本实用新型涉及气流调节技术领域，尤其涉及一种气体流量调节装置、风道组件和空调器。
背景技术：
气体流量调节在各行各业中均需要使用，在定频输送系统中大多采用增加系统管网阻力来减小流量。常用的流量调节机构有球阀、叶片阀等。在实际使用过程中发现，传统的气体流量调节结构存在流量调节线性度差、低开度时噪声大等问题，不适合用于对调节精度和噪声要求较高的场合。
技术实现要素：
本实用新型的实施例提供了一种气体流量调节装置、风道组件和空调器，能够降低气体在流量调节装置内部流动时产生的噪声。
为实现上述目的，本实用新型的实施例第一方面提供了一种气体流量调节装置，包括阀体和阀芯，阀芯设在阀体内，且与阀体的内侧壁形成气流通道，阀芯沿气流方向的尾端具有第一导流部，第一导流部被构造为能够引导气流朝出气方向流动，且第一导流部的导流面与阀芯的外侧壁平滑过渡。
进一步地，第一导流部将阀体尾端整体封闭。
进一步地，第一导流部的导流面整体形成朝出气方向凸起的弧面。
进一步地，第一导流部的导流面整体形成圆弧面。
进一步地，第一导流部在阀芯的中心区域处具有敞口。
进一步地，第一导流部的导流面呈流线形结构。
进一步地，第一导流部的导流面呈弧面、斜面或类S形面。
进一步地，阀体上设有出气口，第一导流部远离与阀芯侧壁连接的一端朝向出气口的方向延伸，第一导流部的导流面为向阀芯内凹入或者向阀芯外凸出的弧面。
进一步地，阀体上设有进气口，进气口与阀芯沿气流方向的首端相对，进气口位于阀体内的一侧设有第二导流部，第二导流部与阀芯的侧壁之间形成锥形气流通道，阀芯能够沿气流方向移动以改变锥形气流通道的通流面积。
进一步地，第二导流部的导流面与阀芯的侧壁的锥度一致。
进一步地，第二导流部的自由端延伸至接近阀体内壁的位置。
进一步地，阀芯沿气流方向的首端呈流线形结构。
进一步地，阀芯沿气流方向的首端整体形成弧面。
为实现上述目的，本实用新型的实施例第二方面提供了一种风道组件，包括风道和上述实施例中的气体流量调节装置。
为实现上述目的，本实用新型的实施例第三方面提供了一种空调器，包括上述实施例中的气体流量调节装置或者风道组件。
基于上述技术方案，本实用新型一个实施例的气体流量调节装置，阀芯沿气流方向的尾端具有第一导流部，第一导流部被构造为能够引导气流朝出气方向流动，且第一导流部的导流面与阀芯的外侧壁平滑过渡，形成流线形结构。这样气体沿着阀体和阀芯之间的气流通道流过阀芯尾部区域时，可通过流线形结构平顺地引导气流向出气口流出，确保气流组织的合理性，避免气流在阀芯尾部产生漩涡，从而降低气体经过流量调节装置内部时产生的噪声。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型气体流量调节装置的一个实施例的结构示意图；
图2为本实用新型气体流量调节装置的另一个实施例的结构示意图。
附图标记说明
1、进气口；2、阀芯；21、侧壁；22、第一导流部；3、阀体；4、出气口；5、固定部件；6、第二导流部。
具体实施方式
以下详细说明本实用新型。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。
本实用新型中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。
在本实用新型的描述中，采用了“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“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，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置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保护范围的限制。下文中提到的“首”和“尾”均是相对于气流方向来描述，位于气流方向的上游定义为“首”，位于气流方向下游定义为“尾”。
如图1和图2所示，本实用新型提供了一种气体流量调节装置，可应用于各类需要对气体流量进行调节的场合。在一个示意性的实施例中，该气体流量调节装置包括阀体3和阀芯2，阀芯2设在阀体3内，且与阀体3的内侧壁形成气流通道，阀芯2沿气流方向的尾端具有第一导流部22，第一导流部22被构造为能够引导气流朝出气方向流动，且第一导流部22的导流面与阀芯2的外侧壁平滑过渡，形成流线形结构。
本实用新型该实施例的气体流量调节装置，气体在进入阀体3后，沿着阀体3与阀芯2之间的气流通道流动，在流动至阀芯2的尾部区域时，可在第一导流部22的引导下朝向出气方向流动。而且，由于第一导流部22的导流面与阀芯2的侧壁21平滑过渡，气体在流过第一导流部22与侧壁21的过渡区域时，气流仍具有特定的流向，气流组织合理，最终在第一导流部22的引导下流出阀体。这样气流在流动至阀芯2尾部时不容易形成漩涡，避免气体流场紊乱，可降低气体经过流量调节装置内部时产生的噪声。特别是阀芯2处于低开度时，由于气体流量较小，更容易产生较大的噪声，因此该实施例能够很好地解决阀芯2低开度时噪声大的问题。
优选地，第一导流部22的导流面呈流线形结构。流线形结构的导流面能够使气体的流动方向逐渐变化，使气体形成流束并向出气口方向流动，防止部分气体朝向不同的方向分散流动使气流发生紊乱，降低气流阻力，减小能量损耗，有利于形成稳定的气流组织，降低气流噪声。
在一个实施例中，第一导流部22在阀芯2的中心区域处具有敞口，阀芯2可以设计为具有空腔的结构。第一导流部22在阀芯2尾部沿着阀芯2的周向区域呈环形设置，可使得从阀芯2侧部沿整个周向的气流都能在第一导流部22的作用下朝向出风方向流动。在气流较大时，需要增大第一导流部22的径向宽度，对应地需要减小敞口尺寸，以免气体向敞口内流动；相应地，在气流较小时，可适当减小第一导流部22的径向宽度，相应地增大敞口尺寸。第一导流部22的径向宽度需要根据气流大小设计，使气流在脱离第一导流部22时不进入敞口内为宜，以免产生涡旋气流而导致气体流场紊乱。
优选地，第一导流部22的导流面为弧面、斜面或S形面等。更进一步地，在第一导流部22的自由端处还可以增设尺寸较小的调整部，以对气流方向或大小进行微调，调整部最好能将气流引导至朝向出气口4方向流动。例如，弧面、斜面、类S形面的自由端处设置弧状结构，用于对气体流向进行调整。无论第一导流部22采用何种形状，第一导流部22都应该与阀体3的侧壁平滑过渡，避免相邻面之间出现明显的连接部、拐角和尖角。
其中，当第一导流部22的导流面为弧面时，优选地采用圆弧面，加工较为方便，容易控制尺寸，从而保证阀体3内气体流场的分布。例如，参考图2，从阀芯2的纵向截面来看，圆弧形的导流面可以朝阀芯2内凹入或者朝向阀芯2外凸出。
在另一个优选的实施例中，如图1所示，第一导流部22将阀体3尾端整体封闭，阀体3设计为实心结构或具有空腔的结构均可，第一导流部22采用流线形结构。该结构无需考虑气流大小，都能够可靠地利用阀体3封闭的尾端对气流进行引导，使气流从阀芯2侧部的气流通道平滑地过渡到阀芯2尾部的气流通道，进而向出气口4的方向流动。当阀芯2在阀体3内沿气流方向运动以调节气体流通大小时，不管节流后气流的大小，都能够使气流在阀体3尾部具有稳定的流场，从而降低阀体3内的气流噪声。
优选地，如图1所示，第一导流部22的导流面整体形成弧面，弧形导流面为整体形成朝向出气口4的方向凸起的弧面，该弧形导流面与阀芯2的侧壁平滑过渡。导流面为弧形的第一导流部22将阀芯2的整个尾部封闭，气流在沿着阀芯2侧壁运动至尾部区域时，沿着第一导流部22与阀芯2侧壁的平滑过渡区域流动，接着在第一导流部22的导流作用下沿着弧形导流面逐渐流动，并在朝向弧形导流面中心区域运动的过程中逐渐远离导流面，最终朝向出气口4的方向运动。更优地，弧形导流面可以为圆弧形导流面，导流面为圆弧形的第一导流部22罩在阀芯2的尾部。
该实施例能够减短阀芯2的尾部长度，为阀体3后部保留充裕的空间安装其它部件，而且，阀芯2尾部长度的减小能够增加阀芯2尾部相应位置的通流面积，可适当降低流速，以降低气流噪声。
优选地，如图2所示，阀体3上设有出气口4，出气口4上可连接出气管，以将阀体3内的气流导出。第一导流部22远离与阀芯2侧壁连接的一端朝向出气口4的方向延伸，第一导流部22的导流面为向阀芯2内凹入或者向阀芯2外凸出的弧面。对于该结构，也可以将第一导流部22靠近出气口4一端封闭，以防止在气流较大时产生涡旋。该实施例能够延长第一导流部22对气体的导流路径，有利于将气体以较为集中的流束向出气口4流动，以减少气体的能量损耗。
如果第一导流部22延伸至靠近出气口4的位置，使得气体的通流面积减小，流速增大，可能会增加气体流动至阀芯2尾端时的噪声。因而在设计时，可以合理控制第一导流部22朝向出气口4方向延伸的长度，以达到降低噪声的效果。
当然，对于第一导流部22远离与阀芯2侧壁连接的一端朝向出气口4的方向延伸的实施例，第一导流部22的导流面除了弧面，也可设计为斜面或类S形面等。
在上述实施例的基础上，如图1和图2所示，阀体3上设有进气口1，优选地，进气口1和出气口4相互正对。进气口1与阀芯2沿气流方向的首端相对，在进气口1位于阀体3内的一侧设有第二导流部6，第二导流部6与阀芯2的侧壁21之间形成锥形气流通道，阀芯2能够沿气流方向移动以改变锥形气流通道的通流面积。
例如，进气口1为圆形，第二导流部6为圆形的导流圈，导流圈和阀芯2的侧壁21都可以设计为锥形结构，导流圈形成喇叭状，以使导流圈和阀芯2的侧壁21之间形成锥形气流通道。在进气口1处可连接有进气管，以将外部气体导入阀体3内部。由于出风截面为环形，能实现四周环形出风，无方向性，因而出风比叶片式蝶阀均匀，可降低噪声。
为了能够使阀芯2相对于阀体3稳定运动，在阀体3上设有导向结构，阀芯2上设有固定部件5，固定部件5的一端与阀芯2连接，另一端与导向结构配合，以使阀芯2相对于阀体3沿气流方向运动。为了驱动阀芯2运动，可以在固定部件5上连接驱动部件，以通过驱动部件驱动阀芯2沿着气流方向运动，从而调整气流通道的通流面积。例如，驱动部件可以是直线电机、气缸或液压缸等直线驱动部件。驱动部件可位于阀体3内部或外部。
将气体流量调节机构的气流调节通道设计为锥形，当阀芯2运动预设位移时，气流调节通道的宽度变化会小于阀芯2的运动位移，从而减小气流调节通道的通流面积变化量，能够更精确地对气体流量进行微量调节，可提高气体流量调节的精度，使阀芯2的运动位移与气体流量的对应关系更容易控制。在气体流量调节装置处于低开度时，能够更精确地调整气体流量。
优选地，第二导流部6的导流面与阀芯2的侧壁21的锥度一致，即调节气体流量的气流调节通道各处宽度一致，这样在阀芯2运动时，可以线性地改变气流调节通道的宽度，以达到线性调节气体流量的目的。由于阀芯2的调节幅度与气流调节通道的通流面积变化幅度呈线性关系，因而在气体流量调节装置处于低开度时，气体流量调节更加精准。而且，气流调节通道形状较为规则，可降低气体流经该通道时的噪声，能够极大地改善阀芯2处于低开度时的节流噪声。
气流调节通道的锥度可以根据实际需求设计，锥形气流通道的锥度越小，锥度定义为锥体的底面直径除以高度，阀芯2运动预设位移时气流调节通道的宽度变化量越小，气流调节通道的通流面积变化量也就越小，对气体流量的调节越精准。相反地，锥形气流通道的锥度越大，阀芯2运动预设位移时气流调节通道的宽度变化量越大，气流通道的通流面积变化量也就越大，对气体流量的调节精度越低。
通过调整阀芯2的侧壁21的锥度，可以改变阀芯2单位水平行程对应的流通面积的变化速率。在长度允许的条件下，能做到较大的水平行程对应较小的流通截面变化，气体流量调节更为精准，解决了蝶阀在小开度时控制粗糙的问题。同时，锥形阀受力均衡，不会产生异常抖动。
第二导流部6(例如导流圈)的自由端延伸至接近阀体3内壁的位置，以更好地对进入阀体3内的气体进行导流。
事实上，气体沿着一定长度的第二导流部6运动之后，就能够被引导为平顺气流，进入层流状态，即使后续不再受到第二导流部6的引导，也能基本按照之前导流的方向流动，而且即使增加第二导流部6的长度其导流效果的优化也有限。因此，第二导流部6(例如导流圈)只需要覆盖阀芯2侧壁21首端的长度段就能满足导流需求，节省材料，方便加工，节约空间。
进一步地，仍参考图1，阀芯2沿气流方向的首端呈流线形结构，且阀芯2的首端与侧壁21平滑过渡。优选地，阀芯2沿气流方向的首端呈圆弧面。综合阀芯2各部分的形状设计，优选地，如图1所示，阀芯2整体形成鱼鳍状锥形阀。
下面结合图1所示的实施例，阐述本实用新型气体流量调节装置的工作原理。
气流沿箭头A从进气口1进入阀体3内之后，从左向右流动，依次通过锥形阀芯2与第二导流部6形成的环形气流通道、阀芯2的侧壁21与阀体3形成的气流通道、阀芯2尾端与阀体3形成的通流区域，然后从阀体3右侧的出气口4沿箭头B流出。
在需要调节气体流量时，可以在气体流动的过程中实时调节，控制部件控制驱动部件使阀芯2沿气流方向前后运动，以改变气流调节通道的通流面积，从而改变气流阻力，进而对气体流量进行调节。在气体管路中可以设置流量计，当气体流量调节至目标值后，就将阀芯2保持在当前位置。
在气体流量调节过程中，当阀芯2朝向靠近第二导流部6的方向(向左)移动时，阀芯2与第二导流部6之间的距离减小，气流调节通道的通流面积减小，气流阻力增大，气体流量相应地减小。当阀芯2朝向远离第二导流部6的方向(向右)移动时，阀芯2与第二导流部6之间的距离增大，气流调节通道的通流面积增大，气流阻力减小，气体流量相应地增大。
通过上述实施例的描述，可知本实用新型的气体流量调节机构至少具备如下优点：
(1)由于阀芯2的尾部设有与侧壁21平滑过渡的第一导流部22，阀芯2的首端设计为流线形结构，且能实现四周环形出风，气流调节通道形状较为规则，因而气体在进入阀体3内流动时气流组织更合理，防止出现气流紊乱，从而达到降低气体流量调节装置工作噪声的效果。
(2)阀芯2与进气口1内侧的第二导流部6构成锥形的气流调节通道，能够提高气流调节的线性度，使气流调节更加精准。
因而本实用新型的气体流量调节装置可适用于对调节精度和噪声控制要求较高的场合。
其次，本实用新型还提供了一种风道组件，包括上述各实施例的气体流量调节装置，气体流量调节装置设在风道内，用于对各类风道内气体的流量进行调节。该气体流量调节装置能够精确地调节风道内的气体流量，而且在气体流经气体流量调节装置时，产生的噪声较小。
最后，本实用新型还提供了一种空调器，包括上述实施例所述的气体流量调节装置或者风道组件。气体流量调节装置可用于对空调器的送风量进行调节，能够通过控制阀芯2运动精确地调整送风量的大小，满足在不同环境温度下对送风量的需求，提高使用者的舒适度感受；而且由于气体流量调节装置在工作过程中的噪声较小，因而可减小空调器工作时的噪声，减小对使用者造成的干扰，提高空调器的品质。
以上对本实用新型所提供的一种气体流量调节装置、风道组件和空调器进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。