CN113431799A - 一种带有间距调节部件的温度智慧化调节工业排风扇 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带有间距调节部件的温度智慧化调节工业排风扇，属于工业用品技术领域。它解决了现有的工业用扇挡位调节过程不便的问题。本本间距调节部件包括固定设置在活动体上的支架板和滑动设置在槽孔内的若干数量与导电杆一致的支撑块，各支撑块的间距尺寸一致，支撑块采用绝缘材料制成，支架块上横向穿透开设有穿孔，导电杆固定设置在穿孔内且其两端延伸出穿孔外，支撑块固定设有抬高块，抬高块的顶端设有加长块，加长块上设有齿条，抬高块的高度尺寸不同。与现有技术相比，本工业排风扇能实现待调的各个零部件进行同步调节，且调节过程中相邻两个零部件的间距始终是相同的。

Description

一种带有间距调节部件的温度智慧化调节工业排风扇

技术领域

本发明属于工业用品技术领域，涉及一种带有间距调节部件的温度智慧化调节工业排风扇。

背景技术

大部分工业生成的车间都会产生一定的热量，为了将这些热量排除，需要用到体积、风力相比家用电扇都更大的工业用扇，因为不同的工作环境下室温以及工业设备的产热也会有所不同，工业用扇的风力也是可以通过多个挡位来进行调节，这样就能适应环境温度产生的差异，合适的风力大小更能够达到环境散热、人体散热与风扇能耗的均衡，而挡位调节的过程则需要操作员手工完成，而且人体有时候无法通过自我感知估算准确的外界温度，所以风力挡位调节后是否最合适于该环境下也无法得到最为准确的判断。

对此申请人提供了一种工业用扇的挡位自动调节装置，来实现风力大小能通过周围环境温度进行自适应调节，但是该装置在调试的过程中，有部分零件需要始终处于间距一致的状态，如何控制这个间距的一致性，成为了一道难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的风扇挡位调节过程不便的问题，而提出的一种带有间距调节部件的温度智慧化调节工业排风扇。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种带有间距调节部件的温度智慧化调节工业排风扇，包括风扇本体，风扇本体包括挡位自动调节装置和间距调节部件，该挡位自动调节装置包括活动体，活动体上横向穿透设有槽孔，槽孔内设置有若干间距相同的导电杆，其特征在于：间距调节部件包括固定设置在活动体上的支架板和滑动设置在槽孔内的若干数量与导电杆一致的支撑块，各支撑块的间距尺寸一致，支撑块采用绝缘材料制成，支架块上横向穿透开设有穿孔，导电杆固定设置在穿孔内且其两端延伸出穿孔外，支撑块固定设有抬高块，抬高块的顶端设有加长块，加长块上设有齿条，抬高块的高度尺寸不同，以最外端的两个支撑块的虚拟中心面为基准面，越靠近基准面的抬高块高度越高，相对于基准面对称的两个抬高块处于同一平面，而在基准面同一侧的抬高块均不处于同一平面，支架板上穿有开设有若干转孔，转孔内转动设有若干转轴，转轴的一端设有联动齿轮，各联动齿轮的规格参数均相同且处于同一平面上，转轴的另一端设有扩缩齿轮，联动齿轮和扩缩齿轮分别处于支架板的两侧，部分转轴的长度不同以使得部分扩缩齿轮处于不同的平面，扩缩齿轮与其对应位置的齿条啮合，处于同一平面上的扩缩齿轮的规格参数一致，越远离基准面的扩缩齿轮半径越大，假设基准面同一侧中最靠近基准面的扩缩齿轮半径为r，则距离该基准面第n近的扩缩齿轮的半径为(2n-1)r或nr，支架板上转动设有绷紧杆和调节杆，绷紧杆上设有绷紧齿轮，调节杆上设有调节齿轮，调节齿轮的外端延伸设有调节手柄，绷紧齿轮和调节齿轮上挂设有齿带，该齿带具有参数相同的内齿和外齿，内齿与基准面一侧的联动齿轮内啮合，外齿与基准面另一侧的联动齿轮外啮合，外啮合的联动齿轮相比外啮合的联动尺寸更靠近绷紧齿轮和调节齿轮。

在上述的一种带有间距调节部件的温度智慧化调节工业排风扇中，所述的槽孔底面设有限位槽，支撑块的底面设有限位块，限位块滑动设置在限位槽内。

在上述的一种带有间距调节部件的温度智慧化调节工业排风扇中，所述的槽孔中间设有限位体。

与现有技术相比，本工业排风扇能实现各个导电杆的同步调节，且调节过程中相邻两个导电杆的间距始终是相同的。

附图说明

图1是间距调节部件应用于挡位自动调节装置后上方视角的结构示意图；

图2是间距调节部件应用于挡位自动调节装置后一侧视角的结构示意图；

图3是间距调节部件应用于挡位自动调节装置后另一侧视角的结构示意图；

图4是间距调节部件下方视角的结构示意图；

图5是间距调节部件在调整前后的各导电体之间位置关系坐标图；

图6是间距调节部件在调整前后导入具体数值后的各导电体之间位置关系坐标图；

图中，1、导线；2、电源；3、驱动电机；4、导电头；5、筒体；6、活动体；7、磁体；8、导电杆；9、吸附体；10、气口；11、弹性件；12、挡盘；13、支架板；14、槽孔；15、支撑块；16、抬高块；17、加长块；18、齿条；19、转轴；20、联动齿轮；21、扩缩齿轮；22、绷紧齿轮；23、调节齿轮；24、调节手柄；25、齿带；26、限位槽；27、限位块；28、限位体。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本设计为了方便理解，本文案中附图中将相邻两个导电杆8的间距绘制成了肉眼可见的较宽宽度，而实际运用过程中，相邻两个导电杆8的间距是十分微小的。

本带有间距调节部件的温度智慧化调节工业排风扇包括挡位自动调节装置和间距调节部件，

申请人先对挡位自动调节装置的结构以及原理进行阐述：

如图1～4所示，挡位自动调节装置包括驱动组件和调节组件，驱动组件包括若干导线1、用于提供能源的电源2、用于驱动工业用扇进行转动的驱动电机3，电源2与驱动电机3通过导线1串联，导线1的最外端两端端部均设有用于外接的导电头4，调节组件包括筒体5、活动体6、磁体7，筒体5水平固定设置且它在水平方向上开设有活动孔，活动孔内滑动设置着活动体6，活动体6与活动孔之间形成容腔，容腔内设有气体，活动体6采用绝缘材质制成，活动体6上水平等间隔设有若干导电杆8，各导电杆8的电阻阻值均不同，越靠近筒体5的导电杆8电阻阻值越小，两个导电头4对向固定设置并处于活动体6移动的路径上，活动体6移动后各导电杆8的两端端部均能与导电头4对接形成通路，磁体7固定设置并处于互动体体移动的路径上，导电头4上固定设有具有吸磁性的吸附体9，磁体7能将最靠近它的吸附体9吸附到距离它最近的位置且该位置处必然有导电杆8与导电头4完成对接。

起初，当温度过低时，容腔内的气体处于收缩状态，且外界空气给予活动体6的压力比磁体7给予吸附体9的吸附力大得多的情况下，活动体6处于图3的状态，此时没有任何导电杆8与导电头4对接形成驱动组件的通路，所以驱动电机3停止运作，随着外界环境温度升高，气体逐渐膨胀，当膨胀到一定值时磁体7给予吸附体9的吸力能够克服空气给予活动体6的压力以及活动体6与筒体5之间的摩擦力后，磁体7就会将导电杆8吸附过来，使驱动组件通路，该处的导电杆8本身的电阻阻值是最大的，当气体持续膨胀后，容腔内部气压会逐渐变大，直到气压给予活动体6的压力足以克服磁体7给予该处吸附体9的吸附力，就能使该处导电杆8缓慢地离开导电头4，当它们完全分离后，因为相邻导电杆8的间距的微小性，配合磁体7的吸附性后与之前相邻的另一个导电杆8就会在极短的瞬间与导电头4对接上，但是该导电杆8自身的阻值与之前的不同，所以最终驱动电机3输出的功率也就发生了变化。

至于功率是如何变化的，我们首先进行假设，倘若电源2两端的电压为U(实际上这里的电压就是国标用电，即为220V)，整条电路的电流为I，驱动电机3的电阻为R1，导电杆8的电阻为R2，为了便于计算将导线1的电阻忽略不计，那么，根据串联电路的物理学公式可得：

整条电路产生的总功率P(总)＝UI＝U²/(R1+R2)，

驱动电机3的功率P(驱)＝I²R1＝[U/(R1+R2)]²R1＝U²R1/(R1+R2)²，

其中，U是定值，R1也为定值(温度带来的影响微乎其微，可以忽略)，那么P(总)和P(驱)的值完全由R2决定，而因为越靠近筒体5的导电杆8电阻阻值越小，说明外界温度变大后，容腔内的气压变大，与导电头4对接的导电杆8的电阻阻值R2会变小，R2在P(总)和P(驱)的公式里处于分母位，所以P(总)和P(驱)都增大了，驱动电机3的功率增大后风扇的转速会提高，散热效果也就会更高。

反之，当温度降低时，容腔内气压变小，与导电头4对接的导电杆8的电阻阻值R2会变大，P(总)和P(驱)均减小，散热效果会降低，但是消耗的能量也相应地降低了。

根据上述论述，可以知晓本发明基于气体热胀冷缩的原理，通过容腔内气体因外界环境温度产生的变化，产生膨胀或收缩的效果改变了内部气压，来进行自动的挡位切换，不同电阻阻值的导电杆8对应了不同的挡位。

其中，有一个非常关键的要素在于磁体7与吸附体9的设计，因为相邻两个导电杆8之间是有具有间隔的，容腔内部气压的变化产生活动体6移动后，倘若两个导电头4恰好处于相邻两个导电杆8的间隔之间，就会使驱动组件断路，导致长时间的“空挡”情况，所以，为了应对该问题，磁体7与吸附体9的关键因素就体现出来了，它们的相吸效果会自动实现将最近的导电杆8移动到与导电头4对接的位置，当然，为了实现这个过程，磁体7的磁性力要足够地大，而且活动体6与筒体5的接触面要足够光滑，在保证磁体7的给予吸附体9的吸附力能够克服活动体6对筒体5的摩擦力以及容腔内气体的气压或外界空气的气压给予筒体5的压力后，磁体7就能迫使与其最近的吸附体9吸附到距离其最近的位置，也就是带动活动体6移动，实现导电杆8与导电头4的对接。

当然，采用磁体7与吸附体9只能够避免长时间的空挡问题，但是在导电头4与导电杆8脱离的瞬间总归是有空挡的存在，本设计只是通过这种结构尽量地避免了空挡的时间间隔，而空挡的具体间隔时间很大一部分取决于相邻两个导电杆8的间距，只要将这个间距设计的足够小，那么这个空档期也就微乎其微，而且，为了减少空挡时间，还可以将导电杆8两个端面的横向长度加长，因为导电头4与导电杆8的端面是点接触的，只要接触到任何一个点就会形成通路，所以导电杆8相对于导电头4因为气压改变而进行的横向移动过程中，原来的导电杆8始终会形成通路，直到之前的导电杆8的边缘与导电头4脱离脱离后，只要容腔气压再度变化丝毫后就会使之后的相邻导电杆8边缘与导电头4对接上形成另一条通路。

如图1所示，筒体5上开设有一容腔连通的气口10，气口10上可拆卸设有活塞。

气口10的尺寸十分微小，它的作用有很多：

可以对容腔内冲入气体；

在调试的过程中当容腔内气压过大且磁体7的吸附力还没有选取到适合值，吸附力过大导致足够大的气压也不足以推动活动体6时，该气口10起到卸压的作用，避免气压达到一定值的一瞬间将活动体6冲出；

也可以在活塞打开的情况下使用，只要保证容腔内的气体膨胀或收缩的的效率比从气口10排出或吸入的效率大得多，就可以忽略气孔一直处于打开状态所带来的影响，而气口10一直打开时，还能启动一定的卸压效果，起到保护作用。

如图3所示，导电头4的外端端部为弧面，导电头4内部开设有弹性孔，弹性孔内设有弹性件11，弹性件11的两端分别固定设置在导电头4的弹性孔底面和导线1的端面上。

将端部的导线1进行固定，然后将导电头4通过弹性件11设置在这导线1端部，当导电杆8经过时，导电头4被导电杆8挤压后向后退位，但是此时导电头4已经和导电杆8接触了，所以形成通路，导电杆8经过后，在弹性件11的作用下导电头4归位，该设计是为了保证导电头4与导电杆8进行紧密的接触，这个紧密的贴合效果就又弹性件11来完成。

如图3所示，活动体6上固定设有一圈挡盘12，挡盘12位于筒体5与导电杆8之间，挡盘12的设计是为了防止活动体6过分收缩，使得活动体6上的部分零部件撞到筒体5的边缘造成零部件的损坏，当容腔内气压太小时，就容易产生这种现象，但是拥有了挡盘12以后可以避免该情况。

以上设计只提供结构以及原理，至于具体的如何选择磁体7的磁性性能、筒体5与活动体6接触表面的材质、气体的原料，以及各导电杆8之间的间距应该选取具体怎样的数据，则需要进行计算与实验才能获得。

所以，在该挡位自动调节装置投入使用之前，需要根据不同的外界环境进行调试，而各导电杆8之间的间距间隔需要一致才能保证温度的临界段位点的大小也是一致的，在调试的过程中，如果导电杆8的数量太多，每次调整完各个导电杆8的位置后，还要进行测量及对准，因为导电杆8之间的间距十分微小，所以测量和对准的过程会十分困难，对此，本发明存在目的，就是用以在调试过程中保证各个导电杆8的间距的一致性。

以上是对挡位自动调节装置的结构原理所进行的描述，接下来是本发明的结构并结合本发明所应用的挡位自动调节装置后的结构以及原理：

如图1～4所示，本发明包括固定设置在活动体6上的支架板13，活动体6上还横向穿透设有槽孔14，槽孔14内滑动设有若干数量与导电杆8一致的支撑块15，各支撑块15的间距尺寸一致，支撑块15采用绝缘材料制成，支架块上横向穿透开设有穿孔，导电杆8固定设置在穿孔内且其两端延伸出穿孔外，支撑块15固定设有抬高块16，抬高块16的顶端设有加长块17，加长块17上设有齿条18，抬高块16的高度尺寸不同，以最外端的两个支撑块15的虚拟中心面为基准面，越靠近基准面的抬高块16高度越高，相对于基准面对称的两个抬高块16处于同一平面，而在基准面同一侧的抬高块16均不处于同一平面，支架板13上穿有开设有若干转孔，转孔内转动设有若干转轴19，转轴19的一端设有联动齿轮20，各联动齿轮20的规格参数均相同且处于同一平面上，转轴19的另一端设有扩缩齿轮21，联动齿轮20和扩缩齿轮21分别处于支架板13的两侧，部分转轴19的长度不同以使得部分扩缩齿轮21处于不同的平面，扩缩齿轮21与其对应位置的齿条18啮合，处于同一平面上的扩缩齿轮21的规格参数一致，越远离基准面的扩缩齿轮21半径越大，假设基准面同一侧中最靠近基准面的扩缩齿轮21半径为r，则距离该基准面第n近的扩缩齿轮21的半径为(2n-1)r或nr，支架板13上转动设有绷紧杆和调节杆，绷紧杆上设有绷紧齿轮22，调节杆上设有调节齿轮23，调节齿轮23的外端延伸设有调节手柄24，绷紧齿轮22和调节齿轮23上挂设有齿带25，该齿带25具有参数相同的内齿和外齿，内齿与基准面一侧的联动齿轮20内啮合，外齿与基准面另一侧的联动齿轮20外啮合，外啮合的联动齿轮20相比外啮合的联动尺寸更靠近绷紧齿轮22和调节齿轮23。

本文中所出现的附图是采用偶数个导电杆8的情况下，以下论述结合附图的说明也均基于偶数个导电杆8。

之所以要将扩缩齿轮21、抬高块16、加长块17错开设计，主要是因为扩缩齿轮21的尺寸相差很大，特别是最大的扩缩齿轮21和最小的扩缩齿轮21之间，半径相差很多，经过平方换算成面后差异更加明显，如果不错开很容易产生穿模的现象，在制造过程中也就会产生干涉而无法装配的情况。

而本发明之所以采用以上的对称形式，主要目的是为了节省空间，实际上如果采用单侧的形式也能完成，但是从(2n-1)的公式不难看出，如果采用单侧的形式，最大的扩缩齿轮21的尺寸就会非常大，在部件的安放过程中很容易因为空间问题产生干扰。

对此本部件采用了同时具有内齿和外齿的齿带25，并且以这个用于进行对称的基准面为中心面，一侧的联动齿轮20均采用内齿联动，另一侧的联动齿轮20均采用外齿联动，采用以上设计，齿带25在同方向周转时，处于基准面一侧的联动齿轮20均同步同速率正转，处于基准面另一侧的联动齿轮20均同步同速率反转，转轴19通过扩缩齿轮21输出给齿条18后，最终处于基准面两侧的导电杆8就会以对称的形式相互靠近或远离，而为了使导电杆8在移动过程中，相邻两者之间的间距一致性，扩缩齿轮21的尺寸大小就需要进行合理的设计，因为所有联动齿轮20均在齿带25的带动下进行转动，所以所有转轴19的转速均是相同的，也就是扩缩齿轮21的角速度是相同的，根据角速度和线速度的公式V＝WR，在角速度相同的情况下，扩缩齿轮21与齿条18接触点的线速度完全由扩缩齿轮21的半径R决定，而距离中心基准面第n近的扩缩齿轮21的半径为(2n-1)r，代入数据可得知，靠近基准面的第1个扩缩齿轮21的半径为r，第2个为3r，第3个为5r，第4个为7r，依次类推，之所以要采用这样的尺寸设计方案，可以引入坐标系来详解：

如图5所示，进行调整之前，假设基准面所在的坐标位置为0，最靠近基准面的两个导电杆8的坐标位置为a和-a，靠近基准面的第2近的两个导电杆8的坐标位置为3a和-3a，靠近基准面的第3近的两个导电杆8的坐标位置为5a和-5a，不难看出，此时相邻两个导电杆8的间距为2a。

进行调整以后，因为最靠近基准面的扩缩齿轮21的半径为r，第2个为3r，第3个5r，所以，当最靠近基准面的两个导电杆8移动了b的距离后，第靠近基准面的第2近的两个导电杆8就会移动3b，靠近基准面的第3近的两个导电杆8就会移动5b，从坐标上看，它们虽然移动了不同的距离，但是最终相邻两者之间的间距依然是相同的数值即2(a+b)，也就是说不论怎么调整导电杆8之间的间距肯定都是相同的。

为了便于理解，我们还可以代入数据，如图6所示，调整之前，相邻两个导电杆8的间距为2cm，但最靠近基准面的导电杆8移动了1cm的距离时，第2靠近基准面的导电杆8会移动3cm，第3靠近基准面的导电杆8会移动5cm，它们各自处于新的坐标点上，但是间距均从原来的2cm变成了4cm，这也就是为什么距离中心基准面第n近的扩缩齿轮21的半径为(2n-1)r的由来。

以上论述以及附图都是基于导电杆8具有偶数个情况下，当然导电杆8也可以是奇数个，此时处于中心处的导电杆8恰好处于论述中的虚拟中心基准面上，这个导电杆8静止不动即可，然后在奇数个导电杆8的前提下，要最靠近基准面的两个导电杆8的间距就不是这两者的间距了，而是这两者与中间导电杆8的间距，所以此时扩缩齿轮21的半径公式应当为nr，其它的实施原理不变。

如图3所示，槽孔14底面设有限位槽26，支撑块15的底面设有限位块27，限位块27滑动设置在限位槽26内，该设计是为了防止支撑块15从槽空内横向脱离。

如图3所示，槽孔14中间设有限位体28，限位体28的存在可以有效防止在同步内缩的调试过程中最靠近基准面的两个扩缩齿轮21因为过度内存而产生碰撞的现象。

调节完成后，只需要将任意的联动齿轮20或扩缩齿轮21固定锁死，或者将齿带25、绷紧齿轮22、调节齿轮23、调节手柄24中的任意一个锁死，就能完成整体固定，因为从机械角度分析，整个结构的运动副只有一个，只要其中的一个零部件被锁死整个结构就能完成锁定。

应该理解，在本发明的权利要求书、说明书中，所有“包括……”均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有……”，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含……”。

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。

Claims (3)

1.一种带有间距调节部件的温度智慧化调节工业排风扇，包括风扇本体，风扇本体包括挡位自动调节装置和间距调节部件，挡位自动调节装置包括活动体(6)，活动体(6)上横向穿透设有槽孔(14)，槽孔(14)内设置有若干间距相同的导电杆(7)，其特征在于：间距调节部件包括固定设置在活动体(6)上的支架板(13)和滑动设置在槽孔(14)内的若干数量与导电杆(7)一致的支撑块(15)，各支撑块(15)的间距尺寸一致，支撑块(15)采用绝缘材料制成，支架块上横向穿透开设有穿孔，导电杆(7)固定设置在穿孔内且其两端延伸出穿孔外，支撑块(15)固定设有抬高块(16)，抬高块(16)的顶端设有加长块(17)，加长块(17)上设有齿条(18)，抬高块(16)的高度尺寸不同，以最外端的两个支撑块(15)的虚拟中心面为基准面，越靠近基准面的抬高块(16)高度越高，相对于基准面对称的两个抬高块(16)处于同一平面，而在基准面同一侧的抬高块(16)均不处于同一平面，支架板(13)上穿有开设有若干转孔，转孔内转动设有若干转轴(19)，转轴(19)的一端设有联动齿轮(20)，各联动齿轮(20)的规格参数均相同且处于同一平面上，转轴(19)的另一端设有扩缩齿轮(21)，联动齿轮(20)和扩缩齿轮(21)分别处于支架板(13)的两侧，部分转轴(19)的长度不同以使得部分扩缩齿轮(21)处于不同的平面，扩缩齿轮(21)与其对应位置的齿条(18)啮合，处于同一平面上的扩缩齿轮(21)的规格参数一致，越远离基准面的扩缩齿轮(21)半径越大，假设基准面同一侧中最靠近基准面的扩缩齿轮(21)半径为r，则距离该基准面第n近的扩缩齿轮(21)的半径为(2n-1)r或nr，支架板(13)上转动设有绷紧杆和调节杆，绷紧杆上设有绷紧齿轮(22)，调节杆上设有调节齿轮(23)，调节齿轮(23)的外端延伸设有调节手柄(24)，绷紧齿轮(22)和调节齿轮(23)上挂设有齿带(25)，该齿带(25)具有参数相同的内齿和外齿，内齿与基准面一侧的联动齿轮(20)内啮合，外齿与基准面另一侧的联动齿轮(20)外啮合，外啮合的联动齿轮(20)相比外啮合的联动尺寸更靠近绷紧齿轮(22)和调节齿轮(23)。

2.根据权利要求1所述的一种带有间距调节部件的温度智慧化调节工业排风扇，其特征在于：所述的槽孔(14)底面设有限位槽(26)，支撑块(15)的底面设有限位块(27)，限位块(27)滑动设置在限位槽(26)内。

3.根据权利要求1或2所述的一种带有间距调节部件的温度智慧化调节工业排风扇，其特征在于：所述的槽孔(14)中间设有限位体(28)。

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