一种可改善湍流效应的温湿度调控型洁净室
技术领域
本发明涉及洁净室技术领域，具体涉及一种可改善湍流效应的温湿度调控型洁净室。
背景技术
非层流洁净室造价低、能满足大多数应用场景的净化需求，并且可以集成新风、中央空调等功能，因此应用场景广泛。
非层流洁净室的回风口位于房间天花板（通常处于中心位置），回风口位于侧壁底部，其进风、回风处的位置就决定了气流中存在湍流效应，也就紊流效应，如图1中的阴影区域，在房间上端的拐角处以及回风口正下方的靠近地面处特别容易形成紊流。在紊流区域，空气的交换速度很慢并且很不均匀，如果房间内有体积较大或高度较高的物品还会使这种效应更加明显。
为了解决上述问题，现有技术中通常采用增加送风口的面积或在进风口处增加导流结构的方式来改善气流的流向，例如，专利号为“2016108652286”以及专利号为“2013105029726”均公开了这样一种方式，但单纯增加送风口的面积这一方式显得过于单一，并且位于天花板的风机也不宜设计的过大，最重要的是也没有从根本上解决这一问题。
另一方面，在现有技术中，也有通过在同一主机下方设置多个进风口的方式扩大出风区域，继而达到降低紊流效应的目的，例如专利号“2009102637704”以及“2020113481630”就记载了同一主机设置多个进风口的排风方式，但同一主机下的进风口并没有通过进风口之间来回切换的方式来改善紊流效应，并且这种循环方式中，同侧的出风口、回风口之间的气流循环量较大，相对侧的进风口、回风口之间的气流循环量往往占比很小，因此效果一般。
考虑到非层流洁净室的回风口通常位于房间一组侧壁的底部，因此可通过控制进风口、回风口的开启、关闭实现对室内气流方向的调整，继而改善湍流效应。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明提供一种可改善湍流效应的温湿度调控型洁净室。
为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：
一种可改善湍流效应的温湿度调控型洁净室，包括设置于房顶的主机、设置于房间侧壁底部的回风口：回风口有两组，两组回风口分别设置于房间墙壁的相对面，每组回风口至少有两个回风口，每组回风口中的两个回风口分别设置于相应侧壁的两端；
主机底部设有至少四个阵列分布的进风口，四个进风口形成四个方向的进风口组合；每个进风口组合均可独立开启或闭合；
当某一方向的进风口组合处于开启状态且相对方向的进风口组合处于关闭状态时，靠近进风口组合开启方向的回风口处于关闭状态，且靠近进风口组合关闭方向的回风口组合处于开启状态，并且四个方向的进风口组合可交替开启或关闭。
优选，前述的一种可改善湍流效应的温湿度调控型洁净室：进风口通过可滑动的活动挡板开启或关闭，活动挡板可相对于进风口沿Y向滑动，Y方向的两个活动挡板之间通过导向杆连接，导向杆可相对于活动挡板伸缩，且导向杆中间固定连接可沿Y向滑动的滑动支座；
两个滑动支座之间通过中间支架连接，中间支架可沿Y向滑动至活动挡板关闭任一方向的进风口的状态。
优选，前述的一种可改善湍流效应的温湿度调控型洁净室：X向侧的两个活动挡板之间还通过一对等长且一端铰接的撑杆连接，两个撑杆的另一端分别铰接于两个活动挡板；
导向杆表面设有用于驱动活动挡板向滑动支座运动的弹簧；
中间支架的X向两侧分别设有可沿X向滑动的推动块，推动块可推动两个撑杆的铰接部，以致X向侧的两个活动挡板将相应进风口盖合。
优选，前述的一种可改善湍流效应的温湿度调控型洁净室：两个滑动支座之间通过至少两根X向的支撑杆连接，推动块可滑动连接于支撑杆；
中间支架设有平行于支撑杆的丝杠，两个推动块通过丝杠同步驱动。
优选，前述的一种可改善湍流效应的温湿度调控型洁净室：主机还包括Y向设置的齿条，中间支架设有电机，电机的动力输出端设有可轴向滑动的主动齿轮，丝杠设有被动齿轮，主动齿轮可啮合于被动齿轮或齿条中的一个。
优选，前述的一种可改善湍流效应的温湿度调控型洁净室：主动齿轮的端部设有花键套，花键套通过花键配合于电机的动力输出端，花键套通过电磁铁驱动。
优选，前述的一种可改善湍流效应的温湿度调控型洁净室：齿条的两端设有与中间支架相配合的Y向微动开关，支撑杆的两端均设有与推动块相配合的X向微动开关，Y向微动开关、X向微动开关电连接于回风口开启、闭合控制装置。
优选，前述的一种可改善湍流效应的温湿度调控型洁净室：主机通过位于底部的滑轨连接活动挡板，活动挡板外沿与滑轨之间是滚动连接。
优选，前述的一种可改善湍流效应的温湿度调控型洁净室：推动块的底部还设有用于连接撑杆铰接部的侧翻边，侧翻边与连接撑杆铰接部之间设有用于避免连接撑杆铰接部与侧翻边分离的定位结构。
优选，前述的一种可改善湍流效应的温湿度调控型洁净室：回风口与主机之间通过风道阀门控制。
本发明所达到的有益效果：相对于现有技术，本发明可通过对回风口、进风口开启、闭合的控制，实现对洁净室内部空气流向的切换，避免室内产生湍流。
本发明不仅可以进行X向气流方向的切换，也可进行Y向气流方向的切换，即使在室内有较高物体遮挡的情况下，依然可以较好的对空气进行更新，再者，由于回风口、进风口周期性的交替开启、闭合，因此只需较小的气流循环量即可实现较好的净化效果。
附图说明
图1是现有技术中非层流洁净室产生湍流示意图；
图2是本发明整体机构图；
图3是本发明主机本体结构图（侧边剖切）；
图4是图3中A处的局部放大图；
图5是本发明主机本体内部的底部视图；
图6是本发明活动盖板及活动盖板驱动结构图；
图7是图6中B处的局部放大图；
图8是本发明全开状态示意图；
图9是本发明气流从Y2向Y1方向流动示意图；
图10是本发明气流从Y1向Y2方向流动示意图；
图11是本发明气流从X2向X1方向流动示意图；
图12是本发明气流从X1向X2方向流动示意图；
附图标记的含义：1-主机；2-回风口；3-风道阀门；4-滑动支座；5-活动挡板；6-中间支架；7-丝杠；8-主动齿轮；11-上壳体；12-风机；13-过滤器挡板；14-进风口；15-滑轨；41-支座导轮；42-导向杆；421-挡圈；43-弹簧；44-支撑杆；45-X向微动开关；51-盖板导轮；52-撑杆；521-中心销；53-支撑杆连接座；61-齿条；611-Y向微动开关；62-电机；71-被动齿轮；72-推动块；721-侧翻边；722-卡槽；81-花键套；82-伸缩杆；83-电磁铁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一
如图2至图7所示：本实施例公开了一种可改善湍流效应的温湿度调控型洁净室，包括设置于房顶的主机1，主机1包括上壳体11、设置于上壳体11内部的风机12，在风机12的下方设有过滤装置，过滤装置通常有多层，通过设置于上壳体11内壁的过滤器挡板13进行固定。上壳体11还连接温度、湿度控制装置，例如空调、加湿器等，也可以接入新风系统。风机12为整个气流循环提供动力。
本实施例还包括设置于房间侧壁底部的回风口2：回风口2有两组，两组回风口2分别设置于房间墙壁的相对面，每组回风口2至少有两个回风口2，两个回风口2分别设置于相应侧壁的两端；本实施例以洁净室是一个长方体的方式进行描述，附图中的X、Y方向表示该长方体在水平面的两个垂直的方向，例如东西方向和南北方向。本实施例以现有技术中最为常见的回风口2位于墙壁底部为例，在回风口2处通常设有进气格栅，因此本实施例属于现有技术中的非层流洁净室。
主机1底部设有至少四个阵列分布的进风口14，四个进风口14形成四个方向（分别对应洁净室的四个侧壁）的进风口组合，例如东西南北四个方向；每个进风口组合均可独立开启或闭合。
当某一方向（洁净室内部靠近侧墙壁的某一侧）的进风口组合处于开启状态且相对侧的进风口组合处于关闭状态时，靠近进风口组合开启方向的回风口2处于关闭状态，且靠近进风口组合关闭侧的回风口2处于开启状态，并且四个方向的进风口组合可交替开启或关闭，继而实现风向在水平方向的切换。当然，所有进风口14和所有回风口2也都可以全部处于开启状态，这样本实施例就与现有技术中的普通流洁净室相同。
与现有技术不同的是：本实施例可实现交错开启，例如，位于西侧的进风口组合处于开启状态，且位于东侧的进风口组合处于关闭状态，那么位于西侧的回风口2则处于关闭状态，且位于东侧的回风口2则处于开启状态，具体可结合实施例二中的图12进行理解。反之，还可切换至：位于南侧的进风口组合以及位于北侧的回风口2同时处于开启状态，与此同时，位于北侧的进风口14以及位于南侧的回风口2同时处于闭合状态，具体可结合实施例二中的图9进行理解。也就是说本实施例的进风口14、回风口2处于交叉开启的状态，并且该状态可切换。
在实际应用中：进风口14之间的距离以及回风口2之间的距离和数量均可根据实际情况配置（主要是由房间的面积而定），由于所有的进风口14均属于同一主机1，考虑到主机1的体积通常不会较大，因此若采用一个主机1，并且主机1与进风口14是一体式结构，没有延伸管道，则仅仅适合在面积较小的房间使用。而当房间面积较大时，为了达到本发明的效果，也可以采用多个主机1的方式实现，或者在主机1与进风口14之间增加延长风管。总之同一侧两个进风口14之间距离最好不要小于相应方向房间内部尺寸的40%，否则就很难起到气流交叉流动的效果。
而进风口14与回风口2开启或闭合的切换动作可采用现有技术中的电动阀门，其控制可通过常规的PLC或单片机实现。本实施例在上壳体11的侧部则采用风道阀门3进行开启、闭合的控制。
实施例二
结合图2至图12：相对于实施例一，本实施例主要的区别点在于对进风口14开启、闭合动作的实现结构，之所以需要对该处进行优化，一是因为对于面积不大的洁净室来说，四个进风口14与主机1之间通常不需要增加延伸风管，二是，主机1安装在天花板的上方，在竖向尺寸在受到限制，而进风口14集成在主机1的底部，实现开启、闭合动作的执行机构很容易受到空间限制，本实施例主要就是为了克服这一空间受限问题进行优化。
由于进风口14的面积通常大于回风口2的面积，因此本实施例采用四个进风口14对应六个回风口2的方式进行描述，六个回风口2分别分布于房间的两侧。在进行风向切换时，位于中间的回风口2保持常开状态。
本实施例中，进风口14通过可滑动的活动挡板5开启或关闭，活动挡板5可相对于进风口14沿Y向滑动，Y方向的两个活动挡板5之间通过导向杆42连接，导向杆42可相对于活动挡板5伸缩，且导向杆42中间固定连接可沿Y向滑动的滑动支座4，导向杆42的中间与滑动支座4之间是固定连接的方式。再者，活动挡板5在靠近滑动支座4的一侧设有支撑杆连接座53（位于活动挡板5的上表面），导向杆42穿过支撑杆连接座53，且可相对于支撑杆连接座53伸缩。
为了降低摩擦力，滑动支座4最好通过支座导轮41滚动连接于滑轨15。
在两个滑动支座4之间通过中间支架6连接，中间支架6可沿Y向滑动至活动挡板5关闭任意一个方向的进风口组合的状态。
X向侧的两个活动挡板5之间还通过一对等长且一端铰接的撑杆52连接，两个撑杆52的另一端分别铰接于两个活动挡板5，这样当推动两个撑杆52的铰接处向活动挡板5的方向运动时，两个活动挡板5之间的距离就会增加，当然两个撑杆52之间要具备一定的开口夹角，并且活动挡板5与外沿与主机1之间最好采用滚动连接的方式配合。在本实施例中，主机1通过位于底部的滑轨15连接活动挡板5，活动挡板5外沿设有盖板导轮51，因此活动挡板5与滑轨15之间是滚动连接。再者，导向杆42表面设有用于驱动活动挡板5向滑动支座4运动的弹簧43，在导向杆42的端部有挡圈421，弹簧43套在导向杆42的表面，弹簧43的两端分别连接挡圈421、支撑杆连接座53，通过弹性力驱动活动挡板5向滑动支座4的方向运动。弹簧43的作用是配合两个撑杆52使用，用于使两个撑杆52向靠近的方向运动。
中间支架6的X向两侧分别设有可沿X向滑动的推动块72，推动块72可推动两个撑杆52的铰接部，以致X向侧的两个活动挡板5将相应进风口14盖合。
两个滑动支座4之间通过至少两根X向的支撑杆44连接，这样两根支撑杆44即可将两个滑动支座4和位于中间的中间支架6构成一个整体的X向分布支架。推动块72可滑动连接于支撑杆44，推动块72的具体驱动方式是：中间支架6设有平行于支撑杆44的丝杠7，两个推动块72通过丝杠7同步驱动。主机1还包括Y向设置的齿条61，中间支架6设有电机62，电机62的动力输出端设有可轴向滑动的主动齿轮8，丝杠7设有被动齿轮71，主动齿轮8可啮合于被动齿轮71或齿条61中的一个。主动齿轮8在保证与电机62动力轴传递扭矩的前提下，还可轴向滑动。也就是说主动齿轮8的端部设有花键套81，花键套81通过花键配合于电机62的动力输出端，花键套81一端有伸缩杆82，伸缩杆82通过电磁铁83进行驱动。这样当电磁铁83驱动伸缩杆82动作时，即可使主动齿轮8实现换挡。本实施例中的电机62须采用自带编码器的伺服电机或步进电机，系统可根据编码器的反馈计算电机62的旋转角度及旋转圈数，继而换算成中间支架6所在的位置，保证主动齿轮8在切换时，能够与准确与齿条61或被动齿轮71啮合。
由于回风口2与进风口14之间要实现交叉开启或闭合，因此齿条61的两端设有与中间支架6相配合的Y向微动开关611，支撑杆44的两端均设有与推动块72相配合的X向微动开关45。四个微动开关分别与某一组进风口14的开启、闭合相对应，因此可检测相应侧的进风口14开启或闭合状态。微动开关电连接于相应的回风口控制装置，例如PLC、单片机等控制模块。
当推动块72推动两个撑杆52铰接处时，主动齿轮8仅与被动齿轮71啮合，因此为了避免该状态下中间支架6沿着Y向滑动，以致推动块72与两个撑杆52铰接处发生偏移，本实施例推动块72的底部还设有用于连接撑杆52铰接部的侧翻边721，侧翻边721与连接撑杆52铰接部之间设有用于避免连接撑杆52铰接部与侧翻边721分离的定位结构。如图7所示，可在侧翻边721的中间位置开设具有斜口的卡槽722，卡槽722的开口处正对两个撑杆52铰接处，并使两个撑杆52的中心销521向下伸出，这样当推动块72推动两个撑杆52铰接处时，中心销521（向下延伸的部分）可进入至卡槽722的内部，通过中心销521与卡槽722的配合保证推动块72与撑杆52铰接部的正确结合。
如图8至图12所示，图8至图12用X1、X2、Y1、Y2分别表示洁净室的四个方向，图8表示所有进风口14和回风口2均处于开启状态，在该状态下，容易产生现有技术中的湍流现象。当需要在X向切换气流方向时，在中间支架6处于Y向中间位置（通过电机62的反馈获得）的情况下，电机62带动丝杠7旋转，丝杠7带动推动块72推动某一方向两个撑杆52的铰接处，将两个活动挡板5分别推向两个进风口14，当推动块72接触到该侧的X向微动开关45时，相应侧的回风口2动作，在X向改变气流方向，打破绕流现象，当推动块72远离两个撑杆52铰接处时，在弹簧43的作用下，两个活动挡板5处于靠近的状态（若中间支架6处于Y向中间位置，则两个活动挡板5对应的进风口14均处于开启状态），具体状态如图11及图12状态所示。
当需要在Y向切换气流方向时，在两个推动块72与两个撑杆52铰接处分离的状态下，即中间支架6处于X向的中间位置，主动齿轮8与齿条61啮合，带动活动挡板5实现对Y1、Y2侧进风口14的闭合。当中间支架6触发某一Y向微动开关611时，相应侧的回风口2发生动作，具体如图9或图10所示。在实际工作过程中，可周期性的切换气流回路。
相对于实施例一，本实施例四个进风口14的开启或闭合只需一个电机62即可实现动作，并且活动挡板5及相应的驱动结构较为紧凑，空间占用少，能够较好的控制主机1的竖向空间受限。
相对于现有技术，本实施例可通过对回风口2、进风口14开启、闭合的控制，实现对洁净室内部空气流向的切换，避免室内产生湍流。本实施例不仅可以进行X向气流方向的切换，也可进行Y向气流方向的切换，即使在室内有较高物体遮挡的情况下，依然可以较好的对空气进行更新，再者，由于回风口2、进风口14周期性的交替开启、闭合，因此只需较小的气流循环量即可实现较好的净化效果。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
上一条：一种基于碳中和的洁净室数智化节能系统下一条：一种洁净室用的多位一体式检测器