CN113653660B - 一种异相轮轴开合截断涡环装置及三通涡环激励景观装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异相轮轴开合截断涡环装置及三通涡环激励景观装置，包括轴流风机、送风壳体和驱动组件，送风壳体的顶部设有进风口，轴流风机设置于进风口，送风壳体上设有一个或多个出风口，每个出风口的前端均设有异相轮轴截断装置，异相轮轴截断装置设置于送风壳体内，每个出风口的外端均连接有渐缩喷口，驱动组件与异相轮轴截断装置连接。本发明能够连续不间断地同时产生多个涡环，提高了气流的利用率和工作效率。

Description

一种异相轮轴开合截断涡环装置及三通涡环激励景观装置

技术领域

本发明涉及流体力学技术领域，具体涉及一种异相轮轴开合截断涡环装置及三通涡环激励景观装置。

背景技术

现有的利用涡环来制作景观和娱乐的设备主要是产生单个涡环，或者产生多组互不干涉的涡环，利用涡环的形态特征来实现美观和娱乐的目的，单纯利用涡环的形态特征实现美观与娱乐相对比较单一乏味，由涡环的对撞实验可以发现，两个相同参数的涡环迎面发生对撞以后，会产生类似烟花一般的爆炸效果，视觉上面更具冲击性，并且带有尾迹的涡环也相对具备一定的观赏特性，因此需要设计一种景观设备，可以同时产生多组对冲涡环实现爆炸效果，且对冲涡环产生的间隙可以产生尾迹涡环，使得装置的视觉效果更上一层。

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，提供了一种异相轮轴开合截断涡环装置及三通涡环激励景观装置，能够连续不间断地同时产生多个涡环，提高了气流的利用率和工作效率。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种异相轮轴开合截断涡环装置，包括轴流风机、送风壳体和驱动组件，送风壳体的顶部设有进风口，轴流风机设置于进风口，送风壳体上设有一个或多个出风口，每个出风口的前端均设有异相轮轴截断装置，异相轮轴截断装置设置于送风壳体内，每个出风口的外端均连接有渐缩喷口，驱动组件与异相轮轴截断装置连接。

按照上述技术方案，异相轮轴截断装置包括多个对冲涡环轮轴，多个对冲涡环轮轴横向并排布置于出风口前端，每个对冲涡环轮轴的一端均设有传动齿轮，相邻对冲涡环轮轴上的传动齿轮相互啮合，驱动组件与其中一个对冲涡环轮轴连接，每个对冲涡环轮轴上套设有截断开启柱，初始位置时，各对冲涡环轮轴上的截断开启柱外缘相互触碰贴合，遮蔽相应的出风口，出风口关闭，当驱动组件带动各对冲涡环轮轴旋转至一定角度后，各对冲涡环轮轴上的截断开启柱外缘相互不接触，之间形成间隙，出风口开启。

按照上述技术方案，截断开启柱的截面为圆弧矩形。

按照上述技术方案，送风壳体的底部设有出风口，作为尾迹涡环出风口，送风壳体的侧壁上沿周向设有多个出风口，作为对冲涡环出风口。

按照上述技术方案，对冲涡环出风口的个数为两个，两个对冲涡环出风口的轴向相互垂直。

按照上述技术方案，位于送风壳体底部出风口的异相轮轴截断装置中的各对冲涡环轮轴为尾迹涡环轮轴，对冲涡环轮轴上的截断开启柱外缘曲率比尾迹涡环轮轴上的截断开启柱外缘曲率更大。

按照上述技术方案，驱动组件包括电机、二号锥齿轮和主驱动轴，电机的输出端与主驱动轴连接，二号锥齿轮套设于主驱动轴上，异相轮轴截断装置的其中一个对冲涡环轮轴上设有一号锥齿轮，一号锥齿轮与二号锥轮啮合。

按照上述技术方案，送风壳体的底部设有出风口，作为尾迹涡环出风口，送风壳体的侧壁上沿周向设有多个出风口，作为对冲涡环出风口；

尾迹涡环出风口的异相轮轴截断装置中各对冲涡环轮轴均未设有一号锥齿轮，尾迹涡环出风口的异相轮轴截断装置中的一个对冲涡环轮轴通过传动带与对冲涡环出风口的异相轮轴截断装置中的一个对冲涡环轮轴连接。

按照上述技术方案，异相轮轴截断装置和相应出风口之间设有整流板。

一种基于异相轮轴开合的三通涡环激励景观装置，包括整机吊顶支架和4个异相轮轴开合截断涡环装置，4个异相轮轴开合截断涡环装置的上端与整机吊顶支架连接，4个异相轮轴开合截断涡环装置呈长方形或正方形正列布置，即布置于长方形或正方形的四角；

异相轮轴开合截断涡环装置的送风壳体的底部设有出风口，作为尾迹涡环出风口，送风壳体的侧壁上沿周向设有两个出风口，作为对冲涡环出风口，两个对冲涡环出风口的轴向相互垂直；相邻两个异相轮轴开合截断涡环装置的对冲涡环出风口两两相对布置。

本发明具有以下有益效果：

1、所述的异相轮轴开合截断涡环装置，能够连续不间断地同时产生多个涡环，提高了气流的利用率和工作效率。

2、所述的基于异相轮轴开合的三通涡环激励景观装置实现同时产生四组水平运动的对冲涡环，在涡环相互碰撞产生爆炸效果的间隙，多余的气体产生竖直向下运动的尾迹涡环；单个三通涡环激励器在一个产生周期内同时产生六个涡环，四个对冲涡环，两个尾迹涡环，四个三通涡环激励器在一个周期内产生的16个对冲涡环发生对冲碰撞，碰撞后产生爆炸般的效果，极大的提高了观赏的趣味性；在对冲涡环产生的截断的间隙，由于流道封闭，装置内会产生一部分多余气体，本装置利用这部分多余气体产生尾迹涡环，最大限度提高了气流的利用率，通过设计两种曲率不同的对冲轮轴和尾迹轮轴，保证产生的对冲涡环是最佳长径比的涡环，而产生的尾迹涡环则带有一条长长的尾迹。观赏性也一定程度提升。

附图说明

图1是本发明实施例中基于异相轮轴开合的三通涡环激励景观装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中异相轮轴开合截断涡环装置的爆炸示意图；

图3是本发明实施例中整机吊顶支架的结构示意图；

图4是本发明实施例中异相轮轴截断装置的结构示意图；

图5是本发明实施例中对冲涡环轮轴的结构示意图；

图6是本发明实施例中驱动组件的结构示意图；

图7是本发明实施例中尾迹涡环轮轴的截面示意图；

图8是本发明实施例中对冲涡环轮轴的截面示意图；

图9是本发明实施例中三通涡环激励器机架的结构示意图；

图10是图9的仰视图；

图中，1-整机吊顶支架，2-整流板，3-轴流风机，4-三通涡环激励器机架，5-方圆渐变减缩喷口，6-电机，7-一号锥齿轮，8-二号锥齿轮，9-主驱动轴，10-端部对冲涡环轮轴，11-对冲涡环轮轴，12-传动带，13-传动齿轮，14-尾迹涡环轮轴，15-端部尾迹涡环轮轴。

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10所示，本发明提供的一个实施例中的异相轮轴开合截断涡环装置，包括轴流风机3、送风壳体和驱动组件，送风壳体的顶部设有进风口，轴流风机3设置于进风口，送风壳体上设有一个或多个出风口，每个出风口的前端(出风口的前端即出风口的内端)均设有异相轮轴截断装置，异相轮轴截断装置设置于送风壳体内，每个出风口的外端均连接有渐缩喷口，驱动组件与异相轮轴截断装置连接；驱动组件带动异相轮轴截断装置动作，实现相应出风口的截断或开启。

进一步地，异相轮轴截断装置包括多个对冲涡环轮轴11，多个对冲涡环轮轴11横向并排布置于出风口前端，同一个异相轮轴截断装置中的对冲涡环轮轴11布置于同一平面上，每个对冲涡环轮轴11的一端均设有传动齿轮13，相邻对冲涡环轮轴11上的传动齿轮13相互啮合，驱动组件与其中一个对冲涡环轮轴11连接，每个对冲涡环轮轴11上沿长度方向套设有截断开启柱，初始位置时，各对冲涡环轮轴11上的截断开启柱外缘相互触碰贴合连接，遮蔽相应的出风口，出风口关闭，当驱动组件带动各对冲涡环轮轴11旋转至一定角度后，各对冲涡环轮轴11上的截断开启柱外缘相互不接触，之间形成间隙，出风口开启。

进一步地，截断开启柱的截面为圆弧矩形。

进一步地，圆弧矩形是指包括一个矩形和两个半圆形，两个半圆形对称布置于矩形的两端，半圆的直径与矩形的边线共线，半圆弧朝外布置；矩形的两个短边线与半圆形连接，为小圆弧截断面，矩形的两个长边线做倒圆或弧面处理，作为大圆弧开启面，当各对冲涡环轮轴11旋转一定角度后，各相邻截断开启柱的小圆弧截断面相互触碰连接，遮蔽相应的出风口，出风口关闭，当各对冲涡环轮轴11旋转回到初始位置时，各相邻对冲涡环轮轴11的大圆弧开启面相对，互不接触形成间隙，出风口开启。

进一步地，送风壳体的底部设有出风口，作为尾迹涡环出风口，送风壳体的侧壁上沿周向设有多个出风口，作为对冲涡环出风口。

进一步地，对冲涡环出风口的个数为两个，两个对冲涡环出风口的轴向相互垂直，两个对冲涡环出风口布置于矩形送风壳体的相邻两个侧面上。

进一步地，位于送风壳体底部出风口的异相轮轴截断装置中的各对冲涡环轮轴为尾迹涡环轮轴14，对冲涡环轮轴上的截断开启柱外缘曲率比尾迹涡环轮轴14上的截断开启柱外缘曲率更大。

进一步地，对冲涡环轮轴上的大圆弧开启面的曲率比尾迹涡环轮轴14上的大圆弧开启面的曲率更大。

进一步地，最外端的尾迹涡环轮轴与传动带连接，该最外端的尾迹涡环轮轴为

进一步地，驱动组件包括电机6、二号锥齿轮8和主驱动轴9，电机6的输出端与主驱动轴9连接，二号锥齿轮8套设于主驱动轴9上，异相轮轴截断装置的其中一个对冲涡环轮轴上设有一号锥齿轮7，一号锥齿轮7与二号锥轮啮合；电机6通过一号锥齿轮7和二号锥齿轮8带动各异相轮轴截断装置的对冲涡环轮轴转动。

进一步地，一号锥齿轮7套设于异相轮轴截断装置一个最外端的对冲涡环轮轴上，该套设有一号锥齿轮7的对冲涡环轮轴为端部对冲涡环轮轴10。

进一步地，送风壳体的底部设有出风口，作为尾迹涡环出风口，送风壳体的侧壁上沿周向设有多个出风口，作为对冲涡环出风口；

尾迹涡环出风口的异相轮轴截断装置中各对冲涡环轮轴均未设有一号锥齿轮7，尾迹涡环出风口的异相轮轴截断装置中的一个对冲涡环轮轴通过传动带12与对冲涡环出风口的异相轮轴截断装置中的一个对冲涡环轮轴连接。

进一步地，异相轮轴截断装置和相应出风口之间设有整流板2，整流板2为方形。

一种基于异相轮轴开合的三通涡环激励景观装置，包括整机吊顶支架1和4个异相轮轴开合截断涡环装置，4个异相轮轴开合截断涡环装置的上端与整机吊顶支架1连接，4个异相轮轴开合截断涡环装置呈长方形或正方形正列布置，即布置于长方形或正方形的四角；

异相轮轴开合截断涡环装置的送风壳体的底部设有出风口，作为尾迹涡环出风口，送风壳体的侧壁上沿周向设有两个出风口，作为对冲涡环出风口，两个对冲涡环出风口的轴向相互垂直；相邻两个异相轮轴开合截断涡环装置的对冲涡环出风口两两相对布置。

进一步地，送风壳体即为三通涡环激励器机架4，送风壳体为长方腔体，侧面为矩形面，底面为正方形面，渐缩喷口为方圆渐变减缩喷口5。

本发明的工作原理：参照图1所示，本发明提供的一种基于异相轮轴开合的三通涡环激励景观装置，初始，轴流风机3将外界气体泵入装置内部，此时尾迹涡环轮轴14处于开启状态，对冲涡环轮轴11处于小圆弧截面1002啮合的关闭状态，气流自下部流出，下一时刻，在电机6的驱动下，主驱动轴9旋转带动二号锥齿轮8旋转，进而带动与之啮合的两个一号锥齿7轮旋转，进而两个锥齿轮带7动分别与之连接的两个端部对冲涡环轮轴10旋转，两个端部对冲涡环轮轴10旋转进而使得与之连接的传动齿轮13旋转，进而带动两组对冲涡环轮轴组旋转，与尾迹涡环轮轴14轴线平行的一组对冲涡环轮轴的最后一个轮轴通过传动带12与端部尾迹涡环轮轴15连接，即尾迹涡环轮轴并不是靠锥齿轮驱动，而是靠与对冲涡环轮轴相连的传动带12驱动。当对冲涡环轮轴10转过一定角度后，小圆弧截断面1002不再相互接触啮合，大圆弧开启面1003将两个对冲涡环流道开启，而此时尾迹涡环轮轴14旋转过一定角度后，小圆弧截断面1002相互接触啮合，流道关闭。尾迹涡环产生。下一时刻，对冲涡环轮轴10的小圆弧截断面1002再次相互接触啮合，对冲涡环流道关闭，对冲涡环产生后水平运动，在传播一定距离后，与另一个三通涡环激励器产生的对冲涡环相互碰撞，产生烟雾爆炸的效果。四个三通涡环激励器一次产生八个对冲涡环，八个对冲涡环两两相互对冲碰撞以后产生四个爆炸烟雾的效果。在对冲涡环截断产生的同时，尾迹涡环流道重新开启。此为一个产生周期，一个产生周期内异相轮轴两次开启两次关闭，四个三通涡环激励器共产生16个对冲涡环，八个尾迹涡环。异相轮轴中小圆弧截断面的弧长与异相轮轴的转速的比值即为涡环的脉冲频率。保持大曲率的大圆弧开启面产生的对冲涡环的气流长径比为最佳涡环产生条件后，小曲率的大圆弧开启面产生的尾迹涡环的气流长径比大于最佳产生条件后，涡环传播途中就会产生尾迹，进一步增加观赏效果。

本发明提供的一个实施例中的一种基于异相轮轴开合的三通涡环激励景观装置，包括送风装置、异相轮轴截断装置，四组异相轮轴截断装置设置于送风装置的四组三通涡环激励器内部，气流经过异相轮轴截断后，产生多组水平运动的对冲涡环与竖直向下运动的尾迹涡环，每组对冲涡环撞击后产生绚丽的爆炸效果，在对冲涡环产生的停顿间隙，多余的气流经过三通涡环激励器产生竖直向下运动的尾迹涡环，有助于提高娱乐场所的氛围，同时也是一种观赏性的景观装置。

进一步地，送风装置包括轴流风机3、整机吊顶支架1、四组三通涡环激励器机架4、方圆渐变减缩喷口5和方形整流板2。轴流风机3安装于各个三通涡环激励器机架4上部的进风口处402，方形整流板2和方圆渐变减缩喷口5安装于三通涡环激励器机架4的三个出风口处。

进一步地，整机吊顶支架1的主体四角分别设置有四个挺柱101，挺住下端设置有四个螺栓连接板102，螺栓连接板102通过螺栓与三通涡环激励器机架4固定相连。

进一步地，三通涡环激励器机架4主体为一长方体腔体，一端设置有轴流风机安装的进风口402与驱动装置的安装定位孔403，同时上部设置有与整机吊顶支架1相连的支撑板401，与进风口402对应的一端设置有尾迹涡环出风口，与尾迹涡环出风口垂直的两个相邻侧面设置有两个对冲涡环出风口。三通涡环激励器机架的三个出风口均设置有凸出的安装凸台404，方便安装方形整流板2与方圆渐变减缩喷口5，且三个出风口均偏置于长方体腔体的矩形一侧，未设置在矩形中心位置。

进一步地，三通涡环激励器机架4的尾迹涡环出风口与对冲涡环出风口内侧设置有异相轮轴的定位孔405，且三通涡环激励器机架内部设置有安装驱动组件的腔体406。

进一步地，异相轮轴截断装置包括电机6、一号锥齿轮7、二号锥齿轮8、主驱动轴9、端部对冲涡环轮轴10、对冲涡环轮轴11、传动带12、传动齿轮13、端部尾迹涡环轮轴15和尾迹涡环轮轴14。主驱动轴9上安装有二号锥齿轮8，电机6安装在主驱动轴9顶端，进而电机6驱动二号锥齿轮8运转。

进一步地，端部对冲涡环轮轴10由定位旋转轴1001、小圆弧截断面1002、大圆弧开启面1003和长驱动轴1004四部分组成，定位旋转轴1001与长驱动轴1004均安装于三通涡环激励器机架4的对冲涡环出风口的异相轮轴定位孔内405，在长驱动轴1004上还连接有传动齿轮13与一号锥齿轮7，一号锥齿轮7与主驱动轴9上的二号锥齿轮8啮合。

进一步地，对冲涡环轮轴11由定位旋转轴、小圆弧截断面、大圆弧开启面和驱动轴四部分组成，其于端部对冲涡环轮轴10的区别仅在于端部对冲涡环轮轴驱动轴1004相较于对冲涡环轮轴11更长，方便于安装一号锥齿轮7。五个对冲涡环轮轴11与一个端部对冲涡环轮轴10组成一个截断组，五个对冲涡环轮轴11的驱动轴上的传动齿轮13依次啮合后与端部对冲涡环轮轴长驱动轴1004上的传动齿轮13啮合。当主驱动轴9在电机6驱动下旋转时，驱动二号锥齿轮8旋转，进而驱动与二号锥齿轮8啮合的一号锥齿轮7旋转，进而驱动与一号锥齿轮7连接的端部对冲涡环轮轴10旋转，进而通过传动齿轮13驱动后续五个对冲涡环轮轴11的旋转。当端部对冲涡环轮轴与五个对冲涡环轮轴的小圆弧截断面1002啮合时，由于圆弧尺寸相同，其间没有空隙，因此此时处于流道闭合状态，当对冲涡环轮轴11与端部对冲涡环轮轴10旋转一定角度后，小圆弧截断面1002不再啮合，大圆弧开启面1003相对时，流道开启。

进一步地，对冲涡环轮轴11与尾迹涡环轮轴14的区别仅在于大圆弧开启面的曲率，对冲涡环轮轴大圆弧开启面曲率更大，流道开启的程度更低，尾迹涡环轮轴的大圆弧开启面曲率更小，流道开启程度更高。

进一步地，尾迹涡环轮轴14的驱动由带传动实现，传动带12一端连接在端部尾迹涡环轮轴15的驱动轴上，另一端连接在轴线相同方向的对冲涡环轮轴驱动轴11上。

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 (7)

1.一种基于异相轮轴开合的三通涡环激励景观装置，其特征在于，包括整机吊顶支架和4个异相轮轴开合截断涡环装置，4个异相轮轴开合截断涡环装置的上端与整机吊顶支架连接，4个异相轮轴开合截断涡环装置呈长方形或正方形正列布置，即布置于长方形或正方形的四角；

异相轮轴开合截断涡环装置包括风机、送风壳体和驱动组件，送风壳体的顶部设有进风口，风机设置于进风口，送风壳体上设有多个出风口，每个出风口的前端均设有异相轮轴截断装置，异相轮轴截断装置设置于送风壳体内，每个出风口的外端均连接有渐缩喷口，驱动组件与异相轮轴截断装置连接；

异相轮轴开合截断涡环装置的送风壳体的底部设有出风口，作为尾迹涡环出风口，送风壳体的侧壁上沿周向设有两个出风口，作为对冲涡环出风口，两个对冲涡环出风口的轴向相互垂直；相邻两个异相轮轴开合截断涡环装置的对冲涡环出风口两两相对布置。

2.根据权利要求1所述的基于异相轮轴开合的三通涡环激励景观装置，其特征在于，异相轮轴截断装置包括多个涡环轮轴，多个涡环轮轴横向并排布置于出风口前端，每个涡环轮轴的一端均设有传动齿轮，相邻涡环轮轴上的传动齿轮相互啮合，驱动组件与其中一个涡环轮轴连接，每个涡环轮轴上套设有截断开启柱，初始位置时，各涡环轮轴上的截断开启柱外缘相互触碰贴合，遮蔽相应的出风口，出风口关闭，当驱动组件带动各涡环轮轴旋转至一定角度后，各涡环轮轴上的截断开启柱外缘相互不接触，之间形成间隙，出风口开启。

3.根据权利要求2所述的基于异相轮轴开合的三通涡环激励景观装置，其特征在于，截断开启柱的截面为圆弧矩形。

4.根据权利要求2所述的基于异相轮轴开合的三通涡环激励景观装置，其特征在于，位于尾迹涡环出风口的异相轮轴截断装置中的各涡环轮轴为尾迹涡环轮轴，对冲涡环出风口的涡环轮轴上的截断开启柱外缘曲率比尾迹涡环轮轴上的截断开启柱外缘曲率更大。

5.根据权利要求2或3所述的基于异相轮轴开合的三通涡环激励景观装置，其特征在于，驱动组件包括电机、二号锥齿轮和主驱动轴，电机的输出端与主驱动轴连接，二号锥齿轮套设于主驱动轴上，异相轮轴截断装置的其中一个涡环轮轴上设有一号锥齿轮，一号锥齿轮与二号锥轮啮合。

6.根据权利要求5所述的基于异相轮轴开合的三通涡环激励景观装置，其特征在于，尾迹涡环出风口的异相轮轴截断装置中各涡环轮轴均未设有一号锥齿轮，尾迹涡环出风口的异相轮轴截断装置中的一个涡环轮轴通过传动带与对冲涡环出风口的异相轮轴截断装置中的一个涡环轮轴连接。

7.根据权利要求1所述的基于异相轮轴开合的三通涡环激励景观装置，其特征在于，异相轮轴截断装置和相应出风口之间设有整流板。

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