具備雙風道切換的風機集成系統及其風道切換方法與流程

2023-06-08 10:24:31 1

本發明涉及供風設備領域，具體地說是一種具備雙風道切換的風機集成系統及其風道切換方法。

背景技術：

充氣式遊樂設備製造技術日趨成熟，蘊含各式造型和炫麗外表的充氣產品充斥售賣和遊樂市場，常見的有公園中擺放的充氣兒童樂園、充氣滑梯、充氣卡通造型等，該類充氣式娛樂設施不僅可讓孩子們在玩耍過程中身體素質得以有效鍛鍊，而且其可滿足多人玩耍的特點能夠強烈促進孩子們之間的交流和溝通，有利於培養他們樂觀開朗的性格，因而極易被廣大兒童和兒童家長所認可，同時充氣式遊樂設備的擺放只需一塊平整底面即可，搭建簡單且收納方便，擺放時也不會對地面造成損傷，因而也受到越來越多商家的追捧。

但傳統式充氣結構的展示方式僅僅依靠華麗吸睛的靜態造型吸引觀賞者，每一代新型產品的更新和推出也往往是藉助單獨的外型改變和色彩渲染，可謂是換湯不換藥，產品的玩法等依舊沒變，而隨著人們物質生活的豐富和日益增長的精神文化需求的需要，各式造型的設備已漸失新奇性並逐漸顯現出單調感，兒童對各種新造型也多見怪不怪，缺乏濃厚的興趣，種種跡象說明這種傳統的外觀設計方式已漸不可取，設計師必須拓寬設計領域，並結合充氣產品功能的多樣性和玩法的多變性，從而開拓充氣產品新的設計方向。

為突破日益匱乏的設計素材瓶頸，打破充氣結構的靜態造型從而實現傳統充氣結構的動靜結合，能夠為沉悶的造型結構帶來活力與新意，進而二次煥發充氣結構的魅力吸引，不失為一種創新的設計方式。

而充氣結構動態動作的實現常規實現方法是依靠機械組件的帶動，而機械組件由於構造複雜、質量大往往難以實現與充氣結構的良好結合，且由機械式組件帶動的動作比較僵硬，噪音也較大；通過改變充氣結構的充氣狀態，從而藉助氣流的控制實現對氣流支撐的氣膜外型的改變，能夠在實現充氣結構動態動作的同時有效克服機械組件存在的諸多缺陷，使得動作控制自然流暢，且簡化了產品結構，避免了機械組件存在的安裝限制、控制的僵硬感和使用安全隱患。

眾所周知，充氣結構的主要支撐載體是內部所充入的氣體，通過向充氣式遊樂設備內部一直充氣，形成設備內壓，使充氣式遊樂設備整體結構膨脹形成支撐力。當向結構內充入氣體時，氣膜膨脹擴展，當由結構內抽出氣體時，氣膜收縮塌陷，利用向氣膜內周期性地充入和抽出氣體，可以實現氣膜的膨脹和收縮運動，再藉助充氣結構特殊的膜材邊線構造從而實現充氣結構某個部位或整體的運動造型。比如設計一款動物尾巴的動態充氣造型，當向尾巴部分充入氣體時，尾巴會揚起，當從尾巴部分抽出氣體時，尾巴會垂下，通過周期性地向尾巴部分充氣和抽氣即可實現尾巴部分的上下動態擺動。

為方便產品展示，通常情況下，我們需要保持充氣結構產品整體處於靜態而某些部位呈現為動態。而單件充氣結構產品既要保持整體的充氣氣壓穩定又要實現某個部位的膨脹收縮運動，即充氣結構內既要持續供風供氣又要在整體供風的同時在某個所需部位周期性地抽風抽氣，其中勢必存在著一定的衝突，單颱風機受自身結構與功能限制而無法滿足充氣結構對於上述多種供風方式的需求，通常需要通過布置多條獨立風道和採用不同功能的風機單獨控制供風抽風以解決上述問題，而獨立風道的開設勢必要考慮充氣結構內部膜材的密封布置和粘接拼接，不同風機的安裝位置及線路的進出方式也需全面考慮布排，從而為充氣結構的設計和安裝造成極大困擾，結構設計的整體成本也較高。

技術實現要素：

基於以上種種問題和設計缺陷，本發明的目的旨在提出一種具備雙風道切換的風機集成系統及其風道切換方法，該風機集成系統可以通過調整風道實現單颱風機對於多種供風方式的切換，而無需複雜的獨立風道和多風機布置，具備集約節能、質量輕、安裝模塊化、動作可智能化調控的特點，能夠解決充氣結構風道設計和安裝調控帶來的困難，從而為設計和製造複雜會動充氣造型提供新的技術方案。

為實現上述目的，本發明所採取的技術方案為：

一種具備雙風道切換的風機集成系統，包括：蝸殼，所述蝸殼具有進風口和出風口；風機組件，所述風機組件設在所述蝸殼內；吸氣管路，所述吸氣管路的末端與蝸殼的進風口連通；充氣管路，所述充氣管路的起始端與蝸殼的出風口連通，充氣管路的末端設置有第一出氣口；風道切換管路，所述風道切換管路連接設置於吸氣管路的起始端和充氣管路的管道側壁之間，風道切換管路的起始端和末端分別設置有第一進氣口和驅動控制電機，風道切換管路沿軸向依次在側壁上開設有徑向的第一通風口、第二通風口和第三通風口，第一通風口與吸氣管路的起始端相連，第三通風口與充氣管路的管道側壁相連貫通，第二通風口位於第一通風口與第三通風口之間且與外界連通；風道切換控制組件，所述風道切換控制組件包括密封嵌設於風道切換管路中的第一活塞擋板、第二活塞擋板以及橫向貫穿連接兩活塞擋板的連杆，驅動控制電機通過連杆驅動兩活塞擋板在風道切換管路內沿軸向同步滑移。

作為一種優選方案，還包括集成箱體，所述集成箱體罩設於風機集成系統外部，集成箱體表面上開設有用於穿插第一進氣口、第一出氣口和第二通風口的安裝孔。

作為一種優選方案，所述蝸殼及各管路間的連接均採用密閉連接以保證各空氣流通通道不受外界進氣或漏氣的影響。

作為一種優選方案，所述風機組件可選用離心風機或軸流風機，根據充氣結構對供風壓力的具體需求可選用不同規格和不同類型的風機組件。

作為一種優選方案，所述驅動控制電機上連接設置有主控plc裝置，主控plc裝置根據設定的程序並通過驅動控制電機自動調控活塞擋板的運動。

作為一種優選方案，所述風道切換管路中的三個徑向通風口等間距開設，第一活塞擋板和第二活塞擋板的相對位置保持恆定且兩活塞擋板的間隔距離等於兩相鄰通風口的外緣距離。

作為一種優選方案，所述風道切換管路內安裝驅動控制電機的末端進行密封設置以保持風道切換管路內的密封性良好。

一種具備雙風道切換的風機集成系統的風道切換方法，包括以下步驟：

（1）開啟第一風道：驅動控制電機驅動第一活塞擋板位於第一通風口和第二通風口之間，並驅動第二活塞擋板位於第三通風口和風道切換管路末端之間，此時第一進氣口、蝸殼進風口、蝸殼出風口、第一出氣口導通以構造出第一空氣流通通道，且第一進氣口、蝸殼進風口、蝸殼出風口、第二通風口導通以構造出第二空氣流通通道；

（2）開啟第二風道：驅動控制電機驅動第一活塞擋板位於第一進氣口和第一通風口之間，並驅動第二活塞擋板位於第二通風口和第三通風口之間，此時第二通風口、蝸殼進風口、蝸殼出風口、第一出氣口導通以構造出第三空氣流通通道。

當風機集成系統的第一空氣流通通道導通時，空氣由第一進氣口吸入，經第一出氣口輸出，此時第一進氣口充當抽氣口，第一出氣口充當充氣口；

當風機集成系統的第二空氣流通通道導通時，空氣由第一進氣口吸入，經第二通風口輸出，此時第一進氣口充當抽氣口，第二通風口充當充氣口；

當風機集成系統的第三空氣流通通道導通時，空氣由第二通風口吸入，經第一出氣口輸出，此時第二通風口充當抽氣口，第一出氣口充當充氣口。

綜上，當第一風道開啟時，第二通風口和第一出氣口均可充當充氣口，實現了單風機的雙通道充氣功能；當第二風道開啟時，第二通風口充當抽氣口，第一出氣口充當充氣口，實現了單風機的同時充氣和抽氣功能；因為在風道切換過程中，第一出氣口始終充當充氣口，而第二通風口既可充當充氣口又可充當抽氣口，因此，只需藉助驅動控制電機進行周期性的風道切換，即可實現利用同一颱風機在保持整體充氣供風的同時進行某一部位周期性的抽氣抽風，從而為充氣結構的動態造型控制提供解決途徑。

有益效果：

1、本發明製備的風機集成系統通過設置雙風道切換系統，實現了單颱風機對應多種供風形式的切換，且可在同一期間實現送風與抽風並行運行的供風方式，為充氣結構動態造型的設計解決了技術瓶頸。

2、本發明製備的風機集成系統利用單颱風機同時實現對充氣和抽氣的控制，省略了充氣和抽氣獨立風道的布置，從而優化了供氣裝置安裝結構，提升了風機使用效率，降低了能耗和風機安裝成本。

3、本發明製備的風機集成系統結構簡單，各組件和管路均可實現模塊化安裝，便於拆卸和更換維修，通過活塞擋板等組件進行風道的切換控制使得風道的切換過程較為緩和而不突兀，從而使得充氣結構的動態效果較為自然。

4、本發明製備的風機集成系統整體集成於一箱體中，佔地較小，通過主控plc裝置的程序設定保證了控制的精密性，同時採用活塞擋板和連杆推送的切換方式降低了設備運行和風道切換的噪音。

附圖說明

圖1為風機集成系統開啟第一風道的結構示意圖；

圖2為風機集成系統開啟第二風道的結構示意圖；

附圖說明：1、集成箱體，2、蝸殼，3、風機組件，4、吸氣管路，5、充氣管路，6、風道切換管路，7、第一出氣口，8、第一進氣口，9、驅動控制電機，10、第一通風口，11、第二通風口，12、第三通風口，13、第一活塞擋板，14、第二活塞擋板，15、連杆。

具體實施方式

下面將結合附圖及實施例對本發明的技術方案進行進一步的詳述。

在本發明附圖及實施例的描述當中，需要理解的是術語「第一」、「第二」僅用於描述目的和區別獨立性，而不能理解為指示或暗示相對重要性，且除非另有明確規定和特殊限定外；術語「安裝」、「相連」、「連通」應做廣義理解，即可以理解為固定連接，也可等同理解為可拆卸連接、一體式連接、電連接，或者通過中間媒介間接相連，抑或是兩個元件內部的貫通連通等。對於本領域普通技術人員而言，可根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。此外，在關於本發明的描述中，除另有說明外，「多個」的含義均指兩個或兩個以上。

實施例：

本發明提供的具備雙風道切換的風機集成系統結構示意圖如圖1、圖2所示，包括集成箱體1，集成箱體1罩設於風機集成系統外部，主要起到保護箱體內各組件的作用；集成箱體1內設置有包括蝸殼2，蝸殼2為中空密封殼體結構，其外表面兩端開設有進風口和出風口；蝸殼2內部固定安裝有風機組件3，根據具體使用場合對風機規格的不同要求，風機組件3可選用離心式風機或軸流風機等多種類型和多種規格的風機裝置；蝸殼2的進風口處連接安裝有吸氣管路4，蝸殼2的出風口處連接安裝有充氣管路5，充氣管路5的末端設置有第一出氣口7；在吸氣管路4的起始端和充氣管路5的管道中段側壁之間連接安裝有風道切換管路6，風道切換管路6為中空管體結構，風道切換管路6的起始端開設有與外界連通的第一進氣口8，風道切換管路6的末端設置有驅動控制電機9，驅動控制電機9的安裝管道末端進行密封處理以保證風道切換管路6內的密封性良好；風道切換管路6沿軸向依次在管道側壁上開設有徑向的第一通風口10、第二通風口11和第三通風口12，第一通風口10與吸氣管路4的起始端相連，第三通風口12與充氣管路5的管道側壁相連貫通，第二通風口11位於第一通風口10與第三通風口12之間且與外界連通；風道切換管路6的管道內密封嵌設有第一活塞擋板13、第二活塞擋板14以及橫向貫穿連接兩活塞擋板的連杆15，連杆15一端貫穿連接兩活塞擋板以起到連接支撐作用，另一端固定與驅動控制電機9相連，第一活塞擋板13、第二活塞擋板14以及連杆15共同組成風道切換控制組件，驅動控制電機9通過連杆15可驅動兩活塞擋板在風道切換管路6內沿軸向同步滑移。

在該風機集成系統中，與外界連通的通風孔共有3個，即第一進氣口8、第一出氣口7和第二通風口11，相對應地，在集成箱體1表面上也開設有用於穿插以上3個通風孔的安裝孔，為確保集成系統中的空氣流通通道不受外界進氣或漏氣的影響，除以上3個通風孔外，其它各管路間均採用密閉連接。

為方便該集成系統實現對於不同風道之間的切換，在驅動控制電機9上連接設置有主控plc裝置，主控plc裝置根據設定的程序並通過驅動控制電機9自動調控活塞擋板在風道切換管路6管道內的運動，同時，三個徑向通風口採取等間距開設的布置方式，第一活塞擋板13和第二活塞擋板14的相對位置保持恆定且兩活塞擋板的間隔距離等於兩相鄰通風口的外緣距離。

在進行具體的雙風道切換時，通過以下步驟實現：

（1）開啟第一風道：驅動控制電機9驅動第一活塞擋板13位於第一通風口10和第二通風口11之間，並驅動第二活塞擋板14位於第三通風口12和風道切換管路6末端之間，此時第一進氣口8、蝸殼進風口、蝸殼出風口、第一出氣口7導通以構造出第一空氣流通通道，且第一進氣口8、蝸殼進風口、蝸殼出風口、第二通風口11導通以構造出第二空氣流通通道；

（2）開啟第二風道：驅動控制電機9驅動第一活塞擋板13位於第一進氣口8和第一通風口10之間，並驅動第二活塞擋板14位於第二通風口11和第三通風口12之間，此時第二通風口11、蝸殼進風口、蝸殼出風口、第一出氣口7導通以構造出第三空氣流通通道。

當風機集成系統開啟第一風道時，第一空氣流通通道和第二空氣流通通道同時導通，外界空氣由第一進氣口8被吸入風道切換管路6，並分別經由第一出氣口7和第二通風口11吹出，第一出氣口7和第二通風口11的出風口連接充氣結構，此時，第一出氣口7和第二通風口11均可充當充氣口，並同時為充氣結構進行充氣；

當風機集成系統開啟第二風道時，第三空氣流通通道導通，空氣由第二通風口11被吸入，經第一出氣口7吹出，此時，第二通風口11充當抽氣口，第一出氣口7充當充氣口，由於第一出氣口7和第二通風口11均連接充氣結構，所以第一出氣口7保持對充氣結構充氣，而第二通風口11變為對充氣結構抽氣，進而實現了使用同一颱風機實現充氣和抽氣同步進行的功能。

當風機集成系統再次切換至第一風道時，第一出氣口7保持充氣功能不變，第二通風口11再次由抽氣功能變化為充氣功能；當風道周期性反覆切換時，第一出氣口7的充氣功能保持不變，而與此同時第二通風口11周期性切換為抽氣充氣。

因此，當需要保持充氣結構整體氣壓穩定的同時實現某個部位的動態造型，只需首先將第一出氣口7連接充氣結構的整體氣室，而同時將第二通風口11連接至動態造型部分的氣室，然後藉助驅動控制電機9進行周期性的雙風道切換，即可實現利用同一颱風機在保持整體充氣供風的同時進行某一部位周期性的抽氣抽風，從而為充氣結構的動態造型控制提供解決途徑。

此外，當有多個充氣結構或充氣結構有多個部位均需要實現動態造型時，可在第二通風口11和第一出氣口7的末端發散出多個分管路，或在風道切換管路上增加開設通風口數量，以實現對多個充氣結構或充氣結構多個部位的聯動控制。

涉及實施例的現場具體應用時，作為本發明的拓展，實施例中的風道切換組件並不限於活塞擋板和連杆裝置，根據具體使用場合亦可使用電磁閥、通風閥等多種形式的控制組件，控制方式也可實現自動和手動切換，各管道的布置與走向應在不偏離基本結構的前提下根據具體布局需要而定，各組件規格與型號的選取不加以限定且應以不影響系統整體的功能為前提。

上面所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的構思和保護範圍進行限定，在不脫離本發明設計構思的前提下，本領域中普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變型、替換和改進，均應落入本發明的保護範圍。