一种基于弹性共振原理驱动的涡环产生装置的制作方法

本发明涉及流体力学技术领域，具体涉及一种基于弹性共振原理驱动的涡环产生装置。

背景技术：

现有的涡环产生装置，推板推动气体产生涡环的效果较为理想，但是推板的速度极大受到驱动部件的限制，产生涡环较缓慢，通风量较低。现有驱动推板的部件主要是电机，产生的涡环频率较低，通风量不足以满足供暖或制冷领域的需求，若想提高推板速度，提高推板速度将会对电机要求很高，导致设备造价大幅提升，性价比降低。

技术实现要素：

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，提供了一种基于弹性共振原理驱动的涡环产生装置，可使用较低的能量产生大量涡环，单位时间内快速推动气体产生大量涡环，较大的提高通风量，满足供暖或制冷领域的最低通风量的要求。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种基于弹性共振原理驱动的涡环产生装置，包括推拉机构、弹性共振机构、推板、通风管道和渐缩喷嘴，推板横向设置于通风管道内，渐缩喷嘴与通风管道的下端连接，推拉机构通过弹性共振机构与推板连接，推拉机构通过弹性共振机构带动推板沿通风管道的长度方向上下移动。

按照上述技术方案，推拉机构包括电机、旋转轴和偏心轮，旋转轴横向设置于通风管道内，悬置于推板的上方，电机通过联轴器与旋转轴的一端连接，偏心轮套设于旋转轴上，偏心轮与弹性共振机构连接，电机通过联轴器带动旋转轴转动，并驱动偏心轮转动，偏心轮通过弹性共振机构带动推板沿通风管道的长度方向上下移动。

按照上述技术方案，旋转轴的两端通过轴承分别与通风管道的两侧壁连接。

按照上述技术方案，偏心轮沿周向设有环形凹槽，偏心轮上套设有环绳，环绳套设于环形凹槽内，环绳与弹性共振机构连接。

按照上述技术方案，电机固设于通风管道外。

按照上述技术方案，电机为步进电机。

按照上述技术方案，弹性共振机构包括上弹簧组和下弹簧组，上弹簧组的上端与推拉机构连接，上弹簧组的下端与推板的顶面连接，下弹簧组的上端与推板的底面连接，下弹簧组的下端与通风管道连接。

按照上述技术方案，上弹簧组包括1个中心弹簧，下弹簧组包括多个沿推板周向均匀布置的周边弹簧。

按照上述技术方案，通风管道的内壁上设有环形凸台，周边弹簧的下端与环形凸台连接。

按照上述技术方案，通风管道的上端设有顶盖。

本发明具有以下有益效果：

1、推拉机构通过弹性共振机构带动推板沿通风管道的长度方向上下移动，形成弹性共振，带动推板上下移动，可使用较低的能量产生大量涡环，单位时间内快速推动气体产生大量涡环，较大的提高通风量，满足供暖或制冷领域的最低通风量的要求。

2、本发明产生的基于弹性共振原理驱动的涡环产生装置可以在单位时间内产生更大量的涡环，利用弹性介质直接驱动推板，使推板速度大幅提升，且利用偏心轮的激励频率和夹板弹簧组合体固有频率相同时产生的共振，利用共振原理驱动的推板可以快速大幅度运动，单位时间内快速推动气体产生大量涡环，较大的提高了通风量，可以满足供暖或制冷领域的最低通风量的要求。

附图说明

图1是本发明实施例中基于弹性共振原理驱动的涡环产生装置的爆炸示意图；

图2是本发明实施例中基于弹性共振原理驱动的涡环产生装置的主视图；

图3是图2的a-a剖视图；

图4是本发明实施例中基于弹性共振原理驱动的涡环产生装置的立面图；

图5是本发明实施例中偏心轮与旋转轴的连接示意图；

图6是本发明实施例中偏心轮与中心弹簧的连接示意图；

图中，1-渐缩喷嘴，2-周边弹簧，3-通风管道，4-推板，5-中心弹簧，6-联轴器，7-步进电机，8-偏心轮，9-旋转轴，10-滚珠轴承，11-顶盖，12-细绳。

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6所示，本发明提供的一个实施例中的基于弹性共振原理驱动的涡环产生装置，包括推拉机构、弹性共振机构、推板4、通风管道3和渐缩喷嘴1，推板4横向设置于通风管道3内，渐缩喷嘴1与通风管道3的下端连接，推拉机构通过弹性共振机构与推板4连接，推拉机构通过弹性共振机构带动推板4沿通风管道3的长度方向上下移动。

进一步地，推拉机构包括步进电机7、旋转轴9和偏心轮8，旋转轴9横向设置于通风管道3内，悬置于推板4的上方，步进电机7通过联轴器6与旋转轴9的一端连接，偏心轮8套设于旋转轴9上，偏心轮8与弹性共振机构连接，步进电机7通过联轴器6带动旋转轴9转动，并驱动偏心轮8转动，偏心轮8通过弹性共振机构带动推板4沿通风管道3的长度方向上下移动。

进一步地，旋转轴9的两端通过滚珠轴承10分别与通风管道3的两侧壁连接。

进一步地，偏心轮8沿周向设有环形凹槽，偏心轮8上套设有环绳，环绳套设于环形凹槽内，环绳通过细绳12与弹性共振机构连接。

进一步地，步进电机7固设于通风管道3外。

进一步地，环绳为细绳12。

进一步地，弹性共振机构包括上弹簧组和下弹簧组，上弹簧组的上端与推拉机构连接，上弹簧组的下端与推板4的顶面连接，下弹簧组的上端与推板4的底面连接，下弹簧组的下端与通风管道3连接；上弹簧组、推板4及下弹簧组形成夹板弹簧组合体，使夹板弹簧组合体的固有频率与偏心轮8的激励频率相同，形成共振。

进一步地，上弹簧组包括1个中心弹簧5，下弹簧组包括多个沿推板4周向均匀布置的周边弹簧2。

进一步地，周边弹簧2的个数为3～5个。

进一步地，通风管道3的内壁上设有环形凸台，周边弹簧2的下端与环形凸台连接。

进一步地，偏心轮8和中心弹簧5布置于通风管道3的中心轴线上，中心弹簧5与推板4的中心点连接，推板4布置于通风管道3的截面中心。

进一步地，通风管道3的上端设有顶盖11。

本发明的一个实施例一中，基于弹性共振原理驱动的涡环产生装置包括弹性共振驱动装置和送风装置，弹性共振驱动装置置于送风装置内部，两装置的中心在同一轴线上。

进一步地，弹性共振驱动装置包括步进电机7、偏心轮8、旋转轴9、弹簧组和推板4。步进电机7与旋转轴9连接，旋转轴9中部与偏心轮8连接，偏心轮8与弹簧之间依靠细绳12连接，弹簧组与夹板直接相连。

进一步地，送风装置包括渐缩喷嘴1、通风管道3和顶盖11，通风管道3底端与渐缩喷嘴1相连，顶端与顶盖11相连。

进一步地，旋转轴9一端设置有连接键，偏心轮8设置有与旋转轴9配套的键槽，旋转轴9与偏心轮8通过嵌套连接，轴的转动带动偏心轮8的旋转。

进一步地，旋转轴9一端设置连接键，旋转轴9与步进电机7轴通过联轴器6嵌套连接，电机的转动带动旋转轴9的转动，进而带动偏心轮8的旋转。

进一步地，弹簧组包括一根中心弹簧5和三根周边弹簧2。中心弹簧5一端与推板4正面中心相连，三根周边弹簧2一端均布于推板4反面边缘，另一端均布于通风管道3内侧凸台。推板4的运动靠弹簧直接驱动。

进一步地，偏心轮8边缘设置有一圈凹槽，圆环状闭合一面细绳12陷入凹槽之中，另一面与中心弹簧5相连。偏心轮8的旋转带动细绳12上下运动，进而驱动弹簧伸长压缩。弹性共振驱动装置的工作原理为：步进电机7的通过d形旋转轴9带动偏心轮8旋转，偏心轮8的运动给予细绳12一个上下震动的激励。由于细绳12也与弹簧推板组合体相连，进一步的偏心轮8的激励传导到弹簧推板组合体中，当偏心轮8的激励频率和弹簧推板组合体的固有频率相同时，两者产生共振。此时电机作为驱动部件只需要提供较小的能量，即可驱动设备运转，推动气体产生涡环。由于推板4直接由弹性介质驱动，共振时推板4可以较快速，大幅度运动。单位时间内可以产生更大量的涡环，较大幅度提升涡环的通风量。

进一步地，通风管道3外部上端设置有承重台，管道内壁上部设置有圆柱状凹槽，管道内壁底端设置有一圈凸台，步进电机7与承重台依靠螺栓连接，滚珠轴承10内置于凹槽内，与通风管道3嵌套相连。旋转轴9与通风管道3之间通过滚珠轴承10相连，滚珠轴承10可以减小轴在旋转过程中的摩擦。周边弹簧2与凸台相连。

进一步地，渐缩喷嘴1与顶盖11的内径为通风管道3的外径，渐缩喷嘴1、顶盖11与通风管道3通过嵌套相连。

本发明的工作原理：

参照图一本发明提供的一种基于弹性共振原理驱动的涡环产生装置，步进电机7通过d形旋转轴9带动偏心轮8旋转，偏心轮8的运动给予细绳12一个上下震动的激励。由于细绳12也与弹簧推板组合体相连，进一步的偏心轮8的激励传导到弹簧推板组合体中，当偏心轮8的激励频率和弹簧推板组合体的固有频率相同时，两者产生共振。此时电机作为驱动部件只需要提供较小的能量，即可驱动设备运转，被推板4推动的气体在流经渐缩喷嘴1时发生卷曲产生涡环。渐缩喷1在推板4向下运动时是装置的出风口，在推板4向上运动时是装置的进风口。由于推板4直接由弹性介质驱动，共振时推板4可以较快速，大幅度运动。单位时间内可以产生更大量的涡环，较大幅度提升涡环的通风量。

综上所述，利用偏心轮8与弹簧推板组合体的共振驱动推板4，可以单位时间内产生大量涡环。所述系统具有高效率、高通风量的特点，可以满足有着最低通风量标准的供暖或制冷领域的要求，产生的涡环可以在相同通风量，较低风速的情况下让暖气流或冷气流传播的更远，提高用户的使用体验，市场应用前景广阔。

本发明解决了现有涡环产生时通风量受限，无法满足供暖或制冷领域对通风量的最低要求的问题，且涡环送风速度较低，传播距离较远，提高送风时的使用体验。本发明一种基于弹性共振原理驱动的涡环产生装置包括送风装置与弹性共振驱动装置，弹性共振驱动装置位于送风装置内部，两装置的中心位于同一轴线上。本装置的优点在于：利用共振原理驱动的推板可以快速大幅度运动，单位时间内快速推动气体产生大量涡环。较大的提高了通风量。可以满足供暖或制冷领域的最低通风量的要求。

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。