CN113389775B - 一种基于压力损失控制的涡环激励器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于压力损失控制的涡环激励器，包括风机、送风主管道、截断器、渐缩喷口和多个对冲截断管道，风机设置于送风主管道的进口端，渐缩喷口设置于送风主管道的出口端，多个对冲截断管道沿送风主管道周向均匀分布，对冲截断管道的进口与送风主管道的上部内腔连通，对冲截断管道的出口与送风主管道的下部内腔连通，截断器设置于对冲截断管道的进口处。本发明实现气流的对冲式截断，利用对冲流道的逆向气流来代替以往的截断板，实现送风主管的主流道的封闭及开启；结构更加简单，提高设备使用寿命，提高产生涡环质量。

Description

一种基于压力损失控制的涡环激励器

技术领域

本发明具体涉及一种基于压力损失控制的涡环激励器。

背景技术

现有的涡环产生装置，其涡环主要是断断续续一个一个的产生，通风量受到较大限制，对于有着最低通风量标准的供暖或者制冷领域，其产生的涡环通风量并不能满足要求。且现有轴向扰动涡环装置依靠电磁铁直接对薄膜进行冲击扰动，行程有限，扰动效果并不理想。如果使用电机带动丝杆对薄膜进行冲击扰动，则不方便实现短时间高速、间歇性扰动，且电机的不断改变转向使得电机性能无法最大限度的发挥，若使用旋转电机配合槽轮、棘轮等间歇运动结构，则实现上述要求的冲击及噪音过大，不是最佳选择。

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，提供了一种基于压力损失控制的涡环激励器，实现气流的对冲式截断，利用对冲流道的逆向气流来代替以往的截断板，实现送风主管的主流道的封闭及开启；结构更加简单，提高设备使用寿命，提高产生涡环质量。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种基于压力损失控制的涡环激励器，包括轴流风机、送风主管道、截断器、渐缩喷口和多个对冲截断管道，轴流风机设置于送风主管道的进口端，渐缩喷口设置于送风主管道的出口端，多个对冲截断管道沿送风主管道周向均匀分布，对冲截断管道的进口与送风主管道的上部内腔连通，对冲截断管道的出口与送风主管道的下部内腔连通，截断器设置于对冲截断管道的进口处。

按照上述技术方案，对冲截断管道的个数为偶数，各对冲截断管道每两个呈一对以送风主管道轴线对称布置。

按照上述技术方案，送风主管道包括大口径管道、变径锥管道和小口径管道，轴流风机设置于大口径管道的上端，大口径管道的下端通过变径锥管道与小口径管道的上端连接，小口径管道的下端与渐缩喷口连接，对冲截断管的进口端与变径锥管道的侧壁连通，对冲截断管的出口与小口径管道的侧壁连通。

按照上述技术方案，截断器为内齿圈截断器，内齿圈截断器包括内壳体、内齿圈、驱动齿轮和电机，内壳体套设于送风主管道内，布置于对冲截断管的进口一侧，内齿圈设置于内壳体的内壁，电机的输出轴与驱动齿轮连接，驱动齿轮与内齿圈啮合；

内壳体上沿周向布置有多个导通孔，导通孔的个数与对冲截断管道的个数相同，各导通孔之间的间距与各对冲截断管道的进口之间的间距相同，电机通过驱动齿轮带动内齿圈及内壳体在送风主管道转动，内壳体转动过程各导通孔与相应对冲截断管道的进口重合或错开。

按照上述技术方案，电机为步进电机。

按照上述技术方案，所述的基于压力损失控制的涡环激励器还包括控制驱动装置，控制驱动装置包括控制器、驱动器和开关电源，控制器通过驱动器与电机连接，开关电源与控制器连接。

按照上述技术方案，送风主管道的外壁设有控制安装腔体，控制驱动装置设置于控制安装腔体内；电机通过电机支架与送风主管道侧壁连接固定。

按照上述技术方案，对冲截断管道为弯钩形状。

按照上述技术方案，对冲截断管道的个数为4个或6个。

按照上述技术方案，渐缩喷口与送风主管道之间设有整流板。

本发明具有以下有益效果：

本发明结构简单，可靠性高，易于实施，送风主管道的主气体流道内无多余阻拦装置，流道内气体分布均匀，流速均匀一致；通过截断器对对冲截断管道进行间歇性开启和关闭，对冲截断管道开启时送风主管道上端内的部分气流经各对冲截断管道反向冲入送风主管道下端，对送风主管道的下端主通道气流进行对冲形成截断；实现气流的对冲式截断，利用对冲流道的逆向气流来代替以往的截断板，实现送风主管道的主流道的封闭及开启；使得装置结构更加简单，完全利用气流风道对冲方式，减少了相关机械驱动结构，提高设备使用寿命；在涡环形成的准备阶段，气体堆积，压缩于流道中，稳定压缩的气流能量较高，形成的涡环初速度较高，本装置较传统的涡环产生装置，可以产生质量更好的涡环。

附图说明

图1是本发明实施例中基于压力损失控制的涡环激励器的爆炸示意图；

图2是本发明实施例中基于压力损失控制的涡环激励器的结构示意图；

图3是图2的A向视图；

图4是本发明实施例中控制驱动装置的结构示意图；

图5是本发明实施例中大口径管道的结构示意图；

图6是本发明实施例中内齿圈截断器的主视图；

图7是图6的后视图；

图8是本发明实施例中内齿圈截断器的立面图；

图中，1-开关电源，2-控制安装腔体，3-固定卡扣，4-轴流风机，5-内齿圈截断器，6-对冲截断管道，7-驱动器，8-控制器，9-步进电机，10-电机支架，11-整流板，12-渐缩喷口，13-滚针轴承，14-驱动齿轮，15-送风主管道。

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8所示，本发明提供的一个实施例中的基于压力损失控制的涡环激励器，包括轴流风机4、送风主管道15、截断器、渐缩喷口12和多个对冲截断管道6，轴流风机4设置于送风主管道15的进口端，渐缩喷口12设置于送风主管道15的出口端，多个对冲截断管道6沿送风主管道15周向均匀分布，对冲截断管道6的进口与送风主管道15的上部内腔连通，对冲截断管道6的出口与送风主管道15的下部内腔连通，截断器设置于对冲截断管道6的进口处。

进一步地，对冲截断管道6的个数为偶数，各对冲截断管道6每两个呈一对以送风主管道15轴线对称布置。

进一步地，送风主管道15包括大口径管道、变径锥管道和小口径管道，轴流风机4设置于大口径管道的上端，大口径管道的下端通过变径锥管道与小口径管道的上端连接，小口径管道的下端与渐缩喷口12连接，对冲截断管的进口端与变径锥管道的侧壁连通，对冲截断管的出口与小口径管道的侧壁连通。

进一步地，截断器为内齿圈截断器5，内齿圈截断器5包括内壳体、内齿圈、驱动齿轮14和电机，内壳体套设于送风主管道15的变径锥管道内，布置于对冲截断管的进口一侧，内齿圈设置于内壳体的内壁，电机的输出轴与驱动齿轮14连接，驱动齿轮14与内齿圈啮合，内壳体与送风主管道15的变径锥管道贴合；

内壳体上沿周向布置有多个导通孔，导通孔的个数与对冲截断管道6的个数相同，各导通孔之间的间距与各对冲截断管道6的进口之间的间距相同，电机通过驱动齿轮14带动内齿圈及内壳体在送风主管道15的变径锥管道内转动，内壳体转动过程各导通孔与相应对冲截断管道6的进口同时重合或错开；当内壳体旋转使各导通孔与对冲截断管道6的进口重合时，对冲截断管道6导通，送风主管道15上端内的部分气流经各对冲截断管道6，从对冲截断管道6的出口重新进入送风主管道15，各对冲截断管道6内气流重新反向进入送风主管道15下端，对送风主管道15的下端主通道气流进行对冲形成截断；当内壳体旋转使各导通孔与对冲截断管道6的进口错开时，对冲截断管道6关闭，不对送风主管道15的下端主通道气流截断，送风主管道15导通开启。

内壳体为渐缩锥面，渐缩锥面的上下两端均连接有一个直段管，上端的直段管与大口径管道套接，下端的直段管与小口径管道套接，渐缩锥面与变径锥管道贴合，导通孔设置于渐缩锥面上。

进一步地，电机通过电机支架10与送风主管道15侧壁连接固定。

进一步地，电机为步进电机9。

进一步地，对冲截断管道6为弯钩形状。

进一步地，所述的基于压力损失控制的涡环激励器还包括控制驱动装置，控制驱动装置包括控制器8、驱动器7和开关电源1，控制器8通过驱动器7与电机连接，开关电源1与控制器8连接。

进一步地，送风主管道15的外壁设有控制安装腔体2，控制驱动装置设置于控制安装腔体2内。

控制器8、驱动器7和开关电源1通过定位机架共同安装于控制安装腔体2内，定位机架可以固定控制部件的相对位置，防止由于震动而产生错位；电机支架10侧面为与送风主管道15内壁曲率相同的曲面，两者通过螺钉固定相连；步进电机9固定安装于电机支架10之上，步进电机轴上所安装的驱动齿轮14与内齿圈截断器5的内齿圈啮合。

进一步地，对冲截断管道6的个数为4个或6个。

进一步地，对冲截断管道6的个数为4个，内齿圈截断器一端外径与送风主管道15相应位置的内径相同，可嵌套在送风主管道15内做旋转运动，且此端内圈为可以与驱动齿轮啮合的内齿轮，内齿轮之下为一渐缩锥面，其渐缩角度与变径锥管道的渐缩锥面相同，渐缩锥面侧壁开设有四个与对冲流道相同直径的通孔，渐缩锥面端口处设置有连接滚针轴承的旋转端。旋转端与对冲截断管道6之间安装有滚针轴承。

进一步地，渐缩喷口12与送风主管道15的小口径管道之间设有整流板11。

进一步地，渐缩喷口12的内径与对冲截断管道6出风口外径相同，整流板11的外径与对冲截断管道6出风口内径相同，三者通过嵌套同轴心相连。轴流风机4通过固定卡扣3安装于对冲截断管道6进风口处。

本发明的工作原理：参照图3所示，本发明提供的一种基于压力损失控制的涡环激励器，初始，轴流风机4工作，将外界空气泵入装置内部，此时内齿截断器5上面的四个导通孔与四条对冲截断管道6的进口没有重合，即此时对冲截断管道6未开启，轴流风机4泵入的气体以一条直线通过装置内部，在控制器8、驱动器7和开关电源1的控制下，下一时刻，在步进电机9和驱动齿轮14作用下，内齿圈截断器5的四个导通孔与四条对应的对冲截断管道6的进口重合，该瞬间，气流除了通过送风主管道15的主流道之外，还从四条对冲截断管道6通过，在四条对冲截断管道6内气流完成180°的流向转化，转换流向后的对冲气流与送风主管道15的小口径管道的气流对冲相撞，使得管道发生拥堵截断，截断后的气体经过整流板11和渐缩喷口12后发生卷曲，产生涡环；下一时刻，在电机9驱动下，内齿圈截断器5的四个通孔不再与四个对冲截断管道重合，此时四条对冲截断管道关闭，装置送风主管道内部只有一条直通的流道，气流再次经轴流风机4处泵入，从渐缩喷口12处流出，下一时刻，内齿圈截断器5再次开启四条对冲截断管道，送风主管道发生拥堵截断，截断后的气体再次卷曲产生涡环，此为一个产生周期，每一次拥堵截断产生一个脉冲涡环；可使本装置产生涡环连续不断的射出，即可大量快速产生涡环，可以满足供暖或制冷领域的最低通风量的要求。

一种基于压力损失控制的涡环激励器，包括控制驱动装置和送风装置，控制驱动装置横向安装在送风装置的送风主管道外侧，送风装置内的内齿轮截断器在控制驱动装置的作用下，在对冲截断管道内不断的开启关闭对冲流道，实现气流的对冲式截断。利用对冲流道的逆向气流来代替以往的截断板，实现流道的封闭及开启。使得装置结构更加简单，提高设备使用寿命。

进一步地，送风装置包括轴流风机、减缩喷口、固定卡扣3、整流板和对冲截断管道。减缩喷口的内径与送风主管道出风口外径相同，整流板的外径与送风主管道出风口内径相同，三者通过嵌套同轴心相连；轴流风机通过固定卡扣3安装于对冲截断管道进风口处。

进一步地，送风主管道入风口端为一条大直径的主管道，主管道一端为风机固定面，另一端为渐缩的锥面，锥面端部连接有一段直通的小管道，渐缩锥面上设置有四条对冲截断流道；四条对冲截断管道进风口端与渐缩锥面连接，出风端与直通小管道连接。且四条对冲流道进风端与出风端流道方向相反。

进一步地，小管道端面设置连接有一个渐扩出风口。

进一步地，控制驱动装置包括控制器、驱动器、开关电源和控制安装腔体2；控制器、驱动器和开关电源通过定位机架共同安装于电机控制按照腔体内，定位机架可以固定控制部件的相对位置，防止由于震动而产生错位；电机支架侧面为与送风主管道的主管道内壁曲率相同的曲面，两者通过螺钉固定相连；步进电机固定安装于电机支架之上，步进电机轴上所安装的驱动齿轮与内齿圈截断器的内齿圈啮合。

进一步地，内齿圈截断器的内壳体一端外径与大口径管道内径相同，可嵌套在对送风主管道内做旋转运动，且此端内圈为可以与驱动齿轮啮合的内齿轮。内齿轮之下为一渐缩锥面，其渐缩角度与对变径锥管道锥面相同，渐缩锥面侧壁开设有四个与对冲流道相同直径的通孔，渐缩锥面端口处设置有连接滚针轴承的旋转端。旋转端与对冲截断管道之间安装有滚针轴承，以减小运行过程中产生的摩擦。

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 (9)

1.一种基于压力损失控制的涡环激励器，其特征在于，包括风机、送风主管道、截断器、渐缩喷口和多个对冲截断管道，风机设置于送风主管道的进口端，渐缩喷口设置于送风主管道的出口端，多个对冲截断管道沿送风主管道周向均匀分布，对冲截断管道的进口与送风主管道的上部内腔连通，对冲截断管道的出口与送风主管道的下部内腔连通，截断器设置于对冲截断管道的进口处；

截断器为内齿圈截断器，内齿圈截断器包括内壳体、内齿圈、驱动齿轮和电机，内壳体套设于送风主管道内，布置于对冲截断管道 的进口处，内齿圈套设于内壳体上，电机的输出轴与驱动齿轮连接，驱动齿轮与内齿圈啮合；

内壳体上沿周向布置有多个导通孔，导通孔的个数与对冲截断管道的个数相同，各导通孔之间的间距与各对冲截断管道的进口之间的间距相同，电机通过驱动齿轮带动内齿圈及内壳体在送风主管道转动，内壳体转动过程各导通孔与相应对冲截断管道的进口重合或错开，从而使各对冲截断管道开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的基于压力损失控制的涡环激励器，其特征在于，对冲截断管道的个数为偶数，各对冲截断管道每两个呈一对以送风主管道轴线对称布置。

3.根据权利要求1所述的基于压力损失控制的涡环激励器，其特征在于，送风主管道包括大口径管道、变径锥管道和小口径管道，风机设置于大口径管道的上端，大口径管道的下端通过变径锥管道与小口径管道的上端连接，小口径管道的下端与渐缩喷口连接，对冲截断管道 的进口端与变径锥管道的侧壁连通，对冲截断管道 的出口与小口径管道的侧壁连通。

4.根据权利要求1所述的基于压力损失控制的涡环激励器，其特征在于，电机为步进电机。

5.根据权利要求1所述的基于压力损失控制的涡环激励器，其特征在于，所述的基于压力损失控制的涡环激励器还包括控制驱动装置，控制驱动装置包括控制器、驱动器和开关电源，控制器通过驱动器与电机连接，开关电源与控制器连接。

6.根据权利要求5所述的基于压力损失控制的涡环激励器，其特征在于，送风主管道的外壁设有控制安装腔体，控制驱动装置设置于控制安装腔体内；电机通过电机支架与送风主管道侧壁连接固定。

7.根据权利要求1所述的基于压力损失控制的涡环激励器，其特征在于，对冲截断管道为弯钩形状。

8.根据权利要求1所述的基于压力损失控制的涡环激励器，其特征在于，对冲截断管道的个数为4个或6个。

9.根据权利要求1所述的基于压力损失控制的涡环激励器，其特征在于，渐缩喷口与送风主管道之间设有整流板。

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