CN207615331U - 一种防爆型变风量通风系统 - Google Patents

Abstract

一种防爆型变风量通风系统，包括安装有视窗的通风柜，所述的通风柜顶端的排风管道与线性蝶阀连接，视窗通过同步带与安装在通风柜顶端的同步杆的两端连接，同步杆通过齿轮、链条与带动线性蝶阀的风阀叶片转动的蝶阀转轴连接，实现通风量的线性调节，通过视窗进入通风柜的风量与通风柜内部通过排风管道排出的风量实现了线性的控制和调节，并且在整个调节过程中省略了风阀执行器、门高传感器以及风量传感器的设置，降低了通风柜的制作成本，同时满足在无电状态下的操作，在整个过程中无需电器元件的接入，无电动控制，避免了实验室内通风柜因电器元件开启或关闭时电火花造成的失火，甚至引起可燃气体爆炸的危险发生，实现了完全防爆的效果。

Description

一种防爆型变风量通风系统

技术领域

本实用新型涉及通风柜技术领域，具体地说就是一种防爆型变风量通风系统。

背景技术

通风柜是实验室通风设计中不可缺少的一个组成部分，为了使实验室工作人员不吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化学物质和有机体、实验室中应有良好的通风，为阻止一些蒸气、气体和微粒（烟雾、煤烟、灰尘和气悬体）的吸收，污染物质须用通风柜、通风罩或局部通风的方法除去。

目前，现在的实验室内部使用的通风柜为了实现通风柜通风量的线性控制，一般是通过风阀上安装执行器，通风柜上安装门高传感器，同时在通风管道内部安装风量传感器，三者同时作用才能整个实验室内部通风柜通风量的均衡线性控制，现有的通风柜的控制存在控制元器件复杂的问题，同时在控制过程中上述元器件需要电动控制，不能达到通风柜防爆的目的，因此目前的实验室通风柜不能满足实际需要。

发明内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种防爆型变风量通风系统，实现通风柜通风量均衡线性控制，同时实现通风柜防爆功能。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种防爆型变风量通风系统，包括安装有视窗的通风柜，其特征在于：所述的通风柜顶端的排风管道与线性蝶阀连接，所述的视窗通过同步带与安装在通风柜顶端的同步杆的两端连接，所述的同步杆通过齿轮、链条与带动线性蝶阀的风阀叶片转动的蝶阀转轴连接。

作为优化，所述的线性蝶阀包括风阀叶片、叶片固定杆、蝶阀主体和挡块。

作为优化，所述的风阀叶片与叶片固定杆固定连接，所述的叶片固定杆与蝶阀主体外侧的蝶阀转轴固定连接。

作为优化，所述的挡块设置在蝶阀主体内壁，并且与蝶阀主体固定连接。

作为优化，所述的挡块为两个半圆环形结构并且两者上下设置，其中一半位于风阀叶片的上侧，另一半位于风阀叶片的下侧，并且左右对称设置。

作为优化，所述的风阀叶片的直径大于挡块的内径并且小于挡块的外径。

作为优化，所述的蝶阀转轴通过固定架进行支撑，所述的蝶阀转轴和同步杆上均设置有齿轮，并且两个齿轮之间通过链条连接，所述的同步杆的两侧设有同步带，所述的同步带一端与视窗连接，另一端通过转向轮与配重连接。

作为优化，所述的排风管道与线性蝶阀之间还设置有文丘里阀。

作为优化，所述的文丘里阀包括文丘里阀主体和球体，所述的球体安装在设置有压缩弹簧的球体固定杆上，所述的球体固定杆与文丘里阀主体上的支架螺栓连接。

一种防爆型变风量通风柜，包括安装有视窗的通风柜，其特征在于：所述的通风柜顶端的排风管道与文丘里阀连接，所述的文丘里阀与线性蝶阀连接，所述的视窗通过同步带与安装在通风柜顶端的同步杆的两端连接，所述的同步杆通过齿轮、链条与带动线性蝶阀的风阀叶片转动的蝶阀转轴连接。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型的一种防爆型变风量通风系统，实现通风量的均衡线性调节，通过视窗进入通风柜的风量与通风柜内部通过排风管道排出的风量实现了线性的控制和调节，保持面风速的稳定，并且在整个调节过程中省略了风阀执行器、门高传感器以及风量传感器的设置，降低了通风柜的制作成本，同时满足在无电状态下的操作，在整个过程中无需电器元件的接入，无电动控制，避免了实验室内通风柜因电器元件开启或关闭时电火花造成的失火，甚至引起可燃气体爆炸的危险发生，实现了完全防爆的效果。

附图说明

图1为本实用新型前侧立体结构图；

图2为本实用新型后侧立体结构图；

图3为本实用新型俯视图；

图4为本实用新型侧面剖视图；

图5为本实用新型侧面剖视局部放大图；

图6为本实用新型另一实施例结构图；

图7为本实用新型线性蝶阀剖视图；

图8为本实用新型文丘里阀剖视图；

图9为本实用新型线性蝶阀全部关闭状态时的剖视图；

图10为本实用新型线性蝶阀开启5°状态时的剖视图；

图11为蝶阀通风量无补偿与有补偿不同情况下的流量对比图；

图12为本实用新型线性蝶阀补偿后的流量图；

图13为本实用新型线性蝶阀与文丘里阀结合安装结构图；

其中，1通风柜、2视窗、3排风管道、4蝶阀转轴、5链条、6同步杆、7同步带、8转向轮、9配重、10固定架、11齿轮、12文丘里阀、13线性蝶阀、14风阀叶片、15叶片固定杆、16蝶阀主体、17挡块、18文丘里阀主体、19球体、20球体固定杆、21压缩弹簧、22支架。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种防爆型变风量通风系统，包括安装有视窗2的通风柜1，其特征在于：所述的通风柜1顶端的排风管道3与线性蝶阀13连接，所述的视窗2通过同步带7与安装在通风柜1顶端的同步杆6的两端连接，所述的同步杆6通过齿轮11、链条5与带动线性蝶阀13的风阀叶片14转动的蝶阀转轴4连接。

整个实验室的通风系统由多个通风柜组成，满足实验室的需求，每个通风柜均为普通的带视窗的通风柜，在实验室整个排风系统与每个通风柜的排风管道连接，实现通风柜的气体的排出，在通风柜排风管道的位置设置有能够实现通风量线性控制的线性蝶阀，在线性蝶阀初步开启时实现通风量的线性控制，在通风柜排风量线性控制时，通过视窗的上下线性移动，即通风柜视窗进风量的线性控制，视窗开启的大小为长方形通风面积，通过视窗开启的高低实现进风量的线性控制，在视窗向上移动中通过线性转动结构实现线性蝶阀的线性开启，视窗是通过同步带与同步杆连接，同步杆通过链条齿轮与线性蝶阀连接，这样通过一定传动比设置，在视窗完全关闭时，线性蝶阀完全关闭，在视窗完全开启或者开启到最大限制高度时，线性蝶阀完全开启，视窗上升一定高度，同步杆旋转一定圈数，同步杆通过链条齿轮带动蝶阀转轴旋转一定角度，同时线性蝶阀内部的风阀叶片旋转与蝶阀转轴相同的角度，实现线性蝶阀的线性开启，同时，在线性蝶阀内部设置的挡块实现在线性蝶阀开启初期通风量补偿的作用，也满足了通风量与风阀叶片开启角度的线性调节，从而实现了整个通风柜排风量以及进风量的线性控制。

作为优化，所述的线性蝶阀13包括风阀叶片14、叶片固定杆15、蝶阀主体16和挡块17。

作为优化，所述的风阀叶片14与叶片固定杆15固定连接，所述的叶片固定杆15与蝶阀主体16外侧的蝶阀转轴4固定连接。

作为优化，所述的挡块17设置在蝶阀主体16内壁，并且与蝶阀主体16固定连接。

作为优化，所述的挡块17为两个半圆环形结构并且两者上下设置，其中一半位于风阀叶片14的上侧，另一半位于风阀叶片14的下侧，并且左右对称设置。

作为优化，所述的风阀叶片14的直径大于挡块17的内径并且小于挡块17的外径。

蝶阀主体与通风管道安装时，蝶阀主体的直径是大于通风管道的直径，在蝶阀主体内部的挡块的内径与通风管道的内径是相同的，在线性蝶阀完全开启时满足通风管道与线性蝶阀通风面积的相同。

挡块为两个半圆环形结构，挡块分别设置在风阀叶片的两个圆形侧面，并且相对于叶片固定杆中心轴对称设置，在风阀叶片旋转到叶片圆形侧面与蝶阀主体横截面平行时，挡块实现了风阀叶片与蝶阀主体之间的间距的密封，实现线性蝶阀的完全封闭。

作为优化，所述的蝶阀转轴4通过固定架10进行支撑，所述的蝶阀转轴4和同步杆6上均设置有齿轮11，并且两个齿轮11之间通过链条5连接，所述的同步杆6的两侧设有同步带7，所述的同步带7一端与视窗2连接，另一端通过转向轮8与配重9连接。

蝶阀转轴通过固定架上下支撑，蝶阀转轴上的齿轮设置在固定架与线性蝶阀之间位置，或者是设置在固定架的另一侧位置，便于链条的安装。

作为优化，所述的排风管道3与线性蝶阀13之间还设置有文丘里阀12。

作为优化，所述的文丘里阀12包括文丘里阀主体18和球体19，所述的球体19安装在设置有压缩弹簧21的球体固定杆20上，所述的球体固定杆20与文丘里阀主体18上的支架22螺栓连接。

在普通通风柜的排风管道上安装本实用新型的线性蝶阀：

在图9中所示，风阀叶片处于完全关闭的状态，风阀叶片与挡块使得整个风阀不能通风，当手动移动通风柜视窗，使得视窗向上运动，开启视窗，同时视窗后端通过同步带与通风柜顶端的同步杆连接，同步带一端与视窗连接，另一端与配重连接，在视窗向上移动的同时，在配重的作用下，同步带转动，同步带缠绕在同步杆上，同步带上带有齿，与同步杆上的齿轮啮合，同步杆也实现转动，同步杆转动后，在同步杆的中间位置安装有齿轮，同步杆上的齿轮通过链条与蝶阀转轴上的齿轮连接，蝶阀转轴与线性蝶阀内部的叶片固定杆连接，叶片固定杆上安装风阀叶片，同步杆通过齿轮链条实现蝶阀转轴的转动，最终实现了风阀叶片的开启，风阀叶片旋转，在图10中，风阀开启，在开启的初期，蝶阀的通风量主要是风阀叶片与挡块之间的张口的大小来实现风量的控制，叶片与挡块之间的张口越大，风量就越大，前期的通风面积是的计算公式为：S=πR²sina，其中R为风阀叶片的半径，a为风阀叶片的开启角度，随着风阀叶片的继续开启，当风阀叶片与挡块之间的距离与风阀叶片与阀主体内壁之间的距离相等时，风阀叶片的开启角度再增大，主要是通过风阀叶片与阀主体之间的间隙来大小实现风量的控制，后期的通风量是的计算公式为：S=πR²（1-cosa）+πR²sina，整个开启的过程中，主要大部分是通过后期的通风量的计算公式求得，因此，只是在前期的风阀叶片开启的时候与后期的计算不同，对于蝶阀的线性控制的理想状态为图11中45度角直线，因此，需要实现无限接近理想状态线，通过经验值得出在开启角度在5度的时候，也就是在（1-cosa）线向上平移，在5度时与sina相交，为最接近理想状态的线性控制，在前期的通风量是通过在风阀叶片与挡块之间实现补偿，如果没有挡块，只是通过风阀叶片与阀体之间的间隙，在风阀叶片开启的前期，通风量会很小，而且风阀叶片开启到一定角度时才能实现一定的通风量，通过将阀体变大的方式，在变宽后添加挡块的形式，实现前期通风的补偿，同时能够实现风阀的线性控制。

阀主体半径与风阀叶片半径的差值H=Rsin5°，挡块的宽度略大于H值，通过挡块和风阀叶片实现整个蝶阀的密封。

作为另一实施例，阀主体的内径与通风管道的直径大小相差2H，并且阀主体的直径是比通风管道的直径大，同时通风管道的直径大小与挡块的内径的大小相同，在制作阀主体时是将阀主体的内径变大并且在阀主体上固定安装起补偿作用的挡块，在风阀叶片完全开启的状态时，挡板的补偿为零，管道的通风量是最大通风量，通风面积为挡块内圆面面积，同样也是通风管道的通风面积。

通过手动人工开启通风柜前端的视窗则实现了通风管道上的线性蝶阀的开启，通过向下移动视窗，关闭视窗，就实现线性蝶阀的关闭，通过控制通风柜视窗面风量的调节实现通风柜通风量的精确控制，实验室内的气体只能进入到通风柜内部，而通风柜内部的气体不会通过通风柜的视窗排出实验室内，只能通过排风管道排出，并且通过视窗开启的大小的线性调节，实现通风量的线性调节，通过视窗进入通风柜的风量与通风柜内部通过排风管道排出的风量实现了线性的控制和调节，保持面风速稳定，并且在整个调节过程中省略了风阀执行器、门高传感器以及风量传感器的设置，降低了通风柜的制作成本，同时满足在无电状态下的操作，在整个过程中无需电器元件的接入，无电动控制，避免了实验室内通风柜因电器元件开启或关闭时电火花造成的失火，甚至引起可燃气体爆炸的危险发生，实现了完全防爆的效果。

一种防爆型变风量通风柜，包括安装有视窗2的通风柜1，其特征在于：所述的通风柜1顶端的排风管道3与文丘里阀12连接，所述的文丘里阀12与线性蝶阀13连接，所述的视窗2通过同步带7与安装在通风柜1顶端的同步杆6的两端连接，所述的同步杆6通过齿轮11、链条5与带动线性蝶阀13的风阀叶片14转动的蝶阀转轴4连接，所述的文丘里阀12包括文丘里阀主体18和球体19，所述的球体19安装在设置有压缩弹簧21的球体固定杆20上，所述的球体固定杆20与与文丘里阀主体18上的支架22螺栓连接。

在普通通风柜的排风管道上安装本实用新型的文丘里阀和线性蝶阀：

如图6所示实施例中，在通风柜顶端的排风管道上端连接文丘里阀和线性蝶阀，在整个实验室通风系统里会安装多个通风柜满足实验室的实验的需要，多个通风柜的排风管道在统一与实验室外界的通风管道连接实现实验室有害气体的排出，在外界排风管道一般安装有排风风机，实现有毒有害气体的快速排出，在排风风机工作的同时会对整个排风系统不同位置的通风柜的排风管道风压造成影响，通风柜通风管道内部风压的变化会影响通风量的变化，因此本实用新型在通风管道上安装文丘里阀，再连接线性蝶阀，通过对本的发明通风系统每个通风柜上都安装文丘里阀，在通风管道内部风压变化时，文丘里阀会自动根据风压的变化进行调节，在图8中，通风管道内部风压变化时，文丘里阀内部的球体在风压的作用下会左右移动，并且在压缩弹簧的作用下移动，在文丘里阀内部的球体在通风管道内部的风压的作用下，压缩弹簧实现对球体不同的作用力，通风柜排风管道风量变化时，风压也跟着产生变化，通过文丘里阀内部的压缩弹簧，调节球体的不同位置，实现球体与阀体之间的通风面积的变化，实现对通风柜内部通风量的简单化控制，在外界排风管道风速变大时，压缩弹簧在风压的作用下收缩，球体与阀体之间的间隙变小，在风速变小时，通风面积变大，通过文丘里阀的通风量不会随着压力发生变化，在允许范围内，无论外界排风风机在工作中对排风管道产生有多大的排风量或者多大的风压，本设计都能实现通风柜内部通风量的均衡性，通过文丘里阀与通风柜之间的组合，在通风管道内部风压变化时，实现了通风量的均衡性控制，并且控制简单方便，实现了与风压无关的一种实验室通风系统。

上述具体实施方式仅是本实用新型的具体个案，本实用新型的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本实用新型且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本实用新型的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种防爆型变风量通风系统，包括安装有视窗（2）的通风柜（1），其特征在于：所述的通风柜（1）顶端的排风管道（3）与线性蝶阀（13）连接，所述的视窗（2）通过同步带（7）与安装在通风柜（1）顶端的同步杆（6）的两端连接，所述的同步杆（6）通过齿轮（11）、链条（5）与带动线性蝶阀（13）的风阀叶片（14）转动的蝶阀转轴（4）连接。

2.根据权利要求1所述的一种防爆型变风量通风系统，其特征在于：所述的线性蝶阀（13）包括风阀叶片（14）、叶片固定杆（15）、蝶阀主体（16）和挡块（17）。

3.根据权利要求1所述的一种防爆型变风量通风系统，其特征在于：所述的风阀叶片（14）与叶片固定杆（15）固定连接，所述的叶片固定杆（15）与蝶阀主体（16）外侧的蝶阀转轴（4）固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种防爆型变风量通风系统，其特征在于：所述的挡块（17）设置在蝶阀主体（16）内壁，并且与蝶阀主体（16）固定连接。

5.根据权利要求2所述的一种防爆型变风量通风系统，其特征在于：所述的挡块（17）为两个半圆环形结构并且两者上下设置，其中一半位于风阀叶片（14）的上侧，另一半位于风阀叶片（14）的下侧，并且左右对称设置。

6.根据权利要求2所述的一种防爆型变风量通风系统，其特征在于：所述的风阀叶片（14）的直径大于挡块（17）的内径并且小于挡块（17）的外径。

7.根据权利要求1所述的一种防爆型变风量通风系统，其特征在于：所述的蝶阀转轴（4）通过固定架（10）进行支撑，所述的蝶阀转轴（4）和同步杆（6）上均设置有齿轮（11），并且两个齿轮（11）之间通过链条（5）连接，所述的同步杆（6）的两侧设有同步带（7），所述的同步带（7）一端与视窗（2）连接，另一端通过转向轮（8）与配重（9）连接。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种防爆型变风量通风系统，其特征在于：所述的排风管道（3）与线性蝶阀（13）之间还设置有文丘里阀（12）。

9.根据权利要求8所述的一种防爆型变风量通风系统，其特征在于：所述的文丘里阀（12）包括文丘里阀主体（18）和球体（19），所述的球体（19）安装在设置有压缩弹簧（21）的球体固定杆（20）上，所述的球体固定杆（20）与文丘里阀主体（18）上的支架（22）螺栓连接。

10.一种防爆型变风量通风柜，包括安装有视窗（2）的通风柜（1），其特征在于：所述的通风柜（1）顶端的排风管道（3）与文丘里阀（12）连接，所述的文丘里阀（12）与线性蝶阀（13）连接，所述的视窗（2）通过同步带（7）与安装在通风柜（1）顶端的同步杆（6）的两端连接，所述的同步杆（6）通过齿轮（11）、链条（5）与带动线性蝶阀（13）的风阀叶片（14）转动的蝶阀转轴（4）连接。