CN115977983A - 一种无级调节送风设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无级调节送风设备，包括送风管道、开合器、脉冲式锁止机构、步进电机、曲柄滑块机构、推拉组件和拨板，送风管道的输入端设有风机，开合器设置于送风管道的输出端，步进电机分别通过脉冲式锁止机构和曲柄滑块机构与推拉组件连接，拨板设置于开合器一侧，推拉组件与拨板连接。本发明实现送风管道迅速开关的前提下，使得开合器处于开启状态的时间与流道内气流速度相匹配，进行产生效果更理想的烟圈，提高涡环的产生效率和质量。

Description

一种无级调节送风设备

技术领域

本发明具体涉及一种无级调节送风设备。

背景技术

柱状气流经过截断以后，会在流经喷口时卷曲产生烟圈。但是现有截断装置主要是通过步进电机直接驱动截断板，或者通过电机连接槽轮来驱动截断板，但是这些驱动方式会导致截断板在开合流道时，有一个开合的时间差，由于流道开合后需要停顿一段时间，以使得气流通过管道，因此电机直接驱动截断板时，电机间歇断断续续驱动，无法将转速提升，而通过高转速同时配合槽轮，虽然可以加快截断板对流道入口的开合速度，但是同样的，流道开启或者关闭时的停顿时间也会同比例缩短，进而使得流道内的气流流速也需要加快，模式固定，无法满足多样化的场景以及模式需求。

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，提供了一种无级调节送风设备，实现送风管道迅速开关的前提下，使得开合器处于开启状态的时间与流道内气流速度相匹配，进行产生效果更理想的烟圈，提高涡环的产生效率和质量。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种无级调节送风设备，包括送风管道、开合器、脉冲式锁止机构、步进电机、曲柄滑块机构、推拉组件和拨板，送风管道的输入端设有风机，开合器设置于送风管道的输出端，步进电机分别通过脉冲式锁止机构和曲柄滑块机构与推拉组件连接，拨板设置于开合器一侧，推拉组件通过拨板与开合器连接。

按照上述技术方案，曲柄滑块机构与步进电机之间设有齿轮传动组件；步进电机通过齿轮传动组件带动曲柄滑块机构动作。

按照上述技术方案，齿轮传动组件包括小齿轮和大齿轮，步进电机的输出端与小齿轮连接，小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮与曲柄滑块机构连接。

按照上述技术方案，脉冲式锁止机构包括蜗牛轮、脉冲驱动锤和触发板，步进电机的输出端与蜗牛轮连接，蜗牛轮上设有断面，脉冲驱动锤包括转轴和连接于转轴上的第一摆杆及第二摆杆，第一摆杆的外端设有触头，第一摆杆的触头在蜗牛轮逐渐扩张的的外曲面上滑动，第二摆杆的外端设有锤头，触发板布置于推拉组件下方，触发板的底部设有触发板回位弹簧，触发板上沿长度方向依次设有两个限位孔，推拉组件上对应设有插销，推拉组件前后移动至相应位置时，插销插入相应的限位孔内形成对推拉组件的前后位置锁止；

当脉冲驱动捶的触头经过蜗牛轮的断面时，锤头由于没有支撑力的作用，瞬间下沉，下压触发板及压缩触发板回位弹簧，同时由于触发板的下沉，使推拉组件的插销从触发板上的限位孔中脱出，推拉组件解锁前后移动。

按照上述技术方案，推拉组件包括驱动杆和推杆，驱动杆布置于推杆的一侧，拨板布置于推杆的另一侧，驱动杆与推杆之间连接有驱动弹簧，驱动杆和推杆上分别套设有固定布置的驱动杆轨道和推杆滑轨，曲柄滑块机构与驱动杆的一端连接，带动驱动杆来回移动，插销与推杆连接。

按照上述技术方案，曲柄滑块机构包括曲柄、滑块和滑道，曲柄的一端与步进电机的输出端连接，曲柄的另一端与滑块铰接，滑道设置于驱动杆的一端，滑块设置于滑道上，可沿滑道来回移动。

按照上述技术方案，触发板下方设有触发板滑轨，触发板下端连接有导杆，导杆设置于触发板滑轨上，触发板回位弹簧套设有导杆上。

按照上述技术方案，开合器包括外转动盘、基座和多个沿送风管道周向布置的开合板，基座设置于送风管道的输出端，基座上的送风通孔与送风管道对接，外转动盘设置于基座上，可绕送风管道中心轴线转动，开合板设置于外转动盘内圈，开合板的一端通过转动轴设置于基座上，每个开合板与外转动盘之间连接有连杆，外转动盘与拨板连接，拨板带动外转动盘来回转动，外转动盘通过连杆带动各开合板绕相应转动轴转动，使各开合板聚拢拼合或外转分离，从而送风管道关闭和开启。

按照上述技术方案，拨板连接有拨板回位弹簧，当推拉组件回位不与拨板接触时，拨板回位弹簧带动拨板回转。

按照上述技术方案，所述的无级调节送风设备还包括壳体，步进电机、齿轮传动组件、曲柄滑块机构、推拉组件和拨板均设置于壳体内。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过脉冲式锁止机构和曲柄滑块机构与推拉组件，可以迅速打开开合器，使得送风管道中的流道开合迅速完成，减小流道逐渐开合的过程对气流产生的影响；同时可以通过调控步进电机的转速，进而调节开合器处于开启状态时段或者处于闭合状态时段的时长，并且无论该时长的长短如何，开合器的打开过程和关闭过程相应速度都很快，因此本装置可以在实现送风管道迅速开关的前提下，使得开合器处于开启状态的时间与流道内气流速度相匹配，进行产生效果更理想的烟圈，提高涡环的产生效率和质量。

附图说明

图1是本发明实施例中无级调节送风设备的结构示意图；

图2是本发明实施例中壳体内部的结构示意图；

图3是本发明实施例中驱动杆的结构示意图；

图4是本发明实施例中脉冲驱动锤的结构示意图；

图5是本发明实施例中推杆的结构示意图；

图中，1-壳体，3-蜗牛轮，4-小齿轮，5-步进电机，6-脉冲驱动锤，7-驱动杆，8-滑块，9-大齿轮，10-曲柄，11-推杆，12-触发板，13-触发板回位弹簧，14-拨板回位弹簧，15-拨板，16-基座，17-驱动弹簧，18-连杆，19-开合板。

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5所示，本发明提供的一个实施例中的无级调节送风设备，包括送风管道、开合器、脉冲式锁止机构、步进电机5、曲柄滑块机构、推拉组件和拨板15，送风管道的输入端设有风机，开合器设置于送风管道的输出端，步进电机5分别通过脉冲式锁止机构和曲柄滑块机构与推拉组件连接，拨板15设置于开合器一侧，推拉组件通过拨板15与开合器连接，附图1中公开了壳体内部结构，附图1中没有公开送风管道。

进一步地，曲柄滑块机构与步进电机5之间设有齿轮传动组件；步进电机5通过齿轮传动组件带动曲柄滑块机构动作。

进一步地，齿轮传动组件包括小齿轮4和大齿轮9，步进电机5的输出端与小齿轮4连接，小齿轮4与大齿轮9啮合，大齿轮9与曲柄滑块机构的曲柄10一端同轴布置于壳体1上，曲柄10随大齿轮9绕大齿轮9轴心转动；大齿轮9与小齿轮4的齿数比为2：1。

进一步地，脉冲式锁止机构包括蜗牛轮3、脉冲驱动锤6和触发板12，步进电机5的输出端与蜗牛轮3连接，蜗牛轮3上设有断面，脉冲驱动锤6包括转轴602和连接于转轴602上的第一摆杆及第二摆杆，形成V形结构，第一摆杆和第二摆杆绕转轴中心转动，第一摆杆的外端设有触头，第一摆杆的触头在蜗牛轮3逐渐扩张的的外曲面上滑动，第二摆杆的外端设有锤头，触发板12布置于推拉组件下方，触发板12的底部设有触发板回位弹簧13，触发板12上沿长度方向依次设有两个限位孔，推拉组件上对应设有插销1103，推拉组件前后移动至相应位置时，插销插入相应的限位孔内形成对推拉组件的前后位置锁止；第二摆杆上设有避让弧603，用于避让驱动杆轨道103；

当脉冲驱动捶6的触头601经过蜗牛轮3的断面时，锤头604由于没有支撑力的作用，瞬间下沉，下压触发板12及压缩触发板回位弹簧13，同时由于触发板12的下沉，使推拉组件的插销从触发板12上的限位孔中脱出，推拉组件解锁前后移动。

蜗牛轮3由于曲面上存在一个断层，因此当脉冲驱动捶的触头与断面接触时，锤头会产生一个迅速的下捶动作，配合驱动弹簧17、触发板12、推杆11和拨板15，可以迅速打开开合器，使得流道的开合迅速完成，减小流道逐渐开合的过程对气流产生的影响。同时可以通过调控步进电机5的转速，进而调节开合器处于开启状态时段或者处于闭合状态时段的时长，并且无论该时长的长短如何，开合器的打开过程和关闭过程相应速度都很快，因此本装置可以在实现迅速开关的前提下，使得开合器开启的时间与流道内气流速度相匹配，进行产生效果更理想的烟圈。

进一步地，蜗牛轮3外圈为逐渐扩张的曲面，曲面起点和终点形成断面。

进一步地，限位孔的个数为两个，依次间隔布置于触发板12上。

进一步地，推拉组件包括驱动杆7和推杆11，驱动杆7布置于推杆11的一侧，拨板15布置于推杆11的另一侧，驱动杆7与推杆11之间连接有驱动弹簧17，驱动杆7和推杆11上分别套设有固定布置的驱动杆轨道103和推杆滑轨106，驱动杆轨道103和推杆滑轨106保证驱动杆7和推杆11横向水平移动，曲柄滑块机构与驱动杆7的一端连接，带动驱动杆7来回移动，插销与推杆11连接。

进一步地，推杆11的端部设有推杆头1105，推杆11通过推杆头与拨板15接触。

进一步地，曲柄滑块机构包括曲柄10、滑块8和滑道，曲柄10的一端通过齿轮传动组件与步进电机5的输出端连接，曲柄10的另一端与滑块8铰接，滑道设置于驱动杆7的一端，滑块8设置于滑道上，可沿滑道来回移动。

进一步地，触发板12下方设有触发板滑轨105，触发板12下端连接有导杆，导杆设置于触发板滑轨105上，触发板回位弹簧13套设有导杆上，触发板回位弹簧13的两端分别与触发板12和触发板滑轨105连接。

进一步地，开合器包括外转动盘、基座16和多个沿送风管道周向布置的开合板19，基座16设置于送风管道的输出端，基座上的送风通孔与送风管道对接，基座上送风通孔的直径可以小于送风管道的直径，外转动盘叠设于基座16上，可绕送风管道中心轴线转动，开合板19设置于外转动盘内圈，开合板19的一端通过转动轴设置于基座16上，每个开合板19与外转动盘之间连接有连杆18，外转动盘与拨板15连接，拨板15带动外转动盘来回转动，外转动盘通过连杆18带动各开合板19绕相应转动轴转动，使各开合板19聚拢拼合或外转分离，从而送风管道关闭和开启。

外转动盘上沿周向分布有多个弧形滑道，每个开合板19对应设置有一个凸起，凸起固设于基座16上，设置于相应的弧形滑道内，凸起用于限制相应开合板19最大转动打开位置，防止开合板19过渡打开无法回位，外转动盘转动时，弧形滑道避免凸起跟随外转动盘一起转动。

进一步地，外转动盘为环形，开合板19为带有弧形边的类三角叶片，壳体上设有环形台阶108，用于安装定位基座16，环形台阶108和基座16中心均设有送风通孔109，送风通孔109与送风管道对接，当各开合板19聚拢拼合后，送风通孔被遮蔽，当各开合板19外转分离后，送风通孔打开。

进一步地，拨板15连接有拨板回位弹簧14，当推拉组件回位不与拨板15接触时，拨板回位弹簧14带动拨板15回转。

进一步地，所述的无级调节送风设备还包括壳体1，步进电机5、齿轮传动组件、曲柄滑块机构、推拉组件和拨板15均设置于壳体1内，送风管道穿过壳体与开合器的基座连接。

进一步地，步进电机5、驱动杆轨道103和推杆滑轨106固设于壳体1内壁上，脉冲驱动锤6通过转轴设置于壳体1内壁上，大齿轮9与曲柄滑块机构的曲柄10一端同轴布置于壳体1内壁上，触发板滑轨105固设于壳体1内壁上，基座16设置于壳体1上，壳体1内壁上设有拨板回位弹簧安装槽107，拨板回位弹簧14设置于拨板回位弹簧安装槽107上。

驱动杆上设有压缩弹簧安装槽702，压缩弹簧安装槽702上设有弹簧安装钩703，驱动弹簧17通过弹簧安装钩703与驱动杆连接。

本发明的工作原理：参照图1所示，本发明提供的一种无级调节送风设备，初始条件下，开合器关闭，脉冲驱动锤6的触头601在蜗牛轮3的逐渐扩张的曲面上滑动，因此，此时锤头604不与触发板12接触，处于触发板12上部。驱动杆7在曲柄10和滑块8的作用下，向靠近推杆11的方向移动，进而压缩弹簧安装槽702与弹簧安装杆1101中间的驱动弹簧17。同时外部气流在风机作用下进入送风管道内。

下一时刻，当脉冲驱动捶6的触头601，经过蜗牛轮3的断面时，锤头604由于没有支撑力的作用，瞬间下沉，下压触发板12，同时触发板12沿着触发板滑轨105压缩触发板回位弹簧13。在触头601经过蜗牛轮3断面的同时，压缩弹簧安装槽702与推杆11一端的弹簧安装杆1101中间的驱动弹簧17处于整个流程中被压缩的临界点，同时由于触发板12的下沉，使得触发板限位孔不再与推杆的插销1103接触，因此推杆在驱动弹簧17作用下，沿着推杆滑轨106，向靠近拨板15的方向迅速移动，推杆头1105顶住拨板15的弧形曲面向前运动，当拨板15的弧形曲面逆时针旋转时候，进而使得开合板19在连杆18、基座16和拨板15的作用下旋转开启。当推杆限位块1104与推杆滑轨106接触时，推杆停止移动，达到最大行程，此时连接于拨板回位弹簧安装槽107和拨板15弧形曲面之间的拨板回位弹簧14处于拉伸状态，同时进入送风管道内的气流从开启的流道内流出。

由于步进电机5是持续转动的，因此在锤头604下沉，挤压触发板12的瞬间，锤头604在触头601的作用下上升，不再与触发板12接触，与此同时，触发板12在触发板回位弹簧13的作用下，沿着触发板滑轨105上升，推杆11的插销1103进入触发板12的第二个限位孔内。由于曲柄连杆机构的运动特性，此时驱动杆7沿着驱动杆轨道103，向远离推杆的方向运动，由于驱动弹簧17一端与驱动杆7通过弹簧安装钩703相连，因此可以承受拉力，缩弹簧安装槽702与弹簧安装杆11中间的驱动弹簧17此时开始被逐渐拉伸，由于推杆11受到触发板12的限位作用，因此推杆11不会移动，开合器保持流道开启的状态。

运动一段时间，当触头601再次经过蜗牛轮3的断面时，此时驱动弹簧17处于整个流程中被拉伸的临界点，锤头604下沉，挤压触发板12，触发板向下压缩触发板回位弹簧13的同时，第二个限位孔不再与推杆的插销1103接触，推杆在驱动弹簧17作用下，迅速缩回，由于拨板15没有了推杆头1105的挤压，因此在拨板回位弹簧14的作用下，迅速复位，使得开合器将流道迅速关闭，送风管道内的气流被迅速截断，进而使得截断的气流经过出风管道109时，发生卷曲，产生烟圈，此为本装置的一个工作周期。

由于本装置的设计，使得流道的开合十分迅速，并且开合的时间与流道保持开启或关闭的时间相互独立，因此可以在送风管道内安装风速传感器，使得装置检测的出风速度与步进电机5的转速相匹配，进而保证烟圈的产生效果达到最高。当装置风机由于工况或者其他原因使得送风管道内的气流流速发生改变时，步进电机可以仅仅通过同步改变转速，实现设备的无级调节。

触发板12、脉冲驱动捶6、蜗牛轮3和多处弹簧的配合运动，使得拨板15可以实现短时间内的迅速开启和关闭，保证更高的气流截断效果。大齿轮9与小齿轮4的齿数比为2：1的传动设计，可以使得当蜗牛轮3旋转第一圈时，驱动杆7始终处于推程，而蜗牛轮3旋转第二圈时，驱动杆7始终处于回程，保证了各部件的配合运动。

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 (10)

1.一种无级调节送风设备，其特征在于，包括送风管道、开合器、脉冲式锁止机构、步进电机、曲柄滑块机构、推拉组件和拨板，送风管道的输入端设有风机，开合器设置于送风管道的输出端，步进电机分别通过脉冲式锁止机构和曲柄滑块机构与推拉组件连接，拨板设置于开合器一侧，推拉组件与拨板连接。

2.根据权利要求1所述的无级调节送风设备，其特征在于，曲柄滑块机构与步进电机之间设有齿轮传动组件；步进电机通过齿轮传动组件带动曲柄滑块机构动作。

3.根据权利要求2所述的无级调节送风设备，其特征在于，齿轮传动组件包括小齿轮和大齿轮，步进电机的输出端与小齿轮连接，小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮与曲柄滑块机构连接。

4.根据权利要求1所述的无级调节送风设备，其特征在于，脉冲式锁止机构包括蜗牛轮、脉冲驱动锤和触发板，步进电机的输出端与蜗牛轮连接，蜗牛轮上设有断面，脉冲驱动锤包括转轴和连接于转轴上的第一摆杆及第二摆杆，第一摆杆的外端设有触头，第一摆杆的触头在蜗牛轮逐渐扩张的的外曲面上滑动，第二摆杆的外端设有锤头，触发板布置于推拉组件下方，触发板连接有触发板回位弹簧，触发板上沿长度方向依次设有两个限位孔，推拉组件上对应设有插销，推拉组件前后移动至相应位置时，插销插入相应的限位孔内形成对推拉组件的前后位置锁止；

当脉冲驱动捶的触头经过蜗牛轮的断面时，锤头由于没有支撑力的作用，瞬间下沉，下压触发板及压缩触发板回位弹簧，同时由于触发板的下沉，使推拉组件的插销从触发板上的限位孔中脱出，推拉组件解锁前后移动。

5.根据权利要求4所述的无级调节送风设备，其特征在于，推拉组件包括驱动杆和推杆，驱动杆布置于推杆的一侧，拨板布置于推杆的另一侧，驱动杆与推杆之间连接有驱动弹簧，驱动杆和推杆上分别套设有固定布置的驱动杆轨道和推杆滑轨，曲柄滑块机构与驱动杆的一端连接，带动驱动杆来回移动，插销与推杆连接。

6.根据权利要求5所述的无级调节送风设备，其特征在于，曲柄滑块机构包括曲柄、滑块和滑道，曲柄的一端与步进电机的输出端连接，曲柄的另一端与滑块铰接，滑道设置于驱动杆的一端，滑块设置于滑道上，可沿滑道来回移动。

7.根据权利要求4所述的无级调节送风设备，其特征在于，触发板下方设有触发板滑轨，触发板下端连接有导杆，导杆设置于触发板滑轨上，触发板回位弹簧套设有导杆上。

8.根据权利要求1所述的无级调节送风设备，其特征在于，开合器包括外转动盘、基座和多个沿送风管道周向布置的开合板，基座设置于送风管道的输出端，基座上的送风通孔与送风管道对接，外转动盘设置于基座上，可绕送风管道中心轴线转动，开合板设置于外转动盘内圈，开合板的一端通过转动轴设置于基座上，每个开合板与外转动盘之间连接有连杆，外转动盘与拨板连接，拨板带动外转动盘来回转动，外转动盘通过连杆带动各开合板绕相应转动轴转动，使各开合板聚拢拼合或外转分离，从而送风管道关闭和开启。

9.根据权利要求1所述的无级调节送风设备，其特征在于，拨板连接有拨板回位弹簧，当推拉组件回位不与拨板接触时，拨板回位弹簧带动拨板回转。

10.根据权利要求1所述的无级调节送风设备，其特征在于，所述的无级调节送风设备还包括壳体，步进电机、齿轮传动组件、曲柄滑块机构、推拉组件和拨板均设置于壳体内。

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