CN115570790A - 一种管道同心变径流量调节装置和增材制造设备及其自动零位校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道同心变径流量调节装置和增材制造设备及其自动零位校准方法，一种管道同心变径流量调节装置包括：壳体；孔径调节机构，所述孔径调节机构安装于所述壳体上，所述孔径调节机构上设有通孔，所述孔径调节机构对所述通孔的大小进行可连续地同心变径调节；驱动机构，所述驱动机构安装于所述壳体上并与所述孔径调节机构相连接，用于驱动所述孔径调节机构工作。本发明能实现管道截面同心变径调节，管道阻力呈线性变化，气密性良好，具备手动调节和自动控制等多种功能，可满足具有较高均匀性需求的流量调节的场合。

Description

一种管道同心变径流量调节装置和增材制造设备及其自动零 位校准方法

技术领域

本发明涉及管道流量调节技术领域，具体涉及一种管道同心变径流量调节装置和增材制造设备及其自动零位校准方法。

背景技术

通风管道的流量调节通常是在通风管道上设置流量调节阀来实现，流量调节阀如电动蝶阀、手动蝶阀、带刻度手动风阀等，流量调节阀调节通风管道内的流量时，会使通风管道内的流体被分向管壁，且通风管道阻力呈非线性，这为流量调节阀后端管道均风带来了极大的困难，而且此种调节方式气密性无法保证，不能满足有较高均匀性需求的管道流量调节的场合。

针对上述技术问题，本发明设计了一种全新的管道同心变径流量调节装置，能实现管道截面同心变径调节，管道阻力呈线性变化，调节量可精确计算，响应速度快，且气密性良好，具备手动调节和自动控制等多种功能，可满足具有较高均匀性需求的流量调节的场合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道同心变径流量调节装置，以解决现有通风管道流量调节时，通风管道阻力呈非线性，气密性无法保证，不能满足有较高均匀性需求的流量调节的技术问题。

本发明技术方案为：一种管道同心变径流量调节装置，包括：

壳体；

孔径调节机构，所述孔径调节机构安装于所述壳体上，所述孔径调节机构上设有通孔，所述孔径调节机构对所述通孔的大小进行可连续地同心变径调节；

驱动机构，所述驱动机构安装于所述壳体上并与所述孔径调节机构相连接，用于驱动所述孔径调节机构工作。

进一步地，所述孔径调节机构包括转动环和调节片，所述转动环上沿圆周均布设有多个腰型孔；所述调节片呈月牙形，所述调节片的数量为多个且与所述腰型孔的数量相同；每片所述调节片一端的侧面上设有定位销轴，另一端的相对侧面上设有所述定位销轴；

所述壳体内设有安装槽，所述安装槽的槽底沿圆周均布设有多个盲孔，所述盲孔的数量与所述腰型孔的数量相同，所述转动环和多片所述调节片位于所述安装槽内，多片所述调节片依次叠加形成环形结构，且每片所述调节片一端的定位销轴插入至相应的所述盲孔内，另一端的定位销轴插入至所述转动环上对应的腰型孔内，使多片所述调节片的内圆弧轮廓围成所述通孔；

所述驱动机构与所述转动环相连接；所述驱动机构驱动所述转动环转动时，多片所述调节片以所述盲孔内的定位销轴为支点同步摆动，从而同心变径调节所述通孔的大小。

进一步地，所述驱动机构包括驱动电机、驱动齿轮、传动齿轮、沿所述转动环外圆周设置的外齿圈，所述驱动电机安装于所述壳体上，所述驱动齿轮安装于所述驱动电机的输出轴上，所述传动齿轮转动安装于所述壳体内，所述驱动齿轮与所述传动齿轮相啮合，所述传动齿轮与所述外齿圈相啮合。

进一步地，所述管道同心变径流量调节装置还包括显示机构，所述显示机构包括过渡齿轮、输出齿轮，所述过渡齿轮转动安装于所述壳体上，所述输出齿轮通过转轴转动安装于所述壳体上；

所述过渡齿轮与所述外齿圈相啮合，所述过渡齿轮与所述输出齿轮相啮合；在所述壳体的外表面上以所述转轴为中心并环绕所述转轴设有环形刻度尺，所述转轴上设有用于对准所述环形刻度尺的指示箭头，所述环形刻度尺的量程为所述通孔大小的调节范围。

进一步地，所述转轴的端部设有内六角孔。

进一步地，所述管道同心变径流量调节装置还包括限位组件，所述限位组件安装于所述壳体上，所述限位组件用于所述转动环转动角度大小的限位。

进一步地，所述限位组件包括控制器，以及安装于所述壳体上的上极限位置传感器和下极限位置传感器，所述转动环的同侧面上相间设有两个凸起，两所述凸起与多个所述腰型孔错开设置；所述上极限位置传感器、下极限位置传感器和驱动机构均与所述控制器相连接；

当所述转动环转动至其中一个所述凸起与所述上极限位置传感器相对时，所述控制器控制所述驱动机构停止工作；

当所述转动环转动至另一个所述凸起与所述下极限位置传感器相对时，所述控制器控制所述驱动机构停止工作。

进一步地，所述壳体包括上法兰、下法兰，所述上法兰与所述下法兰的边缘通过多个紧固件相连接，所述上法兰和下法兰之间形成有所述安装槽；

所述管道同心变径流量调节装置还包括密封组件，所述上法兰通过所述密封组件与所述转动环的表面紧密贴合，所述下法兰通过所述密封组件与所述转动环的相对表面紧密贴合，实现所述孔径调节机构与所述壳体之间的密封。

进一步地，所述密封组件包括O型密封圈，所述上法兰和下法兰上均设有环形凹槽，所述上法兰和下法兰的环形凹槽内均安装有所述O型密封圈；位于所述上法兰环形凹槽内的O型密封圈紧密贴合所述转动环的表面，位于所述下法兰环形凹槽内的O型密封圈紧密贴合所述转动环的相对表面。

本发明还提供了一种增材制造设备，包括所述的管道同心变径流量调节装置，所述增材制造设备还包括通风管道、安装于所述通风管道内的流量/流速传感器，所述管道同心变径流量调节装置安装于所述通风管道上并用于所述通风管道内流量/流速的调节；

所述流量/流速传感器采集所述通风管道内的实时流量/流速值并传递给所述控制器，所述控制器将实时流量/流速值与输入值比对，根据差值大小控制所述管道同心变径流量调节装置工作，以调节所述通孔的大小。

本发明还提供了一种管道同心变径流量调节装置的自动零位校准方法，包括如下步骤：

控制器接收到自动零位校准信号后控制驱动电机旋转，以驱动转动环旋转，当所述转动环上其中一个所述凸起与所述上极限位置传感器相对时，所述控制器记录此时所述驱动电机的位置；后所述控制器控制所述驱动电机反向旋转，以驱动所述转动环反向旋转，当所述转动环上另一个所述凸起与所述下极限位置传感器相对时，所述控制器记录此时所述驱动电机的位置，自动零位校准完成。

本发明的有益效果如下：

1、本发明用于通风管道的流量/流速调节，调节时通过驱动机构驱动孔径调节机构工作，孔径调节机构实现通孔大小的同心变径调节，即实现通风管道截面的同心变径调节，使得通风管道阻力呈线性变化，从而能满足具有较高均匀性需求的流量调节的场合，适用范围更广。而且本发明孔径调节机构实现了通孔大小的连续调节。

2、本发明孔径调节机构调节时，驱动机构驱动转动环转动，从而使得多片调节片以盲孔内的定位销轴为支点同步摆动，使得多片调节片内圆弧轮廓围成的通孔呈同心变径调节，且多片调节片同步运动过程中，始终保持通孔的形状为圆形不变，而且本发明孔径调节机构调节简单方便，且调节精度高，响应速度快。

3、本发明驱动机构包括驱动电机、驱动齿轮、传动齿轮、沿所述转动环外圆周设置的外齿圈，驱动电机启动，带动驱动齿轮转动，在传动齿轮和外齿圈作用下，带动转动环转动，从而实现了本发明孔径调节机构的自动调节，有利于实现自动化控制。

4、本发明转动环转动经过渡齿轮带动输出齿轮转动，输出齿轮带动转轴转动，转轴上的指示箭头对准环形刻度尺上的相应刻度，而环形刻度尺的量程为通孔大小的调节范围，因此通过指示箭头指示的对应刻度能清楚地知道通孔大小被调节了多少，而通孔最初的孔径是可知的，从而被调节后通孔的实际大小也是可知的，直观清晰，调节量能精确计算。

5、本发明转轴上设有内六角孔，通过内六角扳手插入至内六角孔内可以手动转动转轴，经输出齿轮、过渡齿轮和外齿圈带动转动环转动，从而驱动孔径调节机构工作，实现通孔的同心变径调节，此时驱动电机呈空转状态，如此实现了孔径调节机构的手动调节，因此本发明孔径调节机构具有自动和手动两种调节方式，以能满足不同场合的需求。

6、本发明通过限位组件实现了转动环转动角度大小的限位，以当转动环旋转至极限角度位置时，能及时停止转动，安全可靠，保证孔径调节机构的调节精度。

7、本发明壳体采用上法兰和下法兰拼装组成，拼装方便，同时方便了孔径调节机构和驱动机构相对于壳体的装拆，装拆快速方便，本发明通过密封组件实现了孔径调节机构与壳体的密封，气密性好，摆脱现有流量调节阀带来的气密封性无法保证的技术问题，使得本发明能满足较高流量调节要求的场合。

8、本发明能实现自动零位校准，以保证孔径调节机构的调节精度，同时本发明提供的增材制造设备通过流量/流速传感器实时反馈通风管道内的实时流量/流速给控制器，控制器将实时流量/流速与输入值进行比对，并根据差值大小控制本发明的管道同心变径流量调节装置完成通风管道内流量/流速的调节，实现自动化控制和自动化调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的立体图；

图2为本发明实施例一另一角度的立体图；

图3为本发明实施例一的爆炸图；

图4为图1拆掉上法兰后的立体图；

图5为图1的俯视图；

图6为图5的A-A剖切图；

图7为图5的A处放大图。

图8为图4的俯视图，此时通孔的尺寸为最大。

图9为图8的B-B剖切图；

图10为图8对通孔进行调小后的示意图；

图11为本发明实施例一中转动环及外齿圈的立体图；

图12为本发明实施例一中调节片的立体图；

图13为本发明实施例一中下法兰的立体图。

上述附图标记：

1壳体，10上法兰，11下法兰，12紧固件，101上凸耳结构，110下凸耳结构，102环形刻度尺，20驱动电机，21传动齿轮，22外齿圈，23过渡齿轮，24输出齿轮，25转轴，250内六角孔，251指示箭头，26驱动齿轮，30转动环，31调节片，300通孔，301腰型孔，302凸起，310定位销轴，3100内圆弧轮廓，3101外圆弧轮廓，3102圆弧过渡段，40上极限位置传感器，41下极限位置传感器，50O型密封圈，112环形凹槽，1101凹槽，111盲孔。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件被指为在另一元件“上”时，其能直接在其他元件上或亦可存在中间元件。亦可以理解的是，当元件被指为在两个元件“之间”时，其可为两个元件之间的唯一一个，或亦可存在一或多个中间元件。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

还应当理解的是，在解释元件时，尽管没有明确描述，但元件解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内，在此不作限定。

实施例一

如图1-13所示，本实施例提供的一种管道同心变径流量调节装置，包括：

壳体1；

孔径调节机构，所述孔径调节机构安装于所述壳体1上，所述孔径调节机构上设有通孔300，所述孔径调节机构对所述通孔300的大小进行可连续地同心变径调节；

驱动机构，所述驱动机构安装于所述壳体1上并与所述孔径调节机构相连接，用于驱动所述孔径调节机构工作。

本实施例的管道同心变径流量调节装置应用于通风管道中，用于通风管道的流量/流速调节。具体调节时，通过驱动机构驱动孔径调节机构工作，孔径调节机构实现通孔300大小的同心变径调节，即实现通风管道截面的同心变径调节，使得通风管道阻力呈线性变化，从而能满足具有较高均匀性需求的流量调节的场合，适用范围更广。而且本实施例的孔径调节机构实现了通孔300大小的连续调节。

本实施例进一步优选地，所述孔径调节机构包括转动环30和调节片31，所述转动环30上沿圆周均布设有多个腰型孔301；所述调节片31呈月牙形，所述调节片31的数量为多个且与所述腰型孔301的数量相同；每片所述调节片31一端的侧面上设有定位销轴310，另一端的相对侧面上设有所述定位销轴310。所述壳体1内设有安装槽，所述安装槽的槽底沿圆周均布设有多个盲孔111，所述盲孔111的数量与所述腰型孔301的数量相同，所述转动环30和多片所述调节片31位于所述安装槽内，多片所述调节片31依次叠加形成环形结构，且每片所述调节片31一端的定位销轴310插入至相应的所述盲孔111内，另一端的定位销轴310插入至所述转动环30上对应的腰型孔301内，使多片所述调节片31的内圆弧轮廓3100围成所述通孔300。所述驱动机构与所述转动环30相连接；所述驱动机构驱动所述转动环30转动时，多片所述调节片31以所述盲孔111内的定位销轴310为支点同步摆动，从而同心变径调节所述通孔300的大小。

孔径调节机构调节时，驱动机构驱动转动环30转动，在腰型孔301和定位销轴310的配合作用下，转动环30转动带动多片调节片31同步运动，调节片31运动时，每片调节片31以其盲孔111内的定位销轴310为支点摆动，且调节片31另一端插入到腰型孔301内的定位销轴310在腰型孔301内移动，使得多片调节片31内圆弧轮廓3100围成的通孔300呈同心变径调节，通孔300变大或变小，图8所示，通孔300的尺寸为最大；图10所示，孔径调节机构工作使得多片调节片31同步摆动，多片调节片31向中心同步缩小，通孔300变小。

多片调节片31同步运动过程中，始终保持通孔300的形状为圆形不变。本实施例的孔径调节机构调节简单方便，且调节精度高。本实施例优选地，所述调节片31的数量为6-12片。

图6和图9的剖切图中多片调节片31的结构进行了简化，多片调节片31的具体结构参见图3和图12所示，图12中，调节片31由内圆弧轮廓3100、与内圆弧轮廓3100同心的外圆弧轮廓3101、以及封闭内圆弧轮廓3100和外圆弧轮廓3101两端的两圆弧过渡段3102组成。

本实施例进一步优选地，所述驱动机构包括驱动电机20、驱动齿轮26、传动齿轮21、沿所述转动环30外圆周设置的外齿圈22，所述驱动电机20安装于所述壳体1上，所述驱动齿轮26安装于所述驱动电机20的输出轴上，所述传动齿轮21转动安装于所述壳体1内，所述驱动齿轮26与所述传动齿轮21相啮合，所述传动齿轮21与所述外齿圈22相啮合。驱动机构工作时，驱动电机20启动，带动驱动齿轮26转动，驱动齿轮26转动带动传动齿轮21转动，传动齿轮21转动经外齿圈22带动转动环30转动，从而驱动孔径调节机构工作，实现孔径调节机构的自动调节，有利于实现自动化控制。本实施例驱动电机20优选为步进电机。优选，转动环30与外齿圈22呈一体式结构。传动齿轮21通过轴转动安装于壳体1内，其中传动齿轮21与轴呈一体式结构即为传动齿轮轴，或者也可以是分体式结构。

本实施例进一步优选地，所述管道同心变径流量调节装置还包括显示机构，所述显示机构包括过渡齿轮23、输出齿轮24，所述过渡齿轮23转动安装于所述壳体1上，所述输出齿轮24通过转轴25转动安装于所述壳体1上；所述过渡齿轮23与所述外齿圈22相啮合，所述过渡齿轮23与所述输出齿轮24相啮合；在所述壳体1的外表面上以所述转轴25为中心并环绕所述转轴25设有环形刻度尺102，所述转轴25上设有用于对准所述环形刻度尺102的指示箭头251，所述环形刻度尺102的量程为所述通孔300大小的调节范围。

孔径调节机构在调节通孔300大小过程中，转动环30转动经外齿圈22会带动过渡齿轮23转动，过渡齿轮23转动带动输出齿轮24转动，输出齿轮24转动带动转轴25转动，转轴25转动过程中，转轴25上的指示箭头251对准环形刻度尺102上的相应刻度，而环形刻度尺102的量程为通孔300大小的调节范围，因此通过指示箭头251指示的对应刻度能清楚地知道通孔300大小被调节了多少，而通孔300最初的孔径是可知的，从而被调节后通孔300的实际大小也是可知的。因此显示机构的设计，很容易知道通孔300的实际大小、通孔300调节了多少，直观清晰。

本实施例优选地，通孔300大小的调节范围为20-50mm，对应的环形刻度尺102的量程为30mm，分度值为1mm。

本实施例中输出齿轮24与转轴25为一体式结构，即为输出齿轮轴，当然输出齿轮24和转轴25也可以是分体式结构。其中过渡齿轮23通过轴转动安装于壳体1上，此为现有常规技术，过渡齿轮23与轴为一体式结构，也可以是分体式结构，此不做具体的限定。

本实施例进一步优选地，所述转轴25的端部设有内六角孔250。内六角孔250的设计，方便通过内六角扳手插入至内六角孔250内手动转动转轴25，经输出齿轮24、过渡齿轮23和外齿圈22带动转动环30转动，从而驱动孔径调节机构工作，实现通孔300的同心变径调节，此时驱动电机20呈空转状态，如此实现了孔径调节机构的手动调节，因此本实施例的孔径调节机构具有自动和手动两种调节方式，以能满足不同场合的需求。

本实施例进一步优选地，所述管道同心变径流量调节装置还包括限位组件，所述限位组件安装于所述壳体1上，所述限位组件用于所述转动环30转动角度大小的限位。以当转动环30旋转至极限角度位置时，能及时停止转动，安全可靠，保证孔径调节机构的调节精度。

优选地，所述限位组件包括控制器，以及安装于所述壳体1上的上极限位置传感器40和下极限位置传感器41，所述转动环30的同侧面上相间设有两个凸起302，两所述凸起302与多个所述腰型孔301错开设置；所述上极限位置传感器40、下极限位置传感器41和驱动机构均与所述控制器相连接，即驱动机构包括的驱动电机20与控制器相连接；当所述转动环30转动至其中一个所述凸起302与所述上极限位置传感器40相对时，所述控制器控制所述驱动机构停止工作；当所述转动环30转动至另一个所述凸起302与所述下极限位置传感器41相对时，所述控制器控制所述驱动机构停止工作。

孔径调节机构工作时，转动环30正向旋转，转动环30正向旋转至极限角度位置时，转动环30上的其中一个凸起302与上极限位置传感器40相对，上极限位置传感器40发送信号给控制器，控制器发送指令控制驱动机构即驱动电机20停止转动，转动环30停止转动；当转动环30反向旋转至极限角度位置时，转动环30上的另一个凸起302与下极限位置传感器41相对时，下极限位置传感器41发送信号给控制器，控制器发送指令控制驱动机构即驱动电机20停止转动，转动环30停止转动，完成转动环30转动的限位工作。

本实施例进一步优选地，所述壳体1包括上法兰10、下法兰11，所述上法兰10与所述下法兰11的边缘通过多个紧固件12相连接，紧固件12如螺栓、螺钉等，多个紧固件12沿圆周均布分布。所述上法兰10和下法兰11之间形成有所述安装槽；所述管道同心变径流量调节装置还包括密封组件，所述上法兰10通过所述密封组件与所述转动环30的表面紧密贴合，所述下法兰11通过所述密封组件与所述转动环30的相对表面紧密贴合，实现所述孔径调节机构与所述壳体1之间的密封。

本实施例壳体1采用上法兰10和下法兰11拼装组成，拼装方便，同时方便了孔径调节机构和驱动机构相对于壳体1的装拆，装拆快速方便。通过密封组件实现了孔径调节机构与壳体1的密封，气密性好，摆脱现有流量调节阀带来的气密封性无法保证的技术问题，使得本实施例能满足较高均匀性流量调节要求的场合。

优选地，所述密封组件包括O型密封圈50，所述上法兰10和下法兰11上均设有环形凹槽112，所述上法兰10和下法兰11的环形凹槽112内均安装有所述O型密封圈50；位于所述上法兰10环形凹槽112内的O型密封圈50紧密贴合所述转动环30的表面，位于所述下法兰11环形凹槽112内的O型密封圈50紧密贴合所述转动环30的相对表面。

图6、9和13所示，上法兰10和下法兰11上均设有沉台，以方便转动环30、多片调节片31、外齿圈22安装于上法兰10和下法兰11内。图1、2和6所示，上极限位置传感器40和下极限位置传感器41安装于上法兰10上。图11所示，多个盲孔111设于下法兰11的沉台面上。

图1-10和13所示，上法兰10相对的两侧向外延伸有上凸耳结构101，下法兰11相对的两侧向外延伸有下凸耳结构110，下凸耳结构110内设有凹槽1101，凹槽1101的设计用于方便安装驱动齿轮26、传动齿轮21、过渡齿轮23和输出齿轮24，而孔径调节机构又安装于上法兰10和下法兰11之间，因此使得整体结构安装相当紧凑，整体结构小巧，方便使用。

实施例二

本实施例提供的一种增材制造设备，包括实施例一的管道同心变径流量调节装置，所述增材制造设备还包括通风管道、安装于所述通风管道内的流量/流速传感器，所述管道同心变径流量调节装置安装于所述通风管道上并用于所述通风管道流量/流速的调节；所述流量/流速传感器采集所述通风管道内的实时流量/流速值并传递给所述控制器，所述控制器将实时流量/流速值与输入值比对，根据差值大小控制所述管道同心变径流量调节装置工作，以调节所述通孔300的大小。

增材制造技术是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，由于其不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，因此应用范围非常广。风场是增材制造设备中重要的功能性装置，风场的均匀性直接影响了零件的力学性能，从而影响了零件的使用寿命。

本实施例将实施例一中的管道同心变径流量调节装置应用于增材制造设备包括的通风管道上，实现了通风管道截面同心变径调节，管道阻力呈线性变化，调节量能精确计算，响应速度快，气密性良好，保证了风场的均匀性，使得增材制造设备的零件的力学性能得到保证，提高零件的使用寿命。

具体地，通过流量/流速传感器实时反馈通风管道内的实时流量/流速给控制器。控制器将实时流量/流速和通风管道内的流量/流速的输入值进行比对，根据差值大小控制器控制实施例一的管道同心变径流量调节装置工作，以调节通孔300的大小，从而调节通风管道内的流量/流速。当流量/流速传感器实时反馈的通风管道内的实时流量/流速等于输入值时，控制器控制实施例一的管道同心变径流量调节装置停止工作，即通风管道流量/流速的调节完成，实现自动化控制和自动化调节。

增材制造设备只是实施例一的一个使用场景，实施例一当然还可以用于其他需要有管道流量调节的使用场合，此不做具体的限定。

实施例三

本实施例为实施例一提供的一种管道同心变径流量调节装置的自动零位校准方法，包括如下步骤：

控制器接收到自动零位校准信号后控制驱动电机20旋转，以驱动转动环30旋转，当所述转动环30上其中一个所述凸起302与所述上极限位置传感器40相对时，所述控制器记录此时所述驱动电机20的位置；后所述控制器控制所述驱动电机20反向旋转，以驱动所述转动环30反向旋转，当所述转动环30上另一个所述凸起302与所述下极限位置传感器41相对时，所述控制器记录此时所述驱动电机20的位置，自动零位校准完成。通过自动零位校准，能有效保证孔径调节机构的调节精度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种管道同心变径流量调节装置，其特征在于，包括：

壳体(1)；

孔径调节机构，所述孔径调节机构安装于所述壳体(1)上，所述孔径调节机构上设有通孔(300)，所述孔径调节机构对所述通孔(300)的大小进行可连续地同心变径调节；

驱动机构，所述驱动机构安装于所述壳体(1)上并与所述孔径调节机构相连接，用于驱动所述孔径调节机构工作。

2.根据权利要求1所述的管道同心变径流量调节装置，其特征在于，所述孔径调节机构包括转动环(30)和调节片(31)，所述转动环(30)上沿圆周均布设有多个腰型孔(301)；所述调节片(31)呈月牙形，所述调节片(31)的数量为多个且与所述腰型孔(301)的数量相同；每片所述调节片(31)一端的侧面上设有定位销轴(310)，另一端的相对侧面上设有所述定位销轴(310)；

所述壳体(1)内设有安装槽，所述安装槽的槽底沿圆周均布设有多个盲孔(111)，所述盲孔(111)的数量与所述腰型孔(301)的数量相同，所述转动环(30)和多片所述调节片(31)位于所述安装槽内，多片所述调节片(31)依次叠加形成环形结构，且每片所述调节片(31)一端的定位销轴(310)插入至相应的所述盲孔(111)内，另一端的定位销轴(310)插入至所述转动环(30)上对应的腰型孔(301)内，使多片所述调节片(31)的内圆弧轮廓(3100)围成所述通孔(300)；

所述驱动机构与所述转动环(30)相连接；所述驱动机构驱动所述转动环(30)转动时，多片所述调节片(31)以所述盲孔(111)内的定位销轴(310)为支点同步摆动，从而同心变径调节所述通孔(300)的大小。

3.根据权利要求2所述的管道同心变径流量调节装置，其特征在于，所述驱动机构包括驱动电机(20)、驱动齿轮(26)、传动齿轮(21)、沿所述转动环(30)外圆周设置的外齿圈(22)，所述驱动电机(20)安装于所述壳体(1)上，所述驱动齿轮(26)安装于所述驱动电机(20)的输出轴上，所述传动齿轮(21)转动安装于所述壳体(1)内，所述驱动齿轮(26)与所述传动齿轮(21)相啮合，所述传动齿轮(21)与所述外齿圈(22)相啮合。

4.根据权利要求3所述的管道同心变径流量调节装置，其特征在于，所述管道同心变径流量调节装置还包括显示机构，所述显示机构包括过渡齿轮(23)、输出齿轮(24)，所述过渡齿轮(23)转动安装于所述壳体(1)上，所述输出齿轮(24)通过转轴(25)转动安装于所述壳体(1)上；

所述过渡齿轮(23)与所述外齿圈(22)相啮合，所述过渡齿轮(23)与所述输出齿轮(24)相啮合；在所述壳体(1)的外表面上以所述转轴(25)为中心并环绕所述转轴(25)设有环形刻度尺(102)，所述转轴(25)上设有用于对准所述环形刻度尺(102)的指示箭头(251)，所述环形刻度尺(251)的量程为所述通孔(300)大小的调节范围。

5.根据权利要求4所述的管道同心变径流量调节装置，其特征在于，所述转轴(25)的端部设有内六角孔(250)。

6.根据权利要求2所述的管道同心变径流量调节装置，其特征在于，所述管道同心变径流量调节装置还包括限位组件，所述限位组件安装于所述壳体(1)上，所述限位组件用于所述转动环(30)转动角度大小的限位；所述限位组件包括控制器，以及安装于所述壳体(1)上的上极限位置传感器(40)和下极限位置传感器(41)，所述转动环(30)的同侧面上相间设有两个凸起(302)，两所述凸起(302)与多个所述腰型孔(301)错开设置；所述上极限位置传感器(40)、下极限位置传感器(41)和驱动机构均与所述控制器相连接；

当所述转动环(30)转动至其中一个所述凸起(302)与所述上极限位置传感器(40)相对时，所述控制器控制所述驱动机构停止工作；

当所述转动环(31)转动至另一个所述凸起(302)与所述下极限位置传感器(41)相对时，所述控制器控制所述驱动机构停止工作。

7.根据权利要求2所述的管道同心变径流量调节装置，其特征在于，所述壳体(1)包括上法兰(10)、下法兰(11)，所述上法兰(10)与所述下法兰(11)的边缘通过多个紧固件(12)相连接，所述上法兰(10)和下法兰(11)之间形成有所述安装槽；

所述管道同心变径流量调节装置还包括密封组件，所述上法兰(10)通过所述密封组件与所述转动环(30)的表面紧密贴合，所述下法兰(11)通过所述密封组件与所述转动环(30)的相对表面紧密贴合，实现所述孔径调节机构与所述壳体(1)之间的密封。

8.根据权利要求7所述的管道同心变径流量调节装置，其特征在于，所述密封组件包括O型密封圈(50)，所述上法兰(10)和下法兰(11)上均设有环形凹槽(112)，所述上法兰(10)和下法兰(11)的环形凹槽(112)内均安装有所述O型密封圈(50)；位于所述上法兰(10)环形凹槽(112)内的O型密封圈(50)紧密贴合所述转动环(30)的表面，位于所述下法兰(11)环形凹槽(112)内的O型密封圈(50)紧密贴合所述转动环(30)的相对表面。

9.一种增材制造设备，其特征在于，包括权利要求6-8任一项所述的管道同心变径流量调节装置，所述增材制造设备还包括通风管道、安装于所述通风管道内的流量/流速传感器，所述管道同心变径流量调节装置安装于所述通风管道上并用于所述通风管道内流量/流速的调节；

所述流量/流速传感器采集所述通风管道内的实时流量/流速值并传递给所述控制器，所述控制器将实时流量/流速值与输入值比对，根据差值大小控制所述管道同心变径流量调节装置工作，以调节所述通孔(300)的大小。

10.一种如权利要求6所述的管道同心变径流量调节装置的自动零位校准方法，其特征在于，包括如下步骤：

控制器接收到自动零位校准信号后控制驱动电机(20)旋转，以驱动转动环(30)旋转，当所述转动环(30)上其中一个所述凸起(302)与所述上极限位置传感器(40)相对时，所述控制器记录此时所述驱动电机(20)的位置；后所述控制器控制所述驱动电机(20)反向旋转，以驱动所述转动环(30)反向旋转，当所述转动环(30)上另一个所述凸起(302)与所述下极限位置传感器(41)相对时，所述控制器记录此时所述驱动电机(20)的位置，自动零位校准完成。

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