一种烟丝送风系统扰流板装置的设计方法以及扰流板装置与流程

文档序号:16881984发布日期:2019-02-15 22:15阅读:443来源:国知局
一种烟丝送风系统扰流板装置的设计方法以及扰流板装置与流程

本发明涉及烟丝送风系统的相关领域,尤其涉及一种烟丝送风系统的扰流板装置。



背景技术:

扰流板通常安装在运动物体的风面部位上,用来有效减少该物体在运动时产生的空气阻力,减小空气阻力所带来的共振,提高物体运动稳定性。扰流板一般采用整体塑形结构,作为一个整体在减小共振时,各个部位所承受的共振力是不同的,共振后产生的弹性形变也是不同的。其应用在送风系统中,为了适应送风系统内部复杂结构所产生的空气流变化和局部振动的工况,所以对扰流板装置的设计也应适应这些工况。为此,如何在狭小空间内设计一种高灵敏度和能够长期保持稳定状态的扰流板是目前设计应用的难道之一。

参考国内其它类似的资料,对此提出的方法有很多。例如:香港理工大学(欧达毅,麦卓明.管道内部扰流板流噪声分析方法综述[j].建筑科学,2014,30(4):115-120)从多扰流板之间的声耦合效应到多扰流板之间的声与气动耦合效应,对现有的主要计算模型进行深入研究,提出管道内扰流板噪声预测方法。上海大学机电工程与自动化学院(王坚,盛建平等.基于数值模拟的轿车后扰流板动力学分析[j].工业控制计算机,2016,6(11):102-104)采用数值模拟方法对汽车进行空气动力学分析,具有开发时间短,所需经费少等特点,而且能获取整个汽车外流场的大量相关数据,对加装后扰流板的汽车采用了数值模拟的方法进行受力分析得出优化结果。厦门理工学院(许建民,王波等.扰流装置对轿车气动特性的影响研究[j].机械设计与制造,2014,6(3):35-4)以计算流体力学软件ansys-fluent为研究工具对轿车的气动特性进行了研究。计算了加装扰流装置前和加装扰流装置后的车身阻力系数和升力系数。分析了三种造型的扰流装置对轿车气动特性的影响。指出扰流装置的加装可以改善轿车尾部流场结构,轿车尾部区域涡流现象和倒流现象均明显减弱,加装不同扰流板均会不同程度地增加轿车的阻力系数,但同时可以减小轿车升力系数,进而一定程度改善汽车的空气动力学特性。西北工业大学(孙静,杨广裙等.带扰流板翼型的流场数值模拟[j].航空计算技术,2006,11(2):12-16)针对带扰流板的翼型绕流流场进行非定常数值模拟,分别对迎角及扰流板偏角对气动性能的影响做了分析,指出扰流板偏角固定,随迎角增大,升力曲线线性良好,阻力在正迎角范围内的斜率小于负迎角,迎角相同,扰流板偏角越大,升力越小,阻力则越大。江苏大学(陆文昌,陈龙等.可调式扰流板对高速制动效能的影响[j].制造业自动化,2014,9(15):34-38)分析了制动时的载荷转移现象,给出了扰流板不同角度时的阻力系数和升力系数,并提出了利用可调式扰流板进行制动的方案。另外利用carsim和matlab/simulink进行联合仿真,这样可以有效提高车辆的制动效能,且车辆后轴的载荷得到增加,从而加强了车辆的稳定性。

烟草企业卷烟制造的物料来源之一就是烟丝,通常采用风力送丝的形式,烟丝通过送风系统,经喂丝机到达卷烟机末端制造环节。在此过程中,送风系统内会不间断产生不规则的气流,称为“絮流”,“絮流”是由送风系统的风机结构特性决定的,无法避免。风机在烟丝输送过程中并不是一直工作的,它是随烟丝需求量的变化而不断启停,在风机启停的瞬间,送风风管内的空气压力会发生变化,造成风管内风压不平衡,这时就会产生“絮流”。“絮流”会造成烟丝造碎增高,使烟丝结构受到破坏,同时造成风管内烟丝堵塞,为此,需要在送风系统内设计一种可减弱或消除“絮流”的装置。



技术实现要素:

针对以上问题,第一方面,本发明提供一种烟丝送风系统扰流板装置的设计方法,可有效消除空气流中的“絮流”,降低烟丝造碎,该方法包括:

a、建立基于静态模拟的扰流板最小化结构模型其中,k表示扰流板风面运动补偿因子,ρe表示扰流板风面的材料密度,m表示扰流板质量,fd为扰流板风面满负荷下的板振动频率,ω表示扰流板的摆动频率,u被定义为扰流板动态响应幅值,p被定义为扰流板的侧板载荷幅值,p(t)表示一段时间内相应稳态状态下的载荷幅值;

b、建立扰流板灵敏度模型其中,表示扰流板的动态刚度特征向量,表示扰流板的静态刚度特征向量,p表示扰流板静态刚度的补偿因子,ω表示扰流板摆动频率;

c、基于模态叠加方法生成新载荷幅值p’(t)和新的稳态响应参考值cd’;

其中,fi和ji分别代表模态叠加第i阶特征对扰流板静态刚度贡献度和扰流板动态刚度贡献度;其中,ω称为模态叠加的特征频率,ωi称为模态叠加第i阶特征频率;其中,i为所截取的特征模态的阶数,为结构第i阶特征模态向量,xi为运动阻尼值,模态叠加次数越多,xi越接近于零阻尼。

进一步地,考虑到扰流板工作的长期稳定性需要,建立优化的扰流板灵敏度模型其中ue为扰流板灵敏度反馈补偿系数。

进一步地,动态刚度矩阵趋于非正定时,p(t)为负值,扰流板最终产生断裂现象,引入绝对值符号进行修正,即cd=|p(t)tu|,cd称为稳态响应参考值。另

进一步地,基于频率渐变的连续性设计方法优化设计xi,使xi保持高阻尼状态,提高扰流板静态刚度贡献度。

更进一步地,基于频率渐变的连续性设计方法,当渐变过程中,ωi在ωi右侧不远处且(dωi-dωi)<(dωi+1-dωi+1),式中d表示离原点的绝对距离,可以在渐变过程开始时,将ωi调整至ωi左侧不远处且(dωi-dωi)>(dωi-1-dωi-1),由于在渐变过程开始时,xi开始向右侧倾斜,此时再将ωi随着xi一起向右移动,但始终保持在基准特征频率ωi的左侧不远处且(dωi-dωi)=(dωi-dωi-1),直至模态渐变过程结束后,将当前的ω'i位置记录下来作为下一阶ωi+1的初始位置,并且在下一阶的渐变过程中,仍然将ω'i+1调整至ωi+1的左侧不远处,就这样进行连续调整。

本发明与现有技术中已经公开方法相比较,区别在于:

现有技术中已经公开的方法所设计和阐述的扰流板是从空气动力学角度对扰流板产生的噪音和空气阻力进行分析,虽然一定程度上对扰流板的某些特性进行了优化,但并没有从扰流板的整体结构上进行分析,优化程度有限。而本发明根据扰流板的应用环境,对扰流板的整体结构进行了设计,依次进行了最小化设计、灵敏度设计和减振稳态设计,三者之间是互相关联、互相影响的,所以本发明对扰流板这三项设计之间的关联性较强。

现有技术中已经公开的方法所设计和阐述的扰流板均在开放式环境中,扰流板的体积和运动性不受较大约束。但事实上,扰流板也可应用在密闭和狭小环境中,同样会对空气流产生影响,所以现有技术中已经公开的方法均未考虑到扰流板的最小化设计。本发明从扰流板的实际需求出发,采用基于静态模拟载荷幅值的方法,保证扰流板具备一定的韧度和柔度,引入稳态响应参考值来实时观察扰流板当前最小化情况下的稳态响应情况。

现有技术中已经公开的方法所设计和阐述的扰流板在开放式环境下所遇到的空气流较为规则,空气流通过扰流板产生的变化也较为规则,所以对扰流板的灵敏度反应要求不高。但事实上,若扰流板安装在密闭环境中,所遇到的空气流大多为不规则运动,当这些空气流经过扰流板时往往使扰流板变得不稳定,例如动作滞后,所以现有技术中已经公开的方法均未考虑到扰流板在闭密环境下的灵敏度。本发明从扰流板的实际工况出发,基于最优性条件的设计,保证扰流板在最小化情况并满足最大负荷条件下仍具备较好的灵敏度。

现有技术中已经公开的方法所设计和阐述的扰流板大多应用在动态运动物体上,所设计的应用模型大多是基于动态模拟而进行动态刚度特征的补偿。但事实上,运动物体仍然存在静态刚度(例如惯性力、弹性形变等)对扰流板塑形结构造成的影响,所以现有技术中已经公开的方法均未考虑到扰流板的静态刚度特征,使扰流板的稳态作用有限。本发明从扰流板的实际应用出发,对扰流板静态特征进行分析,用模态叠加的方法使扰流板的静态刚度贡献度增加。

第二方面,本发明提供一种基于上述设计方法生成的具有整体结构的扰流板装置,该装置包括前端部分和后端部分,前端部分包括两个相对而设的侧板、弹簧合页和第一风面,所述第一风面通过弹簧合页与两边侧板连接;所述后端部分包括多个扰流通道、扰流腔、扰流闸、回弹摆页和第二风面,通过该多个扰流通道连通第一风面和扰流腔,所述扰流腔为一封闭空间,且该封闭空间与第二风面之间设有扰流闸,且其内设置有用于控制扰流腔内风压的扰流闸,待扰流腔内的空气流不断积聚后,由于气压作用,扰流闸会自动打开,空气流经第二风面过滤后输出;,第一风面和第二风面整体呈筛网结构。

作为优选,第二风面设有回弹摆页。

作为优选,所述侧板、弹簧合页和第一风面采用铝合金材料制作而成。

作为优选,扰流通道两端各有一个圆形开口,用来衔接前端的风面和后端的扰流腔。

作为优选,所述的侧板表面光滑并且表面布满半圆形棱槽,侧板的侧面呈弧形面。

本装置由于采用上述的技术方案,所述的扰流板装置具有结构紧凑、拆装方便、效果明显等特点。

通过以上描述可知,本发明的发明构思为:

首先对扰流板装置进行最小化设计,它是基于静态模拟载荷幅值的方法,分别定义扰流板的侧板载荷幅值p和侧板弧形面运动幅值u,演算为最小化结构模型,代入时间t后,得到扰流板的载荷幅值p(t),并引入稳态响应参考值cd用来修正p(t),以防止一段时间后当载荷幅值p持续升高导致p(t)为负值而产生的扰流板断裂现象。

然后对扰流板装置进行灵敏度设计,它是基于最优性条件,在当前扰流板载荷幅值不变化的情况下,引入扰流板风面面积后直接得出灵敏度线性方程,用灵敏度极限值来判断扰流板载荷作用力位置是否和作用力方向呈正相关或负相关性特征,再次引入动态刚度特征向量静态刚度特征向量静态刚度的补偿因子p和摆动频率ω,从而得到扰流板灵敏度模型q(t);为保证扰流板的稳定性需要,在引入最优性条件方法后,并加入载荷幅值p(t),再作一次归结运算后,再代入至q(t)后,就得到优化后的灵敏度模型q’(t)。

再次对扰流板装置进行减振稳态设计,它是基于模态叠加的方法,在引入模态叠加响应幅值u’(t)后,经过叠加后的生成新载荷幅值p’(t)和新的稳态响应参考值cd’,在c’d值中有两个重要参数,即fi和ji,分别代表模态叠加第i阶特征对扰流板静态刚度贡献度和扰流板动态刚度贡献度,用来观察当扰流板产生共振时产生的两个情况;同时以阻尼x和特征频率ω作为优化条件,采用基于频率渐变的连续性设计方法,对静态刚度贡献度fi和动态刚度贡献度ji进行进一步优化,从而使得扰流板在结构渐变时有足够的韧度和回弹性,保证在特殊环境中,扰流板既能短时间承受较大的压力,又能长时间保持结构稳定,不变形。

最后基于上述模型,设计了扰流板的整体结构,其运作过程如下:

当空气流进入扰流板的前端部分后,弹簧合页自动收拢,当空气流经过侧板时,由于弧形面的作用,空气流的流动阻力会减小并进入第一风面,风面会过滤空气流中的杂质,之后空气流经各个扰流通道进入扰流腔,在扰流腔内,因“风洞”效应,空气流中的“絮流”不断被消除,待扰流腔内的空气流不断积聚后,由于气压作用,扰流闸会自动打开,空气流经风面再一次过滤后输出,在空气流不断输出过程中,扰流腔内的气压逐渐变小直至扰流闸重新关闭,等待下一次打开。

附图说明

图1为优化设计xi中模态叠加(同阶ωi位于ωi的左侧)曲线图;

图2为优化设计x模态叠加(同阶ωi位于ωi的右侧)曲线图2;

图3连续性设计方法(同阶ωi位于ωi的右侧)曲线图;

图4为扰流板装置的设计图

图5为扰流板装置整体结构示意图;

图6为扰流板装置的俯视图(气流变化状态示意图);

图7为扰流板装置的前端部分展开图;

图8为扰流板装置的后端部分展开图;

其中,1-前端部分;11-侧板;12-弧形面;13-弹簧合页;14-第一风面;2-后端部分;21-回弹摆页;22-第二风面;23-扰流闸;24-扰流腔;25-扰流通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步详细的说明,以阐释本发明创造的发明构思以及创造性劳动过程

本发明提供一种可直接应用于烟丝送风系统的扰流板装置,该扰流板装置

一种烟丝送风系统的扰流板装置的设计方法,该方法包括最小化设计方法、灵敏度设计方法、减振稳态设计方法和整体结构设计方法。

a、一种扰流板的最小化设计。送风系统由于其结构复杂,其内部空间狭小紧凑,对扰流板的设计应考虑最小化而且必须适应不断调整运动的状态,为此,对扰流板的最小化设计是基于静态模拟载荷幅值的方法,以保证该装置具备一定的韧度和柔度。

如前所述的静态模拟载荷幅值的方法,定义扰流板的侧板载荷幅值为p,定义扰流板侧板的弧形面运动幅值为u,受扰流板运动状态不规则因素影响,载荷幅值p应为其风面幅值,运动幅值u应为其在相应稳态状态(相比振动状态)下的幅值。

如前所述建立基于静态模拟的扰流板最小化结构模型,即:

u(t)=kρem

fd=ωρe

p(t)=ueifd

其中k表示扰流板风面运动补偿因子,ρe表示扰流板风面的材料密度,m表示扰流板质量,fd为扰流板风面满负荷下的板振动频率,ω表示扰流板的摆动频率。

式中,u被定义为扰流板动态响应幅值,则在一段时间内相应稳态状态下的载荷幅值就可表示为p(t)=ueifd。

如前所述的载何幅值p(t),当扰流板载荷幅值p越高,动态刚度矩阵趋于非正定,此时,p(t)为负值,扰流板最终产生断裂现象。为此,在上述表达式中,还需引入绝对值符号进行修正,即cd=|p(t)tu|,cd称为稳态响应参考值。另外为了保证稳态响应呈线性,可用cd值来实时观察扰流板当前最小化情况下的稳态响应情况。

b、所述的一种扰流板的灵敏度设计。送风系统内部存在不规则的空气阻力,称为阻流,阻流会影响扰流板风面的运动状态,扰流板运动部件若未能及时动作,就会使扰流板产生动作滞后,影响扰流板工作稳定性,所以对扰流板的设计应考虑其具备一定的灵敏度。为此,对扰流板灵敏度的设计是基于最优性条件,以保证扰流板在最小化情况并满足最大负荷条件下仍具备较好的灵敏度。

如前所述的扰流板灵敏度设计,则当前扰流板载荷情况下的灵敏度的特征向量可直接求导得到线性方程,即:其中s表示扰流板风面面积,当扰流板的载荷作用位置和作用力方向呈正相关性特征时,则称扰流板载荷为线性正相关载荷。

如前所述的扰流板灵敏度设计,若扰流板载荷作用力位置和作用力方向呈正相关性特征时,相应的灵敏度为:则扰流板灵敏度越高;反之,若扰流板载荷作用力位置和作用力方向呈负相关性特征时,则相应的扰流板灵敏度越小,即:

如前所述的灵敏度特征向量,定义扰流板灵敏度为q,加入刚度特征向量可得到扰流板灵敏度模型,即:其中表示扰流板的动态刚度特征向量,表示扰流板的静态刚度特征向量,p表示扰流板静态刚度的补偿因子,ω表示扰流板摆动频率。

如前所述的扰流板灵敏度模型,考虑到扰流板工作的长期稳定性需要,所以引入最优性条件方法,即:并代入到线性方程中,即:

在此基础上,进一步对线性方程中加入载荷幅值p(t),作一次归结运算,可得到:再代入原灵敏度模型中,可得到优化后的扰流板灵敏度模型,即:

其中ue为扰流板灵敏度反馈补偿系数。

c、所述的一种扰流板的减振稳态设计。送风系统在运行时会产生周期性的机械振动,从而引起扰流板共振,共振的频率和强弱会直接影响扰流板的长期工作稳定性,使扰流板的运行呈非稳态的线性关系,所以对扰流板的设计应考虑其具备减振稳态作用,即扰流板具备一定的韧性和回弹力。为此,对扰流板减振稳态设计是基于模态叠加的方法,以保证扰流板长期工作时仍具备一定的稳定性。

如前所述的扰流板减振稳态设计,扰流板在模态叠加时的动态响应幅值,简称模态叠加响应幅值可表示为:其中i为所截取的特征模态的阶数,为结构第i阶特征模态向量,xi为运动阻尼值,模态叠加次数越多,xi越接近于零阻尼。

如前所述的模态叠加响应幅值,载荷幅值p(t)在叠加后产生新的载何幅值,即:其中ω称为模态叠加的特征频率,ωi称为模态叠加第i阶特征频率。

如前所述的模态叠加响应幅值,将u’与xi代入cd值,可得到模态叠加下新的稳态响应参考值cd’,即:其中fi和ji分别代表模态叠加第i阶特征对扰流板静态刚度贡献度和扰流板动态刚度贡献度。

如前所述的扰流板动态刚度贡献度和扰流板静态刚度贡献度,当扰流板产生共振时,会产生两个情况:①当扰流板载荷幅值p’(t)趋近于扰流板的摆动频率ω时,则扰流板动态刚度贡献度越大,扰流板共振越平缓;反之,则扰流板共振越激烈。②当模态叠加响应幅值u’(t)趋近于xi零阻尼状态时,则扰流板静态刚度贡献度越小,扰流板共振越激烈;反之,则扰流板共振越平缓。

如前所述的扰流板共振条件,阻尼对共振有一定的减缓作用,可见,动态响应幅值u’(t)趋向于xi高阻尼状态时,阻尼xi有很好的抑制作用,反之,则抑制较小。由于扰流板摆动频率ω是一个固定的周期范围值,无法进行优化,所以对于减小扰流板的共振只能通过优化模态叠加响应幅值u’(t)来解决。

如前所述的优化动态响应幅值u’(t),将u’代入后,模态叠加参考值cd’可通过动态刚度贡献度fi和静态刚度贡献度ji的叠加求得,事实上,相较于动态刚度贡献度fi,静态刚度贡献度ji更便于优化,因为在动态刚度贡献度fi中的扰流板摆动频率ω和扰流板振动频率fd都是固定的周期范围值,无法再进行优化,而在静态刚度贡献度ji中涉及到运动阻尼值xi,所以最便捷的方法就是通过优化设计xi,使xi保持高阻尼状态,提高扰流板静态刚度贡献度。

如前所述的优化设计xi,假设初始状态时,模态叠加的基准特征频率为ω1,则优化设计时考虑两种情况:

如前所述的优化设计两种情况之一,即扰流板摆动频率ω1略小于基准特征频率ω1,体现在模态叠加的数轴中,同阶ωi位于ωi的左侧,随之产生的运动阻尼xi为保持结构平衡,将使自身倾向于右侧,并驱动ωi向右侧移动,相应的静态刚度贡献度ji也将整体右移,如图1所示,优化后状态s2相比初始状态s1,其运动阻尼有所提高(x2>x1),其静态刚度贡献度大幅增加(j2>>j1)。

如前所述的优化设计两种情况之二,即扰流板摆动频率ω1略大于基准特征频率ω1,体现在模态叠加的数轴中,同阶ωi位于ωi的右侧,随之产生的运动阻尼xi为保持结构平衡,将使自身倾向于左侧,但受阻尼xi的特征影响(即xi属于摩擦阻尼,运动时可使阻尼的机械能减小,并转化为内能来阻止扰流板振动),使得xi在首先左倾然后仍然略微向右倾斜,由于xi向右倾斜斜率较小,这使得在驱动ωi向右侧移动时,虽然仍然使ωi超过基准特征频率的上一阶特征值ωi-1,但超越幅度有限,故相应的静态刚度贡献度ji虽然也将整体右移,但右移幅度不大,如图2所示,优化后状态s2’相比初始状态s1’,其运动阻尼有所提高(x2>x1),但其静态刚度贡献度却增加有限(j2>j1)。

如前所述的优化设计xi考虑的两种情况,可见,虽然xi的两种优化设计都增加了扰流板结构的静态刚度贡献度,但相较之下,当扰流板摆动频率ω1略小于基准特征频率ω1的情形下,给出的设计使得扰流板静态刚度贡献度大幅增加,而这个变化过程很快,也就意味着时间t很小,而静态刚度贡献度ji却大幅增加,这就使扰流板的塑形结构变得更有韧性,更能承受共振,降低断裂的风险。这个特性可应用在扰流板的前端部分,因为那里所承受的共振力是最大的,但共振间隔很短。

如前所述的优化设计xi考虑的两种情况,可见,当扰流板摆动频率ω1略大于基准特征频率ω1的情形下,给出的设计虽然使扰流板静态刚度贡献度增加,但这是一个渐变的过程,这就意味着时间t在增加,而静态刚度贡献度ji虽然也在增加,但过程缓慢,这就使扰流板塑形结构的反馈弹性延长,使扰流板有很好的回弹力。这个特性可应用在扰流板的后端部分,因为那里所承受的共振力不大,但受扰流板整体运动的惯性影响,所受的回弹摆动是很频繁的,且每一次回弹摆动的间隔时间很长。

如前所述的优化设计xi考虑的两种情况,这两种情况可分别设计应用于扰流板的前端和后端,这样可使扰流板同时具有较好的韧性和回弹力。但有时在特殊环境下,例如高温高湿多尘的环境,扰流板的部分塑形结构在长时间工作过程中会变得不稳定,减振效果也会降低,这样就要求扰流板在渐变过程中有足够大的静态刚度贡献度,所以需要对扰流板的减振稳态作进一步的优化设计。

如前所述的对扰流板进一步进行减振稳态的优化设计,是采用一种基于频率渐变的连续性设计方法,特别是对于当扰流板摆动频率ω1略大于基准特征频率ω1的情形下,渐变过程中ωi和ωi相距不远且ωi相较ωi-1偏离不远时,该优化方法可以避免在时间较长的渐变过程中扰流板产生的不稳定现象。

如前所述的基于频率渐变的连续性设计方法,当渐变过程中,ωi在ωi右侧不远处且(dωi-dωi)<(dωi+1-dωi+1),式中d表示离原点的绝对距离,可以在渐变过程开始时,将ωi调整至ωi左侧不远处且(dωi-dωi)>(dωi-1-dωi-1),由于在渐变过程开始时,xi开始向右侧倾斜,此时再将ωi随着xi一起向右移动,但始终保持在基准特征频率ωi的左侧不远处且(dωi-dωi)=(dωi-dωi-1),直至模态渐变过程结束后,将当前的ω'i位置记录下来作为下一阶ωi+1的初始位置,并且在下一阶的渐变过程中,仍然将ω'i+1调整至ωi+1的左侧不远处,就这样进行连续调整,如图3所示。

如前所述的基于频率渐变的连续性设计方法,即使如扰流板摆动频率ω1略大于基准特征频率ω1的情形下中描述的在初始同阶ωi位于ωi的右侧的情况下,连续性设计方法也能使静态刚度贡献度达到扰流板摆动频率ω1略小于基准特征频率ω1的情形下所体现的效果,从而使得扰流板在结构渐变时有足够的韧度和回弹性,保证在特殊环境中,扰流板既能短时间承受较大的压力,又能长时间保持结构稳定,不变形。

基于以上设计方法,为减弱或消除送风系统内的“絮流”,本发明进一步生成了一种具有整体结构的扰流板装置,如图5~8所示,该装置经过测绘设计可有效消除空气流中的“絮流”,降低烟丝造碎。该装置包括前端部分1和后端部分2,所述的前端部分1位于该装置的前部,用来引导和输入空气流,它包括侧板11、弹簧合页13和第一风面14,所述第一风面通过弹簧合页与两边侧板连接;所述的后端部2位于该装置的后部,用来干扰和定向输出空气流,它包括扰流通道25、扰流腔24、扰流闸23、回弹摆页21和第二风面22,通过该多个扰流通道连通第一风面14和扰流腔24,所述扰流腔为一封闭空间,且该封闭空间24与第二风面22之间设有扰流闸,且其内设置有用于控制扰流腔内空气流的扰流闸23,待扰流腔内的空气流不断积聚后,由于气压作用,扰流闸会自动打开,空气流经第二风面过滤后输出;第一风面和第二风面整体呈筛网结构。

作为进一步改进,所述的侧板11采用铝合金材料,表面光滑并且表面布满半径为2mm的半圆形棱槽,侧板11的侧面呈弧形面12,用来减小空气流流动阻力和引导空气流进入风面。

作为进一步改进,所述的弹簧合页13采用铝合金材料,合页可自动收拢和成固定角度的展开,用来支撑两边侧板。

作为进一步改进,所述的第一风面14采用铝合金材料,表面布满直径3mm的孔,整体呈筛网结构,用来过滤空气流。

作为进一步改进,所述的扰流通道25两端各有一个圆形开口,用来衔接前端的风面14和后端的扰流腔24,在本实施例中,共有8个扰流通道。

作为进一步改进,所述的扰流腔24为一封闭空间,当空气流经扰流通道进入扰流腔后,由于扰流通道的末端孔洞仍在源源不断地输出空气流,此时在扰流腔内会形成一个短暂的“风洞”效应,随着“风洞”效应的累加,空气流会在腔内形成“自循环”,不断消除空气流中的“絮流”。

作为进一步改进,所述的扰流腔24内有扰流闸23,默认状态下扰流闸处于关闭状态,在此状态下,空气流进入扰流腔内不断积聚,当积聚到一定程度时,扰流腔内的空气压力会变大,扰流闸受压力影响自动打开,空气流输出,此时扰流腔内的空气压力变小,扰流闸受重力影响又处于关闭状态,等待下一次打开。

作为进一步改进,第二风面整体也呈筛网结构,且在其上设有回弹摆页,所述的回弹摆页21采用相对设置在第二风面的两片呈椭圆形并相互叠加的风页,风页安装有弹性适中的弹簧,可自动收拢。当有空气流时,风页受风压影响自动打开,空气流输出,而后受弹力影响自动收拢,避免外界空气进入。

最后基于上述模型,设计了扰流板的整体结构,其运作过程如下:

当空气流进入扰流板的前端部分1后,弹簧合页13自动收拢,当空气流经过侧板11时,由于弧形面12的作用,空气流的流动阻力会减小并进入第一风面14,第一风面14会过滤空气流中的杂质,之后空气流经各个扰流通道25进入扰流腔24,在扰流腔24内,因“风洞”效应,空气流中的“絮流”不断被消除,待扰流腔24内的空气流不断积聚后,由于气压作用,扰流闸23会自动打开,空气流经风面22再一次过滤后输出,在空气流不断输出过程中,扰流腔24内的气压逐渐变小直至扰流闸23重新关闭,等待下一次打开。

本装置由于采用上述的技术方案,所述的扰流板装置具有结构紧凑、拆装方便、效果明显等特点。

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