CN110375428A - 一种风道节流装置及空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明的风道节流装置及空调系统，通过电机的正转或反转，带动主轴转动，使得阀芯远离或靠近风筒，阀芯与风筒接近时，风道流通截面缩小，阀芯与风筒远离时，风道流通截面扩大，灵活调整阀芯位置，实现对风道的无级流量调节，并且，风道节流装置采用阀芯平移的调节方式，能够对风筒中的流量进行精确控制的同时，还能够明显降低噪音，改善用户需求。

Description

一种风道节流装置及空调系统

技术领域

本发明涉及通风与冷却工程技术领域，特别是涉及一种风道节流装置及空调系统。

背景技术

目前，我国空调风系统的主要形式有定风量全空气系统、风机盘管加新风系统和变风量全空气系统，从参数调节的角度讲，现有空调风系统节能控制方法主要有变风量控制、变送风温湿度控制和变新风比控制。

变风量是风系统各节能控制方法中首要的调节方法，其中，以送风静压为控制参考量的变风量控制方法是主要的控制调节方法。以末端变风量箱风阀阀位为参考量的送风静压设定值再设置方法在20世纪90年代已被用于实际系统。该方法的核心思想是以变风量箱阀位为控制参考量，通过变频调节送风机转速来维持所要求送风静压再设定值、以至少保证一个末端变风量箱风阀为全开状态。

变风量末端可以动态跟踪系统负荷变化，通过改变送风量自动调节舱室(室内)温度，实现各空调区域差异化温度的控制目标。现有的变风量末端产品的调节风阀是采用蝶阀来控制风量的，蝶阀设计工艺简单，控制方便，通过旋转来控制阀位开度和静压调节，但是蝶阀有两点缺陷：其一是在节流要求较高的房间内(如靠近风机较近的房间)，需要关小阀门保证风量，此时产生的节流噪声极大，严重影响用户体验。其二是蝶阀具有“快开”特性，阀关度越小，每调节1％，风量和静压变化越快，调节性能差，其严重缺陷是在克服高入口静压下，保证一定风量时，由于关小会产生很高的节流噪声(啸叫)，严重影响用户舒适性。

发明内容

本发明的目的是提供一种风道节流装置及空调系统，实现风量的无级自由调节，对风道流场的均匀度影响小，电动调节，操作方便。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种风道节流装置，包括风筒、与所述风筒相对设置且用于调整风道流量的阀芯、用于为所述阀芯进行导向的导向柱、部分容纳于所述风筒内且用于实现所述阀芯靠近或远离所述风筒的主轴、与所述主轴共轴连接的电机，所述阀芯和所述主轴采用螺纹配合传动，所述导向柱与所述主轴平行，所述电机转动带动所述主轴转动，所述阀芯通过螺纹配合传动和所述导向柱的导向作用下实现与所述风筒的之间的距离调节，完成对所述风道流量的调节。

作为一种可能的实现方式，所述阀芯包括第一支撑板以及设置在所述第一支撑板上的凸起部，所述凸起部设置在所述第一支撑板朝向所述风筒的一侧，在所述风筒和所述阀芯闭合时所述凸起部容纳在述风筒内。

作为一种可能的实现方式，所述凸起部呈圆锥体，圆锥体的底部设置在所述第一支撑板上，圆锥体的顶端朝向所述风筒。

作为一种可能的实现方式，所述圆锥体的顶部设有具有内螺纹的螺纹轴套以及螺纹轴套座，所述螺纹轴套通过所述螺纹轴套座固定在所述圆锥体的顶端，所述螺纹轴套套设在所述主轴上，所述第一支撑板的几何中心处设有滑动轴套和滑动轴套座，所述滑动轴套的内壁具有光面，所述滑动轴套通过所述滑动轴套座固定在所述第一支撑板上，所述滑动轴套套设在所述主轴上。

作为一种可能的实现方式，还包括电机支架、电机固定板以及调节螺柱，所述电机通过所述电机固定板和所述调节螺柱安装在所述电机支架上。

作为一种可能的实现方式，所述电机支架上设有第二支撑板，所述风筒的外周壁设有第一安装法兰，所述阀芯的外周壁具有第二安装法兰，所述第二安装法兰具有通孔，所述导向柱穿过所述通孔且分别固定在所述第二支撑板和所述第一安装法兰上。

作为一种可能的实现方式，所述第二支撑板的几何中心处设有第一轴承，所述风筒设有第二轴承以及轴承支撑架，所述第二轴承通过所述轴承支撑架固定在所述风筒的轴线处，所述主轴一端嵌设在所述第一轴承并通过联轴器与所述电机的转轴连接，所述主轴的另一端嵌设在所述第二轴承中。

作为一种可能的实现方式，所述导向柱为多根，多根所述导向柱沿所述第二安装法兰的轴向方向等间隔设置。

作为一种可能的实现方式，所述风筒为圆筒体，所述阀芯与所述风筒内周壁接触的部分设有环形密封圈。

作为本发明的另一个方面，提供了一种空调系统，包括如上述的风道节流装置。

本发明的风道节流装置及空调系统，通过电机的正转或反转，带动主轴转动，使得阀芯远离或靠近风筒，阀芯与风筒接近时，风道流通截面缩小，阀芯与风筒远离时，风道流通截面扩大，灵活调整阀芯位置，实现对风道的无级流量调节，并且，风道节流装置采用阀芯平移的调节方式，能够对风筒中的流量进行精确控制的同时，还能够明显降低噪音，改善用户需求。

附图说明

图1示意性示出了本发明实施例的风道节流装置一种角度的结构示意图；

图2示意性示出了本发明实施例的风道节流装置另一种角度的结构示意图；

图3示意性示出了本发明实施例的风道节流装置中风筒的结构示意图；

图4示意性示出了本发明实施例的风道节流装置的剖视结构示意图；

图5示意性示出了本发明实施例的风道节流装置的局部结构示意图；

图6示意性示出了本发明实施例的风道节流装置中主轴的结构示意图；

图7示意性示出了本发明实施例的风道节流装置中螺纹轴套和螺纹轴套座的装配示意图；

图8示意性示出了本发明实施例的风道节流装置中阀芯的结构示意图；

图9示意性示出了本发明实施例的风道节流装置中阀芯的结构示意图。

图中附图标记：风筒1，第一安装法兰11，第二轴承12，轴承支撑架13，阀芯2，第一支撑板21，凸起部22，滑动轴套23，滑动轴套座24，螺纹轴套25，螺纹轴套座26，第二安装法兰27，主轴3，电机支架4，电机41，电机固定板42，调节螺柱43，锁紧螺母44，第一轴承45，联轴器46，第二支撑板47，导向柱7。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

请参考图1至图8所示，根据本发明的实施例，风道节流装置包括风筒1、与所述风筒1相对设置且用于调整风道流量的阀芯2、用于为所述阀芯2进行导向的导向柱7、部分容纳于所述风筒1内且用于实现所述阀芯2靠近或远离所述风筒1的主轴3、与所述主轴3共轴连接的电机41，所述阀芯2和所述主轴3采用螺纹配合传动，阀芯2和主轴3之间通过类似丝杆的结构将主轴3的转动转变为阀芯2的直线运动，所述导向柱7与所述主轴3平行，所述电机41转动带动所述主轴3转动，所述阀芯2通过螺纹配合传动和所述导向柱7的导向作用下实现与所述风筒1的之间的距离调节，完成对所述风道流量的调节，通过电机41的正转或反转，带动主轴3转动，使得阀芯2前后移动，阀芯2与风筒1接近时，风道流通截面缩小，阀芯2与风筒1远离时，风道流通截面扩大，通过调整阀芯2和风筒1之间的距离实现对风道流量的无级调节。

结合图3、8和9所示，阀芯2包括第一支撑板21以及设置在所述第一支撑板21上的凸起部22，所述凸起部22设置在所述第一支撑板21朝向所述风筒1的一侧，在所述风筒1和所述阀芯2闭合时所述凸起部22容纳在述风筒1内，凸起部22的形状可以是半球形、柱体或圆锥体，风筒1可以为圆筒体，通过凸起部22伸入风筒1中还可以进一步改变风筒1的流通截面，本实施例中，凸起部22呈圆锥体，圆锥体的底部设置在第一支撑板21上，圆锥体的顶端朝向风筒1，圆锥体的底部直径与风筒1内径d相同，使得在关闭风筒1时候可以实现密闭，另外，风筒1内的气流和凸起部22发生碰撞后即可以延缓气流的流速，降低噪音，还可以对气流的流速进行平衡，例如在风筒1内的气流存在局部湍流或者流速不平衡的情况下，经过凸起部22后可使得气流更加均衡，进一步降低噪音。

结合图8所示，本实施例中，圆锥体的锥角α保持在45≤α≤135°，可以实现良好的节流效果，角度过小，则可能无法有效节流，角度过大，则可能影响风道流场均匀度，具体角度需结合风筒1的长度合理设计。

结合图1、2和9所示，和为了减轻阀芯2的重量，凸起部22的内部采用中空结构，第一支撑板21和第二支撑板47上均设置减重孔，减重孔的形状可以根据需要，对此不做限定。

结合图4、6和7所示，圆锥体的顶部设有具有内螺纹的螺纹轴套25以及螺纹轴套座26，主轴3的表面也对应设有外螺纹，主轴3的外螺纹与螺纹轴套25的内螺纹配合传动，螺纹轴套25通过螺纹轴套座26固定在圆锥体的顶端，螺纹轴套25套设在主轴3上，螺纹轴套25和螺纹轴套座26之间采用螺栓固定，螺纹轴套座26和圆锥体之间可以采用焊接固定，限制螺纹轴套25的轴向转动，保证主轴3转动时，可带动锥管前后移动，同时采用螺纹轴套座26过渡连接，也便于螺纹轴套25和阀芯2的安装，另外，在第一支撑板21的几何中心处设有滑动轴套23和滑动轴套座24，滑动轴套23套设在主轴3上，滑动轴套23的内壁具有光面，可以便于对阀芯2的支撑和滑动，滑动轴套23通过所述滑动轴套座24固定在所述第一支撑板21上，具体地，滑动轴套23和滑动轴套座24之间采用螺栓连接，滑动轴套座24与第一支撑板21采用焊接固定，需要说明的是，这里滑动轴套23和螺纹轴套25的安装位置可以互换，即螺纹轴套25可以固定在第一支撑板21上，滑动轴套23可以固定在圆锥体的顶部，都可以实现阀芯2的直线移动，可以灵活选择，对此不做限定。

结合图1、2和5所示，风道节流装置还包括电机支架4、电机固定板42以及调节螺柱43，所述电机41通过所述电机固定板42和所述调节螺柱43安装在所述电机支架4上，电机固定板42设有通孔，调节螺柱43穿过通孔后，在电机固定板42的上下两侧分别设置锁紧螺母44锁紧固定，这种固定方式的作用是能够自由调节电机41的高度，从而保证电机41转轴与主轴3达到较高的同心度，确保传动稳定。

导向柱7可以采用圆柱体或棱柱体，为了避免在阀芯2滑动过程的过度摩擦，可以在导向柱7的表面增设防磨涂层，如橡胶涂层或者塑料涂层等，对此不做限定。

结合图1和2所示，为了更好的支撑导向柱7，电机支架4上设有第二支撑板47，风筒1的外周壁设有第一安装法兰11，阀芯的外周壁具有第二安装法兰27，所述第二安装法兰27具有通孔，导向柱7穿过通孔，导向柱7一端固定在第二支撑板47，另一端固定在第一安装法兰11上，通过导向柱7的导向作用，便于主轴3转动时候限制阀芯2沿着直线运动。

结合图1和3所示，对于主轴3的支撑结构进行具体介绍，第二支撑板47的几何中心处设有第一轴承45，风筒1设有第二轴承12以及轴承支撑架13，第二轴承12通过轴承支撑架13固定在所述风筒1的轴线处，即风筒1内部的中心处，轴承支撑架13一端连接在风筒1内壁上，另一端与第二轴承12固定连接，轴承支撑架13可以采用三根，夹角120度设置，主轴3一端嵌设在所述第一轴承45，主轴3伸出第一轴承45并通过联轴器46与电机41的转轴连接，主轴3的另一端嵌设在第二轴承12中，主轴3和第一轴承45、第二轴承12采用过盈配合的方式固定连接，电机41转动带动主轴3转动，通过螺纹传动进而实现阀芯2的直线运动。

结合图1所示，为了进一步加强风筒1与第二支撑板47连接强度，导向柱7为多根，多根导向柱7沿第二安装法兰27的轴向方向等间隔设置，通过多根导向柱7配合阀芯2做直线运动可以使得阀芯2运动过程更平稳，受力均匀。

对于阀芯2导向的结构，还可以采用凹槽和导向柱7配合的方式，具体地，在第二安装法兰27上设置凹槽，导向柱7部分位于凹槽内，凹槽的形状可以采用U型槽，对此不做限定。

为了加强在阀芯2和风筒1在闭合时的气密性，在阀芯2与风筒1内周壁接触的部分设有环形密封圈(图中未示出)，具体地，环形密封圈设置在圆锥体的表面，在圆锥体的表面设有环形沟槽，环形密封圈部分位于环形凹槽中，可以增加阀关闭时的密封性能，需要说明的是，环形密封圈还可以设置在风筒1与阀芯2接触的位置上，可以灵活选择，对此不做限定。

本发明的风道节流装置，通过电机41的正转或反转，带动主轴3转动，使得阀芯2远离或靠近风筒1，阀芯2与风筒1接近时，风道流通截面缩小，阀芯2与风筒1远离时，风道流通截面扩大，灵活调整阀芯2位置，实现对风道的无级流量调节，并且，风道节流装置采用阀芯2平移的调节方式，能够对风筒1中的流量进行精确控制的同时，还能够明显降低噪音，改善用户需求。

对应地，本发明实施例中还提供了一种空调系统，包括如上述的风道节流装置，能够对风筒1中的流量进行精确控制的同时，还能够明显降低噪音，改善用户需求。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“可选实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风道节流装置，其特征在于，包括风筒(1)、与所述风筒(1)相对设置且用于调整风道流量的阀芯(2)、用于为所述阀芯(2)进行导向的导向柱(7)、部分容纳于所述风筒(1)内且用于实现所述阀芯(2)靠近或远离所述风筒(1)的主轴(3)、与所述主轴(3)共轴连接的电机(41)，所述阀芯(2)和所述主轴(3)采用螺纹配合传动，所述导向柱(7)与所述主轴(3)平行，所述电机(41)转动带动所述主轴(3)转动，所述阀芯(2)通过螺纹配合传动和所述导向柱(7)的导向作用下实现与所述风筒(1)的之间的距离调节，完成对所述风道流量的调节。

2.根据权利要求1所述的风道节流装置，其特征在于，所述阀芯(2)包括第一支撑板(21)以及设置在所述第一支撑板(21)上的凸起部(22)，所述凸起部(22)设置在所述第一支撑板(21)朝向所述风筒(1)的一侧，在所述风筒(1)和所述阀芯(2)闭合时所述凸起部(22)容纳在述风筒(1)内。

3.根据权利要求2所述的风道节流装置，其特征在于，所述凸起部(22)呈圆锥体，圆锥体的底部设置在所述第一支撑板(21)上，圆锥体的顶端朝向所述风筒(1)。

4.根据权利要求1所述的风道节流装置，其特征在于，所述圆锥体的顶部设有具有内螺纹的螺纹轴套(25)以及螺纹轴套座(26)，所述螺纹轴套(25)通过所述螺纹轴套座(26)固定在所述圆锥体的顶端，所述螺纹轴套(25)套设在所述主轴(3)上，所述第一支撑板(21)的几何中心处设有滑动轴套(23)和滑动轴套座(24)，所述滑动轴套(23)的内壁具有光面，所述滑动轴套(23)通过所述滑动轴套座(24)固定在所述第一支撑板(21)上，所述滑动轴套(23)套设在所述主轴(3)上。

5.根据权利要求4所述的风道节流装置，其特征在于，还包括电机支架(4)、电机固定板(42)以及调节螺柱(43)，所述电机(41)通过所述电机固定板(42)和所述调节螺柱(43)安装在所述电机支架(4)上。

6.根据权利要求5所述的风道节流装置，其特征在于，所述电机支架(4)上设有第二支撑板(47)，所述风筒(1)的外周壁设有第一安装法兰(11)，所述阀芯的外周壁具有第二安装法兰(27)，所述第二安装法兰(27)具有通孔，所述导向柱(7)穿过所述通孔且分别固定在所述第二支撑板(47)和所述第一安装法兰(11)上。

7.根据权利要求1所述的风道节流装置，其特征在于，所述第二支撑板(47)的几何中心处设有第一轴承(45)，所述风筒(1)设有第二轴承(12)以及轴承支撑架(13)，所述第二轴承(12)通过所述轴承支撑架(13)固定在所述风筒(1)的轴线处，所述主轴(3)一端嵌设在所述第一轴承(45)并通过联轴器(46)与所述电机(41)的转轴连接，所述主轴(3)的另一端嵌设在所述第二轴承(12)中。

8.根据权利要求7所述的风道节流装置，其特征在于，所述导向柱(7)为多根，多根所述导向柱(7)沿所述第二安装法兰(27)的轴向方向等间隔设置。

9.根据权利要求1所述的风道节流装置，其特征在于，所述风筒(1)为圆筒体，所述阀芯(2)与所述风筒(1)内周壁接触的部分设有环形密封圈。

10.一种空调系统，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的风道节流装置。