CN112682334A - 一种基于双稳态叶片的可变向风扇及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于双稳态叶片的可变向风扇及制作方法，包括风扇轮毂，所述风扇轮毂外边缘设有间隔相等的若干双稳态扇叶。制作方法：碳纤维环氧树脂复合材料预浸并按需求裁剪；将两层碳纤维预浸料以45°、‑45°的铺设方式进行铺设粘接；将粘接好的碳纤维预浸料在热压罐中加压高温固化冷却成双稳态层合板；在双稳态层合板表面粘接磁力驱动件并打孔制成双稳态扇叶，调整电路完成制作。上述技术方案通过双稳态层合板与风扇结合起来的结合，能够借助自身的两种稳态达到产生两种风向或者吸收两种不同方向的风能的功能，其结构简单重量轻，能够实现气流的双向接受或发送，并且能够通过调整双稳态叶片的稳态转变来适应不同的风向和风力大小。
Description
技术领域
本发明涉及风扇技术领域，尤其涉及一种基于双稳态叶片的可变向风扇及制作方法。
背景技术
随着风扇的使用场景越来越广，离心风扇与轴流风扇是使用的最为广泛的两种风扇。就轴流风扇而言，轴流风扇运转时所产生的气流，其流向理论上平行于风扇轮毂的旋转轴，可用于各种场景的通风排风和冷却。
有资料显示，现有的轴流风扇通常只是单方向的排送气体，虽然通过改变电流方向可以实现轴流式风扇旋转方向的改变、进而改变排送气体的方向，但通过改变电流方向的方式需要等待轴流式风扇完全停止后再切换电流方向再启动，也就是说轴流风扇需经历降速—停止—反向启动—加速的过程，无法实现轴流风扇排送气体方向的快速切换。
中国专利文献CN110905831A公开了一种“可变向轴流式风扇”。采用了风扇安装筒、风扇本体和电控装置；包括导流罩的风扇本体通过沿风扇本体径向方向设置的导流罩旋转轴安装在风扇安装筒内部、且导流罩的轴向方向平行于风扇安装筒的轴向方向；风扇本体包括风扇驱动电机、风扇转向控制机构和风扇复位机构；风扇转向控制机构设置在风扇本体的导流罩上、且风扇转向控制机构对应风扇本体的排风方向设置，风扇转向控制机构包括导流板和导流板摆动驱动；风扇复位机构是扭力弹簧，扭力弹簧套接安装在风扇本体的导流罩旋转轴上。上述技术方案进行风扇转向需要导流板和导流板摆动驱动，复位需要扭力弹簧，所需结构复杂且频繁切换影响使用寿命。
发明内容
本发明主要解决原有的风扇切换方向步骤繁琐且速度慢的技术问题，提供一种基于双稳态叶片的可变向风扇及制作方法，通过双稳态层合板与风扇结合起来的结合，能够借助自身的两种稳态达到产生两种风向或者吸收两种不同方向的风能的功能，其结构简单重量轻，能够实现气流的双向接受或发送，并可用于风力发电与切换送风排风的场合，并且能够通过调整双稳态叶片的稳态转变来适应不同的风向和风力大小。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种基于双稳态叶片的可变向风扇，其特征在于，包括风扇轮毂，所述风扇轮毂外边缘设有间隔相等的若干双稳态扇叶。风扇轮毂用于连接动力装置，进行动力转换，若干双稳态扇叶用于实现风向切换。
作为优选，所述的双稳态扇叶包括双稳态层合板，所述双稳态层合板上设有磁力驱动件，双稳态层合板一端设有通孔。磁力驱动件用于通过磁场控制双稳态层合板进行稳态转变，从而实现风扇变向，通孔用于安装扇叶。
作为优选，所述的双稳态层合板包括两层碳纤维环氧树脂复合材料，所述双稳态层合板前后两端与水平面的夹角分别为45°和-45°。双稳态层合板前后两端与水平面的夹角用于控制风扇转动时的风向，碳纤维环氧树脂复合材料优先选用T700碳纤维环氧树脂复合材料。
作为优选，所述的两层碳纤维环氧树脂复合材料的纤维方向互相垂直。确保构成的双稳态层合板能够在磁力驱动件的磁场控制下进行稳态转换。
作为优选，所述的风扇轮毂中心设有键槽，所述风扇轮毂设有若干垂直于风扇轮毂上表面的三角形安装台。键槽用来连接动力装置，三角形安装台用于控制扇叶的安装角度。
作为优选，所述的安装台右边垂直于风扇轮毂上表面，所述安装台左边与风扇轮毂上表面夹角小于等于30°，所述安装台上设有安装孔。
一种基于双稳态叶片的可变向风扇的制作方法，包括以下步骤：
a.碳纤维环氧树脂复合材料预浸并按需求裁剪；碳纤维环氧树脂复合材料预浸便于调整形状和进行高温固化。
b.将两层碳纤维预浸料以45°、-45°的铺设方式进行铺设粘接；
c.将粘接好的碳纤维预浸料在热压罐中加压高温固化；
d.在室温下冷却成双稳态层合板；
e.在双稳态层合板表面粘接磁力驱动件并打孔制成双稳态扇叶；
f.安装双稳态扇叶到风扇轮毂上并调整电路完成制作。
作为优选，所述的步骤c加压高温固化时压力为0.6MPa，温度为180℃。
本发明的有益效果是：通过双稳态层合板与风扇结合起来的结合，能够借助自身的两种稳态达到产生两种风向或者吸收两种不同方向的风能的功能，其结构简单重量轻，能够实现气流的双向接受或发送，并可用于风力发电与切换送风排风的场合，并且能够通过调整双稳态叶片的稳态转变来适应不同的风向和风力大小。
附图说明
图1是本发明的一种第一稳态正等轴测图。
图2是本发明的一种第二稳态正等轴测图。
图3是本发明的一种扇叶放大图。
图中1风扇轮毂，2双稳态扇叶，2.1双稳态层合板，2.2磁力驱动件，2.3通孔，3安装台，4键槽。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一种基于双稳态叶片的可变向风扇，如图1所示，包括风扇轮毂1，风扇轮毂1外边缘设有间隔相等的若干双稳态扇叶2。风扇轮毂用于连接动力装置，进行动力转换，若干双稳态扇叶用于实现风向切换。
如图3所示，双稳态扇叶2包括双稳态层合板2.1，双稳态层合板2.1上设有磁力驱动件2.2，双稳态层合板2.1一端设有通孔2.3。磁力驱动件用于通过磁场控制双稳态层合板进行稳态转变，从而实现风扇变向，通孔用于安装扇叶。双稳态层合板2.1包括两层碳纤维环氧树脂复合材料，所述双稳态层合板2.1前后两端与水平面的夹角分别为45°和-45°。双稳态层合板前后两端与水平面的夹角用于控制风扇转动时的风向，碳纤维环氧树脂复合材料优先选用T700碳纤维环氧树脂复合材料。两层碳纤维环氧树脂复合材料的纤维方向互相垂直。确保构成的双稳态层合板能够在磁力驱动件的磁场控制下进行稳态转换。
风扇轮毂1中心设有键槽4，键槽用来连接动力装置。风扇轮毂1设有若干垂直于风扇轮毂1上表面的三角形安装台3，三角形安装台用于控制扇叶的安装角度。安装台3右边垂直于风扇轮毂1上表面，所述安装台3左边与风扇轮毂1上表面夹角小于等于30°，所述安装台3上设有安装孔。
一种基于双稳态叶片的可变向风扇的制作方法，包括以下步骤：
a.碳纤维环氧树脂复合材料预浸并按需求裁剪，碳纤维环氧树脂复合材料预浸便于调整形状和进行高温固化。
b.将两层碳纤维预浸料以与水平面夹角为45°、-45°的铺设方式进行铺设粘接。
c.将粘接好的碳纤维预浸料在热压罐中加压高温固化，加压高温固化时压力为0.6MPa，温度为180℃。
d.在室温下冷却成双稳态层合板2.1。
e.在双稳态层合板表面粘接磁力驱动件2.2并打孔制成双稳态扇叶2，
f.安装双稳态扇叶2到风扇轮毂1上并调整电路完成制作。
使用时，按照如图1所示是第一稳态作为常用状态安装风扇，启动风扇进行转动，当风向需要转换时，启动磁力驱动件2.2，双稳态扇叶2转换为如图2所示的第二稳态，实现风向转换。当双稳态扇叶2从第一种稳态向第二种稳态转变未完成时，仍具有转变回第一稳态的趋势。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了双稳态扇叶、双稳态层合板、磁力驱动件等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (8)
1.一种基于双稳态叶片的可变向风扇，其特征在于，包括风扇轮毂(1)，所述风扇轮毂(1)外边缘设有间隔相等的若干双稳态扇叶(2)。
2.根据权利要求1所述的一种基于双稳态叶片的可变向风扇，其特征在于，所述双稳态扇叶(2)包括双稳态层合板(2.1)，所述双稳态层合板(2.1)上设有磁力驱动件(2.2)，双稳态层合板(2.1)一端设有通孔(2.3)。
3.根据权利要求2所述的一种基于双稳态叶片的可变向风扇，其特征在于，所述双稳态层合板(2.1)包括两层碳纤维环氧树脂复合材料，所述双稳态层合板(2.1)前后两端与水平面的夹角分别为45°和-45°。
4.根据权利要求3所述的一种基于双稳态叶片的可变向风扇，其特征在于，所述两层碳纤维环氧树脂复合材料的纤维方向互相垂直。
5.根据权利要求1所述的一种基于双稳态叶片的可变向风扇，其特征在于，所述风扇轮毂(1)中心设有键槽(4)，所述风扇轮毂(1)设有若干垂直于风扇轮毂(1)上表面的三角形安装台(3)。
6.根据权利要求5所述的一种基于双稳态叶片的可变向风扇，其特征在于，所述安装台(3)右边垂直于风扇轮毂(1)上表面，所述安装台(3)左边与风扇轮毂(1)上表面夹角小于等于30°，所述安装台(3)上设有安装孔。
7.一种基于双稳态叶片的可变向风扇的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.碳纤维环氧树脂复合材料预浸并按需求裁剪；
b.将两层碳纤维预浸料以45°、-45°的铺设方式进行铺设粘接；
c.将粘接好的碳纤维预浸料在热压罐中加压高温固化；
d.在室温下冷却成双稳态层合板(2.1)；
e.在双稳态层合板表面粘接磁力驱动件(2.2)并打孔制成双稳态扇叶(2)；
f.安装双稳态扇叶(2)到风扇轮毂(1)上并调整电路完成制作。
8.根据权利要求7所述的一种基于双稳态叶片的可变向风扇，其特征在于，所述步骤c加压高温固化时压力为0.6MPa，温度为180℃。
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