本發(fā)明涉及一種離心風(fēng)機(jī)及其流量控制方法。

背景技術(shù)：

目前吸油煙機(jī)的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)多采用體積較小、流量和壓力較大的多翼葉離心風(fēng)機(jī)，離心風(fēng)機(jī)一般都包括有蝸舌，蝸舌用以防止一部分氣體在蝸殼內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，蝸舌分離點(diǎn)的位置根據(jù)流量的變化而改變，蝸舌頭越深入，它與葉輪出口間的間隙越小，蝸殼螺旋部分與蝸殼出口間的泄漏量也越小。雖然，減小蝸舌與葉輪之間的間隙對(duì)于提升風(fēng)機(jī)效率和壓力有利，但同時(shí)會(huì)帶來(lái)噪聲增大的不利影響，因此對(duì)于一般的離心風(fēng)機(jī)一般會(huì)折中性能與噪聲而取一個(gè)適當(dāng)?shù)墓潭ㄖ?，但是這個(gè)固定值往往是對(duì)一個(gè)工況有效，難以兼顧其他流量點(diǎn)工況。從日常試驗(yàn)和CFD分析中發(fā)現(xiàn)，隨著吸油煙機(jī)出口阻力的增大，工況不斷惡化，蝸內(nèi)氣流從大流量工況點(diǎn)向小流量轉(zhuǎn)換，實(shí)際分離點(diǎn)隨著工況惡化有明顯地從蝸舌內(nèi)側(cè)往外側(cè)移動(dòng)的趨勢(shì)，而蝸舌前段最大壓力點(diǎn)也跟著一起變化，當(dāng)運(yùn)行工況偏離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的時(shí)候，由于葉輪速度三角形的變化和出口環(huán)境影響回流會(huì)導(dǎo)致離心風(fēng)機(jī)性能大幅度下降。目前，為了減小噪聲，目前往往通過(guò)簡(jiǎn)單的軸向變R的方式來(lái)改變蝸舌圓角，同時(shí)使蝸舌與葉輪的間隙得以改變，雖然對(duì)蝸舌結(jié)構(gòu)作上述改進(jìn)后可以減小一部分噪音，但是風(fēng)量會(huì)變小，經(jīng)實(shí)驗(yàn)得知，其風(fēng)量基本上都會(huì)比不變R的蝸舌小。綜上所述，為了能夠更好地平衡效率和噪音，有待對(duì)現(xiàn)有的離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種能根據(jù)蝸舌環(huán)壁壓力變化而調(diào)整蝸舌間隙的離心風(fēng)機(jī)。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種能平衡風(fēng)機(jī)效率和噪音的離心風(fēng)機(jī)的流量控制方法。

本發(fā)明解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：該離心風(fēng)機(jī)包括具有蝸舌的蝸殼和設(shè)置在蝸殼內(nèi)的葉輪，其特征在于：還包括有壓力傳感器、主控制器和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述壓力傳感器包括安裝在蝸舌環(huán)壁上的第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第三壓力傳感器，所述第一壓力傳感器安裝在蝸舌的舌尖部，所述第二壓力傳感器和第二壓力傳感器分別安裝在所述蝸舌舌尖部的內(nèi)外兩側(cè)，所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第三壓力傳感器的信號(hào)輸出端用來(lái)與所述主控制器的信號(hào)輸入端相連，所述主控制器的信號(hào)輸出端控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用來(lái)驅(qū)動(dòng)所述蝸舌并進(jìn)而調(diào)整蝸舌與葉輪之間的間隙。

優(yōu)選地，該離心風(fēng)機(jī)還包括有第一基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)器、第二基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)器、第三基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)器、第一比較器、第二比較器和第三比較器，所述第一壓力傳感器的信號(hào)輸出端和第一基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)器的信號(hào)輸出端分別與所述第一比較器的第一輸入端、第二輸入端相連，所述第二壓力傳感器的信號(hào)輸出端和第二基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)器的信號(hào)輸出端分別與所述第二比較器的第一輸入端、第二輸入端相連，所述第三壓力傳感器的信號(hào)輸出端和第三基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)器的信號(hào)輸出端分別與所述第三比較器的第一輸入端、第二輸入端相連，所述第一比較器的輸出端、第二比較器的輸出端和第三比較器的輸出端均與所述主控制器的信號(hào)輸入端相連。

為了使三個(gè)壓力傳感器采集的數(shù)據(jù)更能體現(xiàn)流量工況，所述的第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第三壓力傳感器均安裝所述蝸舌的中間。

優(yōu)選地，所述的第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第三壓力傳感器均為貼裝在蝸舌環(huán)壁表面上的壓電感應(yīng)薄膜。

作為上述任一方案的優(yōu)選，所述的蝸舌包括固定座、設(shè)于固定座下方的蝸舌頭以及連接在固定座與蝸舌頭之間的柔性連接片，所述的固定座固定在蝸殼上，所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第三壓力傳感器均安裝在所述的蝸舌頭上，所述蝸舌頭在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下相對(duì)固定座移動(dòng)并進(jìn)而調(diào)整蝸舌間隙。柔性連接片一般可以使用PET和硅橡膠等容易變形材質(zhì)制作而成。當(dāng)然，活動(dòng)連接件除了采用柔性連接片外，還可以采用其他柔性連接件。

進(jìn)一步優(yōu)選，在所述的蝸舌頭上固定有沿著蝸舌頭的長(zhǎng)度方向設(shè)置的導(dǎo)向塊，在所述導(dǎo)向塊上表面開(kāi)有沿著導(dǎo)向塊長(zhǎng)度方向設(shè)置的導(dǎo)向槽，且所述導(dǎo)向槽沿著長(zhǎng)度方向斜向設(shè)置，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、由所述電機(jī)帶動(dòng)的傳動(dòng)絲杠以及安裝在傳動(dòng)絲杠上的螺母滑塊，所述的電機(jī)固定在所述的固定座或者蝸殼上，所述的傳動(dòng)絲杠水平設(shè)置，所述螺母滑塊嵌入所述的導(dǎo)向槽內(nèi)并通過(guò)螺母滑塊的前后移動(dòng)帶動(dòng)所述的導(dǎo)向塊及蝸舌頭作上下同步移動(dòng)。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的導(dǎo)向槽為燕尾槽，所述螺母滑塊的底端形成與所述燕尾槽相配合的限位凸部。采用燕尾槽及對(duì)應(yīng)的限位凸部后，可確保隨著螺母滑塊的前后移動(dòng)能帶動(dòng)導(dǎo)向塊及蝸舌頭作上下同步移動(dòng)。

進(jìn)一步優(yōu)選，在所述導(dǎo)向槽的兩端各設(shè)有一個(gè)行程開(kāi)關(guān)，在所述螺母滑塊滑動(dòng)至與所述行程開(kāi)關(guān)相碰的狀態(tài)下，所述的電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)然，也可以將行程開(kāi)關(guān)安裝其他合適的位置。

本發(fā)明解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：該離心風(fēng)機(jī)的流量控制方法，其特征在于包括如下控制過(guò)程：

①、設(shè)定第一壓力傳感器采集的壓力P₁最大時(shí)為初始狀態(tài)，初始狀態(tài)下的蝸舌間隙為標(biāo)準(zhǔn)間隙；、

②、第一壓力傳感器感應(yīng)環(huán)境氣流得到壓力P₁，第二壓力傳感器感應(yīng)環(huán)境氣流得到壓力P₂，第三壓力傳感器感應(yīng)環(huán)境氣流得到壓力P₃；

③、通過(guò)主控制器對(duì)P₁、P₂和P₃進(jìn)行數(shù)值判斷；

④、若P₁最大，主控制器控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作，蝸舌間隙保持在標(biāo)準(zhǔn)間隙；

若P₂最大，主控制器控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)蝸舌并增大蝸舌間隙；

若P₃最大，主控制器控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)蝸舌并減小蝸舌間隙。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：該離心風(fēng)機(jī)通過(guò)設(shè)置可動(dòng)態(tài)調(diào)整的蝸舌，主控制器可以根據(jù)壓力傳感器采集的蝸舌環(huán)壁的壓力變化來(lái)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，從而動(dòng)態(tài)調(diào)整蝸舌深度與間隙，提升多流量工況運(yùn)行時(shí)的效率和風(fēng)量，使吸油煙機(jī)的風(fēng)機(jī)一直能保持高效率運(yùn)行，更好地平衡效率和噪音，使用戶體驗(yàn)大大提升。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例在正常流量工況下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示離心風(fēng)機(jī)另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖；、

圖3為本發(fā)明實(shí)施例在大流量工況下蝸舌調(diào)整后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例在小流量工況下蝸舌調(diào)整后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的蝸舌的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的局部剖視圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的流量控制方法的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1至圖6所示，本實(shí)施例中的離心風(fēng)機(jī)包括具有蝸舌3的蝸殼1和設(shè)置在蝸殼1內(nèi)的葉輪2，該蝸舌3包括有固定座31、柔性連接片32和蝸舌頭33，固定座31固定在蝸殼1上，蝸舌頭33位于固定座31的下方，柔性連接片32銜接在固定座31與蝸舌頭33之間。

以圖2中箭頭A所示方向?yàn)榍跋?，固定?1的前后兩側(cè)分別通過(guò)螺釘固定在蝸殼前蓋11和蝸殼后蓋12上，并同時(shí)與蝸殼環(huán)壁13的折邊14連接固定。柔性連接片32可以使用PET和硅橡膠等容易變形材質(zhì)制作，柔性連接片32的兩端通過(guò)粘接或者咬合分別與固定座31及蝸舌頭33連接，從而保證柔性連接片32在蝸舌頭33即蝸舌的運(yùn)動(dòng)部分往下或上運(yùn)動(dòng)時(shí)候可以伸長(zhǎng)或者縮短，進(jìn)而使蝸舌3與葉輪2之間的間隙即蝸舌間隙得到調(diào)整。蝸舌頭33上固定有沿著蝸舌頭的長(zhǎng)度方向設(shè)置的導(dǎo)向塊4，導(dǎo)向塊4能與蝸舌頭33同步運(yùn)動(dòng)，在導(dǎo)向塊4上表面開(kāi)有沿著導(dǎo)向塊長(zhǎng)度方向設(shè)置的導(dǎo)向槽41，且導(dǎo)向槽41沿著長(zhǎng)度方向斜向設(shè)置。本實(shí)施例中，導(dǎo)向槽41采用燕尾槽，且自后向前斜向下傾斜。

蝸舌頭33構(gòu)成蝸舌環(huán)壁，在蝸舌頭33的中間設(shè)有第一壓力傳感器71、第二壓力傳感器72和第三壓力傳感器73，并且，第一壓力傳感器71安裝在蝸舌3的舌尖部，第二壓力傳感器72和第三壓力傳感器73分別安裝在蝸舌3舌尖部的內(nèi)外兩側(cè)。本實(shí)施例中，第一壓力傳感器71、第二壓力傳感器72和第三壓力傳感器73均為貼裝在蝸舌3環(huán)壁表面上的壓電感應(yīng)薄膜。

如圖7所示，第一壓力傳感器71的信號(hào)輸出端和第一基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)器81的信號(hào)輸出端分別與第一比較器91的第一輸入端、第二輸入端相連，第二壓力傳感器72的信號(hào)輸出端和第二基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)器82的信號(hào)輸出端分別與第二比較器92的第一輸入端、第二輸入端相連，第三壓力傳感器73的信號(hào)輸出端和第三基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)器83的信號(hào)輸出端分別與第三比較器93的第一輸入端、第二輸入端相連，第一比較器91的輸出端、第二比較器92的輸出端和第三比較器93的輸出端均與主控制器10的信號(hào)輸入端相連。主控制器10的信號(hào)輸出端用來(lái)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

本實(shí)施例通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)蝸舌頭33相對(duì)固定座31進(jìn)行上下移動(dòng)，進(jìn)而調(diào)整蝸舌間隙。具體地，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)51、由電機(jī)帶動(dòng)的傳動(dòng)絲杠52以及安裝在傳動(dòng)絲杠上的螺母滑塊53。其中，電機(jī)51采用步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)51安裝在固定座31的后側(cè)，傳動(dòng)絲杠52水平設(shè)置，傳動(dòng)絲杠52的后端安裝在電機(jī)51上，傳動(dòng)絲杠52的前端轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在固定座31的前側(cè)，比如可以在固定座的前側(cè)開(kāi)一個(gè)安裝孔，在安裝孔內(nèi)裝上軸承，傳動(dòng)絲杠的前端裝在該軸承內(nèi)即可。螺母滑塊53嵌入導(dǎo)向槽41內(nèi)，螺母滑塊53的底端形成與燕尾槽相配合的限位凸部531。這樣，通過(guò)螺母滑塊53的前后移動(dòng)就可以帶動(dòng)導(dǎo)向塊4和蝸舌頭33作上下同步移動(dòng)。另外，在導(dǎo)向槽41的兩端各設(shè)有一個(gè)行程開(kāi)關(guān)6，在螺母滑塊53滑動(dòng)至與行程開(kāi)關(guān)6相碰的狀態(tài)下，電機(jī)51停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

離心風(fēng)機(jī)的流量控制方法包括如下控制過(guò)程：

①、設(shè)定第一壓力傳感器采集的壓力P₁最大時(shí)為初始狀態(tài)，初始狀態(tài)下的蝸舌間隙為標(biāo)準(zhǔn)間隙；

②、第一壓力傳感器感應(yīng)環(huán)境氣流得到壓力P₁，第二壓力傳感器感應(yīng)環(huán)境氣流得到壓力P₂，第三壓力傳感器感應(yīng)環(huán)境氣流得到壓力P₃；

③、通過(guò)主控制器對(duì)P₁、P₂和P₃進(jìn)行數(shù)值判斷；

④、若P₁最大，主控制器控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作，蝸舌間隙保持在標(biāo)準(zhǔn)間隙；此時(shí)，螺母滑塊在傳動(dòng)絲杠中間，蝸舌的舌尖部為實(shí)際分離點(diǎn)。

若P₂最大，主控制器控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)蝸舌并增大蝸舌間隙；此時(shí)，吸油煙機(jī)出口阻力小，風(fēng)量接近最大點(diǎn)的時(shí)候，吸油煙機(jī)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常吸油煙所需的風(fēng)量，蝸舌的實(shí)際分離點(diǎn)往蝸舌內(nèi)側(cè)移動(dòng)，傳動(dòng)絲杠帶動(dòng)螺母滑塊驅(qū)動(dòng)蝸舌頭往上移動(dòng)以增大蝸舌間隙，使蝸舌的舌尖部重新成為實(shí)際分離點(diǎn)，從而大幅度減小噪音，同時(shí)提升效率，提升用戶體驗(yàn)。

若P₃最大，主控制器控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)蝸舌并減小蝸舌間隙；此時(shí)，用戶煙道阻力增大，吸油煙機(jī)排煙困難，流動(dòng)工況變化到了小流量工況點(diǎn)，蝸舌的實(shí)際分離點(diǎn)往蝸舌外側(cè)移動(dòng)，傳動(dòng)絲杠帶動(dòng)螺母滑塊驅(qū)動(dòng)蝸舌頭往下移動(dòng)以減小蝸舌間隙，使蝸舌的舌尖部重新成為實(shí)際分離點(diǎn)，從而大幅度減小回流、增大實(shí)際流量和效率，使得在惡劣工況下依然能排出油煙，提升用戶體驗(yàn)。