中所示静压箱B-B剖面示意图。
图5为并联纯电阻的线性电路图，用于举例说明本发明总管风量调节阀23与各独立支管内气流流量之间的关系。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
图1为现有技术结构示意图，具体技术方案描述见背景技术。
如图2至5所示。一种基于线性处理实现多点均匀流量的抽风系统，包括抽风管道25，以及通过管路连接在抽风管道25上的多个排风罩26；所述抽风管道25依次连接总管风量调节阀23、静压箱22、独立支管21、排风罩26；所述独立支管21的数量为多条，每条独立支管21的C端分别连接静压箱22的一个独立支管阻尼接头31，B端分别连接一个排风罩26；每条独立支管21均为直径相等的圆形风管。
所述静压箱22的气流通路上依次设有负压仓35、均压板34和等压仓33；所述静压箱22的独立支管阻尼接头31沿等压仓周围均匀布置。
所述静压箱22的每个独立支管阻尼接头31内设有一具有圆形通道的阻尼环32；独立支管21通道的截面面积大于阻尼环32圆形通道的截面面积的10倍或者10倍以上。
所述均压板34的面积大于各条独立支管21的通道截面面积之和。例如：均压板34的面积比各个独立支管21的通道面积之和大5倍或5倍以上。所述均压板34为20％的开孔率的多孔板。
所述独立支管21的轴线与独立支管阻尼接头31的轴线同轴。
所述负压仓35、均压板34和等压仓33之间的连接处采用密封结构连接。
一种实现多点均匀流量的抽风方法，可通过如下步骤实现：
当开启风机时，负压仓35中产生负压；各工作台上方区域空气分别经过其对应的独立支路流至等压仓33混合，然后经过均压板34、负压仓35、总管风量调节阀23，最后由抽风管道25排出；
开启风机，负压仓35中产生负压，混合后的气流从等压仓33经过均压板34流向负压仓35，由于均压板34对阻尼的均布作用，则使等压仓中均压板34各点的压力均匀；因均压板34的面积大于各个独立支管21的通道面积之和，所以等压仓中的流速低；均压板的均压作用，使等压仓中各点压力相等；因此，各独立支路两端的气流压差均相等(均为空气大气压与等压仓之间的压差)。
气流流过独立支路的总压头损失ξAD＝ξAB+ξBC+ξCD；其中ξAB为气流从排风罩26的A端流到B端的压头损失，ξBC为气流从排风罩26出口的B端流到独立支管21的C端的压头损失,ξCD为气流从独立支管21的C端流到独立支管阻尼接头31的D端的压头损失；阻尼环32圆形通道的作用是对气流产生阻尼，使流体通过独立支管阻尼接头31的压头损失ξCD远大于压头损失ξAB+ξBC，进而使得流过独立支路的总压头损失ξAD即是独立支管阻尼接头31的压头损失ξCD(因为ξAB+ξBC太小，所以忽略不计)，此时，当静压箱的各独立支管阻尼接头31的结构相同时，各独立支路总的压头损失均为ξCD，即各独立支路的总的压头损失均相等；当风机运行时，各独立支路两端的气流压差均相等、各独立支路的总的压头损失均相等，则各独立支路的气流流量相等；此时，调节总管风量调节阀23的开度，则能将各个独立支路内的风量调至所需值Fs，从而实现了：F1＝F2＝……＝Fn＝Fs。
以上所述的独立支路，即是气流从排风罩26的A端流向独立支管阻尼接头31的D端，称之为独立支路。
本发明实现多点均匀流量的抽风方法，其原理类似图5所示的电路图，N(图5中N为3)个相等阻值的电阻R并联，电阻R两端的电压均相等，则它们的电流均相等；调节可变电阻器R0即可将各个电阻R中的电流调至所需的同一个电流值。因为图5是并联纯电阻的线性电路，所以，我们也将本发明定义为一种基于线性处理实现多点均匀流量的抽风系统及其方法。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于线性处理实现多点均匀流量的抽风系统，包括抽风管道(25)，以及通过管路连接在抽风管道(25)上的多个排风罩(26)；其特征在于：
所述抽风管道(25)依次连接总管风量调节阀(23)、静压箱(22)、独立支管(21)、排风罩(26)；
所述独立支管(21)的数量为多条，每条独立支管(21)的C端分别连接静压箱(22)的一个独立支管阻尼接头(31)，B端分别连接一个排风罩(26)；每条独立支管(21)均为直径相等的圆形风管；
所述C端是指独立支管(21)与独立支管阻尼接头(31)之间的连接处；
所述B端是指独立支管(21)与排风罩(26)之间的连接处；
所述静压箱(22)的气流通路上依次设有负压仓(35)、均压板(34)和等压仓(33)；所述静压箱(22)的独立支管阻尼接头(31)沿等压仓周围均匀布置；
所述静压箱(22)的每个独立支管阻尼接头(31)内设有一具有圆形通道的阻尼环(32)；独立支管(21)通道的截面面积大于阻尼环(32)圆形通道的截面面积的10倍或者10倍以上。
2.根据权利要求1所述基于线性处理实现多点均匀流量的抽风系统，其特征在于：所述独立支管(21)的轴线与独立支管阻尼接头(31)的轴线同轴。
3.根据权利要求1所述基于线性处理实现多点均匀流量的抽风系统，其特征在于：所述负压仓(35)、均压板(34)和等压仓(33)之间的连接处采用密封结构连接。
4.一种实现多点均匀流量的抽风方法，其特征在于采用权利要求1至3中任一项所述基于线性处理实现多点均匀流量的抽风系统实现；步骤如下：
当开启风机时，负压仓(35)中产生负压；各工作台上方区域空气分别经过其对应的独立支路流至等压仓(33)混合，然后经过均压板(34)、负压仓(35)、总管风量调节阀(23)，最后由抽风管道(25)排出；
开启风机，负压仓(35)中产生负压，混合后的气流从等压仓(33)经过均压板(34)流向负压仓(35)，由于均压板(34)对阻尼的均布作用，则使等压仓中均压板(34)各点的压力均匀；因均压板(34)的面积大于各个独立支管(21)的通道面积之和，所以等压仓中的流速低；在均压板的均压作用，使等压仓中各点压力相等；
气流流过独立支路的总压头损失ξAD＝ξAB+ξBC+ξCD；其中ξAB为气流从排风罩(26)的A端流到B端的压头损失，ξBC为气流从排风罩(26)出口的B端流到独立支管(21)的C端的压头损失,ξCD为气流从独立支管(21)的C端流到独立支管阻尼接头(31)的D端的压头损失；阻尼环(32)圆形通道的作用是对气流产生阻尼，使流体通过独立支管阻尼接头(31)的压头损失ξCD大于压头损失ξAB+ξBC，进而使得流过独立支路的总压头损失ξAD即是独立支管阻尼接头(31)的压头损失ξCD，此时，当静压箱的各独立支管阻尼接头(31)的结构相同时，各独立支路总的压头损失均为ξCD，即各独立支路的总的压头损失均相等；当风机运行时，各独立支路两端的气流压差均相等、各独立支路的总的压头损失均相等，则各独立支路的气流流量相等；此时，调节总管风量调节阀(23)的开度，则能将各个独立支路内的风量调至所需值Fs，从而实现了：F1＝F2＝……＝Fn＝Fs；
F1、F2、……Fn分别是指第一个工作台、第二个工作台、……第n个工作台的排风量；Fs是所需值，即标准排风量；
所述A端是指排风罩(26)的入口端；
所述D端是指独立支管阻尼接头(31)与静压箱(22)之间的连接处。
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