风叶结构及具有其的空调器的制作方法

本实用新型涉及空调器设备技术领域，具体而言，涉及一种风叶结构及具有其的空调器。

背景技术：

离心风叶被广泛运用于通风设备领域，主要结构包括叶片、导流圈和轮毂。离心风叶高速旋转主要承受离心力和空气阻力的作用，当风叶承受力过大时会在薄弱位置开裂。现有风叶通常在轮毂外侧设置浇口，这种设置方式对于流动性好的材料可以满足填充，而对流动性差的含玻纤阻燃材料如ABS-(GF10+FR)则会在轴孔处出现缩水、填充不满现象，导致风叶无法通过高速旋转测试，此外，为验证工艺可行性，现有检测手段都是采用人工现场实验的方式，这种方式比较费时费力，无法保证风叶结构的效率。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种风叶结构及具有其的空调器，以解决现有技术中的风叶结构强度低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种风叶结构，包括：轮毂；轮辐，轮辐与轮毂相连接，轮毂与轮辐通过设置于轮辐一侧的浇口浇铸成型，浇口为三个。

进一步地，轮辐的中部设置有轴孔，三个浇口沿轴孔的外周间隔地设置。

进一步地，相邻两个浇口的几何中心至轴孔的孔心处的连线的夹角为120°。

进一步地，三个浇口中的至少一个浇口的直径为2mm。

进一步地，风叶结构还包括：叶片，叶片的第一端与轮毂相连接，叶片的第二端沿垂直于轮毂所在平面的方向远离轮毂设置，叶片为多个，多个叶片沿轮毂的周向间隔地设置以形成环形；导流圈，导流圈为环形，多个叶片的第二端均与导流圈相连接。

进一步地，浇口的几何中心至叶片齿形的距离为L，其中，L1≥40mm。

进一步地，从浇口处流至轮辐的轴孔处的距离为L2，从浇口处流至导流圈处的距离为L3，其中，L2/L3＝1:3。

进一步地，L2＝15mm，L3＝45mm。

进一步地，导流圈与叶片的连接处设置有加强筋。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种空调器，包括风叶结构，风叶结构为上述的风叶结构。

应用本实用新型的技术方案，将风叶结构通过设置在轮辐一侧的三个浇口浇铸成型，能够有效地提高风叶结构的强度，提高了该风叶结构的可靠性，增加了风叶结构的使用寿命。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，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示出了根据本实用新型的风叶结构的实施例的第一视角的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的风叶结构的实施例的第二视角的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型的风叶结构的实施例的第三视角的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、轮毂；

20、轮辐；21、轴孔；

30、叶片；

40、导流圈；

50、加强筋。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图3所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种风叶结构。

具体地，如图1所示，该风叶结构包括轮毂10和轮辐20。轮辐20与轮毂10相连接，轮毂10与轮辐20通过设置于轮辐20一侧的浇口浇铸成型，浇口为三个。

在本实施例中，将风叶结构通过设置在轮辐20一侧的三个浇口浇铸成型，能够有效地提高风叶结构的强度，提高了该风叶结构的可靠性，增加了风叶结构的使用寿命。其中，如图1所示，轮辐20为环形结构，轮辐20与轮毂10相连接并沿轮毂10的径向方向延伸形成板状结构，轮辐20开设有通孔。

其中，轮辐20的中部设置有轴孔21，三个浇口沿轴孔21的外周间隔地设置。这样设置能够有效提高该风叶结构的性能。

进一步地，相邻两个浇口的几何中心至轴孔21的孔心处的连线的夹角为120°。这样设置能够使得浇铸时的物料流动起来更加均匀。

优选地，三个浇口中的至少一个浇口的直径为2mm。

如图2和图3所示，风叶结构还包括叶片30。叶片30的第一端与轮毂10相连接，叶片30的第二端沿垂直于轮毂10所在平面的方向远离轮毂10设置，叶片30为多个，多个叶片30沿轮毂10的周向间隔地设置以形成环形。其中，浇口的几何中心至叶片30齿形的距离为L，其中，L1≥40mm。这样设置能够有效地提高风叶结构的性能。

风叶结构还包括导流圈40。导流圈40为环形，多个叶片30的第二端均与导流圈40相连接。从浇口处流至轮辐20的轴孔21处的距离为L2，从浇口处流至导流圈40处的距离为L3，其中，L2/L3＝1:3。这样设置能够避免在浇铸的过程中轴孔出现缩水和打不满的情况。优选地，L2＝15mm，L3＝45mm。

为了提高风叶结构的性能，在导流圈40与叶片30的连接处设置有加强筋50。

上述实施例中的风叶结构还可以用于空调器设备技术领域，即根据本实用新型的另一方面，提供了一种空调器，包括风叶结构，风叶结构为上述实施例中的风叶结构。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种风叶结构检测的方法，该方法用于对上述的风叶结构进行检测，方法包括以下步骤：将风叶结构模型导入静力学模块模拟系统中，对风叶结构的轴孔21施加固定约束以模拟螺栓对轴孔21的固定作用，在轴孔21的外表面施加旋转载荷，以模拟风叶结构做高速旋转并找出风叶结构的最大应力位置以对最大应力位置处的结构进行重新优化。进一步地，对风叶结构的轴孔21施加固定约束时，可以对轴孔21的内壁进行施加固定约束，或者，可以对轴孔21的内壁和底部同时进行施加固定约束。

具体地，原风叶结构的浇注工艺是将6个浇口均匀布置在轮毂外侧，浇口离中间轴孔距离远，导致保压困难，轴孔处出现缩水、打不满的工艺缺陷，而在本申请中将3个浇口设置在风叶轮毂的内侧即轮辐上，不仅离中心轴孔的距离近，能对轴孔有效保压，轴孔处不再出现缩水、打不满的工艺缺陷，且浇口数量减少，节约了热流道成本。

原有检测不同浇注工艺下生产出的风叶高速旋转是否合格的方式是人工现场实验，这种方法不仅费时费力，且因人而异，存在干扰因素过多，结果不准确，而本申请运用ANSYSWorkBench静力学模块对风叶模型设置高速旋转实验相同的转速，模拟实际高速旋转实验，这种方法评价风叶结构是否达标的效率更快，极大降低了人工成本。

在本实施例中，在风叶轮毂的内侧设置3个浇口，离中心轴孔近，利于保压，可有效保证轴孔处先打满，且通过仿真手段验证此工艺的可靠性，作为评价风叶结构高速旋转是否合格的指标。其中，浇口数量有3个，均匀布置在叶片轮毂内侧，相互之间呈夹角120°分布。

现有技术中，可以设置电机特定转速，带动转轴运转，将风叶结构通过螺栓固定在转轴上，跟随转轴一起旋转以检测风叶结构的强度是否合格。

采用静力学模块模拟风叶结构高速旋转实验，采用对孔壁处施加的固定约束，以模拟螺栓对轴孔的固定作用，通过增加风叶结构旋转约束以模拟风叶结构以轴孔中心为轴旋转，其旋转速度可设置任意数值。

本申请主要针对现有风叶工艺和检测方法存在的以下难题提出，并以此方法解决所列难题：

现有离心风叶工艺6个浇口设置在轮毂外侧，流动距离相对于导流圈和中心轴孔处的距离基本一致，对于一般风叶材料，由于流动性较好，此种浇口设置方式料流可同步流到导流圈和中心轴孔处，不会出现中心轴孔缩水和打不满现象，然而对于流动性不太好的材料，如ABS-(GF10+FR)，材料内部添加了玻纤和阻燃剂，使材料流动性急剧下降，再加上中心轴孔位置料厚比其他地方厚，使该位置较难打满，且此种浇口设置方式浇口离轴孔处有一定距离，不利于保压，如强行保压又会导致叶片粘模，难以取件。

现有离心风叶检测采用人工方式，这种方式不仅费时费力，而且存在人为因素干扰，结果不一定准确。风叶在高速旋转实验中，由于旋转速度很快，若开裂不管是人眼还是仪器都无法观测到最先开裂的位置，因此也就无法对风叶最先开裂的位置进行结构强化，盲目强化又费时费力，效果不好。

为解决上述难题，具体实施方式如下：

将轮毂外侧6个浇口改为内侧3个浇口，原有浇口直径为1.8mm，更改为2.0mm，风叶轮毂料厚和轴孔料厚需保持一致，前模接60度模温，保证中心轴孔处不能有熔接线。

对于此种类似风叶结构，采用流动性不好的材料注塑时，为保证中心轴孔处先打满，浇口需设置在风叶轮毂内圈，均匀分布，浇口彼此成120°夹角，浇口距离叶片齿形保证大于或等于40mm，此种方式布置的浇口，物料流到中心轴孔的流动距离为15mm，到达时间0.2秒左右，料流到导流圈的流动距离为45mm，到达时间为1.3秒左右，因此物料流到中心轴孔和导流圈的流动距离比为1:3，物料先填满中心轴孔，避免轴孔缩水和打不满的情况。

此类结构的风叶浇口需同时出胶，要用针点热流道，不能用针阀热流道。热流道要平衡，保证各热嘴出胶平衡，否则动平衡测试不通过。添加阻燃剂的风叶为避免碳化，不能做热流道，只能做冷流道。

采用仿真方式模拟风叶结构高速旋转实验，具体方案如下：

所有操作均在ANSYS Workbench静力学模块下，将风叶模型导入到软件中，在轴孔内侧施加固定约束，模拟螺栓对轴孔的固定作用，在轴孔外表面施加旋转载荷，模拟高速旋转速度。

风叶结构原模型经过仿真测试，最大应力为66MPa，接近材料的极限抗拉强度，实际实验原模型高速旋转开裂不合格，最大应力位置在叶片与导流圈的连接处，因此该部位为整个风叶的最薄弱位置，对该位置进行针对性地结构优化，以期能通过高速旋转实验。

优化方案如下：

将优化的两种风叶模型导入到软件中进行仿真测试，得出的仿真结果如表1所示：

表1风叶结构仿真结果对比

优化方案二的风叶顺利通过高速旋转实验，其最大应力值为51.6MPa，为极限抗拉强度的73.7％，而初始模型和方案一模型的最大应力分别为极限抗拉强度94.3％和88.4％。

因此，对于此类结构的风叶，进行高速旋转仿真，仿真得出的最大应力不得超出材料抗拉强度的75％，若超出，更改产品结构增加产品强度，如增加导流圈的高度和厚度、导流圈与齿连接处增加筋条、增加产品厚度。其中，风叶材料ABS-(GF10+FR)的极限抗拉强度为70MPa，高速旋转实验设置的转速为4200RPM。风叶结构的浇口设置3个并位于轮辐上，直径为2mm，类似结构的风叶结构尺寸大小会不一样，为保证同样的注塑效果，浇口同样应设置在轮辐上，且需根据风叶的尺寸和进胶压力要求确定所需浇口数量和直径大小，因此，不同尺寸大小的此类结构风叶，采用流动性差的含玻纤阻燃材料注塑时，浇口数量和直径大小会不一样，但位置必须保证在轮辐上，且料流到中心轴孔和导流圈的流动距离比需保证为1:3。

对于风叶结构高速旋转仿真，可以在轴孔内侧一面施加固定约束Fixed Support，也可以在轴孔内侧相互之间呈90°夹角的相邻两个面上均施加无摩擦约束Frictionless Support，其最终的效果都是用于模拟螺栓对轴孔的固定作用。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。