一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)門及其設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)門及其設(shè)計(jì)方法，一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)門，包括風(fēng)門基座(100)、動(dòng)板(200)、轉(zhuǎn)臂(220)、若干葉片(300)、定板(400)、調(diào)節(jié)手柄(500)、調(diào)節(jié)箱(600)和密封蓋板(700)；其特征在于，調(diào)節(jié)箱(600)與風(fēng)門基座(100)固定連接，動(dòng)板(200)安置于風(fēng)門基座內(nèi)，動(dòng)板(200)上的轉(zhuǎn)臂(220)伸到調(diào)節(jié)箱(600)內(nèi)，若干葉片(300)均勻地疊在動(dòng)板(200)上。本發(fā)明可變通徑圓形風(fēng)門，可用于風(fēng)量調(diào)節(jié)要求較高的通風(fēng)系統(tǒng)，多葉片交錯(cuò)重疊不會(huì)發(fā)生變形和磨損，長(zhǎng)期工作穩(wěn)定可靠性好。
【專利說明】
-種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)口及其設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明公開一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)口及其設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)口在工業(yè)生產(chǎn)、生活中被廣泛應(yīng)用于調(diào)節(jié)流量，其主要工作原理是，當(dāng)送風(fēng)在流 經(jīng)裝有節(jié)流式風(fēng)口的管道時(shí)，由于風(fēng)口的局部阻力，產(chǎn)生部分能量損耗，使風(fēng)口后的流體壓 力降低；同時(shí)裝設(shè)風(fēng)口會(huì)改變相應(yīng)出口管道特性，減少通過風(fēng)口后的送風(fēng)風(fēng)量。
[0003] 目前，工業(yè)廠房、樓宇等通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)使用較多的風(fēng)口均為固定口徑，無法進(jìn)行調(diào) 節(jié)，當(dāng)偏離相應(yīng)工況的要求值時(shí)，若偏差在可控范圍內(nèi)，則忽視其問題，若偏離過大則更換 不同規(guī)格的風(fēng)口。在此基礎(chǔ)上，也有部分工程中使用可調(diào)式風(fēng)口，其多為百葉窗風(fēng)口，它的 工作原理是通過葉片的擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)出口大小的改變。但該百葉窗式風(fēng)口一般只能用作粗 調(diào)，無法滿足精密調(diào)節(jié)要求;同時(shí)它在使用過程中晃動(dòng)間隙較大，隨意的抖動(dòng)嚴(yán)重影響風(fēng)孔 大小的準(zhǔn)確性，并且百葉窗的葉片彼此分開，使用較長(zhǎng)時(shí)間后容易發(fā)生磨損，從而失去調(diào)節(jié) 有效性。
[0004] 鑒于此類常規(guī)風(fēng)口結(jié)構(gòu)限制與使用特性，開發(fā)具備可調(diào)操作性、使用耐久性及調(diào) 節(jié)精確性的風(fēng)口，對(duì)于提升通風(fēng)系統(tǒng)的高效性、安全性和經(jīng)濟(jì)性具有非常重要的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 發(fā)明目的：為了解決傳統(tǒng)工業(yè)通風(fēng)系統(tǒng)中管網(wǎng)節(jié)流風(fēng)口不可調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)效果差的 問題，本發(fā)明提出了一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)口及設(shè)計(jì)方法。該風(fēng)口能像常規(guī)風(fēng)口一 樣緊固在管道上使用，并且能夠在規(guī)定風(fēng)孔大小范圍內(nèi)進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，真正實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng) 運(yùn)行的準(zhǔn)確性與安全性。
[0006] 技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)口，包括風(fēng)口基座、動(dòng)板、轉(zhuǎn)臂、若干葉片、定板、調(diào) 節(jié)手柄、調(diào)節(jié)箱和密封蓋板;調(diào)節(jié)箱與風(fēng)口基座固定連接，動(dòng)板安置于風(fēng)口基座內(nèi)，動(dòng)板上 的轉(zhuǎn)臂伸到調(diào)節(jié)箱內(nèi)，若干葉片均勻地疊在動(dòng)板上，定板蓋在若干葉片上且與風(fēng)口基座焊 接，調(diào)節(jié)手柄套在轉(zhuǎn)臂栓孔中，在調(diào)節(jié)完成后將密封蓋板固定在調(diào)節(jié)箱操作區(qū)；
[000引所述風(fēng)口基座為圓環(huán)型結(jié)構(gòu)，一個(gè)側(cè)面設(shè)有凹圈，內(nèi)部有一段徑向扁平扇形孔，外 緣開設(shè)若干法蘭螺栓孔；
[0009] 所述動(dòng)板主體為圓環(huán)型結(jié)構(gòu)，其上均勻地開設(shè)與葉片數(shù)相同的滑銷導(dǎo)槽；
[0010] 所述轉(zhuǎn)臂固定在動(dòng)板的外周，其外端部設(shè)有多邊形栓孔；
[0011] 所述葉片為弧形葉片，兩端分設(shè)定銷與滑銷；
[0012] 所述定板為圓環(huán)狀，均勻分布與葉片數(shù)相同的定銷孔；
[0013] 所述調(diào)節(jié)手柄為L(zhǎng)型，頂端設(shè)有多邊形栓，套在轉(zhuǎn)臂的栓孔中；
[0014] 所述調(diào)節(jié)箱為弧帶狀，內(nèi)部開設(shè)與扁平扇形孔一樣角度的弧槽，操作區(qū)設(shè)置有密 封蓋板進(jìn)行密封;可調(diào)通徑圓形風(fēng)口和管道法蘭通過螺栓與螺母緊固。
[0015] 優(yōu)選的，調(diào)節(jié)箱與風(fēng)口基座焊接，其內(nèi)部弧槽與扁平扇形孔完全對(duì)接，同時(shí)在其表 面刻有通徑標(biāo)尺，在調(diào)節(jié)過程中用于直接讀取孔徑大小。
[0016] 優(yōu)選的，所述動(dòng)板安置于風(fēng)口基座凹圈內(nèi)，轉(zhuǎn)臂穿過扁平扇形孔伸到調(diào)節(jié)箱內(nèi)。
[0017] 優(yōu)選的，所述葉片圍成一圈，均勻地疊在動(dòng)板上，滑銷嵌在動(dòng)板的滑銷導(dǎo)槽中，定 銷嵌在定板的定銷孔中，定板固定在風(fēng)口基座上;葉片采用內(nèi)外弧均為圓弧的規(guī)則葉片。
[0018] 優(yōu)選的，該方法包括如下步驟：
[0019] 步驟1:對(duì)管徑為Dp的管道，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的風(fēng)口通徑變化范圍，由最大通徑Dmax確 定葉片的內(nèi)徑化n;
[0020] 步驟2:根據(jù)風(fēng)口允許的最大厚度，確定葉片數(shù)目n與葉片弧度01;
[0021] 步驟3:根據(jù)選用銷釘直徑確定葉片定銷位置^;
[0022] 步驟4:基于步驟1管道節(jié)流孔徑Dmax~Dmin設(shè)計(jì)要求及步驟2、步驟3內(nèi)選定的相關(guān) 參數(shù)，計(jì)算出葉片的最大轉(zhuǎn)角a:由構(gòu)造的多邊形通孔與要求的圓孔面積相等關(guān)系求出多邊 形內(nèi)徑X;根據(jù)內(nèi)切圓特性及葉片內(nèi)徑計(jì)算旋轉(zhuǎn)后葉片內(nèi)弧圓屯、與節(jié)流孔中屯、的距離Y;由 距離Y和葉片定銷位置^計(jì)算出葉片最大轉(zhuǎn)角a;
[0023] 步驟5:由確定的葉片最大轉(zhuǎn)角a、葉片內(nèi)徑化n和葉片弧度01，計(jì)算出滑銷在葉片上 的位置L2和葉片的最小外徑Dcmt。
[0024] 優(yōu)選的，該方法包括如下步驟：
[0025] 步驟1:將葉片最大轉(zhuǎn)角a、葉片上的滑銷位置L2及葉片定銷位置^代入S角形余弦 定理中，計(jì)算出滑銷在動(dòng)板上的理論運(yùn)動(dòng)軌跡L3;
[0026] 步驟2:由葉片滑銷與定銷距離Z和葉片轉(zhuǎn)角a確定滑銷相對(duì)于固定的風(fēng)口基座移 動(dòng)的直線距離V;
[0027] 步驟3:根據(jù)步驟1與2計(jì)算出的滑銷理論運(yùn)動(dòng)軌跡L3與滑銷直線移動(dòng)距離VW及滑 銷位置L2,確定理論轉(zhuǎn)角Si;
[002引步驟4:根據(jù)要求的調(diào)節(jié)手柄轉(zhuǎn)角SpW及理論轉(zhuǎn)角Si、滑銷位置L2和理論運(yùn)動(dòng)軌跡 13,最終確定滑銷在動(dòng)板上的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡L4,由此確定滑銷導(dǎo)槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
[00巧]有益效果：
[0030] 1、本發(fā)明能夠與普通風(fēng)口一樣緊固在管道上使用，同時(shí)通過調(diào)節(jié)手柄驅(qū)動(dòng)動(dòng)板的 旋轉(zhuǎn)改變通風(fēng)截面大小，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)孔的可調(diào)化，能夠控制流經(jīng)管路的風(fēng)壓、流量W適應(yīng)工 況的變化要求，調(diào)節(jié)精度高、能損低。
[0031] 2、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，風(fēng)口內(nèi)部葉片相互疊加，增加了彼此的剛度，在使用過 程中不易產(chǎn)生磨損；另外相比于百葉窗式風(fēng)口，本發(fā)明晃動(dòng)間隙小，操作可靠性更高，并且 能夠進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)。
[0032] 3、本發(fā)明設(shè)計(jì)能滿足較寬的調(diào)節(jié)手柄旋轉(zhuǎn)角度要求，同時(shí)具有刻度標(biāo)識(shí)，在調(diào)節(jié) 過程中具備流量-壓差變化平滑、內(nèi)漏量小、密封性好、工作可靠和性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明的一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)口及其設(shè)計(jì)方法的裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0034] 圖2為本發(fā)明的一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)口及其設(shè)計(jì)方法總裝圖。
[0035] 圖3為本發(fā)明的一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)口及其設(shè)計(jì)方法的調(diào)節(jié)箱示意圖。
[0036] 圖4為本發(fā)明的一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)口及設(shè)其計(jì)方法變風(fēng)孔原理圖。
[0037] 圖5為本發(fā)明的一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)口及其設(shè)計(jì)方法葉寬幾何關(guān)系圖。
[0038] 圖6為本發(fā)明的一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)口及其設(shè)計(jì)方法調(diào)節(jié)手柄旋轉(zhuǎn)角度 原理圖。
[0039] 圖7為本發(fā)明的一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)口及其設(shè)計(jì)方法的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)流 程圖。
[0040] 圖8為本發(fā)明的一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)口及其設(shè)計(jì)方法具體實(shí)例。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不 局限于實(shí)施例。
[0042] 本發(fā)明提供的通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)口，包括風(fēng)口基座100、動(dòng)板200、轉(zhuǎn)臂220、 若干葉片300、定板400、調(diào)節(jié)手柄500、調(diào)節(jié)箱600和密封蓋板700;調(diào)節(jié)箱600與風(fēng)口基座100 固定連接，動(dòng)板200安置于風(fēng)口基座內(nèi)，動(dòng)板200上的轉(zhuǎn)臂220伸到調(diào)節(jié)箱600內(nèi)，若干葉片 300均勻地疊在動(dòng)板200上，定板400蓋在若干葉片300上且與風(fēng)口基座100焊接，調(diào)節(jié)手柄 500套在轉(zhuǎn)臂220栓孔中，在調(diào)節(jié)完成后將密封蓋板700固定在調(diào)節(jié)箱600操作區(qū)；
[0043] 所述風(fēng)口基座100為圓環(huán)型結(jié)構(gòu)，一個(gè)側(cè)面設(shè)有凹圈，內(nèi)部有一段徑向扁平扇形孔 110，外緣開設(shè)若干法蘭螺栓孔120;
[0044] 所述動(dòng)板200主體為圓環(huán)型結(jié)構(gòu)，其上均勻地開設(shè)與葉片數(shù)相同的滑銷導(dǎo)槽210;
[0045] 所述轉(zhuǎn)臂220固定在動(dòng)板200的外周，其外端部設(shè)有多邊形栓孔；
[0046] 所述葉片300為弧形葉片，兩端分設(shè)定銷310與滑銷320;
[0047] 所述定板400為圓環(huán)狀，均勻分布與葉片數(shù)相同的定銷孔410;
[004引所述調(diào)節(jié)手柄500為L(zhǎng)型，頂端設(shè)有多邊形栓，套在轉(zhuǎn)臂220的栓孔中；
[0049] 所述調(diào)節(jié)箱600為弧帶狀，內(nèi)部開設(shè)與扁平扇形孔110-樣角度的弧槽，操作區(qū)設(shè) 置有密封蓋板700進(jìn)行密封;可調(diào)通徑圓形風(fēng)口和管道法蘭通過螺栓810與螺母820緊固。
[0050] 調(diào)節(jié)箱600與風(fēng)口基座100焊接，其內(nèi)部弧槽與扁平扇形孔110完全對(duì)接，同時(shí)在其 表面刻有通徑標(biāo)尺610,在調(diào)節(jié)過程中用于直接讀取孔徑大小。
[0051] 所述動(dòng)板200安置于風(fēng)口基座100凹圈內(nèi)，轉(zhuǎn)臂220穿過扁平扇形孔110伸到調(diào)節(jié)箱 600 內(nèi)。
[0052] 所述葉片300圍成一圈，均勻地疊在動(dòng)板200上，滑銷320嵌在動(dòng)板200的滑銷導(dǎo)槽 210中，定銷310嵌在定板400的定銷孔410中，定板400固定在風(fēng)口基座100上；葉片300采用 內(nèi)外弧均為圓弧的規(guī)則葉片。
[0053] 葉片的設(shè)計(jì)方法，該方法包括如下步驟：
[0054] 步驟1:對(duì)管徑為Dp的管道，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的風(fēng)口通徑變化范圍，由最大通徑Dmax確 定葉片的內(nèi)徑化n;
[005引步驟2:根據(jù)風(fēng)口允許的最大厚度，確定葉片數(shù)目n與葉片弧度01;
[0056] 步驟3:根據(jù)選用銷釘直徑確定葉片定銷位置。；
[0057] 步驟4:基于步驟1管道節(jié)流孔徑Dmax~Dmin設(shè)計(jì)要求及步驟2、步驟3內(nèi)選定的相關(guān) 參數(shù)，計(jì)算出葉片的最大轉(zhuǎn)角a:由構(gòu)造的多邊形通孔與要求的圓孔面積相等關(guān)系求出多邊 形內(nèi)徑X;根據(jù)內(nèi)切圓特性及葉片內(nèi)徑計(jì)算旋轉(zhuǎn)后葉片內(nèi)弧圓屯、與節(jié)流孔中屯、的距離Y;由 距離Y和葉片定銷位置^計(jì)算出葉片最大轉(zhuǎn)角a;
[0058] 步驟5:由確定的葉片最大轉(zhuǎn)角a、葉片內(nèi)徑化n和葉片弧度01，計(jì)算出滑銷在葉片上 的位置L2和葉片的最小外徑Dcmt。
[0059] 動(dòng)板上的滑銷導(dǎo)槽的設(shè)計(jì)方法，該方法包括如下步驟：
[0060] 步驟1:將葉片最大轉(zhuǎn)角CU葉片上的滑銷位置L2及葉片定銷位置^代入S角形余弦 定理中，計(jì)算出滑銷在動(dòng)板上的理論運(yùn)動(dòng)軌跡L3;
[0061] 步驟2:由葉片滑銷與定銷距離Z和葉片轉(zhuǎn)角a確定滑銷相對(duì)于固定的風(fēng)口基座移 動(dòng)的直線距離V;
[0062] 步驟3:根據(jù)步驟1與2計(jì)算出的滑銷理論運(yùn)動(dòng)軌跡L3與滑銷直線移動(dòng)距離VW及滑 銷位置L2,確定理論轉(zhuǎn)角Si;
[0063] 步驟4:根據(jù)要求的調(diào)節(jié)手柄轉(zhuǎn)角SpW及理論轉(zhuǎn)角Si、滑銷位置L2和理論運(yùn)動(dòng)軌跡 13,最終確定滑銷在動(dòng)板上的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡L4,由此確定滑銷導(dǎo)槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
[0064] 如圖1、2所示的一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)口，包括風(fēng)口基座100、動(dòng)板200、轉(zhuǎn) 臂220、6~18片葉片300、定板400、調(diào)節(jié)手柄500、調(diào)節(jié)箱600和密封蓋板700。調(diào)節(jié)箱600與風(fēng) 口基座100固定連接，動(dòng)板200安置于風(fēng)口基座100內(nèi)，動(dòng)板200上的轉(zhuǎn)臂220伸到調(diào)節(jié)箱600 內(nèi)，6~18葉片300均勻地疊在動(dòng)板200上，定板400蓋在葉片300上，與風(fēng)口基座100焊接，調(diào) 節(jié)手柄500套在轉(zhuǎn)臂220栓孔中，在調(diào)節(jié)完成后將密封蓋板700固定在調(diào)節(jié)箱600操作區(qū)。
[0065] 本實(shí)施例風(fēng)口基座100為圓環(huán)型結(jié)構(gòu)，一個(gè)側(cè)面上設(shè)有凹圈，內(nèi)部設(shè)有徑向扁平扇 形孔110，外緣開設(shè)與給定管道匹配的法蘭螺栓孔120，其余部分皆為實(shí)屯、鋼板。
[0066] 本實(shí)施例所述動(dòng)板200主體為圓環(huán)型結(jié)構(gòu)，其上均勻分布著與葉片數(shù)目相同的滑 銷導(dǎo)槽210,動(dòng)板200置于風(fēng)口基座100凹圈內(nèi)，固定于動(dòng)板200外周的轉(zhuǎn)臂220穿過扁平扇形 孔110伸到調(diào)節(jié)箱600內(nèi)，其外端設(shè)有多邊形栓孔。
[0067] 本實(shí)施例葉片300為弧形葉片，兩端分別焊接有定銷310與滑銷320,該方式既能起 到一定的支撐作用，有助于減緩葉片300在前后壓差作用下產(chǎn)生的變形，同時(shí)可更好地固定 葉片300而不引起相對(duì)滑移。
[0068] 本實(shí)施例所述定板400亦為圓環(huán)狀，均勻分布與葉片數(shù)一致的定銷孔410。
[0069] 本實(shí)施例所述調(diào)節(jié)手柄500為L(zhǎng)型，頂端設(shè)有多邊形栓，可套在轉(zhuǎn)臂的栓孔中。
[0070] 如圖2、3所示，本實(shí)施例調(diào)節(jié)箱600為弧狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部開設(shè)與扁平扇形孔110同樣角 度的弧槽，其通過焊接的方式與風(fēng)口基座100完全對(duì)接；同時(shí)在調(diào)節(jié)箱表面刻有通徑標(biāo)尺 610,在調(diào)節(jié)風(fēng)口通徑過程中可直觀的讀取風(fēng)孔大?。徊僮鲄^(qū)域內(nèi)還設(shè)有密封蓋板緊固螺 孔。
[0071] 如圖2,本實(shí)施例為了提高風(fēng)口的精密性，在調(diào)節(jié)完成并卸下調(diào)節(jié)手柄500后，在調(diào) 節(jié)箱上操作區(qū)域緊固密封蓋板700W消除風(fēng)口在正常工作狀態(tài)下的漏風(fēng)。
[0072] 本實(shí)施例所述葉片300圍成一圈，均勻地疊在動(dòng)板200上；定銷310與定板400的定 銷孔410較接，可自由旋轉(zhuǎn)，定板焊接固定在風(fēng)口基座100上;滑銷320嵌在動(dòng)板200的滑銷導(dǎo) 槽210中，可沿型線來回運(yùn)動(dòng)。葉片300優(yōu)先采用內(nèi)外弧均為圓弧的規(guī)則葉片，其結(jié)構(gòu)尺寸設(shè) 計(jì)方法步驟如下：
[0073] 步驟一:對(duì)于管徑為Dp的風(fēng)管，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的風(fēng)口通徑變化范圍[Dmax~Dmin], W 最大孔徑Dmax確定風(fēng)口基座孔徑、動(dòng)板內(nèi)徑、定板內(nèi)徑及葉片內(nèi)徑化n，即：
[0074] Din = EWx
[0075] 步驟二:根據(jù)風(fēng)口允許的最大厚度，合理選擇葉片數(shù)目n與葉片弧度01;若葉片數(shù)n 越多，重疊越厚，n太少，則無法滿足構(gòu)成通孔的要求;若葉片弧度01太大，則重疊片數(shù)增多， 弧度過小，不能滿足設(shè)計(jì)要求。
[0076] 步驟根據(jù)選用銷釘?shù)闹睆?，確定定銷在葉片上的位置，即是定銷中屯、距離葉片 內(nèi)弧圓屯、的長(zhǎng)度^。
[0077] 步驟四：如圖4所示，表示風(fēng)口在調(diào)節(jié)過程中葉片的旋轉(zhuǎn)，基于步驟一中管道節(jié)流 孔徑Dmax~Dmin設(shè)計(jì)要求及步驟二、=內(nèi)選定的相關(guān)參數(shù)，計(jì)算出葉片的最大轉(zhuǎn)角a: (1)由構(gòu) 造的多邊形通孔與要求的圓孔面積相等關(guān)系求出多邊形內(nèi)徑X;
[007引
[0079] (2)根據(jù)內(nèi)切圖特性必葉片內(nèi)爸計(jì)算旋轉(zhuǎn)后葉片內(nèi)弧圖屯、與節(jié)流孔中屯、的距離Y;
[0080] Y = R ? COS人-X ? cos(180/n)
[0081 ] (3)由距離Y巧奸片定銷位置。計(jì)算出葉片最大轉(zhuǎn)角a;
[0082]
[0083] 式中，X為召^與召5的長(zhǎng)度，隨著葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生改變;R為葉片內(nèi)半徑，即R = Din/2 = Dmax/2 ;n為葉片數(shù)目；Dmin為要求的風(fēng)口最小通孔;Y為而的長(zhǎng)度山表示定銷位置， 即葉片上定銷中屯、與葉片內(nèi)弧圓屯、之間的距離，在葉片旋轉(zhuǎn)過程中始終保持5^ =戒=A。
[0084] 由于11、1?、0。1。及。均為已知量，因此葉片轉(zhuǎn)角a的數(shù)學(xué)模型可表示為：
[0085] a = f(n，R，Li，Dmin)
[0086] 步驟五:在可調(diào)風(fēng)口設(shè)計(jì)過程中，若葉片選取太窄，無法滿足通孔W外的全覆蓋要 求;葉片設(shè)計(jì)太寬，則會(huì)擴(kuò)大風(fēng)口動(dòng)板的外徑，造成風(fēng)管與可調(diào)風(fēng)口無法匹配安裝的結(jié)果。 如圖5所示，由確定的葉片最大轉(zhuǎn)角a、最大通徑Dmax和葉片弧度01，建立了滑銷在葉片上的 位置L2數(shù)學(xué)模型關(guān)系式：
[0087]
[008引式中，L2表示滑銷中屯、到葉片內(nèi)弧圓屯、的距離，即。下:=:才廳=L ;Z為葉片定銷與 滑銷的距離，即忍"=盈才=Z的長(zhǎng)度;a為步驟四所求葉片轉(zhuǎn)角。因 b、R、9i及a均為已知量，貝U 滑銷位置L2數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
[0089] L2 = fai，R，目i，n，Dmin)
[0090] 考慮到設(shè)計(jì)裕量要求，同時(shí)滑銷本身具有一定的直徑，葉片外徑取DDut = 2(l + 0 L2 O
[0091] 如圖6,可調(diào)通徑圓形風(fēng)口由最大通徑變到最小通徑，為滿足調(diào)節(jié)手柄要求的旋轉(zhuǎn) 角度Sp,動(dòng)板上的滑銷導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法如下：
[0092] 步驟一:調(diào)節(jié)手柄帶動(dòng)動(dòng)板旋轉(zhuǎn)，動(dòng)板引導(dǎo)滑銷在滑銷導(dǎo)槽內(nèi)移動(dòng)，并繞葉片定銷 旋轉(zhuǎn)，最終達(dá)到一新的位置;將葉片最大轉(zhuǎn)角〇、葉片上的滑銷位置L2及葉片定銷位置^代入 =角形余弦定理，計(jì)算出滑銷在動(dòng)板上的理論運(yùn)動(dòng)軌跡L3:
[0093]
[0094] 式中，L3表示滑銷的理論運(yùn)動(dòng)軌跡r谷;Li、L2與Z分別為已設(shè)計(jì)的葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)，即
;W為滑銷理論位置與風(fēng)口中屯、的距離，即
[00M] 步驟二：由葉片滑銷與定銷距離Z和葉片轉(zhuǎn)角a確定滑銷相對(duì)于固定的風(fēng)口基座移 動(dòng)的直線距離V:
[0096] V = 2(Z ? sin(a/2))
[0097] 步驟=:根據(jù)步驟一與二計(jì)算出的滑銷理論運(yùn)動(dòng)軌跡L3與滑銷直線移動(dòng)距離VW 及滑銷仿置^，確巧理論按角Si:
[009引
[0099] 步驟四：根據(jù)要求的調(diào)節(jié)手柄轉(zhuǎn)角SpW及理論轉(zhuǎn)角Si、滑銷位置L2和理論運(yùn)動(dòng)軌跡 13,最終確定滑銷在動(dòng)板上的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡L4,由此確定滑銷導(dǎo)槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)：
[0100
[0101
[0102] 式中，02表示根據(jù)要求的調(diào)節(jié)手柄轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)的滑銷導(dǎo)槽傾斜角度;L4為設(shè)計(jì)的滑銷 導(dǎo)槽的長(zhǎng)度
[0103] 圖8為管徑Dp = IOOmm的管道具體實(shí)施例，采用圖7所示的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)方法流程 得:風(fēng)口通徑設(shè)計(jì)要求為Dmax = 95mm、Dmin = 70mrn，調(diào)節(jié)手柄轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)要求為36%可調(diào)通徑圓 形風(fēng)口采用8片厚度約0.5mm的葉片，其最終設(shè)計(jì)葉片外徑Dnut= 115mm，葉片寬度為(Dout- Din)/2=10mm;動(dòng)板外徑為115mm，8個(gè)對(duì)稱分布的滑銷導(dǎo)槽傾角為35%整個(gè)可調(diào)通徑圓形風(fēng) 口總厚度控制在7.5mm;由于該管道單邊法蘭各有20mm的寬度，可設(shè)計(jì)出d) =HOmm的風(fēng)口 基座正好能通過螺栓和螺母與管道固定。此實(shí)例的孔管徑比可達(dá)95/100 = 0.95,幾近為1; 當(dāng)設(shè)計(jì)的孔管徑比小于該值時(shí)，尺寸限制條件逐步削弱，設(shè)計(jì)出的風(fēng)口均能安裝在管道上 使用。由設(shè)計(jì)方法與該例子可W看出，本發(fā)明的突出特點(diǎn)為應(yīng)用面廣、匹配度高，作為常用 節(jié)流孔具備較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
[0104] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，盡管該實(shí)施例已表述了本發(fā)明，但本發(fā)明 的保護(hù)范圍并不局限于此。對(duì)于任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，在不脫離所附權(quán)利 要求定義的發(fā)明原理前提下，可對(duì)其在形式上與細(xì)節(jié)上做出各種變化與修飾，運(yùn)些均應(yīng)視 為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)門，包括風(fēng)門基座（100)、動(dòng)板(200)、轉(zhuǎn)臂（220)、若干 葉片(300)、定板(400)、調(diào)節(jié)手柄(500)、調(diào)節(jié)箱(600)和密封蓋板(700);其特征在于，調(diào)節(jié) 箱（600)與風(fēng)門基座（100)固定連接，動(dòng)板（200)安置于風(fēng)門基座內(nèi)，動(dòng)板（200)上的轉(zhuǎn)臂 (220)伸到調(diào)節(jié)箱(600)內(nèi)，若干葉片(300)均勻地疊在動(dòng)板(200)上，定板(400)蓋在若干葉 片(300)上且與風(fēng)門基座（100)焊接，調(diào)節(jié)手柄(500)套在轉(zhuǎn)臂（220)栓孔中，在調(diào)節(jié)完成后 將密封蓋板(700)固定在調(diào)節(jié)箱(600)操作區(qū)； 所述風(fēng)門基座（100)為圓環(huán)型結(jié)構(gòu)，一個(gè)側(cè)面設(shè)有凹圈，內(nèi)部有一段徑向扁平扇形孔 (110)，外緣開設(shè)若干法蘭螺栓孔(120); 所述動(dòng)板(200)主體為圓環(huán)型結(jié)構(gòu)，其上均勻地開設(shè)與葉片數(shù)相同的滑銷導(dǎo)槽(210); 所述轉(zhuǎn)臂(220)固定在動(dòng)板(200)的外周，其外端部設(shè)有多邊形栓孔； 所述葉片(300)為弧形葉片，兩端分設(shè)定銷(310)與滑銷(320); 所述定板(400)為圓環(huán)狀，均勻分布與葉片數(shù)相同的定銷孔(410); 所述調(diào)節(jié)手柄(500)為L(zhǎng)型，頂端設(shè)有多邊形栓，套在轉(zhuǎn)臂(220)的栓孔中； 所述調(diào)節(jié)箱(600)為弧帶狀，內(nèi)部開設(shè)與扁平扇形孔（110)-樣角度的弧槽，操作區(qū)設(shè) 置有密封蓋板(700)進(jìn)行密封;可調(diào)通徑圓形風(fēng)門和管道法蘭通過螺栓(810)與螺母(820) 緊固。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)門，其特征在于，調(diào)節(jié)箱(600)與風(fēng) 門基座（100)焊接，其內(nèi)部弧槽與扁平扇形孔（110)完全對(duì)接，同時(shí)在其表面刻有通徑標(biāo)尺 (610)，在調(diào)節(jié)過程中用于直接讀取孔徑大小。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)門，其特征在于，所述動(dòng)板(200) 安置于風(fēng)門基座(100)凹圈內(nèi)，轉(zhuǎn)臂(220)穿過扁平扇形孔(110)伸到調(diào)節(jié)箱(600)內(nèi)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)通徑圓形風(fēng)門，其特征在于，所述葉片（300)圍 成一圈，均勻地疊在動(dòng)板（200)上，滑銷（320)嵌在動(dòng)板（200)的滑銷導(dǎo)槽（210)中，定銷 (310)嵌在定板(400)的定銷孔(410)中，定板(400)固定在風(fēng)門基座（100)上;葉片(300)采 用內(nèi)外弧均為圓弧的規(guī)則葉片。5. 權(quán)利要求1-4所述的葉片的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，該方法包括如下步驟： 步驟1:對(duì)管徑為叫的管道，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的風(fēng)門通徑變化范圍，由最大通徑Dmax確定葉 片的內(nèi)徑Din; 步驟2:根據(jù)風(fēng)門允許的最大厚度，確定葉片數(shù)目η與葉片弧度θ1; 步驟3:根據(jù)選用銷釘直徑確定葉片定銷位置L1; 步驟4:基于步驟1管道節(jié)流孔徑Dmax~Dmin設(shè)計(jì)要求及步驟2、步驟3內(nèi)選定的相關(guān)參數(shù)， 計(jì)算出葉片的最大轉(zhuǎn)角α:由構(gòu)造的多邊形通孔與要求的圓孔面積相等關(guān)系求出多邊形內(nèi) 徑X;根據(jù)內(nèi)切圓特性及葉片內(nèi)徑計(jì)算旋轉(zhuǎn)后葉片內(nèi)弧圓心與節(jié)流孔中心的距離Υ;由距離Y 和葉片定銷位置L1計(jì)算出葉片最大轉(zhuǎn)角α; 步驟5:由確定的葉片最大轉(zhuǎn)角α、葉片內(nèi)徑Din和葉片弧度Q1，計(jì)算出滑銷在葉片上的位 置L2和葉片的最小外徑Dcmt。6. 權(quán)利要求1-4所述的動(dòng)板上的滑銷導(dǎo)槽的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，該方法包括如下步 驟： 步驟1:將葉片最大轉(zhuǎn)角CU葉片上的滑銷位置L2及葉片定銷位置1^代入三角形余弦定理 中，計(jì)算出滑銷在動(dòng)板上的理論運(yùn)動(dòng)軌跡L3; 步驟2:由葉片滑銷與定銷距離Z和葉片轉(zhuǎn)角α確定滑銷相對(duì)于固定的風(fēng)門基座移動(dòng)的 直線距離V; 步驟3:根據(jù)步驟1與2計(jì)算出的滑銷理論運(yùn)動(dòng)軌跡L3與滑銷直線移動(dòng)距離V以及滑銷位 置L2，確定理論轉(zhuǎn)角δ 1; 步驟4:根據(jù)要求的調(diào)節(jié)手柄轉(zhuǎn)角δρ以及理論轉(zhuǎn)角S1、滑銷位置LdP理論運(yùn)動(dòng)軌跡L3,最 終確定滑銷在動(dòng)板上的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡L4,由此確定滑銷導(dǎo)槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
【文檔編號(hào)】F24F13/10GK105910253SQ201610239830
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日
【發(fā)明人】楊建明, 解李楊
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)