CN111852999B - 一种可变扇叶涡环激励器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可变扇叶涡环激励器，包括通风管道、减缩喷口和脉冲生风装置，脉冲生风装置设置于通风管道内，减缩喷口设置于通风管道的出口；脉冲生风装置包括旋转驱动机构、翻转驱动机构、脉冲外壳和多个扇叶，多个扇叶沿周向均匀布置于脉冲外壳上，翻转驱动机构与多个扇叶连接，带动扇叶自翻转，改变扇叶角度，旋转驱动机构与脉冲外壳连接，旋转驱动机构通过脉冲外壳带动多个扇叶旋转。本发明实现气流的自然断裂，进而产生脉冲涡环，且不会产生多余堵塞的气体，降低流体能量损耗。

Description

一种可变扇叶涡环激励器
技术领域
本发明涉及流体力学技术领域，具体涉及一种可变扇叶涡环激励器。
背景技术
现有的涡环产生装置，通过风机将气流加速以后，往往通过在管道内部设立机械装置来截断气流，实现脉冲涡环，但是由于风机一直处于旋转状态，因此每次截断会产生多余气体，堵塞后方流道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种可变扇叶涡环激励器，实现气流的自然断裂，进而产生脉冲涡环，且不会产生多余堵塞的气体，降低流体能量损耗。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种可变扇叶涡环激励器，包括通风管道、减缩喷口和脉冲生风装置，脉冲生风装置设置于通风管道内，减缩喷口设置于通风管道的出口；
脉冲生风装置包括旋转驱动机构、翻转驱动机构、脉冲外壳和多个扇叶，多个扇叶沿周向均匀布置于脉冲外壳上，翻转驱动机构与多个扇叶连接，带动扇叶自翻转，改变扇叶角度，旋转驱动机构与脉冲外壳连接，旋转驱动机构通过脉冲外壳带动多个扇叶旋转。
按照上述技术方案，翻转驱动机构包括齿轮传动组件和推拉组件，推拉组件通过齿轮传动组件分别与多个扇叶连接，推拉组件通过齿轮传动组件带动扇叶自翻转，改变扇叶角度，齿轮传动组件设置于脉冲外壳内。
按照上述技术方案，旋转驱动机构为第二电机，第二电机与脉冲外壳连接，第二电机通过脉冲外壳带动多个扇叶旋转。
按照上述技术方案，推拉组件包括第一电机、凸轮、驱动轴、驱动杆和复位弹簧，凸轮通过驱动轴与第一电机的输出端连接，驱动杆竖直布置，凸轮布置于驱动杆的上方，与驱动杆接触连接，复位弹簧套设于驱动杆上，第一电机通过驱动轴带动凸轮转动，结合复位弹簧，带动驱动杆沿直线上下移动。
按照上述技术方案，驱动杆的上端设有滚轮，凸轮通过滚轮与驱动杆接触连接。
按照上述技术方案，驱动杆包括上驱动杆和下驱动杆，上驱动杆的上端与滚轮连接，下驱动杆的上端与上驱动杆的下端连接，下驱动杆的下端与齿条连接，上驱动杆和下驱动杆之间连接有轴承。
按照上述技术方案，齿轮传动组件包括齿条、圆柱齿轮和齿圈，齿条竖直布置，齿条上端与推拉组件连接，圆柱齿轮与齿条啮合，圆柱齿轮的两端连接有锥齿轮，圆柱齿轮两端的锥齿轮与水平布置的齿圈啮合，每个扇叶均连接有锥齿轮，扇叶上的锥齿轮均与齿圈啮合。
按照上述技术方案，扇叶的个数为4～8个。
按照上述技术方案，扇叶翻转至水平时，多个扇叶依次相互拼接形成一个圆环，与处于中心位置的脉冲外壳，共同形成一个整圆，将通风管道封闭，脉冲外壳为圆柱形，扇叶旋转也不会产生气流，而扇叶产生偏角后，随即产生气流，进而在出口产生脉冲涡环。
按照上述技术方案，脉冲生风装置还包括外部壳体，外部壳体套设于通风管道内，旋转驱动机构、翻转驱动机构和扇叶均设置于外部壳体内。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过风扇叶片的角度转换，实现气流的自然断裂，进而产生脉冲涡环，且不会产生多余堵塞的气体，降低流体能量损耗。
附图说明
图1是本发明实施例中可变扇叶涡环激励器的主视图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明实施例中脉冲生风装置的结构示意图；
图4是本发明实施例中去掉脉冲外壳后脉冲生风装置的结构示意图；
图5是本发明实施例中齿轮传动组件的结构示意图；
图6是图5的K视图；
图中，1-凸轮，2-滚轮，3-复位弹簧，4-外部壳体，5-扇叶，6-第二电机，7-通风管道，8-减缩喷口，9-驱动轴，10-第一电机，11-驱动杆，12-电机支架，13-脉冲外壳，14-轴承，15-端盖，16-齿条，17-锥齿轮，18-圆柱齿轮，19-齿圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1～图6所示，本发明提供的一个实施例中的可变扇叶涡环激励器，包括通风管道7、减缩喷口8和脉冲生风装置，脉冲生风装置设置于通风管道7内，减缩喷口8设置于通风管道7的出口；
脉冲生风装置包括旋转驱动机构、翻转驱动机构、脉冲外壳13和多个扇叶5，多个扇叶5沿周向均匀布置于脉冲外壳13上，翻转驱动机构与多个扇叶5连接，带动扇叶5自翻转，改变扇叶角度，旋转驱动机构与脉冲外壳13连接，旋转驱动机构通过脉冲外壳13带动多个扇叶5旋转。
本发明利用圆形的特殊性，在扇叶未翻转偏角时即使风扇叶旋转也不会产生气流，而扇叶产生偏角后，随即产生气流，进而在出口产生脉冲涡环，将传统风扇与脉冲机构结合，利用装置的形变产生脉冲气流。
进一步地，翻转驱动机构包括齿轮传动组件和推拉组件，推拉组件通过齿轮传动组件分别与多个扇叶5连接，推拉组件通过齿轮传动组件带动扇叶5自翻转，改变扇叶角度，齿轮传动组件设置于脉冲外壳13内。
进一步地，旋转驱动机构为第二电机6，第二电机6与脉冲外壳13连接，第二电机6通过脉冲外壳13带动多个扇叶5旋转。
进一步地，第二电机6通过电机支架12固设于外部壳体4上。
进一步地，推拉组件包括第一电机10、凸轮1、驱动轴9、驱动杆11和复位弹簧3，凸轮1通过驱动轴9与第一电机10的输出端连接，驱动杆11竖直布置，凸轮1布置于驱动杆11的上方，与驱动杆11接触连接，复位弹簧3套设于驱动杆11上，第一电机10通过驱动轴9带动凸轮1转动，结合复位弹簧3，带动驱动杆11沿直线上下移动；凸轮1凸出部分与驱动杆11接触连接时，使驱动杆11下移，凸轮1凸出部分与驱动杆11脱开后，复位弹簧3通过弹簧回复力带动驱动杆11向上移动，如此循环反复，将电机的旋转运动转变为直线运动。
进一步地，脉冲外壳13的上端设有端盖15，驱动杆11的上端与凸轮1连接，驱动杆11的下端穿过端盖15与脉冲外壳13内的齿轮传动组件连接。
进一步地，驱动杆11的上端设有滚轮2，凸轮1通过滚轮2与驱动杆11接触连接。
进一步地，驱动杆11包括上驱动杆和下驱动杆，上驱动杆为长条状，上驱动杆的上端与滚轮2连接，下驱动杆为L型，下驱动杆的上端与上驱动杆的下端连接，下驱动杆的下端与齿轮传动组件的齿条16连接，上驱动杆和下驱动杆之间连接有轴承14。
进一步地，齿轮传动组件包括齿条16、圆柱齿轮18和齿圈19，齿条16竖直布置，齿条16上端与推拉组件的驱动杆11连接，圆柱齿轮18与齿条16啮合，圆柱齿轮18的两端连接有锥齿轮17，圆柱齿轮18两端的锥齿轮17与水平布置的齿圈19啮合，每个扇叶5均通过转轴连接有锥齿轮17，转轴的一端与脉冲外壳13内的锥齿轮17连接，转轴的另一端穿出脉冲外壳13与扇叶5连接，扇叶5上的锥齿轮17均与齿圈19啮合；推拉组件带动齿条16上下移动，齿条16带动圆柱齿轮18转动，圆柱齿轮18通过圆柱齿轮18上的锥齿轮17带动齿圈19转动，齿圈19通过扇叶上的锥齿轮17带动扇叶5翻转，改变扇叶5的角度。
进一步地，扇叶5的个数为4～8个。
进一步地，扇叶5翻转至水平时，多个扇叶5依次相互拼接形成一个圆环，与处于中心位置的脉冲外壳13，共同形成一个整圆，将通风管道7封闭，脉冲外壳13为圆柱形，扇叶旋转也不会产生气流，而扇叶产生偏角后，随即产生气流，进而在出口产生脉冲涡环。
进一步地，扇叶5从水平位置翻转一定角度后，相邻扇叶5之间形成间隙，通风管道7打开，扇叶5的翻转至不同的角度，调节相邻扇叶5之间的间隙大小，从而调节通风管道7的通风量。
进一步地，扇叶5为扇形。
进一步地，脉冲生风装置还包括外部壳体4，外部壳体4套设于通风管道7内，旋转驱动机构、翻转驱动机构和扇叶5均设置于外部壳体4内。
进一步地，第二电机6与脉冲外壳13的底部连接，第一电机10和第二电机6均为步进电机。
本发明的工作原理：参照图一本发明提供的一种可变扇叶涡环激励器，第一电机10通过驱动轴9将动力传输至凸轮1，使凸轮1开始旋转运动，由于滚轮2的作用，凸轮1与滚轮2接触后，将旋转运动转变为驱动杆11的直线往复运动，每次向下运动使，压缩复位弹簧3，此后复位弹簧3释放弹性势能，使得滚轮2与凸轮1始终紧密接触；驱动杆11带动与其相连的齿条16上下往复运动，进而驱动圆柱齿轮18旋转，进而带动对角锥齿轮17旋转，进一步对角锥齿轮17驱动与之啮合的齿圈19旋转，进一步齿圈驱动与之啮合的所有圆锥齿轮17运动，最终实现扇叶角度5的转变；于此同时，第二电机6也驱动脉冲生风装置进行旋转运动，由于扇叶5未产生转角，使脉冲生风装置相当于一个平面在旋转，并不会产生气流，当扇叶5产生转角时，脉冲生风装置成为一个风扇，产生气流，进而气流在经过通风管道7，在减缩喷口8处由于剪切产生脉冲涡环。以此往复循环。由于第二电机6驱动脉冲生风装置进行旋转，因此与之直接接触的下驱动杆也发生旋转，此时上下驱动杆中间的轴承14可以抵消第二电机6所带来的旋转，仅仅给上驱动杆传递直线运动。
进一步地，减缩喷口8内径与通风管道7外径相同，两者嵌套相连。
进一步地，第一电机10连接驱动轴9，进而带动凸轮1旋转运动，凸轮1与滚轮2接触，将第一电机10的旋转运动转变为直线运动，复位弹簧3嵌套在驱动杆11外侧。
进一步地，驱动杆11分为上下两部分，上驱动杆为长条状，连接滚轮2，下驱动杆为L型，连接齿条，两驱动杆之间通过轴承14连接。
进一步地，扇叶5轴与锥齿轮17轴孔相连，锥齿轮17的旋转会带动扇叶5角度的转动。
进一步地，八个扇叶5与锥齿轮17的组合体均布与齿圈19之上，齿圈19的旋转带动八个锥齿轮17的运动。
进一步地，圆柱齿轮18轴与一对对角锥齿17轮相连，齿条16与圆柱齿轮18啮合，齿条16的上下运动带动圆柱齿轮18旋转进而带动对角锥齿轮17运动，对角锥齿轮17进而带动齿圈19运动，齿圈19进而带动所有锥齿轮17的运动，最终实现扇叶5角度的偏转。
进一步地，脉冲外壳13与端盖15共同将脉冲装置内齿轮、齿条密封，防止落灰，提高设备使用寿命
进一步地，脉冲生风装置与驱动装置通过外部壳体4相连。上驱动杆穿过外部壳体4中心轴孔，实现定位作用；外部壳体4外径与送风管道7内径相同，两者通过嵌套相连。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种可变扇叶涡环激励器，其特征在于，包括通风管道、减缩喷口和脉冲生风装置，脉冲生风装置设置于通风管道内，减缩喷口设置于通风管道的出口；
脉冲生风装置包括旋转驱动机构、翻转驱动机构、脉冲外壳和多个扇叶，多个扇叶沿周向均匀布置于脉冲外壳上，翻转驱动机构与多个扇叶连接，带动扇叶自翻转，改变扇叶角度，旋转驱动机构与脉冲外壳连接，旋转驱动机构通过脉冲外壳带动多个扇叶旋转；
翻转驱动机构包括齿轮传动组件和推拉组件，推拉组件通过齿轮传动组件分别与多个扇叶连接，推拉组件通过齿轮传动组件带动扇叶自翻转，改变扇叶角度，齿轮传动组件设置于脉冲外壳内；
齿轮传动组件包括齿条、圆柱齿轮和齿圈，齿条竖直布置，齿条上端与推拉组件连接，圆柱齿轮与齿条啮合，圆柱齿轮的两端连接有锥齿轮，圆柱齿轮两端的锥齿轮与齿圈啮合，每个扇叶均连接有锥齿轮，扇叶上的锥齿轮均与齿圈啮合，推拉组件带动齿条上下移动，齿条通过圆柱齿轮及其锥齿轮带动齿圈转动，齿圈通过扇叶上的锥齿轮带动扇叶翻转。
2.根据权利要求1所述的可变扇叶涡环激励器，其特征在于，推拉组件包括第一电机、凸轮、驱动轴、驱动杆和复位弹簧，凸轮通过驱动轴与第一电机的输出端连接，凸轮布置于驱动杆的上方，与驱动杆接触连接，复位弹簧套设于驱动杆上，第一电机通过驱动轴带动凸轮转动，通过复位弹簧回复力，带动驱动杆沿直线上下移动。
3.根据权利要求2所述的可变扇叶涡环激励器，其特征在于，驱动杆的上端设有滚轮，凸轮通过滚轮与驱动杆接触连接。
4.根据权利要求2所述的可变扇叶涡环激励器，其特征在于，驱动杆包括上驱动杆和下驱动杆，上驱动杆的上端与滚轮连接，下驱动杆的上端与上驱动杆的下端连接，下驱动杆的下端与齿条连接，上驱动杆和下驱动杆之间通过轴承连接。
5.根据权利要求1所述的可变扇叶涡环激励器，其特征在于，扇叶的个数为4~8个。
6.根据权利要求1所述的可变扇叶涡环激励器，其特征在于，扇叶翻转至水平时，多个扇叶依次相互拼接形成一个圆环，与处于中心位置的脉冲外壳，共同形成一个整圆，将通风管道封闭，脉冲外壳为圆柱形。
7.根据权利要求1所述的可变扇叶涡环激励器，其特征在于，脉冲生风装置还包括外部壳体，外部壳体套设于通风管道内，旋转驱动机构、翻转驱动机构和扇叶均设置于外部壳体内。
8.根据权利要求1所述的可变扇叶涡环激励器，其特征在于，旋转驱动机构包括第二电机，第二电机与脉冲外壳连接，第二电机通过脉冲外壳带动多个扇叶旋转。
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