本發(fā)明涉及一種離心風機及其流量控制方法。

背景技術：

目前吸油煙機的風機系統(tǒng)多采用體積較小、流量和壓力較大的多翼葉離心風機，離心風機一般都包括有蝸舌，蝸舌用以防止一部分氣體在蝸殼內循環(huán)流動，蝸舌分離點的位置根據(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于提升風機效率和壓力有利，但同時會帶來噪聲增大的不利影響，因此對于一般的離心風機一般會折中性能與噪聲而取一個適當?shù)墓潭ㄖ担沁@個固定值往往是對一個工況有效，難以兼顧其他流量點工況。從日常試驗和CFD分析中發(fā)現(xiàn)，隨著吸油煙機出口阻力的增大，工況不斷惡化，蝸內氣流從大流量工況點向小流量轉換，實際分離點隨著工況惡化有明顯地從蝸舌內側往外側移動的趨勢，而蝸舌前段最大壓力點也跟著一起變化，當運行工況偏離設計工況點的時候，由于葉輪速度三角形的變化和出口環(huán)境影響回流會導致離心風機性能大幅度下降。目前，為了減小噪聲，目前往往通過簡單的軸向變R的方式來改變蝸舌圓角，同時使蝸舌與葉輪的間隙得以改變，雖然對蝸舌結構作上述改進后可以減小一部分噪音，但是風量會變小，經(jīng)實驗得知，其風量基本上都會比不變R的蝸舌小。綜上所述，為了能夠更好地平衡效率和噪音，有待對現(xiàn)有的離心風機結構作進一步改進。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是針對上述現(xiàn)有技術現(xiàn)狀，提供一種能根據(jù)蝸舌環(huán)壁壓力變化而調整蝸舌間隙的離心風機。

本發(fā)明所要解決的第二個技術問題是針對上述現(xiàn)有技術現(xiàn)狀，提供一種能平衡風機效率和噪音的離心風機的流量控制方法。

本發(fā)明解決上述第一個技術問題所采用的技術方案為：該離心風機包括具有蝸舌的蝸殼和設置在蝸殼內的葉輪，其特征在于：還包括有壓力傳感器、主控制器和驅動機構，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外兩側，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輸出端用來與所述主控制器的信號輸入端相連，所述主控制器的信號輸出端控制所述驅動機構，所述驅動機構用來驅動所述蝸舌并進而調整蝸舌與葉輪之間的間隙。

優(yōu)選地，該離心風機還包括有第一基準電壓調節(jié)器、第二基準電壓調節(jié)器、第三基準電壓調節(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輸出端和第一基準電壓調節(jié)器的信號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輸出端和第二基準電壓調節(jié)器的信號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輸出端和第三基準電壓調節(jié)器的信號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輸入端相連。

為了使三個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，所述蝸舌頭在驅動機構的作用下相對固定座移動并進而調整蝸舌間隙。柔性連接片一般可以使用PET和硅橡膠等容易變形材質制作而成。當然，活動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。

進一步優(yōu)選，在所述的蝸舌頭上固定有沿著蝸舌頭的長度方向設置的導向塊，在所述導向塊上表面開有沿著導向塊長度方向設置的導向槽，且所述導向槽沿著長度方向斜向設置，所述的驅動機構包括電機、由所述電機帶動的傳動絲杠以及安裝在傳動絲杠上的螺母滑塊，所述的電機固定在所述的固定座或者蝸殼上，所述的傳動絲杠水平設置，所述螺母滑塊嵌入所述的導向槽內并通過螺母滑塊的前后移動帶動所述的導向塊及蝸舌頭作上下同步移動。

進一步優(yōu)選，所述的導向槽為燕尾槽，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。采用燕尾槽及對應的限位凸部后，可確保隨著螺母滑塊的前后移動能帶動導向塊及蝸舌頭作上下同步移動。

進一步優(yōu)選，在所述導向槽的兩端各設有一個行程開關，在所述螺母滑塊滑動至與所述行程開關相碰的狀態(tài)下，所述的電機停止轉動。當然，也可以將行程開關安裝其他合適的位置。

本發(fā)明解決上述第二個技術問題所采用的技術方案為：該離心風機的流量控制方法，其特征在于包括如下控制過程：

①、設定第一壓力傳感器采集的壓力P₁最大時為初始狀態(tài)，初始狀態(tài)下的蝸舌間隙為標準間隙；、

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

③、通過主控制器對P₁、P₂和P₃進行數(shù)值判斷；

④、若P₁最大，主控制器控制驅動機構停止動作，蝸舌間隙保持在標準間隙；

若P₂最大，主控制器控制驅動機構動作，進而驅動蝸舌并增大蝸舌間隙；

若P₃最大，主控制器控制驅動機構動作，進而驅動蝸舌并減小蝸舌間隙。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：該離心風機通過設置可動態(tài)調整的蝸舌，主控制器可以根據(jù)壓力傳感器采集的蝸舌環(huán)壁的壓力變化來驅動驅動機構進行相應的動作，從而動態(tài)調整蝸舌深度與間隙，提升多流量工況運行時的效率和風量，使吸油煙機的風機一直能保持高效率運行，更好地平衡效率和噪音，使用戶體驗大大提升。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例在正常流量工況下的結構示意圖；

圖2為圖1所示離心風機另一角度的結構示意圖；、

圖3為本發(fā)明實施例在大流量工況下蝸舌調整后的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例在小流量工況下蝸舌調整后的結構示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例的蝸舌的結構示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例的局部剖視圖；

圖7為本發(fā)明實施例的流量控制方法的結構框圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。

如圖1至圖6所示，本實施例中的離心風機包括具有蝸舌3的蝸殼1和設置在蝸殼1內的葉輪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所示方向為前向，固定座31的前后兩側分別通過螺釘固定在蝸殼前蓋11和蝸殼后蓋12上，并同時與蝸殼環(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制作，柔性連接片32的兩端通過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即蝸舌的運動部分往下或上運動時候可以伸長或者縮短，進而使蝸舌3與葉輪2之間的間隙即蝸舌間隙得到調整。蝸舌頭33上固定有沿著蝸舌頭的長度方向設置的導向塊4，導向塊4能與蝸舌頭33同步運動，在導向塊4上表面開有沿著導向塊長度方向設置的導向槽41，且導向槽41沿著長度方向斜向設置。本實施例中，導向槽41采用燕尾槽，且自后向前斜向下傾斜。

蝸舌頭33構成蝸舌環(huán)壁，在蝸舌頭33的中間設有第一壓力傳感器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舌尖部的內外兩側。本實施例中，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薄膜。

如圖7所示，第一壓力傳感器71的信號輸出端和第一基準電壓調節(jié)器81的信號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的信號輸出端和第二基準電壓調節(jié)器82的信號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的信號輸出端和第三基準電壓調節(jié)器83的信號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的信號輸入端相連。主控制器10的信號輸出端用來控制驅動機構。

本實施例通過驅動機構來驅動蝸舌頭33相對固定座31進行上下移動，進而調整蝸舌間隙。具體地，該驅動機構包括電機51、由電機帶動的傳動絲杠52以及安裝在傳動絲杠上的螺母滑塊53。其中，電機51采用步進電機，電機51安裝在固定座31的后側，傳動絲杠52水平設置，傳動絲杠52的后端安裝在電機51上，傳動絲杠52的前端轉動設置在固定座31的前側，比如可以在固定座的前側開一個安裝孔，在安裝孔內裝上軸承，傳動絲杠的前端裝在該軸承內即可。螺母滑塊53嵌入導向槽41內，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，通過螺母滑塊53的前后移動就可以帶動導向塊4和蝸舌頭33作上下同步移動。另外，在導向槽41的兩端各設有一個行程開關6，在螺母滑塊53滑動至與行程開關6相碰的狀態(tài)下，電機51停止轉動。

離心風機的流量控制方法包括如下控制過程：

①、設定第一壓力傳感器采集的壓力P₁最大時為初始狀態(tài)，初始狀態(tài)下的蝸舌間隙為標準間隙；

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

③、通過主控制器對P₁、P₂和P₃進行數(shù)值判斷；

④、若P₁最大，主控制器控制驅動機構停止動作，蝸舌間隙保持在標準間隙；此時，螺母滑塊在傳動絲杠中間，蝸舌的舌尖部為實際分離點。

若P₂最大，主控制器控制驅動機構動作，進而驅動蝸舌并增大蝸舌間隙；此時，吸油煙機出口阻力小，風量接近最大點的時候，吸油煙機已經(jīng)遠遠超出正常吸油煙所需的風量，蝸舌的實際分離點往蝸舌內側移動，傳動絲杠帶動螺母滑塊驅動蝸舌頭往上移動以增大蝸舌間隙，使蝸舌的舌尖部重新成為實際分離點，從而大幅度減小噪音，同時提升效率，提升用戶體驗。

若P₃最大，主控制器控制驅動機構動作，進而驅動蝸舌并減小蝸舌間隙；此時，用戶煙道阻力增大，吸油煙機排煙困難，流動工況變化到了小流量工況點，蝸舌的實際分離點往蝸舌外側移動，傳動絲杠帶動螺母滑塊驅動蝸舌頭往下移動以減小蝸舌間隙，使蝸舌的舌尖部重新成為實際分離點，從而大幅度減小回流、增大實際流量和效率，使得在惡劣工況下依然能排出油煙，提升用戶體驗。