CN110926002A - 一种可调式汇流分配器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可调式汇流分配器，涉及集中通风系统技术领域，包括分配器主体，所述分配器主体安装在主风管和支风管的连接处，所述分配器主体为上弯型导流结构，包括弧形管段和直管段，所述弧形管段设置于所述直管段的上方；所述分配器主体还连接有升降机构，所述升降机构用于调节所述分配器主体的高度。本发明可调式汇流分配器，通过装配式安装、参数化调试，方便快捷地实现末端排风风量的均匀性，同时符合流体动力学特性的结构设计可以降低系统的阻力，降低风机能耗。

Description

一种可调式汇流分配器

技术领域

本发明涉及集中通风系统技术领域，特别是涉及一种可调式汇流分配器。

背景技术

具有多个末端的长直管道集中通风系统被广泛应用于生产生活中，如高层厨房集中烟道排风、地铁站廊道沿线排风、工业车间多个污染源集中排风等场合，并且要求每个末端的风量相等。根据流体力学和管道特性的知识可知，由于系统中远风机端的阻力大、近风机端的阻力小，所以通风系统中经常存在近风机端的末端排风量过大、远风机端的末端排风量不足的问题。如何以简便快捷的方式保障通风系统运行过程中末端的排风均匀性，同时不增加系统阻力，是设计人员的研究方向之一，也是使用者的切实诉求。

针对上述问题，传统的解决方法：一是通过在前期设计时改变排风管道的结构，保持风口面积不变、采用锥形或楔形管道，或是保持风道截面积不变、依次改变不同位置处的风口面积；二是通过在后期安装风阀运行调试。对于第一种方式，管道或风口形状不一，风量均匀性效果受到设计水平和制作工艺水平的影响，且只适用于系统静态运行；第二种通过风阀调节，现场调试复杂，耗费大量的时间和人力，并且通过调节风阀启闭角度实现风量均匀性是以增加支路系统阻力的方式实现的，会造成不必要的阻力损失。

因此，亟需提供一种新的可调式汇流分配器，以解决现有技术中所存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可调式汇流分配器，用于解决集中通风系统的风量均匀性问题，通过装配式安装、参数化调试，方便快捷地实现末端排风风量的均匀性，同时符合流体动力学特性的结构设计可以降低系统的阻力，降低风机能耗。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种可调式汇流分配器，包括分配器主体，所述分配器主体安装在主风管和支风管的连接处，所述分配器主体为上弯型导流结构，包括弧形管段和直管段，所述弧形管段设置于所述直管段的上方；所述分配器主体还连接有升降机构，所述升降机构用于调节所述分配器主体的高度。

优选的，所述弧形管段包括两面侧板和一面四分之一圆弧形的顶板，所述侧板的宽度与所述支风管的宽度相等，所述顶板的圆弧半径小于侧板的宽度。

优选的，所述直管段包括依次连接的三面侧板。

优选的，所述直管段采用铝箔伸缩软管，所述直管段的底部通过法兰固定于所述主风管和所述支风管之间。

优选的，所述直管段与所述弧形管段的材质相同，所述直管段的尺寸小于所述支风管的尺寸，所述直管段的末端插入所述支风管内。

优选的，所述分配器主体的总体高度H为所述主风管的截面高度的1/2～2/3。

优选的，所述升降机构包括执行机构、传动杆、连接构件、升降杆和固定基座；所述执行机构安装在所述支风管的侧板上，依次通过所述传动杆、连接构件、升降杆与所述固定基座连接，所述固定基座固定在所述弧形管段的顶板处。

优选的，所述升降杆采用丝杆，所述丝杆的螺纹间距不大于5mm。

优选的，所述执行机构采用手动调节和/或自动调节。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本发明可调式汇流分配器，通过符合流体动力学特性的结构设计，可以显著降低汇流的能量损失，降低系统阻力；

2、本发明可调式汇流分配器可进行批量制作，与风管系统进行装配式安装，操作简单易行；

3、汇流分配器的汇流出口高度由汇流流量比进行确定，可通过计算直接确定各个位置处的汇流出口高度，在系统安装完成后，只需将分配器汇流出口调至相应高度，即可实现集中通风系统的风量均匀性要求；对于自动式系统，可根据预设指令实现高度的自动调节，能够满足不同的工况下的排风均匀性的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一中可调式汇流分配器的安装示意图；

图2为图1的右视图；

图3为实施例一中分配器主体的结构示意图；

图4为实施例二中可调式汇流分配器的安装示意图；

图5为图4的右视图；

图6为实施例二中分配器主体的结构示意图；

图7为本发明中升降机构的结构示意图；

其中，1、分配器主体，2、升降机构，3、主风管，4、支风管，1-1弧形管段，1-2直管段，2-1执行机构、2-2传动杆、2-3连接构件、2-4升降杆，2-5固定基座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-3所示，本实施例提供一种可调式汇流分配器，包括分配器主体1，分配器主体1安装在主风管3和支风管4的连接处，通过升降机构2调节其出口高度。

分配器主体1为基于流体动力学优化设计的上弯型导流构件，包括弧形管段1-1和直管段1-2，弧形管段1-1设置于直管段1-2的上方，弧形管段1-1由两面侧板和一面四分之一圆弧形顶板构成，侧板的宽度与支风管4的宽度相等，圆弧半径小于侧板的宽度，以保证支风管气流沿与主风管平行的方向流出汇入主风管；直管段1-2由三面侧板构成。

在本实施例中，直管段1-2采用软管式，直管段的三面侧板为铝箔伸缩软管，可在支风管方向上下伸缩移动，改变分配器主体1出口的高度，从而调节汇流出口的面积，分配器主体1可通过直管段1-2底部的法兰固定在支风管与主风管之间。

在本实施例中，分配器主体1的总体高度H(软管充分展开)为主风管3截面高度H’的1/2～2/3，以保证汇流出口高度h在所需范围内。

在本实施例中，升降机构2由执行机构2-1、传动杆2-2、连接构件2-3、升降杆2-4和固定基座2-5构成。其中执行机构2-1安装在支风管的侧板上，依次通过传动杆2-2、连接构件2-3、升降杆2-4与固定基座2-5连接，固定基座2-5固定在汇流分配器的顶板处。其工作原理是：执行机构2-1控制传动杆2-2沿水平轴心转动，通过连接构件2-3转换为升降杆2-4沿竖直轴心转动，从而带动汇流分配器在竖直方向上的升降，改变汇流出口面积。

在本实施例中，升降杆2-4优选为丝杆，为保证调节精度，其螺纹间距不大于5mm；而连接构件2-3为一种齿轮型构件，其一端固定于传动杆上，另一端与升降杆的底部啮合，可以将传动杆的转动转换为升降杆沿竖直方向的升降，本实施例中优先采用锥齿轮，但并不仅限于锥齿轮，还可以根据需要选用其它的连接结构。

在本实施例中，执行机构2-1可以为手动调节和/或自动调节，并配有分配器汇流出口高度的指示刻度。当为手动调节方式时，操作人员可以手动方式调节分配器主体1汇流出口高度；当为自动调节时，执行结构2-1接受控制中心发出的指令，自动调节分配器主体1汇流出口至相应高度。

具体地，自动调节时，执行机构2-1控制传动杆2-2沿水平轴心转动，其可以选用同传动杆2-2相连接的电动马达，根据电信号控制电动机轴的转动从而带动传动杆动作；手动调节时，传动杆连接有一摇杆，通过转动摇杆以控制传动杆的动作。

在本实施例中，汇流出口面积与主风管截面积的比值与汇流流量比(支风管流量与主风管流量的比值)存在对应关系，在一个指定的系统中，即可通过控制汇流出口面积使得该处的汇流风量达到设计值。具体地，汇流出口面积/主风管截面积≈汇流流量比(支风管流量/主风管流量)；截面积的比值决定了支风管和主风管的流量比，当截面积比值在近似等于支风管和主风管的风量比值时(同时需根据汇流和直流的阻力系数加以修正)，才能实现该处支风管的设计风量。

在风管系统中，为保证各支风管风量均匀，应控制各支风管处的汇流面积沿汇流方向依次减小，各处所对应的汇流出口高度可通过汇流分配器的阻力特性参数、管路系统阻力特性、汇流流量比等计算得出。在风管系统安装完成后，只需通过升降机构将汇流分配器调节至相应高度，即可实现系统的风量均匀性。

在本实施例中，对于各支风管排风有独立启闭需求的动态系统，即处于排风状态的支风管数量和位置会实时发生变化，对此，可采用配有自动升降机构的汇流分配器，实现系统的实时风量均匀。支风管开启数量和位置与汇流分配器的出口高度之间存在一一对应关系，该关系表可预设入控制中心，控制中心通过监测系统中实时的支风管开启数量和位置，向升降机构发出指令，实时调节可调式汇流分配器的高度至相应工况下的值，实现风量的动态调节。

具体地，支风管排风的开关由支风管的风阀控制，风阀开启，则支风管排风开启；反之，支风管排风关闭。该风阀通过信号线与控制中心(集中PLC控制柜)连接，各个风阀的开关状态以电信号的形式传递给控制中心，控制中心实时分析系统中各支风管开启的数量和位置，调取预存的关系表，向各个升降机构发出指令，调整汇流分配器的出口高度至该工况下的要求值，从而实现在不同工况下都能实现各支风管风量的均匀性。

实施例二

如图4-6所示，本实施例是在实施例一的基础上进行的改进，其改进之处在于：分配器主体1的直管段1-2为套管式，此时，直管段1-2与弧形管段1-1为统一材质，根据具体工程需要，可以采用镀锌铁皮或不锈钢等材质；直管段1-2的尺寸(直径)略小于支风管4尺寸，以使得直管段1-2的末端可以插入支风管内，并能够在其中上下移动，从而改变分配器主体1的出口高度，直管段1-2与支风管4之间应保持良好的密封，防止漏风。

本发明中可调式汇流分配器，安装在等截面主风管与支风管的连接处，通过调整不同位置处分配器主体的出口高度，改变汇流出口面积的大小，从而将风量调节至各支风管处所需风量。分配器主体的弧形设计结构，一是可以引导支风管气流以平行方向汇入主风管，减少三通处因支风管气流汇入角度偏转过大而造成的局部损失；二是在近风机端，由于主风管内气流速度较大，该位置处汇流分配器处的直流阻力系数为负值，即此时，直流阻力转变为直流“引力”，主风管内阻力降低，从而降低了系统的总阻力。本发明汇流分配器采用装配式安装，根据布置位置和汇流比预先计算确定不同位置处分配器的出口高度，通过升降机构手动或自动调节至相应高度，从而解决集中通风系统的风量均匀性问题。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种可调式汇流分配器，包括分配器主体，所述分配器主体安装在主风管和支风管的连接处，其特征在于：所述分配器主体为上弯型导流结构，包括弧形管段和直管段，所述弧形管段设置于所述直管段的上方；所述分配器主体还连接有升降机构，所述升降机构用于调节所述分配器主体的高度。

2.根据权利要求1所述的可调式汇流分配器，其特征在于：所述弧形管段包括两面侧板和一面四分之一圆弧形的顶板，所述侧板的宽度与所述支风管的宽度相等，所述顶板的圆弧半径小于侧板的宽度。

3.根据权利要求2所述的可调式汇流分配器，其特征在于：所述直管段包括依次连接的三面侧板。

4.根据权利要求3所述的可调式汇流分配器，其特征在于：所述直管段采用铝箔伸缩软管，所述直管段的底部通过法兰固定于所述主风管和所述支风管之间。

5.根据权利要求3所述的可调式汇流分配器，其特征在于：所述直管段与所述弧形管段的材质相同，所述直管段的尺寸小于所述支风管的尺寸，所述直管段的末端插入所述支风管内。

6.根据权利要求4或5所述的可调式汇流分配器，其特征在于：所述分配器主体的总体高度H为所述主风管的截面高度的1/2～2/3。

7.根据权利要求3所述的可调式汇流分配器，其特征在于：所述升降机构包括执行机构、传动杆、连接构件、升降杆和固定基座；所述执行机构安装在所述支风管的侧板上，依次通过所述传动杆、连接构件、升降杆与所述固定基座连接，所述固定基座固定在所述弧形管段的顶板处。

8.根据权利要求7所述的可调式汇流分配器，其特征在于：所述升降杆采用丝杆，所述丝杆的螺纹间距不大于5mm。

9.根据权利要求8所述的可调式汇流分配器，其特征在于：所述执行机构采用手动调节和/或自动调节。

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